Для обеззараживания воды используют. Обеззараживание воды современные методы

Поделись страницей с друзьями!

Обеззараживание воды необходимо для обеспечения ее приемлемого химического состава, органолептических свойств и соответствия санитарно-эпидемиологическим стандартам с целью последующего употребления или применения в производственных или бытовых целях.

Содержание:

На сегодняшний день науке известны многие способы и методы обеззараживания воды, которые отличаются не только технологией, применяемыми средствами и их эффективностью, но и возможностью проведения таких мероприятий как в лабораторных, так и в обычных полевых условиях. Современные методы обеззараживания воды предусматривают использование высокотехнологичных установок, различных химических веществ для уничтожения вредных микроорганизмов и бактерий.

Среди наиболее лучших и популярных методов обеззараживания воды следует выделить нижеперечисленные:

• Термическая обработка воды (кипячение). Это наиболее простой и доступный метод обеспечения пригодности воды к употреблению и ее обеззараживанию;
• Обработка воды ультразвуком. Довольно устаревший способ обеззараживания жидкости, но довольно эффективный;
• Ультрафиолетовое обеззараживание воды (использование специальных ламп). В этом случае применяются установки и лампы, которые являются источниками УФ-лучей. Уровень эффективности такого метода довольно высокий, а очистка воды происходит в короткие сроки благодаря пагубному для бактерий действию ультрафиолетового излучения;
• Обработка воды электрическими разрядами высокой мощности. Этот метод обеззараживания воды и уничтожения микроорганизмов, а также бактерий в ее составе, несет в себе большой уровень риска для человека, а проведение его в полевых условиях практически невозможно. Несмотря на это, данный способ считается одним из наиболее эффективных для получения питьевой воды, наряду с использованием ультрафиолета и гипохлорита натрия;
• Обработка воды озоном, или так называемое озонирование. Это один из наиболее дорогих способов получения питьевой воды, но и один из самых эффективных. Для его проведения необходимо специальное оборудование, установки и надлежащие условия;
• Обеззараживание воды при помощи специальных химических веществ, препаратов и добавок. Этот метод используется для обработки сточных вод и предусматривает использование гипохлорита натрия, йода, марганцовки, серебра, хлора, перекиси водорода и т. д. Эти вещества или соединения могут выпускаться в виде таблеток или брикетов, которые подвержены быстрому растворению в воде.

Современные методы обеззараживания сточных вод и питьевой воды стали гораздо эффективнее, а сама процедура получения питьевой воды стала проще и доступнее для рядовых граждан.

Обеззараживание воды серебром считается одним из наиболее древних методов очищения воды, нейтрализации вредных микроорганизмов и бактерий. Ранее считалось, что серебро является лучшим средством от многих болезней.

Очистка воды таким способом может быть осуществлена и в полевых условиях, для чего необходимо иметь серебро в чистом виде.

Научно доказано, что серебро эффективно борется со многими болезнетворными микроорганизмами, однако, остается открытым вопрос о влиянии серебра на некоторые виды простейших бактерий.

Помимо этого, накопление серебра в организме человека может нанести определенный ущерб для него. Речь идет именно о продолжительном использовании серебра в качестве средства для очистки воды.

• Постоянное поступление серебра в организм человека может стать причиной возникновения ряда заболеваний, поэтому перед тем, как обеззаразить воду при помощи серебра необходимо обратиться к врачу за консультацией о возможности использования такого метода очистки питьевой воды.
• Более того, в соответствии с утвержденными санитарными нормами, серебро относится ко второму классу опасности, и это лишний раз подтверждает тот факт, что данное средство для обеззараживания воды не является самым оптимальным и безопасным.
• Обеззараживание серебром дает видимые результаты при обработке проточной воды, однако, использование этого метода для обеззараживания сточных вод крайне неэффективно.

Химические способы обеззараживания воды предполагают использование химических препаратов и веществ, а также специальных установок для очистки воды.

Целью этого метода является уменьшение риска заражения человеческого организма кишечной палочкой или другими болезнетворными микроорганизмами и бактериями, которые попадают вместе с водой.

В этих целях могут использоваться такие химические вещества, как хлор, серебро, йод, озон, марганцовка, перекись водорода и т. д.

Одним из наиболее распространенных способов химической очистки воды является использование хлора. С хлорированием знакомы почти все жители городов и других населенных пунктов, которые подключены к централизованной системе водоснабжения. Насыщение воды хлором происходит благодаря работе специальных обогатительных установок.

Озон также успешно используется для очистки воды, однако, его использование нерационально для бытовых нужд из-за дороговизны этого метода.

Марганцовка, благодаря своим высоким бактерицидным свойствам, может применяться для индивидуальной очистки и обеззараживания воды, а ее эффективность давно доказана специалистами в этой области. Марганцовка поступает в продажу в виде обычных таблеток.

Перекись водорода используется для обеззараживания воды довольно давно, однако, в настоящее время лабораторные исследования не дали окончательного ответа относительно уровня эффективности использования перекиси водорода, и основания говорить, что это средство на данный момент лучшее, отсутствуют.

Одним из лучших и эффективных способов обеззараживания воды на станциях водоподготовки, а также сточных вод, является использование гипохлорита натрия. Это вещество отличается невысокой стоимостью, а весь метод – экологичностью и безопасностью для окружающей среды.

Основой этого способа обеззараживания сточных вод и питьевой воды является электролиз при растворении поваренной соли в проточном режиме. Промышленные выбросы при этом методе очистки электролизом минимальны и абсолютно безопасны.

Гипохлорит натрия имеет выраженный бактерицидный эффект, при котором уничтожаются вредоносные бактерии, вирусы и микроорганизмы в процессе электролиза.

Обеззараживание воды описываемым способом электролиза гипохлорита натрия осуществляется при помощи специальной установки. При этом дозирование и уровень подачи гипохлорита натрия осуществляется при помощи многофункциональных насосов.

Гипохлорит натрия, помимо обеззараживания питьевой воды в центральных сетях водоснабжения, может также применяться для очистки воды в бассейнах, водонапорных башнях, использоваться в медицинских целях, на предприятиях общественного питания и в промышленности.

Установка обеззараживания воды, использующая принцип электролиза гипохлорита натрия, применима как для очистки сточных вод, так и для обеззараживания питьевой воды различных объемов.

Для обеззараживания питьевой воды используются различные химические и органические вещества, изготовленные в виде рассыпного материала или таблеток.

Они могут использоваться в различных местах водоочистки, довольно мобильны и имеют небольшую стоимость.

Таблетки для обеззараживания воды могут быть использованы как в локальных емкостях, так и динамичных источниках питьевой воды, например, ручьях, проточных колодцах, родниках и т. п.

Зачастую таблетки для обеззараживания воды имеют в своем составе такие компоненты, как сульфат натрия, соль, натриевая кислота, йод, хлор и кальций.

Использование современных таблеток для очистки воды от бактерий и микроорганизмов не предполагает наличия специального оборудования или установки, что является неоспоримым преимуществом такой формы выпуска.

Таблетка легко умещается в кармане или рюкзаке, она имеет небольшой вес и не причинит какие-либо неудобства при путешествии или походе.

В среднем действие таблетки при обеззараживании воды имеет продолжительность около 20-30 минут.

По истечении этого времени таблетка полностью растворяется, а вода становится пригодной к употреблению и гарантировано очищена от бактерий и микроорганизмов.

Таблетки для обеззараживания воды пользуются популярностью у владельцев бассейнов. С их помощью вода проходит эффективную очистку за короткий промежуток времени, а такой способ очистки не трудоемок.

Наиболее популярными и востребованными являются такие таблетки, как пантоцид, акватабс, аквабриз, аква-хлор и многие другие.

Обеззараживание воды в полевых условиях актуально во время походов, путешествий или непредвиденных ситуациях. Существует множество способов очистки воды в критических условиях без наличия специального оборудования.

Конечно же, наиболее простым и эффективным методом является термическая обработка воды или кипячение. Для этого необходимо наличие посуды и огня. Тщательно прокипяченная вода в большинстве случаев не содержит вредных для здоровья человека бактерий или микроорганизмов.

Однако, разведение костра и кипячение воды не всегда возможны в полевых условиях ввиду всевозможных факторов. Кроме этого, даже кипячение не может на сто процентов гарантировать уничтожение всех вредных бактерий.

Для этого, при отсутствии таблеток, используются альтернативные методы очистки и обеззараживания воды.

Наиболее популярным способом придания воде питьевых качеств является использование такого популярного средства для обеззараживания воды, как йод.

При приготовлении раствора и определении соотношения долей следует помнить, что при очистке 1 литра воды необходимо приблизительно 10-12 мг йода.

Очень важно не превысить его долю, поскольку попадание большего количества йода в организм человека может привести к ухудшению самочувствия и другим негативным явлениям. Раствор должен настаиваться не менее 30 минут. Для того чтобы извлечь из раствора оставшийся йод, можно воспользоваться обычными хвойными иголками, которые его успешно поглотят.

Обеззараживание воды с помощью таблеток считается одним из самых современных методов очистки. Таблетки имеют ряд преимуществ, по сравнению с иными способами обеззараживания питьевой воды, которые выражаются в доступности, эффективности и дешевизне. Использование таблеток позволяет уничтожить все вредоносные микроорганизмы и бактерии в достаточно большом объеме воды.

Для обеззараживания жидкости достаточно поместить в нее одну или несколько таблеток на определенное время, которое указывается на упаковке. Обычно оно составляет от 30 минут до 1 часа.

Во многом подобные показатели разнятся в зависимости от производителей и состава. Средний промежуток времени между помещением таблетки в воду и пригодности ее к употреблению составляет 30 минут.

За это время погибает большинство известных бактерий, а процесс очистки считается завершенным.

Для очистки питьевой воды применяются таблетки небольших размеров, а для обслуживания бассейнов, колодцев и больших резервуаров используются таблетки больших диаметров. Зачастую они помещаются в специальные контейнеры. Таблетки имеют слабый запах хлора.

Следует подчеркнуть, что таблетки могут использоваться только для обеззараживания прозрачной воды, для очистки сточных вод такой способ неприемлем. Средний срок хранения большинства таблеток составляет от 3 до 5 лет, поэтому запасаться ими впрок не рекомендуется.

Многие производители современных таблеток для обеззараживания воды рекомендуют использовать, при возможности, теплую воду. Это обеспечит быстрое растворение таблетки и возможность употребления питьевой воды. Обеззараживающие таблетки для воды продаются в специализированных магазинах.

Современные установки обеззараживания воды предусматривают использование ультрафиолета. Этот способ считается одним из наиболее простых, доступных и эффективных очистки как питьевой воды, так и сточных вод. Обеззараживание ультрафиолетовым излучением не требует дополнительного нагрева или наличия реагентов.

УФ-лучи обладают наибольшими бактерицидными свойствами при длине волны 240 – 280 нм. Ультрафиолет способен уничтожить вредоносные бактерии за короткий промежуток времени, при этом вода без дополнительной обработки может подаваться к непосредственным источникам потребления.

Для отдельной области применения используются специальные установки генерирования УФ-лучей с индивидуальными техническими характеристиками в зависимости от объема обрабатываемой воды. Обеззараживание сточных вод и питьевой воды при помощи ультрафиолета было признано во многих странах как один из наиболее эффективных и рациональных способов очистки.

Многие установки ультрафиолетового обеззараживания воды оснащены современными средствами контроля и управления. Это позволяет качественно работать без постоянного контроля со стороны оператора, осуществлять удаленное управление устройством.

По своей производительности обеззараживание сточных вод зависит от мощности установки и сферы ее применения. Так, наиболее востребованными в быту являются установки с производительностью от 0,25 куб. м. за час работы до 10 куб. м. Модели этого оборудования для промышленных целей могут иметь производительность до 400 куб.м. питьевой воды и 200 куб. м. сточных вод.

1. Обеззараживание воды в конкретной ситуации требует тщательного изучения условий проведения такого мероприятия, наличия или отсутствия внешних факторов, которые могут повлиять на процесс очистки воды от бактерий или вредоносных микроорганизмов.
2. Лучшие специалисты в этой области не смогут дать конкретный совет или консультацию без предварительного изучения всех обстоятельств, места забора воды, расположения источника и т. п. Обеззараживание носит комплексный характер и требует участия профильного специалиста. Исключением в данном случае может быть только использование универсальных таблеток для обеззараживания воды.
3. Для того чтобы узнать, как можно обеззараживать воду, предназначенную для питья, а также ознакомиться с наиболее эффективными средствами, достаточно обратиться к материалам по этому вопросу на страницы тематических сайтов. Многие источники предоставляют подробное описание средств и методов обеззараживания, фото и видео пособия, консультации экспертов и научных сотрудников.
4. Например, при использовании химических средств для очистки воды, важно обращать внимание на четкое соблюдение пропорций и не допустить передозировку. Такие средства, как йод, марганцовка, серебро и особенно хлор, могут негативно повлиять на здоровье человека. Перекись водорода безвредна, однако, для получения качественного результата необходимо избегать дефицита этого вещества в обрабатываемой воде.
5. Использование гипохлорита натрия при электролизе больше подходит для промышленных целей, поэтому такой способ обеззараживания воды требует участие и контроль со стороны квалифицированных специалистов.
6. Для обеззараживания воды в небольших количествах для употребления или приготовления пищи в домашних или полевых условиях рационально использовать простые подручные средства и способы. К ним можно отнести перекись водорода, серебро, марганцовку, йод. Обслуживание домашних бассейнов можно обеспечить при помощи специальных таблеток. Удобны в использовании дома лампы с ультрафиолетовым излучением, с помощью которых ультрафиолетовое обеззараживание воды не уступает по качеству другим способам.
7. Безусловно, когда речь идет об очистке воды в домашних условиях подразумевается, прежде всего, питьевая вода. Обеззараживание сточных вод в быту бессмысленно и практикуется только в промышленных масштабах. Следует помнить, что воздействие УФ-лучей нежелательно для человека, поэтому на время осуществления процедуры желательно покинуть помещение.

Обеззараживание воды

Не случайно вопрос обеззараживания воды (чистой воды) является актуальным в жизни как современного человека, так и  любого ведущего предприятия. Сейчас мало кто задумывается над тем, что при осложнившейся экологической ситуации вода очень загрязнена, водным путем передаются многие серьезные  заболевания. На качество воды очень сильное влияние оказывают многие факторы такие как климатические условия, смешение разных по составу природных вод, сточные воды содержащие в больших количествах химические элементы и многие другие.

• Обеззараживание воды
• очень важный этап водоподготовки
• Обеззараживание воды – процесс, в результате  которого происходит уничтожение разного рода микроорганизмов и вирусов, сильно влияющих на развитие инфекционных  заболеваний вредных  для человека,  а  так же животных,  птиц , рыб, то есть всего живого.

На начальных этапах обработки воды (осветление, обесцвечивание коагулированием, отстаивание и фильтрование) удаляется 98%  микроорганизмов. Остальные остаются в активном состоянии и среди них могут быть и патогенные.

Поэтому при очистке поверхностных вод   необходимо всегда обеззараживать воду, тогда как подземные воды – обеззараживают в основном лишь в случае необходимости по микробиологическим свойствам.

  Но для профилактических целей обеззараживание воды должно производиться на всех станциях очистки воды.

Современные и инновационные технологии позволяют избежать образования побочных продуктов, обеззаразить воду, а некоторые технологии (например электролиз поваренной соли сорта «Экстра») и по минимуму потратить бюджет организаций.

Методы обеззараживания воды

Существует много методов обеззараживания воды по способу воздействия на микроорганизмы, но в промышленном масштабе основными являются  только два:

1. Реагентный (химический) — воздействие на воду сильными окислителями (озон, газообразный хлор, диоксид хлора, хлорная известь, гипохлорит кальция, гипохлорит натрия,  кислород, калий перманганат и другие;
2. Безреагентный (физический) — воздействие на воду УФ лучами.

Все методы можно подразделить на:

1. химическое обеззараживание воды (хлорирование, озонирование, воздействие перманганатом калия, перекись водорода, йодом и т. п.)
2. физическое обеззараживание воды (ультрафиолет, ультразвук и т. д.);
3. термическое обеззараживание воды (кипячение);
4. олигодинамические обеззараживание воды (обработка ионами благородных металлов);

Любое использование питьевой воды или выпуск сточных вод в биологические водные системы должен быть на сто процентов обеспечен как процессом очистки, так и обязательными элементами обеззараживания.

«Позвольте порекомендовать вам одно-единственное, но эффективное средство для улучшения здоровья, предотвращения болезней, удержания дегенеративных заболеваний на потенциально обратимых стадиях. Это самое лучшее лекарство на свете. Для него не нужен рецепт врача.

Оно есть везде. Оно ничего не стоит. У него нет опасных побочных эффектов. Это лекарство, которое необходимо вашему организму в состоянии стресса. Это старая, добрая, простая, чистая вода — живые деньги для развития промышленных систем вашего организма». Ф.

Батмангхелидж

Проблема охраны, очистки и обеззараживания воды с каждым годом становится все острее из-за деятельности человека.

Источниками загрязнения, как правило, являются производственные предприятия, металлургические заводы, транспорт (наземный и водный).

Из-за увеличения численности населения земли и, следственно, потребляемой ими пищи, источниками загрязнения всё больше становятся птицеводческие фабрики и животноводческие фабрики, стоки коммунальных объектов.

1. Вещества, попадающие в воду, многочисленны:
2. Неорганические — сода,  сульфаты, азот, марганец, свинец, никель, цинк, щелочь, катионы биогенных металлов и другие.
3. Органические — нефтепродукты, метан, аммиак, бензол,  альдегиды,  этиленгликоль,  смолы, фенолы и другие.

Вирусные микроорганизмы в воде многочисленны —  брюшной тиф, дизентирийная  палочка,  туберкулёзная палочка,  палочка сине-зеленого гноя,  аденовирусы,  лямбиоз, вирусный гепатиты А и Е, полиомиелит,  холера  и  т. д.

• Необходимо бережно относится к воде, не загрязнять водоемы, рационально использовать воду в быту, промышленности, сельском хозяйстве.
• Очистка и обеззараживание воды
• неотъемлемый  элемент нашей жизни!

Современные способы обеззараживания воды

Отдельно следует упомянуть о резко снизившемся за последние годы качестве воды.

В государственном докладе «Вода питьевая» отмечено, что около 70 % рек и озер страны утратили свое качество как источники водоснабжения, а приблизительно 30 % подземных источников подверглись природному или антропогенному загрязнению.

Около 22 % проб питьевой воды, отбираемых из водопроводов, не отвечают необходимым требованиям по санитарно-химическим нормам, а более 12 % — по микробиологическим показателям.

Особенно велики масштабы загрязнения подземных источников первых от поверхности земли водоносных горизонтов, воду которых использует в основном сельское население с помощью шахтных и трубчатых колодцев.

В 85 % используемых колодцев вода характеризуется неблагоприятными санитарно-бактериологическими показателями — бактерии группы кишечных палочек достигают 100 ПДК, а более чем в 50 % случаев содержание нитритов и нитратов в два-три раза превышает гигиенические нормативы.

Все это спровоцировало существенный скачок заболеваемости, непосредственно связанный с качеством воды.

Есть и еще один аспект проблемы — очевидно, что сегодня источники водозабора могут стать объектом противоправной деятельности и причиной социального кризиса. Это особенно опасно с учетом того, что во многих городах, в т.ч.

и очень крупных, нет или практически нет защищенных подземных источников водоснабжения (Москва, Новосибирск, Ярославль и ряд других).

По оценкам экспертов, на преодоление сложившейся ситуации понадобится не менее 10 лет. За это время должны быть осуществлены наиболее неотложные мероприятия — повышение санитарной и технической надежности сетей и сооружений, техническое перевооружение, автоматизация и введение мер по энергои ресурсосбережению.

В числе мер, рекомендованных НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды (НИИ КВОВ), для осуществления этой концепции предлагается, в частности, обратить особое внимание на обеспечение безопасности объектов водного хозяйства (ВХ) и на использование передовых методов очистки и обеззараживания воды для бытового и промышленного потребления. Согласуются они и с позицией Комитета ООН по водным ресурсам, который предложил снизить забор воды из возобновляемых источников (рек, озер и т.д.), а потребность в воде хотя бы частично обеспечивать путем рециркуляции.

Как известно, для различных целей требуется разная степень очистки воды. Общим, однако, здесь является ряд параметров, таких как отсутствие нерастворимых частиц, коррозионной активности и вредных химических примесей. Для первичной очистки добытой воды и стоков используют аэрацию и механическую фильтрацию, для более полной очистки — ионный обмен и мембранную фильтрацию.

Особенную важность при этом приобретает проблема эффективного обеззараживания получаемой воды, поскольку именно это определяет пригодность ее для использования в быту.

Наиболее известные и распространенные способы обеззараживания — это комплексное физико-химическое воздействие на воду с целью изменения ее состава для достижения некоего стандарта.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили такие процессы, как хлорирование, озонирование, обработка УФ-излучением с дальнейшей обработкой на угольных фильтрах или полимерных мембранах.

Все они позволяют избавиться от мельчайших взвешенных органических частиц, коллоидов и микроорганизмов. Необходимо отметить, что почти все перечисленные процессы требуют точного дозирования реагентов.

Особенно это касается процедур введения обеззараживающих реактивов — поскольку они чрезвычайно химически активны и могут представлять определенную опасность при передозировке.

Поэтому следует особое внимание уделить подбору дозировочного оборудования, отдавая предпочтение современной цифровой технике.

Такие мембранные дозирующие насосы позволяют подавать реагенты с точностью ± 1 %.

Одним из самых распространенных способов обеззараживания является первичное хлорирование воды, которое позволяет не только избавиться от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли двухвалентного железа и марганца.

Если ранее часто применялся газообразный хлор или диоксид хлора, то сегодня наиболее употребимым реагентом для первичного хлорирования считается гипохлорит натрия, содержащий не менее 190 г/л активного хлора.

До недавнего времени сложность использования гипохлорита натрия состояла в том, что из-за низкой точности дозирования приходилось работать с сильно разбавленными растворами, что чрезвычайно усложняло процесс, т.к. приходилось создавать еще и узел подготовки реактива.

В настоящее время благодаря появлению современного оборудования эта проблема снята и процесс стал легко автоматизируемым.

Тем не менее, наличие в воде свободного хлора влияет на органолептические качества воды и может стать причиной образования вредных галогенорганических соединений.

Поэтому хлорированная вода может потребовать дополнительной обработки, например, доочистки на угольных фильтрах.

Одним из наиболее современных и экологически корректных способов обеззараживания и очистки стало применение озонирования, особенно в комплексе с ультрафиолетовой (УФ) обработкой воды.

Стоит заметить, что ряд исследователей отмечают, что озонирование может быть полезным и на ранних стадиях очистки, еще на этапе введения флоккулирующих агентов.

Так, введение озона на начальной стадии обработки позволяет за счет обесцвечивания на 30–60 % от исходной цветности и флоккулирующего эффекта уменьшить на последующих стадиях обработки дозу коагулянта (обычно, сульфата алюминия) на 15–25 %. Совместная обработка озоном и УФ в несколько раз увеличивают скорость реакции окисления нефтепродуктов, фенолов, гуминовых кислот и т.д. [2].

Тем не менее, опыт свидетельствует, что полностью отказываться от хлорирования и переходить только на обработку О3 не следует, т.к.

предварительные испытания таких установок показали, что в теплое время года, когда температура обрабатываемой природной воды достигает 22 °C, озонирование не позволяет достигнуть заданных микробиологических показателей [3].

Применение УФ-излучения вне комплекса прочих мер по обеззараживанию не всегда обеспечивает требуемый результат, поскольку ряд простейших микроорганизмов к нему индифферентны.

Сравнительно недавно появились установки обеззараживания, основанные на бактерицидном действии перекиси водорода.

Поскольку при высокой активности по отношению к большинству микроорганизмов Н2О2 имеет невысокую стоимость, продукты ее разложения абсолютно безопасны, а необходимые реагенты просты и доступны, этот метод имеет большие перспективы.

Все современные способы обработки воды подразумевают использование сложных технологических схем и современного насосного оборудования.

При этом отдельные требования предъявляются к его качеству и возможности включения в систему АСУ и диспетчеризации с возможностью внешнего управления и обратной связью. Отдельные требования предъявляются к качеству поверхностей, соприкасающихся с очищенной водой.

В современных моделях насосов поверхности подвергаются комплексной обработке, включающей в себя декапирование и пассивирование (декапирование — обработка поверхности стали травильным раствором, устраняющим цвета побежалости и инородные включения после сварки; пассивирование — устранение остатков химикатов и продуктов травления).

Кроме того, поверхность часто подвергается электролитическому полированию. Все эти меры не только повышают качество агрегата, но и увеличивают коррозионную стойкость и исключают попадание продуктов коррозии в очищенную воду. Помимо этого, современные насосы снабжены специальными торцевыми уплотнениями, исключающими попадание загрязнений в очищенную жидкость.

Многие современные насосы снабжаются уплотнениями специальной конструкции — картриджевыми, сводящими к минимуму возможность загрязнения готовой воды.

Отдельным аспектом современных методов водоочистки и водоподготовки является энергосбережение.

Не секрет, что рост тарифов на электроэнергию вызывает общий рост цен, и производство качественной воды (достаточно энергоемкий процесс) не является исключением.

Прямой учет мощности насосного оборудования в установках мембранной очистки воды показал, что существует прямая зависимость между потреблением энергии и качеством очистки [4] — это дополнительный стимул использовать современное энергоэффективное насосное оборудование, ведь в отдельных системах его доля в энергозатратах доходит до 90 %. По оценкам экспертов, современные насосы способны сэкономить до 50 % потребляемой электроэнергии [6].

Вообще, в инженерных системах и, в частности, в процессах обеззараживания воды для бытовых и производственных целей большое внимание уделяется применяемому оборудованию.

От технических параметров, качества и степени надежности оборудования, а также положения фирмы-производителя на мировом рынке во многом зависит эффективность этих мероприятий.

Безусловно, при выборе оборудования необходимо стремиться к использованию техники одной компании.

Преимущества здесь очевидны: это единая ответственность, один типаж оборудования, единый сервис, единая система автоматического управления и др.

Сегодня на мировом рынке существует ряд корпораций, которые, используя этот принцип, предусматривают в своей деятельности применение всего комплекса оборудования, позволяющего решать вопросы технического оснащения любой технологической схемы водоснабжения с наименьшими эксплуатационными затратами.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что при использовании современного оборудования и технологий реконструированные и модернизированные системы водоочистки и водоподготовки в комплексе с другими техническими решениями являются ключом к развитию новых энергосберегающих технологий и обновлению всех инженерных систем жизнеобеспечения населенных мест и производств.

Обеззараживание воды

Известно, что практически во всех типах сточных вод содержатся патогенные микроорганизмы — возбудители таких заболеваний как холера, дизентерия, брюшной тиф, паратиф А и В, сальмонеллезы, вирусные гепатиты А и Е, полиомиелиты 1-3 типов, энтеровирусные и аденовирусные заболевания, амебиоз, лямблиоз, лептоспироз, бруцеллез, туберкулез, туляремия, гельминтозы, кампилбактериозы.

Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, различны и в неблагоприятных случаях могут приводить к серьезным последствиям для человека.

 По данным ВОЗ, уже в 70-х годах структура заболеваемости двух третей населения земного шара свидетельствовала о явном, преобладании инфекционных заболеваний, обусловленных загрязнением водоемов.

 Действительно, с точки зрения здоровья людей обеззараживание самая важная стадия обработки сточных вод.

Так, например, согласно немецким стандартам по степени опасности воды делятся на 5 классов:

1. в воде отсутствуют токсические вещества, вредные для здоровья и придающие воде привкусы и запахи;
2. вода имеет привкус, запах и окраску;
3. вода содержит небольшое количество вредных веществ;
4. вода содержит ядовитые или очень ядовитые, канцерогенные или радиоактивные вещества;
5. вода содержит возбудителей инфекционных заболеваний.

Современные станции водоочистки сточных вод в значительной мере освобождают воду не только от механических и химических загрязнений, но и от патогенной микрофлоры.

Однако, даже самые высокоэффективные водоочистные сооружения не обеспечивают дезинфекции стоков без специальных устройств обеззараживания.

Вместе с тем, в ряде случаев из-за отсутствия, малой мощности и неэффективной работы водоочистных сооружений происходит сброс в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Зачастую на водоочистных сооружениях системы обеззараживания отсутствуют вовсе.

В связи с высокой опасностью сточных вод, технологическая схема водоочистных сооружений обязанна включать обеззараживающую стадию.

Методы, применяемые для обеззараживания сточных вод (СВ) условно можно разделить на следующие группы:

• химические (применение различных соединений хлора, озона, перекиси водорода и др.) методы обеззараживания сточных вод;
• физические (термические, с использованием различных излучений, электрические, электромагнитные);
• физико-химические (флотация, коагуляция, электрофильтрование, сорбция);
• обеззараживание сточных вод в условиях искусственных и естественных биоценозов.

Необходимость использования различных методов очистки зависит от конкретного содержания органических веществ в анализируемой воде, рН и температуры,а также различных концентраций вирусов и бактерий. Каждый из методов уникален и характеризуется определенной степенью воздействия на обрабатываемую пробу воды –  дозой излучений или реагентов.

Хлорирование – самый экономичный метод обеззараживания.

В практике могут использоваться диоксид хлора, ClО2 газообразный хлор Сl2,  гипохлорит кальция Ca(CIO)2 и гипохлорит натрия NaCIO, а также хлорные агенты.

 Гипохлорит кальция и хлорная известь незначительно применяются, только для обеззараживания небольших объемов сточных вод, так как дезинфекция воды с использованием  данных соединений сопровождается загрязнением различными веществами обрабатываемой воды.

Диоксид хлора, сейчас широко используется ( для обеззараживания питьевых вод), данное соединения обладает сильными  бактерицидными свойствами. При обработке воды ClO2 процент оставшихся жизнеспособных клеток бактерий на порядок меньше, чем при применении хлора в той же концентрации при одинаковом времени контакта.

В случие  загрязнения воды органическими соединениями в растворенном и во взвешенном состоянии  инактивирующее действие диоксида хлора уменьшается и для более надежной дезинфекции требуется увеличение дозы реагента в 2 — 4 раза. Образование хлоратов и хлоритов, как побочный процесс, является недостатками применения ClO2.

 

Хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/дм3 не обеспечивает необходимой эпидемической безопасности в отношении вирусов, цист простейших и лямблий, даже несмотря на высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, отсутствие после обработки повторного роста этих бактерий. Существуют  хлорустойчивые формы такие как  Klebsiellae, E.coli, Рrоtеае, Pseudoтoпodaceae,  относящиеся к патогенным и условнопатогенным, а также являющиеся стабильными контаминантами городских систем  водоотведения и водоснабжения. 

Образование хлорорганических соединений также является негативным свойством хлорирования (тригалогенметанов,  хлораминов, хлорфенолов, п-нитрохлорбензолов, диоксидов).

Хлорорганические соединения, по отношению к человеку обладают мутагенностью, токсичностью, и канцерогенностью.

Недавно  идентифицированы новые соединения фураны, хлордибензопарадиоксины, обладающие высокой токсичностью к живым организмам, промышленные производства, предприятия бытового обслуживания населения, использующие продукцию хлорорганических производств, как правило являются источниками загрезнений. 

Необходимость обеспечения высокой степени безопасности и надежности хлорного хозяйства, является существенным недостатком хлорирования. 

В настоящие время поднимается вопрос о необходимости полного отказа от хлорирования сточных вод при их очистке. Согласно санитарных правил и норм 2.1.20.

12-33-2005 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения» сточные воды, сбрасываемые в водоемы, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы, опасные по эпидемическому критерию, должны быть обеззаражены, а количество остаточного хлора в них не должно превышать 1,5 мг/дм3. 

Сейчас известны методы обеззараживания воды, сочетающие лучшие свойства известных дезинфектантов (хлора, диоксида хлора, озона). К таким методам относится технология обеззараживания воды раствором смеси оксидантов, вырабатываемой в установках.

При применении этой технологии следует учитывать описанные свыше негативные стороны, свойственные входящим в состав смеси дезинфецирущим агентам.

К тому же, как показал опыт эксплуатации этих установок, для их эффективной работы требуется использование поваренной соли высокой степени очистки.

В практике обеззараживания сточных вод могут быть использованы соединения йода и брома, помимо соединений хлора, также обладающие окислительной активностью. Высокими окислительными свойствами обладают межгалоидные соединения.

 ВгСl в течение миллисекунд реагирует с водой, образуя гипобромовую кислоту, которая быстро соединяется с аммиаком, образуя при этом бромамины, таким образом химическое поведение хлорида брома в воде сходно с поведением хлора.

В наши дни препараты брома применяются для обеззараживания воды плавательных бассейнов, для обеззараживания воды в замкнутых системах, используется йод. Несмотря на перспективность использования соединений брома и йода для обеззараживания сточных вод, они не нашли широкого применения.

Во первых из-за высокой стоимости, во вторых из-за возможности образования йод- и бромпроизводных, обладающих токсичным действием.

Однако, как показывают данные большинства исследователей для инактивации вирусов в сточной воде, требуются значительно более высокие дозы озона чем для тех же микроорганизмов в чистой воде.

Обеззараживание сточных вод озоном целесообразно применять после ее очистки на фильтрах или после физико-химической очистки, обеспечивающей снижение содержания взвешенных веществ не менее чем, до 3 — 5мг/дм3 и БПКполн до 10 мг/дм3.

Вторым по распространенности кислородсодержащим реагентом является перманганат калия

Этот реагент взаимодействует с органическими и неорганическими веществами, что препятствует его дезинфицирующему действию, в результате оно оказывается намного ниже, чем у хлора и озона.

Пероксид водорода, как обеззараживающий агент

В настоящее время возрос интерес и к пероксиду водорода, как обеззараживающему агенту, обеспечивающему осуществление экологически чистых процессов без образования токсичных продуктов как при обработке сточной воды, так и питьевой воды.

Однако установлено, что Н2O2 оказывает инактивирующее действие на бактерии только в довольно высоких концентрациях.

Такие дозы приводят как к высоким затратам на дезинфекцию, так и к сбросу сточных вод с повышенным содержанием пероксида водорода, для которого установлены жесткие предельно допустимые концентpации: 0,1 и 0,01 мг/дм3 в водоемах культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения соответственно.

Из щелочных реагентов ограниченное применение для обеззараживания сточных вод нашла известь

Известкование применяется обычно в сочетании с удалением аммонийного азота из сточных вод отдувкой.

Необходимый гигиенический эффект при обработке сточных вод достигается при использовании больших доз реагентов, что сопровождается образованием огромного количества осадка.

Этот факт, также как и сравнительно медленное действие на микрофлору, существенно ограничивает применение известкования и делает его неприемлемым для использования на средних и крупных станциях аэрации.

Из физических методов обеззараживания наибольшее применение нашел ультрафиолетовый (УФ) метод обработки

Создание мощных источников излучения, новые конструктивные решения УФ — установок, снабженных чувствительными датчиками, позволяющими измерять и контролировать интенсивность излучения в обрабатываемой воде и обеспечивать автоматическое регулирование интенсивности в зависимости от качества обрабатываемой воды, сделали этот метод конкурентоспособным, сравнимым по стоимости с хлорированием. Действующие в России нормативы по дозе ультрафиолетового излучения в 16-20 мДж/см2 для питьевой воды и 28-30 мДж/см2 для хозяйственно — бытовых и промышленных стоков не обеспечивают достаточной инактивации патогенной микрофлоры.

Более того, необходимо учитывать повышение устойчивости микрофлоры к воздействию хлора, озона и ультрафиолета. Это естественный процесс эволюции. При использовании УФ-обеззараживания необходимо учитывать все факторы, влияющие на процесс дезинфекции.

В настоящее время накоплен обширный материал по воздействию УФ-излучения на различные виды микроорганизмов, которые по устойчивости к ультрафиолету располагаются в ряд: вегетативные бактерии  вирусы   бактериальные споры   цисты простейших.

При этом установлено, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор.

Эффект обеззараживания при УФ — дезинфекции основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200 — 300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, он обусловлен фотохимическим реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК и других структур клетки.

Бактерицидный эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую бактерию. Многочисленные исследования показали отсутствие вредных эффектов после облучения воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Обеззараживаемая ультрафиолетом вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникания УФ — лучей быстро затухает.

Такие физические методы обеззараживания сточных вод, как обработка воды ускоренными электрическими зарядами, электрическими разрядами малой мощности, переменным электрическим током, магнитная обработка, термообработка, обработка ультразвуком, микрофильтрование, радиационное обеззараживание используются достаточно редко из-за высокой энергоемкости или сложности аппаратуры.