Способы обеззараживания воды. Методы обеззараживания питьевой воды Чем обеззараживают питьевую воду

Что подразумевают под обеззараживанием питьевой воды? Под этим понимают ряд мероприятий, направленных на полное или частичное уничтожаются в воде вирусов, бактерий, способных вызвать множество инфекционных заболеваний.

Но при этом стоит понимать, что полное очищение воды от всех бактерий сделает ее непригодной для применения с пищей. Вот почему следует со всей внимательностью отнестись как к выбору конкретного метода обеззараживания, так и к проведению химико-биологического анализа пробы воды. Есть несколько методов воздействия на вредоносные микроорганизмы:

• Химические или реагентные;
• Физические или безреагентные;
• Комбинированные.

Микроорганизмы

Каждый из этих методов позволяет избавиться от любых вредоносных микроорганизмов определенным способом. К примеру, химические методы работают с помощью специальных коагулянтов-реагентов, которые добавляют в воду именно с целью обеззараживания. Это хлорирование, озонирование, применение гипохлорита натрия, серебра, кремния и многих других веществ, которые помогают либо избавиться от «вредителей», либо как минимум затормозить их размножение. Безреагентные методы — обеззараживание воды с применением физического безреагентного воздействия на жидкость. Это УФ-излучение, электроимпульсное обеззараживание и прочие подобные способы.

Комбинированные методы применяют с использованием как физического, так и химического воздействия попеременно. Такой подход к обеззараживанию максимально эффективен и, как правило, позволяет добиться не только полного обеззараживания жидкости, но и недопущения вторичного размножения бактерий и вирусов в воде. Кроме того, применение нескольких способов позволяет еще и очистить ее от иных загрязнителей.

Химическое обеззараживание воды

К ним относится обработка жидкости окислителями-коагулянтами: озоном, гипохлорит натрием, хлором и другими. В их числе и ионы тяжелых металлов. Чтобы достичь максимально стойкого эффекта обеззараживания таким методом, нужно максимально точно уметь определять дозу реагента, который будете вводить, и далее обеспечить необходимый промежуток времени для контакта воды с веществом.

Доза определяется расчетными методами, а также пробным обеззараживанием. Примечательно, что очень важно точно рассчитать дозу. Так как малая доза может не просто не подействовать, но еще и обеспечить быстрый рост количества бактерий в растворе. Примером такого эффекта можно считать озон, который в малых количествах убивает часть бактерий, образовывая особые соединения, которые пробуждают ранее спящие бактерии и создает идеальные условия для размножения.

Для того, чтобы обеспечить длительный эффект, дозу реагента рассчитывают, как правило, с избытком, который гарантированно уничтожит микроорганизмы в воде, а в период после обеззараживания воды не даст им размножиться.

Но избыток должен быть ровно такой, чтобы произошло обеззараживание, но при этом люди, потребляющие воду в качестве питья, не отравились, так как большая часть реагентов является довольно токсичной и может образовывать стойкие мутагенные и канцерогенные соединения.

• Хлорирование

Не смотря на наличие множества современных методов очистки и обеззараживания воды, в нашем государстве продолжают применять в водоснабженческой практике хлорирование. Объясняется это простотой в использовании, обслуживании, а также высокой эффективность и, конечно, дешевизной реагента. Важным плюсом в применении названного метода является в первую очередь его последействие. Даже при небольшом избытке хлора (например, в воде содержится около 0,5 мг/л остаточного хлора) рост микроорганизмов вторично не происходит.

Но есть в данном способе и свои минусы. Хлор при окислении обладает весьма высокой степенью мутагенности, токсичности, канцерогенности. Даже следующая за этим очистка воды при помощи активированного угля не удаляет полностью образованные в процессе хлорирования соединения. Они обладают довольно высокой стойкостью и сильно загрязняют питьевую воду. Затем, как результат, стоки ведут в реки, а далее токсичные вещества уходят вниз по течению. Поэтому пока ведется поиск реагентов, которые будут обладать хорошей способностью обеззараживать питьевую воду, неся при этом меньше «побочных эффектов» в процессе применения.

Пока самых положительных отзывов добилось применение диоксида хлора, у которого способность воздействовать на вирусы и бактерии гораздо выше, чем у простого хлора. У этого же реагента и степень загрязнения воды на порядок меньше. Правда, диоксид хлора достаточно дорогой и его нужно производить сразу же на месте применения. Кроме того, его перспективы не распространяются далее небольших установок с невысокой производительностью.

Пользуются при хлорировании хлором, хлорной известью и иными производными элемента. Помимо главной функции (имеется ввиду дезинфекция), хлор помогает следить также за запахом, вкусовыми качествами, предотвращает рост водорослей, поддерживает чистоту фильтров, удаляет марганец, железо, разрушает сероводород, обесцвечивает и т.д.

Риск применения хлора в большей мере связывают с образованием тригалометанов. Производные метана в любой форме обладают сильно выраженным канцерогенным воздействием на человеческий организм, способствуя тем самым росту раковых клеток. Примечательно, что кипячение хлорированной воды, что многие считают выходом из сложившейся ситуации, только усугубляет ситуацию, так как под влиянием высоких температур происходит образование в хлорированной воде очень сильного яда под названием диоксин.

Исследования показывают, что хлор и иные его производные вызывают болезни ЖКТ, печени, сердечно-сосудистой системы, а также гипертонию, атеросклероз, разные виды аллергии, воздействует на кожу, волосы. Хлор разрушает белок в организме.

Многие считают, чтобы образовывалось после хлорирования как можно меньше вредных соединений, следует предварительно очистить от разнообразных примесей воду, так как соединения образовываются из-за взаимодействия хлора с растворенными в жидкости органическими веществами.

• Озонирование

Озонирование жидкости позволяет разлагать частицы озона в растворе, образовывая при этом атомарный кислород. Он позволяет разрушить ферментную систему микробной клетки и окислить часть соединений, которые могут придавать воде довольно навязчивый неприятный запах. Данный способ требует точности расчетов, так как при избытке озона в воде может появиться неприятный запах. Кроме того, чересчур большое количество озона может ускорить процесс коррозии металла. Отражается это не только на системе водопровода, но и на бытовой технике и посуде, которая контактирует с этой водой.

С точки зрения гигиены это самый лучший химический метод, который может обеспечить максимально быстрое и, что крайне важно, безопасное для человека и окружающего мира обеззараживание воды без последующего образования канцерогенных, высокотоксичных соединений. Но такой способ требует внушительного расхода электроэнергии, эксплуатации сложной аппаратуры, высококвалифицированного обслуживания. А потому этот способ максимально эффективно работает в основном в системах централизованного водоснабжения. Стоит упомянуть, что он довольно дорогой в применении.

Сам газ довольно опасен в процессе производства, токсичен и даже взрывоопасен. Многие фирмы предлагают стационарные установки для коттеджей, но стоит понимать, что без квалифицированного обслуживания и систем контроля такие аппараты могут отравить воздух и воду и как результат -владельцев. Также всегда существует риск возникновения взрывоопасной ситуации на подобной установке.

По некоторым данным после проведения озонирования может произойти вторичный рост числа бактерий. Связано это с тем, что после такой обработки воды начинается разложение фенольных групп гуминовых веществ. А они способствуют активации других микроорганизмов, которые до обработки находились в «спящем» состоянии. А потому 100% высокого качества очистки от озона ждать не приходится. Но, не в пример хлору, озон относится по опасности к первой категории. Также из-за влияния озона на металлы (коррозия) прежде чем обработанную воду пускать по трубам, необходимо выждать период распада озона. Исключением может послужить транспортировка только что обработанной воды из некоторых видов пластмассы, бетона, асбестоцемента и других подобных материалов.

• Полимерные реагенты/антисептики

Отдельный реагентный способ очистки воды – это обеззараживание полимерными реагентами, которые относятся к классу полимерных антисептиков. Самым известным представителем данного класса является Биопаг. Если сравнивать с хлором и озоном, то этот препарат не наносит вреда здоровью, не оказывает местное раздражающее действие на слизистые поверхности и кожу, а также не вызывает аллергических реакций. Также среди преимуществ: отсутствие запаха, цвета, вкуса у воды по завершении процесса очищения, отсутствие коррозийного влияния на металлы и вреда для купальных костюмов. Применение подобных антисептиков крайне простое, но не смотря на это они обладают долговременным эффектом дезинфекции. Этот вид обеззараживания воды используется наиболее часто в общественных бассейнах.

• Иные реагенты

Также в реагентных методах применяют разнообразные соединения тяжелых металлов, йод, бром и т.п. Но они требуют определенных знаний при применении и точности расчетов. С другой стороны, дезинфекцию питьевой воды с их помощью проводят гораздо эффективнее и качественнее. Обеззараживание при помощи ионов тяжелых металлов зачастую выделяют в отдельный метод — олигодинамическое обеззараживание воды. Чаще всего используются ионы благородных металлов. Яркий пример – серебро. Но нужно понимать, что оно не убирает из воды, а лишь сдерживает на время действия рост бактерий. Кроме того, для этого метода нужно определенное количество указанного вещества. Серебро быстро накапливается в организме, а вот выводится очень тяжело и медленно.

К другим реагентам, которые не применяются повсеместно, можно отнести сильные окислители, как, например, гипохлорит натрия. Применяют конкретно этот реагент в тех случаях, когда показатели воды довольно нестабильны и часто меняются. Показанием к применению может стать наличие в жидкости планктона, органических веществ, которые влияют на степень цветности воды. Использование гипохлорида натрия, который получают путем проведения электролиза 2-4% растворов хлорида натрия (это простая поваренная соль) или минерализованных вод, считают одним из наиболее перспективных и безопасных для человека и окружающей среды способов очистки воды. По своему химико-бактерицидному действию гидрохлорид натрия идентичен растворенному хлору, но при этом обладает длительным действием и в большей мере безопасен для здоровья. Также он более безопасен и для окружающей среды.

Из недостатков следует выделить: повышенное потребление реагента из-за низкой степени его конверсии. Остальная часть остается в воде «баластом», повышая солесодержание в растворе. Снижение количества соли после обеззараживания зачастую требует гораздо большего количества затрачиваемой электроэнергии и расхода анодного материала. А это уже намного дороже хлорирования.

Физическое обеззараживание воды

К физическим относят те способы, которые осуществляют воздействие на жидкость УФ-лучами, ультразвуком и иными процессами. Сперва проводится предварительная очистка: воду подвергают фильтрации и коагуляции. Это помогает удалить взвешенные частицы, внушительную часть находящихся в жидкости микроорганизмов, яйца гельминтов.

Во время применения ультрафиолетового излучения нужно подводить к имеющемуся объему воды определенное количество энергии. Высчитывают ее количество так: мощность излучения, которую умножают на время контакта. При этом следует определить зараженность биоорганизмами воды. В данном случае высчитывают число микроорганизмов на 1 мл жидкости. Также определяют в воде наличие индикаторных бактерий, которых относят к группе кишечной палочки (в сокращении БГКП). Е. coly – основной ее представитель – определяется довольно просто.

Вообще следует знать, что БГКП присутствуют в воде, которая загрязнена фекалиями. Эти организмы обладают максимально высокой сопротивляемостью к процессам обеззараживания. E.coly является самой безвредной из группы и помогает определить бактериальное загрязнение воды. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, общее число бактерий не должно превышать 50 на 100 мл колифомных бактерий.

Но данная норма не всегда может коррелироваться с обеззараживанием воды от вирусов. Так, например, ультрафиолетовое излучение и хлор в отдельности обеспечивают разные уровни очистки и обеззараживания воды по коли-индексу. Таким образом, УФ-лучи лучше воздействуют на биоорганизмы, чем хлор. А вот озон будет примерно по результатам очистки равен УФ-лучам.

• Очистка воды УФ-лучами

УФ-лучи могут воздействовать на клеточный обмен, на ферментные системы клеток бактерий. Они уничтожают вегетативные и, что достаточно важно, споровые бактерии, которые уничтожить достаточно тяжело. Органолептические свойства воды при этом не меняются. Подобный вид обработки не можетвлиять на образование токсических веществ, а потому и верхнего порога дозы тоже нет. Соответственно, увеличивая дозу УФ-излучения, вы вполне сможете добиться самых лучших результатов очистки и обеззараживания воды. Но есть у этого способа и недостаток – полное отсутствие последействия. Еще такие процессы требуют от заказчика капитальных вложений в сферу: гораздо больших, чем при хлорировании, но ощутимо меньших, чем при озонирование. Потому для индивидуального пользования такие установки будут самым лучшим вариантом, так как меньшие аппараты будут по себестоимости выходить примерно на уровне хлорирования, только со всеми вытекающими плюсами данного вида обеззараживания воды.

Снизить эффективность такой установки может чаще всего один фактор: загрязнение кварцевых ламп минеральными отложениями солей, которые в своей основе имеют минерально-органический состав. Решается данный вопрос просто – либо добавляют пищевые кислоты в воду (уксус отлично справляется с подобной проблемой), циркулирующие через установку, либо проводят механическое очищение поверхности ламп.

Обеззараживание УФ-излучением проводят только после предварительной очистки воды, так как имеющиеся в воде загрязнения могут просто свести весь процесс на нет, экранизируя УФ-лучи. Наиболее оптимальная длина волн – 200-295 нм. Максимально результативной является «золотая середина» — 260 нм. Этот уровень излучения активно разрушает цитоплазму клеток, влияя на белковые коллоиды.

Ультрафиолетовое излучение без преувеличений на сегодня самый эффективный метод обеззараживания воды. Данное средство относится к невидимой коротковолновой части спектра. Срок службы УФ-лампы составляет в среднем несколько тысяч часов.

• Обеззараживание ультразвуком

Обеззараживание воды с применением ультразвукового оборудования основывается на способности определенных звуковых частот вызывать кавитацию, т.е. образовывать пустоты, которые создают большую разницу в давлении. Подобный диссонанс ведет к разрыву клеточных оболочек и последующей гибели клетки бактерии. Зависит уровень бактерицидного действия от интенсивности колебаний звука. Но данные установки требуют определенного оборудования, квалифицированного обслуживания, также они довольно дорогостоящие.

Ультразвук производится генератором – магнитострикционным или пьезоэлектрическим. Чтобы обеззараживание проводилось максимально эффективно, создается частота звука в 48 тысяч Гц. Говоря об эффективности ультразвука, стоит упомянуть такой факт: частота в 20 тысяч Гц позволяет резать металлы и даже обрабатывать алмазы. Но при низкой частоте ультразвук может спровоцировать рост числа бактерий в воде. А потому знание протекающих процессов и обслуживания недешевой аппаратуры у пользователя подобной установки должно быть обязательно.

• Кипячение

Но самым популярным и распространенным в народе физическим способом останется еще на очень длительное время кипячение воды, которое дает максимально высокие результаты: уничтожаются практически все вредоносные бактерии, бактериофаги, вирусы, антибиотики и многие другие биологические объекты. Также устраняются растворенные в жидкости газы и заметно уменьшается pH (жесткость) воды. Вкусовые качества воды не подвергаются сильному изменению.

Карикатура на методы очистки воды

Для многих случаев самыми эффективными станут именно комплексные подходы к обеззараживанию воды. Здесь имеется ввиду применение безреагентных и реагентных методов. Примером может стать УФ-обеззараживание и последующее хлорирование. Таким образом, не только устраняются вредоносные микроорганизмы, но и будет гарантированно отсутствие вторичного биозазаражения. Примечательно, что такой комбинированный подход позволит не только уничтожить в воде микроорганизмы, но и снизить содержание реагентов. Это позволит не только сэкономить средства на реагентах, но и в целом улучшить состояние самой воды.

Также часто применяется озонирование с последующим проведением хлорирования. Благодаря этому вторичное биозаражение произойти в принципе не должно. Также резко снижается после процедуры образование в воде токсичных хлорсодержащих соединений.

Стоит упомянуть такой способ обеззараживания и очистки воды, как фильтрование. Но в данном случае полная очистка будет возможна лишь тогда, когда у фильтрующих элементов ячейки по размерам будут меньше, чем фильтруемые микроорганизмы, а это приблизительно 1 микрон. Но даже в этом случае из воды таким образом можно удалить лишь бактерии. Вирусы, как известно, обладают гораздо меньшими габаритами. Для таких случаев применяют фильтры с порами в 0,1-0,2 мкм.

Сейчас постепенно набирает популярность новая система фильтрации под названием «Пурифайер». По заявлениям производителей такая очистка воды довольно эффективна, так как в аппарате используются несколько систем обеззараживания воды. Наиболее распространенными пурифайерами являются те, которые используют максимально эффективную систему фильтрации.

Представляет собой данный агрегат очиститель и нагреватель воды с последующей поставкой. Отдельные модели могут не только нагревать воду до 95 градусов, но и охлаждать до 4 градусов. Подключают установку к трубам с холодным водоснабжением с помощью специальной пластиковой трубки, которую укладывают под навесной потолок, плинтус или кабель-канал.

Этот аппарат рассчитан на офисы или для домашнего пользования. Изготовитель также заявляет, что полученная таким образом вода будет обходиться гораздо дешевле, чем бутилированная. Данный факт подтвердить или опровергнуть сложно, так как статистика применения пока еще на отечественных просторах не была озвучена.

Новые способы обеззараживания воды

Последнее время появляются более «молодые» способы очистки и обеззараживания воды: электроимпульсный и электрохимический. Самыми яркими отечественными представителями данной техники являются «Сапфир», «Изумруд», «Аквамарин». Они работают с помощью диафрагменного электрохимического реактора, через который пропускают воду. Реактор разделен металлокерамической мембраной со способностью проводить ультрафильтрафию на анодную и катодную области. Когда в катодные и анодные камеры подают ток, то в них начинают образовываться кислый и щелочной растворы, а далее – электролитическое образование (которое еще называют активным хлором). В подобной среде довольно быстро гибнут почти все вредоносные микроорганизмы, а также происходит разрушение некоторых соединений, которые растворены в воде.

Производительность такого аппарата зависит в целом от конструкции проточного элемента и определенного количества элементов. Также могут использоваться в отдельных агрегатах анолиты и католиты. Их чаще всего применяют в медицинской сфере. Но стоит понимать, что вода лишь обеззараживается и очищается. Заявления изготовителей о том, что полученный раствор становится чудодейственным и целительным из-за изменения структуры – лишь рекламный ход. Этот метод назван ЭХА-технологией.

Электроимпульсное воздействие подразумевает под собой электрический заряд в воде, из-за чего возникает определенная степень ударной волны сверхвысокого давления, затем световое излучение и, как результат – образование озона, который, как мы уже узнали ранее, крайне губителен для микроорганизмов и биологических объектов в воде в целом. Такой способ обеззараживания жидкости при правильном обслуживании устройства и проведении всех процедур поможет сделать воду максимально чистой, а благодаря образовавшемуся озону – некоторые элементы-загрязнители будут устранены из обеззараживаемой жидкости.

Но перечисленные выше новые способы воздействия на микроорганизмы в бытовых условиях не могут применяться ввиду сложности протекающих процессов и необходимых знаниях, которые нужно будет применять на практике. Кроме того такое оборудование потребует основательных капиталовложений.

Стоит упомянуть, что изначально санитарными нормами не подразумевается полное уничтожение всех вредоносных микроорганизмов, которые находятся в воде. Целью обеззараживания на самом деле стало удаление или инактивация самых опасных для здоровья человека бактерий, вирусов и иных биологических элементов, так как полностью стерильная вода может нанести вред здоровью человека.

Учитывая необходимость очищения воды в первую очередь для здоровья человека, стоит выбирать самые оптимальные варианты дезинфекции. Но прежде чем предпринимать те или иные решения, необходимо определить уровень загрязнения воды не только биологическими и минеральными соединениями, но и микроорганизмами. Правильное выявление причин поможет подобрать максимально верный вариант.

Основная цель очистки воды - освобождение ее от взвешенных частиц для улучшения физических свойств (прозрачности, цветности и др.). В практике это достигается отстаиванием и коагуляцией.

При простом отстаивании задерживаются главным образом крупные частицы, а мелкие коллоидные не осаждаются. Процесс отстаивания воды длится 4-8 ч и более. С целью ускорения процесса осаждения взвеси и повышения его эффективности производится коагуляция воды.

Для этой цели в воду добавляют химический реагент - коагулянт, чаще всего сернокислый алюминий, который в воде вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, в результате чего образуется гидрат окиси алюминия, который выпадает в виде хлопьев. Мельчайшие частицы взвеси прилипают к поверхности хлопьев коагулянта и оседают.

Коагуляция значительно ускоряет осаждение взвешенных частиц, но некоторое количество мелких частиц все же остается. Поэтому после отстаивания и коагуляции требуется дальнейшая очистка воды - фильтрация. Процесс фильтрации заключается в пропускании воды через мелкопористый материал (песок).

Существуют медленные и скорые фильтры. В настоящее время используются скорые фильтры. Скорость фильтрования достигает 5-7 м/ч. В этих фильтрах вода проходит фильтрующий слой (кварцевый речной песок) и поддерживающий его гравийный слой, уложенный на дырчатом днище. Профильтрованная вода поступает в поддренажное пространство и затем по трубопроводу в резервуар чистой воды.

При децентрализованном водоснабжении отстаивание, коагуляцию и фильтрование воды можно производить в бочках или других резервуарах. В качестве фильтрующих материалов используют мелко измельченный древесный уголь или речной песок.

Применение различных способов очистки позволяет получить воду, освобожденную от взвешенных частиц, однако такая вода не полностью освобождается от микроорганизмов. Поэтому необходима дополнительная обработка - обеззараживание. Для этого чаще всего применяется хлорирование, облучение ультрафиолетовыми лучами и кипячение. Хлорирование воды производят газообразным хлором и раствором хлорной извести.

Газообразным хлором пользуются на крупных водопроводных станциях, где хлор хранится в баллонах под давлением 6-7 ат. На более мелких станциях и при децентрализованном водоснабжении для обеззараживания применяют раствор хлорной извести. Свежая хлорная известь содержит 28-38% активного хлора. Хлорная известь - вещество нестойкое и при хранении разрушается. Ее следует хранить в закрытых бочках в прохладном, сухом и темном помещении.

Эффективность обеззараживания воды хлорной известью зависит от ряда условий:
1) тщательного освобождения воды от мути и взвеси;
2) введения достаточного количества (дозы) хлора;
3) тщательного быстрого перемешивания;
3 Гигиена с основами здравоохранения
4) достаточной экспозиции воды с хлором (30 мин - 2 ч);
5) проверки качества хлорирования.

При хлорировании поступающий в воду хлор гидролизуется и продукты гидролиза оказывают бактерицидное действие на микробную клетку. Чтобы быть уверенным, что микробы подверглись действию хлора, надо ввести его в количествах, превышающих хлорпоглощаемость воды (разница между количеством прибавленного хлора и оставшегося после определенной экспозиции). Доза хлора считается достаточной, если после обеззараживания воды в ней осталось 0,3-0,5 мг/л так называемого остаточного хлора. В таких количествах остаточный хлор не влияет на органолептические свойства воды и безвреден для организма.

Исследования показали, что бактерицидное действие хлора наиболее выражено в течение первых 30 мин (зависит от дозы и температуры). В зимнее время контакт удлиняется до 2 ч. Контроль качества хлорирования проводится путем определения остаточного хлора в воде и бактериологического анализа.

В зависимости от величины применяемой дозы различают обычное хлорирование с учетом величины хлорпоглощения воды и перехлорирование, когда вода обрабатывается большими дозами хлора. Последний метод используется при хлорировании воды, подозрительной в санитарном отношении. Избыток остаточного хлора в этом случае связывают гипосульфитом. Избыток хлора удаляют (дехлорирование) путем фильтрации воды через активированный уголь. Далее с целью определения дозы хлорной извести, необходимой для хлорирования воды колодца, определяют объем воды. Чтобы узнать объем воды в колодце, с помощью веревки с грузом на конце определяют высоту столба воды, а затем - площадь сечения сруба. Умножая высоту столба воды (в метрах) в колодце на площадь сечения (в квадратных метрах), узнают объем воды в колодце (в кубических метрах). Доза хлора на 1 м 3 воды умножается на полученный объем.

Для определения дозы хлора для хлорирования проводят пробное хлорирование (методом трех стаканов). Можно дозу хлора выбрать ориентировочно: для прозрачной воды - 6 - 8 г на 1 м 3 , для мутной - до 10-12 г на 1 м 3 (содержание хлора в хлорной извести должно быть не менее 25-27%). После установления необходимого количества раствора хлорной извести приступают к хлорированию воды в колодце.

Предварительно подготовленный раствор хлорной извести (1% или 3-5%) выливают в колодец, тщательно перемешивают воду шестом и оставляют в покое на 1-2 ч. Через 2 ч вода должна иметь слабый запах хлора; если запах хлора отсутствует, следует увеличить дозу. При наличии сильного запаха воду дехлорируют.

Обеззараживание индивидуальных запасов . Для обеззараживания индивидуальных запасов воды можно пользоваться кипячением, а также таблетками пантоцида, в состав которых входит хлорамин. Одна таблетка пантоцида содержит 3 мг активного хлора. Если вода прозрачная, то во фляге {700 мл) растворяют одну таблетку, а если вода мутная, то следует добавить 2 таблетки. Продолжительность контакта 30 минут.

Дезинфекция и обеззараживание воды - это один и тот же процесс. Он направлен на полное или частичное уничтожение содержащихся в жидкости вирусов, бактерий, очищение ее от пыли, мусора и проч. Цель мероприятия - защитить человека от вирусных и инфекционных заболеваний, пищевых отравлений, глистной инвазии. В статье мы познакомим вас с несколькими способами обеззараживания воды - традиционными и инновационными, промышленными и пригодными для применения в полевых условиях.

Методы очистки

Прежде всего, отметим факт, что полное очищение от всех содержащихся в ней элементов (в том числе и бактерий) сделает жидкость полностью непригодной для питья и приготовления пищи. Оттого нужно с толком выбирать способ обеззараживания воды, быть уверенными в его качественном воплощении.

Дезинфекции всегда должно предшествовать химико-биологическое исследование жидкости. Уже на основе его результатов выбирают один из методов обеззараживания:

• Химический, реагентный.
• Комбинированный.
• Безреагентный, физический.

Каждый из них - это способ обеззараживания воды, но по собственной определенной методике. Например, химический - это воздействие с помощью реагентов-коагулянтов, физические методы - безреагентное воздействие. Выделяются еще и инновационные, которые мы обязательно разберем на протяжении материала.

Интересно применение комбинированных методов - это применение и физического, и химического очищения попеременно. Считается на сегодня самым эффективным в дезинфекции - не только позволяет избавиться от бактерий, но и помогает не допустить их повторного визита. Применение нескольких способов обеззараживания воды - это и гарантия ее очистки от максимального количества загрязнителей.

Химические способы

В частности, это обработка жидкости различными веществами - химическими коагулянтами. Наиболее распространены:

• хлор;
• озон;
• гипохлорит натрия;
• ионы металлов и проч.

Эффективность этих способов обеззараживания питьевой воды зависит от максимально точно определенной дозы воздействующего реагента, от должного времени его контакта с очищаемой жидкостью.

Подходящую дозировку определяют как системой расчетов, так и пробной дезинфекцией, после которой воду берут на анализ. Важно не просчитаться и в том плане, что малая доза химических реагентов не только бессильна против вирусов и инфекций, но и может поспособствовать повышению их активности. Например, тот же озон в небольших количествах убивает лишь часть бактерий, выделяя особые соединения, что пробуждают спящие микроорганизмы, стимулируя их на ускоренное размножение.

Отсюда дозу всегда рассчитывают с избытком. Но одно дело - способы а другое дело - питьевых. Избыток должен в последнем случае быть таким, чтобы не вызвать у употребляющих жидкость людей отравление дезинфицирующими веществами.

Предлагаем вам подробнее ознакомиться с химической методикой.

Хлорирование

Если попросить обывателей: "Укажите самый простой способ обеззараживания воды", многие сразу же отметят хлорирование. И неспроста - как метод дезинфекции оно очень распространено в России. Объясняется это несомненными плюсами хлорирования:

• Простота в использовании и обслуживании.
• Низкая цена действующего вещества.
• Высокая эффективность.
• Последующий после применения эффект - вторичный рост микроорганизмов не происходит даже при минимальном избытке дозы хлора.
• Контроль за запахом, вкусовыми качествами воды.
• Поддержка чистоты фильтров.
• Препятствие образованию водорослей.
• Разрушение сероводорода, удаление железа и марганца.

Однако у средства есть и свои минусы:

• При окислении обладает высокой степенью токсичности, мутагенности, канцерогенности.
• Последующая после хлора очистка жидкости активированным углем не спасает ее полностью от образованных хлорированием соединений. Высокостойкие, они могут сделать питьевую воду непригодной для питья, засорять реки и иные природные водоемы по течению стоков.
• Образование тригалометанов, оказывающих канцерогенное воздействие на человеческий организм. Именно они способствуют росту раковых клеток. А кипячение, самый простой способ обеззараживания воды, усугубляет ситуацию. В хлорированной жидкости после него образуется диоксин - опасное ядовитое вещество.
• Исследования показывают, что хлорированная вода способствует также развитию заболеваний сосудов, ЖКТ, печени, сердца, гипертонии, атеросклероза. Негативно сказывается на состоянии кожи, волос и ногтей. Разрушает в организме белок.

На сегодня современной заменой является более эффективный в обеззараживании. Но существенный минус - его нужно применять сразу на месте производства.

Озонирование

Многие считают самым надежным способом обеззараживания воды именно озонирование. Газ озон способен разрушать ферментную систему микробной, вирусной клетки, окислять некоторые соединения, придающие жидкости неприятный запах.

Достоинства метода следующие:

• Быстрая дезинфекция.
• Максимально безопасное для человека и окружающей среды обеззараживание.

При этом у озонирования есть и ряд недостатков:

• При неправильной дозировке у воды отмечается неприятный запах.
• Избыток озона способствует усиленной коррозии металла. Это касается и водопроводных труб, и бытовой техники, посуды. Нужно выждать период распада газа, прежде чем пускать воду по трубам.
• Довольно дорогой в применении метод - необходимы большие растраты электроэнергии, сложное оборудование, высококвалифицированный обслуживающий персонал.
• Газ в процессе производства токсичен и взрывоопасен. Относится к первому классу опасности.
• После проведения озонирования возможно повторное размножение бактерий. Нет гарантии 100 % очистки воды.

Полимерные антисептики

Еще один популярный химический способ - использование полимерных реагентов. Самым известным на сегодня является "Биопаг". Чаще всего его применяют в общественных бассейнах, аквапарках.

Достоинства этого способа очистки и обеззараживания воды:

• Не наносит вреда здоровью человека и животных.
• Не придает воде определенный запах, вкус или цвет.
• Довольно прост в использовании.
• Не оказывает коррозионного влияния на металл.
• Не вызывает аллергических реакций.

Недостатки - может раздражать кожу, слизистую оболочку.

Прочие химические способы

Какие способы обеззараживания воды можно назвать в данном случае? Это несколько вариантов:

• Дезинфекция при помощи ионов тяжелых металлов, йода, брома.
• Обеззараживание при помощи ионов благородных металлов. Чаще всего используется серебро.
• Использование сильных окислителей. Частым примером тут будет гипохлорит натрия.

Физические способы

Сюда будут относиться нехимические способы воздействия на микроорганизмы в жидкости. Их применению чаще всего предшествует фильтрация и Это удаляет взвешенные частицы, яйца глистов, внушительную часть находящихся в жидкости микробов.

Самые распространенные способы:

• Воздействие ультрафиолетового излучения.
• Воздействие ультразвука.
• Кипячение. Эффективный способ обеззараживания воды в природных условиях.

Давайте разберем каждый из них более подробно.

УФ-облучение

Важно рассчитать необходимую долю воздействующей энергии на определенный объем воды. Для этого перемножают мощность излучения и время контакта с жидкостью. Важно предварительно определить концентрацию микроорганизмов в 1 мл воды, число индикаторных бактерий (в частности, кишечной палочки).

Отметим, что УФ-лучи будут пагубно воздействовать на микроорганизмы лучше хлора. Озон же по результатам очистки будет равен по эффективности облучению. УФ-лучи воздействуют и на ферментный обмен, и на клеточные структуры бактерий и вирусов. Что важно, уничтожают вегетативные,споровые формы.

Достоинства метода такие:

• Нет верхнего порога дозы, так как подобное облучение не образует в воде токсических соединений. Увеличивая ее, можно постепенно добиться самых лучших результатов.
• Отлично подходит для индивидуального пользования.
• Большой срок службы УФ-лампы - несколько тысяч часов.

Но есть и недостатки:

• Нет последствия мероприятия - чтобы воспрепятствовать возвращению микроорганизмов, воду следует обеззараживать периодически и систематически, не выключая установку.
• Кварцевые лампы порой загрязняются отложениями минеральных солей. Однако этому легко воспрепятствовать с помощью обычной пищевой кислоты.
• Обязательна предварительная очистка воды от взвешенных в ней частиц - экранизируя лучи, они сводят "на нет" весь процесс.

Способ обеззараживания воды в полевых условиях с помощью УФ-излучения продемонстрирован на картинке.

Ультразвук

Действие тут основано на кавитации. Так называется способность ряда звуковых частот образовать пустоты, создающие большую разницу в давлении.Этот диссонанс приводит к разрыву клеточных оболочек вирусов, бактерий, что ведет к гибели микроорганизмов. Эффективность зависит от интенсивности колебаний звука.

Такой метод мало распространен в первую очередь из-за своей дороговизны. Необходимо определенное оборудование, специально подготовленный персонал. Важно помнить о том, что опасен ультразвук для бактерий только на определенных частотах. Низкие волны, напротив, способны вызвать ускорение роста числа микроорганизмов в воде.

Кипячение

Самый простой и распространенный способ обеззараживания воды в полевых условиях - это, конечно, кипячение. Его популярность и общепризнанность основывается на многих факторах:

• Уничтожение в жидкости практически всех вредоносных микроорганизмов - вирусов, бактерий и бактериофагов, антибиотиков и проч.
• Доступность - нужен источник тепла, способный разогреть воду до 100 градусов по Цельсию, и жаропрочная емкость.
• Не влияет на вкусовые качества жидкости, ее цвет и запах.
• Устраняет растворенные в воде газы.
• Отлично борется с жесткостью жидкости, смягчает ее.

Комплексные способы очистки

От простых способов обеззараживания воды перейдем к комплексным, что являются самыми эффективными в ряде случаев. Например, это сочетание УФ-облучения и хлорирования, озонирования и хлорирования (препятствие вторичному заражению), безреагентные и реагентные методы.

В эту же категорию часто относят и фильтрование. Но с той особенностью, что каждая ячейка фильтра по размерам должна быть меньше, чем отсеиваемые микроорганизмы. А это значит, что ее диаметр не должен превышать 1 микрон. Но таким образом можно бороться только с бактериями. Против вирусов применяют более микроскопические поры - с диаметром менее 0,1-0,2 мкм.

На современном рынке популярна система фильтрации под названием "Пурифайер". Устройство отличается тем, что использует несколько систем фильтрации воды, ее обеззараживания. Некоторые модели дополнительно могут охлаждать воду до 4 градусов и нагревать до 95 градусов.

Установка применима и в промышленных, и в офисных, домашних масштабах. К водопроводной трубе ее достаточно просто подсоединить пластиковым переходником. Производители уверяют, что приобретение, подключение и работа "Пурифайера" будет обходиться владельцу дешевле, нежели доставка бутилированной воды.

Инновационные методы обеззараживания

Самыми новыми на сегодня способами обеззараживания воды будут электрохимический и электроимпульсный. На отечественном рынке они используются в таких устройствах, как "Изумруд", "Сапфир", "Аквамарин".

Их функционирование основано на работе специального электрохимического диафрагменного реактора, через который и пропускается вода. Он, в свою очередь, разделен металлокерамической мембраной, что способна производить ультрафильтрацию на катодные и анодные зоны.

В момент, когда в анодные и катодные камеры подают ток, в них начинают образовываться растворы - щелочной и кислотный. Затем - электролитическое образование (другое его название - активный хлор). Вся эта среда отличительна тем, что в ней активно гибнет подавляющее число видов вредных микроорганизмов. Также она способна разрушать некоторые соединения, растворенные в жидкости.

Производительность представленных аппаратов главным образом зависит от двух факторов: количества рабочих элементов и их конструкции. В каких-то агрегатах используются католиты и анолиты (в основном в медицинской сфере). Подобное обеззараживание называется ЭХА-технологией.

С ней, кстати, связаны многие заблуждения. Некоторые производители устройств заявляют, что обработанная в их агрегате вода становится целебной и даже чудодейственной. Однако на деле она всего лишь очищается и обеззараживается.

Электроимпульсная же очистка - это пропускание через толщу воды электроразряда. Ударная волна сверхвысокого давления, световое излучение, образование озона - следствие воздействия. Это все вместе губительно для микроорганизмов, взвешенных в жидкости.

Мы познакомились с разными методами обеззараживания воды - простыми и комплексными, традиционными и инновационными, эффективными и безопасными для человека. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Однако ведущий фактор - безвредность для организма человека, окружающей среды.

Природная вода, как правило, не соответствует гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде, поэтому перед подачей населению практически всегда необходима ее очистка и обеззараживание.

Потребляемая человеком для питья, как и используемая на различных производствах, природная вода должна быть безопасной в санитарно-эпидемиологическом отношении, безвредной по своему химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Известно, что ни один из современных методов обработки воды не обеспечивает ее 100 %-ной очистки от микроорганизмов. Но даже если бы система водоподготовки и могла способствовать абсолютному удалению из воды всех микроорганизмов, то всегда остается большая вероятность вторичного загрязнения очищенной воды при ее транспортировке по трубам, хранении в емкостях, контакте с атмосферным воздухом и т. д.

Санитарные правила и нормы (СанПиН) не ставят целью доведение воды по микробиологическим показателям до идеального, а следовательно, стерильного качества, при котором в ней будут отсутствовать все микроорганизмы. Задача состоит в том, чтобы удалить наиболее опасные из них для здоровья человека.

В настоящее время известно много методов обеззараживания воды и множество приборов, использующихся их для реализации. Выбор способа обеззараживания зависит от множества факторов: источника водоснабжения, биологических особенностей микроорганизмов, экономической целесообразности и т. д.

Очистка воды, в том числе её обесцвечивание и осветление, является первым этапом в подготовке питьевой воды, на котором из нее удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов.

Однако некоторые патогенные бактерии и вирусы проникают через очистные сооружения и содержутся в фильтрованной воде. Для того чтобы создать надёжный барьер на пути возможной передачи через воду кишечных инфекций и других, не менее опасных болезней, и применяется её обеззараживание, т. е. уничтожение патогенных микроорганизмов - бактерий и вирусов.

Именно микробиологические загрязнения воды приводят к максимальному риску для здоровья человека. Доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы.

В технологии водоподготовки существует много методов обеззараживания воды, которые условно можно разделить на два основных класса - химические и физические (или безреагентные), а также их комбинирование.

К химическим или реагентным методам обеззараживания воды относится введение сильных окислителей, в качестве которых используют хлор, диоксид хлора, озон, иод, гипохлорит натрия и кальция, перекись водорода, марганцевокислый калий.

Из вышеперечисленных окислителей практическое применение в системах обеззараживания воды находят: хлор, озон, гипохлорит натрия, диоксид хлора.

Другой химический метод - олигодинамия - воздействие на воду ионами благородных металлов.

Физические методы обеззараживания:

Ультрафиолетовое облучение;

Термическое воздействие;

Ультразвуковое воздействие;

Воздействие электрическим разрядом.

Эффективность обеззараживания воды химическими и физическими методами во многом зависит от свойств воды, а также от биологических особенностей микроорганизмов, т. е. их устойчивости к этим воздействиям.

Выбор метода, оценка экономической целесообразности применения того или иного метода обеззараживания воды определяется источником водоснабжения, составом воды, типом установленного оборудования водопроводной станции и ее местоположением (удаленностью от потребителей), стоимостью реагентов и оборудования дезинфекции.

Хлорирование

Самое главное преимущество этого способа обеззараживания - способность обеспечить микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети, в любой момент времени, при ее транспортировании пользователю - именно благодаря эффекту последействия. После введения хлорирующего агента в воду он очень долго сохраняет свою активность по отношению к микробам, угнетает их ферментные системы на всем пути следования воды по водопроводным сетям от объекта водоподготовки (водозабора) до каждого потребителя. Благодаря окислительным свойствам и эффекту последействия, хлорирование предотвращает рост водорослей, способствует удалению из воды железа и марганца, разрушению сероводорода, обесцвечиванию воды, поддержанию микробиологической чистоты фильтров и т. п.

Несмотря на то, что хлорирование до сих пор являлось самым распространенным методом обеззараживания, данному методу присущи и некоторые ограничения в применении, например:

В результате хлорирования в обрабатываемой воде могут образоваться хлорорганические соединения (ХОС);

Традиционные способы хлорирования в некоторых случаях не являются барьером на пути проникновения ряда бактерий и вирусов в воду;

Хлорирование воды, проводимое в больших масштабах, вызвало широкое распространение резистивных к хлору микроорганизмов;

Растворы хлорсодержащих реагентов коррозионно активны, что порой является причиной быстрого износа оборудования;

Диоксид хлора

Применение диоксида хлора для обеззараживания воды обладает рядом преимуществ:

Диоксид хлора не образует тригалометанов при взаимодействии с органическими веществами, при этом способствует снижению концентраций железа и марганца в воде;

Является эффективным окислителем и дезинфектантом для всех видов микроорганизмов, включая цисты (Giardia, Cryptosporidium), споровые формы бактерий и вирусы;

Дезинфицирующее действие практически не зависит от pH воды, в то время как эффективность хлора снижается с отклонением значения pH от pH=7,4; - дезодорирует воду, разрушает фенолы - источники неприятного вкуса и запаха;

Не образует броматов и броморганических побочных продуктов дезинфекции в присутствии бромидов.

Основным недостатком применения диоксида хлора является образование побочных продуктов - хлоратов и хлоритов, содержание которых в питьевой воде необходимо контролировать.

Гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия обладает рядом ценных свойств. Его водные растворы не имеют взвесей и поэтому не нуждаются в отстаивании в противоположность хлорной извести.

Применение гипохлорита натрия для обработки воды не вызывает увеличения ее жесткости, поскольку не содержит солей кальция и магния как хлорная известь или гипохлорит кальция.

Бактерицидный эффект раствора NaClO, полученного электролизом, выше, чем у других дезинфектантов, действующее начало которых - активный хлор.

Кроме того, раствор обладает еще большим окислительным действием, чем растворы, приготовленные химическим методом, поскольку содержит больше хлорноватистой кислоты (HClO).

Недостатком данного метода является то, что водные растворы гипохлорита натрия неустойчивы и со временем разлагаются даже при комнатной температуре.

Использование для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании, чем применение хлора и не требует сложных технологических решений.

Правда, применяемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3-5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок.

При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. В связи с этим необходимо обустраивать систему притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдать меры безопасности для обслуживающего персонала.

Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием, при индивидуальном водоснабжении обычно не используются.

Аналит

Традиционные средства водоподготовки путем хлорирования ее молекулярным хлором относительно малоэффективны, недостаточно безопасны, в экологическом и токсикологическом отношениях, вызывают появление характерного раздражающего запаха воды, аллергические и зудящие раздражения кожи людей, ухудшают органолептические свойства воды. Однако всевозрастающий дефицит хлорсодержащих препаратов, резкое повышение цен на них, повышение требования в экологическом отношении, влияние общеевропейских норм водоподготовки привели к необходимости поиска новых методов обеззараживания. Кроме того, при длительном применении одного и того же средства микроорганизмы адаптируются к его действию и создают опасность заражения.

Качественно новым дезинфецирующим средством для обеззараживания воды служит Анолит, синтезируемый в результате электрохимического процесса смеси оксидантов.

Анолит - это в первую очередь эффективный дезинфектант. Аналит способен уничтожить вирусы, бактерии, грибы и другие микроорганизмы. Причем вне зависимости частоты и продолжительности его применения, бактерии не вырабатывают привыкания к нему и Анолит отвечает требованиям, предъявляемым к дезинфицирующим препаратам. Дезинфектант обладает хорошими бактерицидными и противо-грибковыми свойствами, низкой стоимостью. Этот раствор для дезинфекции можно и нужно применять в местах нахождения (скопления) людей и животных, так как малая токсичность дает возможность проведения дезинфекции в присутствии людей и животных, что выгодно отличает его от остальных растворов применяемых для дезинфекции. Нейтральный анолит АНК абсолютно безопасен, экологически чист и полностью биоразлагаем.

Анолит также обладает свойствами моющего средства, отмывая и обеззараживая любые предметы в помещении. Высокая степень спорицидности дезинфектанта позволяет использовать его как средство для стерилизации в центрах инфекционных заболеваний.

Анолит производиться на месте эксплуатации в необходимом количестве.

Раствор Анолита применяется:

В медицине для дезинфекции помещений в больницах, в клиниках, в поликлиниках, в стоматологических клиниках, в медицинских центрах (в том числе и в инфекционных палатах в момент пребывания людей);

В общественных местах (спорт залы, транспорт, общественные места скопления людей, общественные туалеты)

В быту (обеззараживания любых объектов в быту, а также фруктов, овощей, мяса и др. пищевых продуктов с целью увеличения сроков хранения)

В МЧС (обеззараживание воздуха (путем распыления),обеззараживание транспорта, обеззараживание опасных в эпидемиологическом плане захоронений)

В сельском хозяйстве и агропромышленном комплексе (дезинфекция животноводческих помещений и других сельскохозяйственных объектов, обработка растений в теплицах для борьбы с вирусными и бактериальными заболеваниями, обработка поливной воды и водоподготовка, обеззараживание семян и рассады перед посевом и высадкой, обработка готовой сельскохозяйственной продукции для увеличения сроков ее хранения, силосование зеленых кормов)

В пищевой промышленности (обработка сырья на пищевых перерабатывающих заводах, например, с целью обеззараживания и увеличения сроков хранения; обеззараживание туш скота и птиц в убойных цехах и на мясоперерабатывающих заводах; обеззараживание рыбы и морепродуктов)

Основные преимущества Анолита:

• Экологически чистый раствор
• безопасен в отношении всех теплокровных организмов (как при внешнем контакте, так и при попадании внутрь)
• обладает бальзамирующим эффектом, что приостанавливает старение кожи и на время контакта с раствором и длительное время после этого
• не вызывает раздражающих и аллергических реакций
• эффективно удаляет биологическую пленку в системах циркуляции воды и на стенках бассейна
• не образует вредных побочных (токсичных) продуктов хлорирования
• эффективен против всех известных вирусов, бактерий, водорослей, грибковых организмов и спор
• безопасен для людей и окружающей среды
• экономически эффективен, благодаря запатентованной принципиально новой технологии и наилучшим эксплуатационно-потребительскими показателями

Основной недостаток использования - требует высоких начальных затрат на оборудование и низкая производительность.

Йодирование

Как показывают исследования, метод йодирования эффективен в отношении бактерий и вирусов и недостаточно эффективен при воздействии на микробные токсины и фенольные соединения.

Еще одно ограничение на распространение метода йодирования накладывает появление специфического запаха при растворении йода в воде.

Поэтому йодирование воды в целях её обеззараживания не выдерживает конкуренции с традиционным хлорированием, несмотря на то, что йод, в отличие от хлора, имеет такие преимущества, как инертность по отношению к аммиаку и его производным, а также устойчивость к солнечной радиации.

Обработка воды йодом для целей обеззараживания не нашла широкого распространения, хотя попытки йодирования водопроводной воды предпринимались неоднократно.

В настоящее время обработка воды йодом применяется лишь при малых величинах расхода или в тех случаях, когда используются специальные схемы дезинфекции воды. Так, в ряде случаев йодом дезинфицируют воду в плавательных бассейнах.

В современной практике для обеззараживания питьевой воды йодированием предлагается использовать специальные иониты, насыщенные йодом.

При прохождении через них воды йод постепенно вымывается из ионита, переходя воду. Такое решение возможно только для малогабаритных индивидуальных установок в бытовых системах доочистки воды.

В таких системах йодирование воды проводится за счет дополнительной установки в одну из ступеней очистки специального фильтрующего элемента.

Существенными недостатками являются изменение концентрации йода в процессе работы, невозможность точного дозирования в проточную воду и отсутствие контроля его концентрации.

Бромирование

Бром воздействует на микроорганизмы, убивает вирусы, бактерии, грибки, способствует удалению из воды органических примесей, эффективен в борьбе с водорослями.

Соединения, основой которых является бром, устойчивы к солнечной радиации.

Однако несмотря на все свои преимущества, метод бромирования воды является очень дорогостоящим, поэтому он не получил широкого распространения при очистке питьевой воды и применяется в основном для обеззараживания воды в небольших бассейнах и СПА.

Озонирование

При повышенном бактериальном загрязнении водоисточника или при наличии в нем патогенных микроорганизмов, энтеровирусов и цист лямблий, устойчивых к действию традиционного хлорирования, озон особенно эффективен.

Механизм действия озона на бактерии полностью пока еще не выяснен, однако это не мешает его широкому использованию.

Озон гораздо более сильный окислитель, чем хлор (при применяемых дозах того и другого реагента).

По быстродействию озон эффективнее хлора: обеззараживание происходит быстрее в 15-20 раз. На споровые формы бактерий озон действует разрушающе, в 300-600 раз сильнее хлора.

Следует отметить такое важное свойство озона, как противовирусное воздействие. Энтеровирусы, в частности, выводящиеся из организма человека, поступают в сточные воды и, следовательно, часто могут попадать в воды поверхностных источников, используемых для питьевого водоснабжения.

Метод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ среди других методов обеззараживания питьевой воды.

Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу.

Все это ограничивает использование данного метода в повседневной жизни.

С гигиенической точки зрения, озонирование - один из лучших способов обеззараживания питьевой воды.

При высокой степени обеззараживания оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.

Озон уничтожает известные микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее, чем любые другие дезинфекторы.

Озонирование не изменяет кислотность воды и не удаляет из неё необходимые человеку вещества. Остаточный озон быстро превращается в кислород (O2) и обогащает им воду.

При озонировании не успевают возникнуть побочные вредные продукты реакции, по крайней мере, в заметных количествах.

Существуют некоторые недостатки применения озонирования, накладывающие соответствующие ограничения на его применение:

1. Метод озонирования технически сложен, требует больших расходов электроэнергии и использования сложной аппаратуры, для которой необходимо высококвалифицированное обслуживание.

2. Пролонгированное действие озона значительно меньше чем у хлора, благодаря его быстрому разрушению, поэтому повторное заражение воды при озонировании более вероятно, чем при хлорировании.

3. Озонирование может вызвать (особенно у высокоцветных вод и вод с большим количеством «органики») образование дополнительных осадков, поэтому нужно предусматривать после озонирования фильтрование воды через активный уголь.

В результате озонирования образуются побочные продукты, включающие: альдегиды, кетоны, органические кислоты, броматы (в присутствии бромидов), пероксиды и другие соединения.

При воздействии на гуминовые кислоты, где есть ароматические соединения фенольного типа, может появиться и фенол.

Олигодинамия

Олигодинамия - это воздействие ионов благородных металлов на микробиологические объекты.

Говоря о олигодинамии, как правило, рассматривают три металла - золото, медь и серебро.

Наиболее распространенным методом для практических целей является применение серебра, иногда используются бактерицидные растворы на основе меди.

Научно доказано, что серебро в ионном виде обладает бактерицидным, противовирусным, выраженным противогрибковым и антисептическим действием и служит высокоэффективным обеззараживающим средством в отношении патогенных микроорганизмов, вызывающих острые инфекции. Эффект уничтожения бактерий препаратами серебра очень велик.

Однако, выбирая серебро в качестве обеззараживающего вещества, обязательно нужно помнить, что серебро - тяжелый металл. Как и другие тяжелые металлы, серебро способно накапливаться в организме.

«Серебряная» вода обладает бактерицидными свойствами, при достаточно высоких концентрациях серебра, около 0,015 мг/л. При низких концентрациях (10-4… 10-6 мг/л.), серебро оказывает только бактериостатическое действия, т. е. останавливает рост бактерий, но не убивает их. Спорообразующие разновидности микроорганизмов к серебру практически нечувствительны.

Серебрение картриджей на основе активированного угля используют в бытовых фильтрах. Это делается с целью предотвращения обрастания фильтров микроорганизмами, так как отфильтрованные органические вещества являются хорошей питательной средой для многих бактерий.

Применение активных углей и катионитов, насыщенных серебром

В настоящее время активированный уголь используется во многих процессах очистки воды, пищевой промышленности, в процессах химических технологий. Основное назначение угля - это адсорбции органических соединений.

Именно отфильтрованные органические вещества являются идеальной питательной средой для размножения бактерий при остановке движения воды.

Нанесение серебра на активированный уголь препятствует росту бактерий внутри фильтра благодаря бактерицидным свойствам этого металла.

Технология нанесения серебра на поверхность угля уникальна тем, что серебро не смывается с поверхности угля в процессе фильтрования.

Несмотря на достаточно высокую эффективность олигодинамии в целом, нельзя говорить об абсолютной универсальности этого способа.

Дело в том, что целый ряд вредных микроорганизмов оказывается вне зоны его действия - многие грибы, бактерии (сапрофитные, спорообразующие).

Тем не менее пропущенная через такой фильтр, вода обычно долго сохраняет свои бактерицидные свойства и чистоту.

Ультрафиолетовое обеззараживание

Электромагнитное излучение в пределах длин волн от 10 до 400 нм называется ультрафиолетовым.

Для обеззараживания природных и сточных вод используют биологически активную область спектра УФ-облучения с длиной волны от 205 до 315 нм, называемую бактерицидным излучением.

Наибольшим бактерицидным действием (максимум вирулицидного действия) обладает электромагнитное излучение на длине волны 200-315 нм и максимальным проявлением в области 260±10 нм.

В современных УФ-устройствах применяют излучение с длиной волны 253,7 нм.

При прохождении через воду УФ-излучение ослабевает вследствие эффектов поглощения и рассеивания.

Степень поглощения определяется физико-химическими свойствами обрабатываемой воды, а также толщиной её слоя.

Для учёта этого ослабления вводится коэффициент поглощения водой α, значение которого зависит от качества воды, особенно от содержания в ней железа, марганца, фенола, а также от мутности воды.

Как правило, чтобы обеззараживание воды проходило эффективно, она должна удовлетворять следующим требованиям:

прозрачность - не ниже 85 %;

количество взвешенных частиц - не более 1 мг/л;

жесткость - менее 7 ммоль/л;

марганца - не более 0,1 мг/л;

твердых взвешенных частиц - менее 10 мг/л;

мутность - не более 2 мг/л по каолину;

цветность - не более 35 градусов;

число бактерий группы кишечной палочки не более 10 000 в 1 л.

Поэтому во всех случаях, когда качество воды отличается от стандарта на питьевую воду, выбор УФ-оборудования должен производиться специалистами.

При УФ-облучении воды не существует проблемы передозировки. Повышение дозы не приводит к гигиенически значимым неблагоприятным изменениям свойств воды и образованию побочных продуктов.

Достоинствами метода:

Наименее «искусственный» - ультрафиолетовые лучи;

Универсальность и эффективность поражения различных микроорганизмов - ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и спорообразующие бактерии, которые при хлорировании обычными нормативными дозами хлора сохраняют свою жизнеспособность;

Физико-химический состав обрабатываемой воды сохраняется неизмененным;

Отсутствие ограничения по верхнему пределу дозы;

Не требуется организовывать специальную систему безопасности как при хлорировании и озонировании;

Отсутствуют вторичные продукты;

Не нужно создавать реагентное хозяйство;

Оборудование работает без специального обслуживающего персонала.

Недостатки метода:

Падение эффективности при обработке плохоочищенной воды (мутная, цветная вода плохо «просвечивается»);

Периодическая отмывка ламп от налетов и осадков, требующаяся при обработке мутной и жесткой воды;

Отсутствует «последействие», т. е. не исключается возможность вторичного (после обработки излучением) заражения воды.

Нужно понимать, что не существует одного самого универсального или самого правильного метода обеззараживания воды. Каждый из методов может обеспечить обеззараживание только при правильно подобранных условиях, так как каждый из методов имеет свои ограничения по применению.

Ниже приведено сравнение трех основных методов обеззараживания воды хлорирование, озонирование и УФ обеззараживание:

Каждая из трех технологий, если она применяется в соответствии с нормами, может обеспечить необходимую степень инактивации бактерий, в частности, по индикаторным бактериям группы кишечной палочки и общему микробному числу.

По отношению к цистам патогенных простейших высокую степень очистки не обеспечивает ни один из методов. Для удаления этих микроорганизмов рекомендуется сочетать процессы обеззараживания с процессами уменьшения мутности.

Озон и ультрафиолет имеют достаточно высокий вируцидный эффект при реальных для практики дозах. Метод хлорирования менее эффективен в отношении вирусов.

Технологическая простота процесса хлорирования и недефицитность хлора обусловливают широкое распространение именно этого метода обеззараживания.

Метод озонирования является наиболее технически сложным и дорогостоящим по сравнению с хлорированием и УФ-обеззараживанием.

УФ-излучение не меняет химический состав воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Хлорирование может привести к образованию нежелательных хлорорганических соединений, обладающих высокой токсичностью и канцерогенностью. При озонировании также возможно образование побочных продуктов, классифицируемых нормативами как токсичные - альдегиды, кетоны и другие алифатические и ароматические соединения.

Ультрафиолетовое излучение убивает микроорганизмы, но образующиеся «осколки» клеточные стенки бактерий, грибков, фрагменты вирусов) остаются в воде, поэтому рекомендуется ее последующая фильтрация.

Только хлорирование обеспечивает консервацию воды в дозах 0,3-0,5 мг/л, т. е. обладает необходимым длительным действием.

Ультразвуковое воздействие

Обеззараживание воды ультразвуком основано на использовании явления кавитации.

Бактерицидное действие ультразвука сильно зависит от интенсивности колебаний. Для полного уничтожения патогенной микрофлоры, включая ряд спор и грибков, необходимы достаточно большие дозы поглощенной энергии, обеспечить которые при широком практическом применении метода затруднительно.

Поэтому ультразвуковое воздействие целесообразно применять в комбинации с каким-либо другим видом обработки воды, например УФ-облучением.

На качество обеззараживание воды ультразвуком не влияют такие параметры, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, а также наличие в воде растворенных веществ. Степень обеззараживания воды зависит только от интенсивности ультразвуковых колебаний.

Электрохимический метод обеззараживания

При реализации электрохимических способов подготовки воды обеспечивается обеззараживание жидкости, так как электролиз водных растворов практически всегда сопровождается образованием в объеме электролита сильных дезинфектантов.

Наложение электрического поля на обрабатываемую жидкость может вызвать необратимое агрегатирование микроорганизмов, что позволяет их отделять на фильтре для грубодисперсных примесей.

В качестве средства для дезинфекции воды наибольшее распространение и популярность получили хлор и его кислородные соединения.

Электрохимическое производство хлора из хлоридных растворов с последующим его растворением в объеме электролита приводит к образованию мощных бактерицидных агентов HClO и СlO- - хлорноватистой кислоты и гипохлорит иона, соответственно.

В последние годы наибольшее применение находят электролизные установки, позволяющие получить реагенты для обеззараживания воды непосредственно на месте потребления.

Для подбора метода обеззараживания в Вашем случае обращайтесь к нашим специалистам, отправивь вводные данные по электронной почте: [email protected] или по телефону +7 495 665 22 60.

В воду проникают по различным причинам загрязнения, которые влияют на появления неприятного запаха, изменения цвета. В таких случаях необходимо провести дезинфекцию воды

Причиной загрязнения становится попадание в нее мусора и грязи, трупов птиц и животных, пролегание рядом с колодцем канализации, стока сельскохозяйственных химикатов с близлежащих полей, паводки, обильное таяние снега. При подозрении на наличие в колодце болезнетворных микробов проводится обеззараживание питьевой воды.

Способы обеззараживания

Химические способы

Если для уничтожения болезнетворных микробов используются химические вещества или их соединения, то говорят, что применяются химические . К ним относятся:

• Обработка йодом - 3 капли на литр
• Обработка марганцовкой - 1 г на ведро
• Использование алюминиевых квасцов
• Использование серебра или кремния
• Озонирование
• Хлорирование

Очистка колодезной воды или дезинфекция скважины проводится хлорированием и марганцовкой.

Использование хлора для обеззараживания

Хлорирование воды - самый распространенный способ дезинфекции. Мероприятие проводится с использованием жидких, твердых или газообразных форм химического элемента и его соединений.

Дезинфекцию колодязной воды можно провести с помощью хлорной извести

Для обеззараживания применяется:

1. Растворенный в воде хлор - формула хлорной воды содержит молекулы хлора, хлорноватистую и соляные кислоты. Используется для
2. Твердое соединение - хлорная известь
3. Жидкий раствор для бытовых нужд «Белизна» - проводится натрия, который входит в состав средства

Раз в год проводится полная дезинфекция колодезной воды. Для ее реализации осуществляются следующие этапы:

• Осушение колодца
• Проверка целостности шахты, при необходимости ее восстановление
• Дезинфекция шахты
• Дезинфекция дна
• Устройство новой подсыпки
• Дезинфекция воды

Для этих целей в магазине, который продает средства для дезинфекции, покупаются специальные хлорсодержащие препараты. Если нужно провести экстренное хлорирование питьевой воды, то используется «Белизна» или хлорная известь.

Все работы по дезинфекции хлорсодержащими препаратами проводятся в респираторе.

Обеззараживание организовывается по следующей схеме:

1. Когда откачка воды из колодца закончена, хлоркой чистятся его стенки. Для работы удобно использовать пульверизатор или валик на длинной палке. Подойдет обычная швабра, обмотанная тряпкой. Раствор можно наносить губкой. «Белизна» разводится из расчета пол-литра на ведро
2. проводится после того, как она снова заполнила шахту. Используется раствор «Белизны» - 1 литр на одно кольцо или хлорная известь - 200 г, которые разведены холодной водой
3. Подготовленные средства выливаются в колодец, вода перемешивается ведром
4. Верх колодца затягивается пленкой, закрывается крышкой
5. Дезинфекция колодцев занимает 12-24 часа, после чего вода несколько раз откачивается. Признаком того, что ее снова можно употреблять, станет отсутствие запаха хлорки из кранов

Если используется хлорка для дезинфекции, микробы гарантированно уничтожаются, при этом после обработки источника желательно сдать воду для проведения бактериологического анализа.

Чтобы очистить колодец, необходимо использовать такие инструменты, как лестница, щетки и т.д.

Обеззараживание марганцовкой

Продезинфицировать колодец можно марганцовкой. Обработка относится к щадящим методам. Чайная ложка порошка разводится ведром воды и выливается в колодец. Скважина откачивается 2-3 раза. На дно кладется кремниевая крошка, помещенная в капроновую сетку. Кремний дезинфицирует воду.

Озонирование

Дезинфекция воды при помощи озона позволяет уничтожить любые содержащиеся в воде болезнетворные микроорганизмы. Процесс очистки не влияет на кислотно-щелочные показатели, не образует дополнительных солей, то есть не имеет побочных эффектов. Приборы для озонирования устанавливаются двумя способами: после источника и прохождения грубой фильтрации или под раковиной.

Помимо обеззараживания, обработка озоном позволяет избавиться от , марганца, сероводорода. Твердые фракции фильтруются встроенным в озонатор . Пить воду после озонатора можно через 20-25 минут. За это время озон успеет разложиться.

Установка озонатора - дорогостоящее предприятие, которое кроме денежных вложений требует тщательного контроля за работой оборудования.

Применение таблетированных средств

При необходимости применяются такие таблетки для очистки воды и колодца, как «Акватабс», «Экобриз», «Септолит». В их состав входит хлор. Предварительная дезинфекция шахты проводится раствором из 4 таблеток на ведро. Используются «Экобриз» или «Септолит».

Через полчаса после очищения стенок обеззараживается содержимое колодца. Используются таблетки «Акватабс» из расчета 40 г на кубометр. Раствор заливается в колодец, который плотно укутывается пленкой и накрывается крышкой. Через 6 часов проверяется состояние воды. Если она не пахнет хлором, то таблетки для обеззараживания воды дополнительно добавляются в количестве 10 г на кубометр. Через 4 часа начинается откачка колодца.

Для любых видов очистки с использованием хлора рекомендуется следующие два дня после обработки кипятить и отстаивать колодезную воду.

Перед тем как начать очистку колодца необходимо откачать с помощью насоса воду

Прочие методы химической очистки

Йод, серебро, поваренная соль, алюминиевые квасцы используются для индивидуального очищения. Приготовленные растворы употребляются для питья через полчаса после смешивания воды с каким-либо из средств.

Физические способы очистки

Обеззаразить воду можно следующими способами:

• Кипячение - проводится в течение 10 минут, а для очень грязной воды полчаса
• Фильтрация
• Ультразвук
• Ультрафиолет

Это физические методы обеззараживания воды, среди которых особого внимания заслуживает ультрафиолетовая очистка.

Установка УФ-систем для дезинфекции является одним из самых перспективных методов. В этом приборе используется только действие света при полном отсутствии дополнительных реагентов. Электронная система подачи отлажена таким образом, что в обеззараживатель воды автоматически входит определенное количество жидкости и автоматически его покидает после очистки.

Ультрафиолет губителен для всех видов микробов - вегетативных и споровых. Метод УФ-дезинфекции не имеет верхнего предела в дозе устанавливаемого излучения, поэтому она подбирается для любой концентрации болезнетворных микроорганизмов.

По затратам метод стоит между хлорированием и озонированием. Ультрафиолетовые лампы для обеззараживания воды со временем выгорают. Их обслуживание составляет 10% в год от стоимости установки. Вторым недостатком УФ-обеззараживателей является возможность повторного загрязнения уже очищенной воды.

На рисунке представлен принцип действия агрегата по очистке воды

Использование УФ-лучей для дезинфекции воды не единственный способ их применения. Проводится ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод, что предотвращает загрязнение водоносного слоя, находящегося близко к поверхности.

Комбинированная очистка

Дезинфекция - процесс комплексный. Для достижения наилучших результатов используются комбинированные методы очистки, то есть совмещаются физические и химические способы. Фильтрация и озонирование, ультрафиолетовое облучение с последующей обработкой хлором и другие комбинации позволяют провести качественное обеззараживание колодезной воды.

Если вода плохо пахнет

Обязательно нужно обращать внимание на то, как пахнет вода. Отсутствие видимого загрязнения не гарантирует ее чистоту. Неприятный запах из источника воды может рассказать о многом:

• Если вода в колодце пахнет тухлыми яйцами, то в ней присутствует сероводород. Соединение образуется при гниющей органике. Запах самостоятельно никуда не денется, поэтому необходимо выяснить причину и избавиться от него. Сероводород токсичен и опасен для здоровья
• Если пахнет болотом, то причиной тому является серный колчедан. присутствует в источниках воды, которые питаются от жилы, расположенной в пределах торфяного болота

Употреблять воду с запахом серы нельзя - сначала нужно устранить причину запаха, то есть конкретный вид микроорганизмов, который его вызывает. Для ликвидации сероводорода используются следующие методы:

1. Обратного осмоса - молекулы сероводорода задерживаются мембраной
2. Химический - очистка и обеззараживание воды от сероводорода проводится гипохлоритом натрия
3. Аэрационный - в качестве окислителя используется кислород с последующей фильтрацией серных фракций, которые выпадают в осадок

Бывают случаи, когда вода из источника не имеет запаха, а вот вода из бойлера воняет. Причиной становятся колонии микроорганизмов, которые поселились внутри нагревательного прибора или в трубах. Проблема устраняется дезинфекцией при помощи хлорной извести или прогревом агрегата в течение ночи. Запах сероводорода из бойлера перестанет появляться, если прибор постоянно используется и греется.

Почему вода горькая

Часто испорченные продукты имеют горький вкус, однако, причина плохого вкуса лежит в другой области. Микроорганизмы не имеют к этому никакого отношения. Горькая вода в колодце бывает из-за ее чрезмерной жесткости. Магниевые и кальциевые соли, которые присутствуют в источнике в больших количествах, грозят образованием камней в почках, испорченными волосами, поврежденной кожей. Вода становится жесткой при прохождении через известняковые породы. Очистка воды из скважины от извести проводится следующими способами:

• Фильтрация при помощи обратноосмотической мембраны
• Ионозамещающий метод вытягивает соединения кальция и магния, оставляя их на специальной смоле фильтра
• Настольный фильтр-кувшин смягчает воду пропусканием через угольный порошок
• Кипячение оставляет соли на стенках электроприборов

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Дезинфекция и очистка колодца помогают вернуть, сохранить или улучшить качество используемой воды. Постоянный контроль необходим для предотвращения тяжелых заболеваний и медленного отравления организма. Обеспечить правильный уход и эксплуатацию источника помогают системы фильтрации и доступные способы обеззараживания на основе физических, химических и комбинированных методов.