Обзор современных способов обеззараживания питьевой воды

Дезинфекция питьевой воды физическими методами

Физические способы очистки не подразумевают использования реагентов, вмешательства в состав воды. Больше всего распространение получили такие методы этой группы:

Метод ультрафиолетового облучения

В последнее время он становится все более популярен

В этом случае важно, что лучи, при длине волны 200–295 нм, проникая через клеточную стенку, устраняют патогенные микроорганизмы, воздействуют на РНД и ДНК, вызывают нарушения структуры мембран, клеточных стенок, в результате бактерии погибают.. Для определения соответствующей дозы излучения проводят бактериологический анализ воды – так выявляют присутствующие типы патогенных бактерий, их восприимчивость к лучам. Отметим, что итог работы сильно зависит от мощности лампы и от степени поглощения излучения жидкостью

Отметим, что итог работы сильно зависит от мощности лампы и от степени поглощения излучения жидкостью.

Для определения соответствующей дозы излучения проводят бактериологический анализ воды – так выявляют присутствующие типы патогенных бактерий, их восприимчивость к лучам. Отметим, что итог работы сильно зависит от мощности лампы и от степени поглощения излучения жидкостью.

Доза УФ-излучения – это произведение интенсивности излучения и его длительности, а значит, чем более устойчивы микроорганизмы, тем больше времени потребуется на дезинфекцию питьевой воды.

Такое излучение не меняет химический состав жидкости, не вызывает образование побочных веществ, то есть отсутствует вероятность нанесения вреда потребителю.

Кроме того, в случае с этой технологией невозможна передозировка: дело в том, что она имеет высокую скорость реакции, для обработки нужно лишь несколько секунд.

Правда, стоит сказать и о минусах методики. Если у обработки хлором есть пролонгирующий эффект, то результат от УФ-излучения сохраняется только на время непосредственного воздействия лучей на воду.

Подчеркнем, что лишь в заранее обработанной воде возможен удовлетворительный эффект. Ведь на уровне поглощения УФ-лучей сказываются примеси жидкости. Так, железо работает как своего рода щит для микроорганизмов, «прикрывая» их от лучей.

Система для УФ-излучения не так сложна: она представляет собой камеру из нержавеющей стали с установленной лампой, которая защищается чехлами из кварца. Вода, проходя через такую схему, оказывается под непрерывным воздействием ультрафиолета, благодаря чему полностью обеззараживается.

Метод ультразвуковой дезинфекции

Ультразвуковая дезинфекция питьевой воды базируется на методе кавитации: из-за ультразвука происходят резкие скачки давления, благодаря этому микроорганизмы разрушаются. Отметим, что ультразвук способен бороться даже с водорослями.

Этот способ пока широко не применяется и находится на этапе освоения. Его достоинством можно назвать способность работать даже в условиях высокого уровня мутности, цветности жидкости, и воздействовать на большую часть видов микроорганизмов.

Но стоит отметить, что этот метод работает только при малых объемах воды. Наравне с УФ-облучением он эффективен исключительно при непосредственном воздействии на воду. Ультразвуковое обеззараживание не стало популярным, так как оно требует установки непростой и дорогостоящей техники.

Термическая дезинфекция

В квартирах мы все используем данный метод дезинфекции питьевой воды – кипятим. Температура уничтожает большинство микроорганизмов. В масштабах промышленности эта технология оказывается малоэффективной, так как громоздка, требует много времени и при этом малоинтенсивна. Также термическая обработка не удаляет привкусы, болезнетворные споры.

Метод электроимпульсной дезинфекции

Эта технология использует электрические разряды для создания ударной волны. От гидравлического удара микроорганизмы погибают. Такой метод дезинфекции питьевой воды хорошо справляется с вегетативными, спорообразующими бактериями даже в мутной воде. Подчеркнем тот факт, что бактерицидные качества при этом действуют до четырех месяцев.

Минусом в этом случае будут большая энергоемкость и высокая цена.

Читайте материал по теме: Как проверить качество воды: 9 интересных способов и не только

Нормативные документы водно-санитарного законодательства

Поскольку вода являет собой источник человеческой жизни, ее качеству и санитарному состоянию уделяется серьезное внимание, в том числе на законодательном уровне. Основными документами в данной сфере являются Водный кодекс и Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»

Водный кодекс содержит в себе правила по использования и охраны водных объектов. Приводит классификацию подземных и поверхностных вод, определяет меры наказания за нарушение водного законодательства и др.

ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» регламентирует требования к источникам, вода из которых может быть использована для питья и ведения хозяйства.

Также существуют государственные стандарты качества, которые определяют показатели пригодности и выдвигают требования к способам анализа воды:

ГОСТы качества воды

• ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.
• ГОСТ 24902-81 Вода хозяйственно-питьевого назначения. Общие требования к полевым методам анализа.
• ГОСТ 27064-86 Качество вод. Термины и определения.
• ГОСТ 17.1.1.04-80 Классификация подземных вод по целям водопользования.

СНиПы и требования к воде

Строительные нормы и правила (СНиП) содержат в себе правила по организации внутреннего водопровода и канализации зданий, регламентируют монтаж систем водоснабжения, отопления и т.д.

• СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
• СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы.
• СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.

СанПиНы на водоснабжение

В санитарно-эпидемиологических правилах и нормах (СанПиН) можно найти, какие существует требования к качеству воды как из центрального водопровода, так и воды из колодцев, скважин.

• СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.»
• СанПиН 4630-88 «ПДК и ОДУ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
• СанПиН 2.1.4.544-96 Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

Правила использования обеззараживающих препаратов для питья

Подобные препараты следует использовать по следующей схеме:

1. Перед применением обязательно профильтровать взятую воду. Для фильтрации использовать марлю с песком. Через них следует медленно процеживать жидкость.
2. В тару с водой поместить обеззараживающую таблетку. Выждать необходимое время. От 20 минут до часа.
3. Избавиться от осадка, пропустив обеззараженную воду через марлю.
4. Очищенную жидкость обязательно вскипятить.
5. После питья обработанной воды принять пробиотики, чтобы предотвратить вероятное расстройство кишечника.

Осторожно! Не следует обеззараживать воду просроченными средствами. Это может привести к интоксикации

Использовать препараты для очистки жидкостей можно только при особой необходимости.

Метод 4. Избавление от примесей

Содержание вредных веществ в воде не должно превышать гранично-допустимых норм, определяемых государственными СанПиН 2.2.4-171-10. Проверить состав воды можно в специальных лабораториях или санэпидемстанциях. На основании полученных данных необходимо принимать меры по дополнительной очистке потребляемой водопроводной воды с применением различных фильтров.

Вещества, превышающие предельно-допустимые нормы, являются объектом для удаления из воды. К примеру, железо, придающее воде неприятный запах и привкус, а также рыжеватый цвет. Или минералы, такие как магний или кальций. Они делают воду более жесткой и оказывают негативное влияние на водопроводные системы, водонагревательные приборы и стиральные машины, приводя со временем их в негодность, не говоря о здоровье человека, которому наносят непоправимый вред, накапливаясь в почках.

Суммирование вредных воздействий загрязнителей воды определяет степень хронической интоксикации организма человека и зависит от кумулятивных свойств того или иного загрязнителя, на степень которых, в свою очередь, влияют различные химические и физические факторы. К ним можно отнести слабую растворимость вещества в воде и хорошую растворимость в жирах, что препятствует быстрому освобождению организма от токсических веществ. Все органические соединения хлора, цинка и ртути следует отнести к загрязнителям, обладающим кумулятивными токсическими свойствами.

Но существуют и множество других загрязнителей, токсическое воздействие которых имеет способность накапливаться. Примером таких веществ могут служить соединения кадмия, мышьяка и фтора (фториды).

Первый попадает в человеческий организм (и индуцирует хронические заболевания почек и тканей костей) из водоемов, которые загрязняются стоками предприятий сталелитейной промышленности и производства пластмасс, а также из-за коррозии гальванизированных труб и в результате использования в производстве ПХВ-труб красителей и стабилизаторов. ПДК кадмия в воде ограничено 70 мкг/л, а смертельной дозой считается 150 мкг/л. Его опасность усиливается еще и отличным взаимодействием в процессе всасывания и на тканевом уровне с кобальтом, железом, селеном, кальцием и цинком.

Мышьяк и его трехвалентные соединения оказываются в источниках водозаборов в результате выбросов электростанций, предприятий металлургии и сельского хозяйства, в большом количестве использующих мышьякосодержащие пестициды. Через кровь этот яд поступает в печень, почки, селезенку, мышечные ткани и кожные покровы, где происходит его накопление.

Фториды имеют свойство накапливаться в костях и приводят к развитию флюороза.

Ответ на вопрос о том, какие системы очистки использовать для дополнительного очищения водопроводной воды, зависит от ее качества, а также финансовых возможностей.

При фильтровании вода очищается в процессе пропускания ее через различные фильтры – от обыкновенных механических до самых эффективных ионообменных. Современный рынок позволяет подобрать фильтры под любую задачу и по различным ценам.

В настоящее время наиболее распространенным способом, очищающим воду от всех перечисленных примесей (до питьевого качества) является обратный осмос. При этом вода проходит через несколько ступеней очистки, что позволяет добиться максимального очищения. Но вопрос в том, что после такой очистки вода деминерализируется и ее полезность снижается. В данном случае необходимо использовать минерализаторы или вводить в рацион минеральную воду, содержащую необходимые микро- и макроэлементы.

Как правило, посредством осмоса получают и бутилированную воду. Переход на ее доставку является также одним из способов организации безопасного водоснабжения для питьевых нужд.

Просмотрено: 3 941

3.3 Электроимпульсный способ

Достаточно новым способом обеззараживания воды является электроимпульсный способ – использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР).

Сущность метода заключается в возникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта Л. А. Юткина.

Технологический процесс состоит из шести ступеней:

подача жидкости в рабочий объём при равномерном профиле распределения скорости (причём рабочий объём заполняют с воздушным промежутком, а равномерный профиль распределения жидкости помогает уменьшить энергоёмкость процесса),

зарядку накопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности,

инициирование одного или серии электрических разрядов в жидкости при скорости нарастания переднего фронта напряжения не менее 1010 В/с (энергию дозируют путём отсчёта зарядов),

усиление эффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения при отражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободной поверхности жидкости,

подавление или гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях для исключения их разрушения,

отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.

Кроме того, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме, отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей амплитуду волн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитуду волны на границе с водой, может быть пенополистирол.

В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульсным способом происходит большое количество явлений: мощные гидравлические процессы, образование ударных волн сверхвысокого давления, образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания, возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышение температуры. Результатом всех этих явлений является уничтожение в воде практически всех патогенных микроорганизмов

Очень важно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются до 4 мес

Основным преимуществом электроимпульсного способа обеззараживания питьевой воды является экологическая чистота, а так же возможность использования в больших объемах жидкости.

Однако этот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокую энергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие – дороговизну.

Электрохимический метод.

Серийно производятся установки «Изумруд», «Сапфир», «Аквамин» и т.п. Их работа основана на пропускании воды через электрохимический диафрагменный реактор, разделенный ультрафильтрационной металлокерамической мембраной на катодную и анодную область. При подаче постоянного тока в катодной и анодной камерах происходит образование щелочного и кислого растворов, электролитическое образование активного хлора. В этих средах гибнут практически все микроорганизмы и происходит частичное разрушение органических загрязнений. Конструкция проточного электрохимического элемента хорошо отработана, и набором из различного числа таких элементов получают установки заданной производительности.

УФ стерилизаторы для сточных вод

Модель	Пр-ть, м3/ч	Мощность, Вт	Цена, руб
УОВ-УФТ-АМС-1-700	28	730	185000
УОВ-УФТ-АС-2-500	36	1170	282000
УОВ-УФТ-АМС-2-700	46	1400	336000
УОВ-УФТ-АС-3-500	54	1700	465500
УОВ-УФТ-АМС-3-700	70	2100	525000
УОВ-УФТ-АС-4-500	72	2200	609000
УОВ-УФТ-АС-5-500	90	2750	698000
УОВ-УФТ-АС-6-500	110	3300	779000
УОВ-УФТ-АС-7-500	130	3850	863000
УОВ-УФТ-АМС-9-700	250	6300	1280000

В таблице представлены ходовые установки, по остальным моделям направляйте запрос.

Такое средство для обеззараживания воды применяется как в коттеджах, так и в лабораториях, больницах, гостиницах, в промышленности – лампа может использоваться практически везде.

Преимущество такого способа заключается в том, что лампа с высокой вероятностью нейтрализует множество наиболее опасных для организма человека бактерий:

• кишечные палочки;
• гепатиты;
• грипп;
• сальмонелла;
• дизентерия;
• холера.

Вышеупомянутые бациллы не переносят излучения с дозировкой менее 10 мДж/см². При этом лампа может обеспечивать куда больший предел – от 30 мДж/см².

Установка водоподготовки, основой которой является лампа, работает следующим образом: вода попадает в реакционную камеру через нижний отсек корпуса. Проходя возле источника излучения (собственно – сама лампа) и устремляется вверх – к выходному отверстию.

Установка ультрафиолетового и ультразвукового обеззараживания воды Лазурь.

Все – больше никаких других действий не требуется, то есть все предельно просто и быстро. Такой аппарат для обеззараживания воды хорош тем, что не создает вреда организму человека и не создает резкого запаха или привкуса (в отличие от того же хлора).

Да и стоит лампа также не слишком дорого – компактная установка такого типа может стоять даже на даче.

Лампа обладает еще одним преимуществом – установка такого типа можно без проблем монтировать и самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов.

Что касается срока службы – в среднем лампа рассчитана на 3-4 тысячи часов работы.

Виды загрязнений

В вентиляции собирается пыль, в пыли заводятся бактерии, споры грибка

Загрязнение вентиляционной системы может произойти по ряду причин. От них зависит технология и средства, которые будут применяться в выборе способа прочистить вентиляцию в квартире.

Пыль и грязь

Попадающая грязь и пыль с улицы и подъезда оседает слоями как на фильтрах, так и на самом воздуховоде. Особенно усугубляется эта проблема в летний период, когда воздух на улице сухой и жаркий.

Плесень, грибок

Если в помещении повышенная влажность, в воздушных массах образуется водяной налет, грибки и плесень. Также они могут развиваться внутри системы из-за резких перепадов температуры.

Ржавчина

Из-за влаги на стенках воздуховода образуется отложение ржавчины. Со временем это может привести к выходу из строя оборудования полностью. Кроме того, на стенках из-за ржавчины могут образоваться трещины.

Нарастание жира

Необходимо чистить жироуловители на вытяжке, чтобы жир не попадал в вентиляцию

Большой вред воздуховоду наносится слоями жира. Они могут полностью забить проходы, ввести из строя клапаны. Из-за этого падает производительность вентиляции. Чаще всего такая ситуация наблюдается на кухне. Чтобы избежать ситуации, рекомендуется не реже одного раза в месяц очищать жироуловители.

Отложение химических средств

Если вентиляционная система установлена в лабораториях, кабинетах, где работают с химическими препаратами, их отложения также выводят из строя оборудование. Все компоненты нужно своевременно удалять, чтобы не нанести вред здоровью людей. Загрязнение системы химическими средствами может стать причиной серьезных отравлений.

После потопа или пожара

Экстренная чистка воздуховодов вентиляции должна быть проведена, если произошел пожар или потоп в помещении. Сгустки дыма от пожара будут скапливаться в системе. Это очень опасно для жизни людей, так как они будут дышать пожарным угаром и выделяющимися химическими веществами.

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 диоксид хлора, более эффективный в обеззараживании. Но существенный минус — его нужно применять сразу на месте производства.

Что это за средство?

Указанные средства представляют собой препараты, выпускаемые в таблетированной форме.

В их составе присутствуют обеззараживающие химические элементы. В зависимости от типа могут содержать:

• йод,
• хлор,
• ионы серебра.

Наилучшими обеззараживающими свойствами обладают таблетки с хлором.

Основное предназначение

Основное предназначение – очищение воды от патогенных вирусов и бактерий. Также препараты применяются для удаления из водных сред различных биологических загрязнений.

Применение в походе и в бытовых условиях

Подобные препараты необходимы при активном отдыхе. В его процессе человек нередко пьет воду из ключей и прочих источников. Качество таких источников воды сомнительное.

Обеззараживающие таблетки незаменимы при дачном отдыхе. Питьевая вода из колодцев может быть заражена бактериями и вирусами, поскольку в нее нередко попадают различные больные животные и птицы.

Обеззараживание водной среды в колодцах требуется проводить хотя бы раз в два года.

Очищающие воду вещества необходимо использовать жителям поселков, находящихся неподалеку от военных полигонов. На данных объектах могут осуществляться испытания вооружений. Их следствием является загрязнение водной среды прилегающей местности.

Принцип действия препарата

После погружения в жидкость таблетка начинает активно растворяться. Затем ее компоненты (хлор, йод или ионы серебра) расщепляют и уничтожают вредные примеси, имеющиеся в воде. Также нейтрализуются вирусы и бактерии.

При использовании веществ может формироваться осадок. Перед употреблением воды ее нужно тщательно профильтровать. Для этого используется марля. Дополнительно можно избавиться от осадка с помощью активированного угля.

Химические методы обеззараживания воды

К химическому способу относят обеззараживание дезсредством с веществами для уничтожения вирусов, микробов, спор, грибков. Нередко бактерицидное действие препаратов дополняют обработкой ультрафиолетом или иным безреагентным методом.

После обеззараживания надо удалять остатки патогенов, токсины от их жизнедеятельности, химические соединения. Повторно применяют фильтрующие материалы для тонкой очистки воды.

Они могут задерживать частицы 1–5 микрон, включая химикаты и бактерии холеры, кишечной палочки. Чтобы остановить также возбудителей брюшного тифа, пользуются фильтрами супертонкой очистки.

Хлорирование

Дешевый и эффективный метод. Хлором обеззараживают питьевую воду в очагах эпидемии или чрезвычайной ситуации, водопроводе, отстойниках, других местах.

Хлорсодержащие средства токсичны, вызывают коррозию железных поверхностей

Важно соблюдать дозировку вещества. По нормам СанПиНа остаточное количество реагента через 30 минут не должно превышать 0,5 мг/л. Определение изначальной дозы хлора для обеззараживания воды подбирают экспериментально

Определение изначальной дозы хлора для обеззараживания воды подбирают экспериментально.

Дезсредства по обеззараживанию воды для питья, хознужд или в бассейнах:

• гипохлорит натрия;
• диоксид хлора;
• растворы хлорной извести;
• гипохлорит кальция.

Метод подходит для очистки воды в бассейне своими руками. В домашних надувных и каркасных емкостях обеззараживают зеленкой в пропорции 200 мл на 500 л. Для аквапарков покупают «Хлориклар», другие хлорсодержащие растворы, таблетки, гранулы для бассейна для дезинфекции воды.

Иодирование и бромирование

Для обеззараживания используют йод либо бром. У них высокая противомикробная активность. Не рекомендовано для дезинфекции питьевой воды: вещества противопоказаны при болезнях щитовидной железы и ряда других патологий.

Озонирование

Один из современных методов дезинфекции. Обеззараживание делают оборудованием, образующим озон. Газ разлагается с выделением кислорода и разрушает клетки микробов, вирусов, грибков.

Бактерицидный эффект наступает при остаточной дозе озона 0,5 мг/1 дм3. При большей концентрации газа вода начинает неприятно пахнуть.

Озонирование активно против вирусов, бактерий, паразитов, грибков. Не образует канцерогенов, вредных соединений. Подходит для коттеджа, централизованного и индивидуального водоснабжения. Есть бытовые установки для жилья с простым монтажом.

Олигодинамия

Название метода произошло от комбинации слов dynamis + oligos (сила в малых дозах). Олигодинамическое действие заключено в токсическом влиянии на патогены ионами серебра, свинца, меди, золота, других металлов.

Олигодинамия выполняется ионаторами воды. Обеззараживание уничтожает:

• водоросли;
• споры;
• плесень и другие грибки;
• сложные вирусы;
• опасные бактерии;
• паразитов;
• другие инфекции.

Обеззараживание питьевой воды ионами металла редко применяют из-за опасности их накопления и отравления. Нельзя использовать большие дозы, а малые — не уничтожают патогены.

Полимерные реагенты

Второй современный способ обеззараживания. По противомикробной активности превышает действие озонирования, УФ-лучей или УЗ-волн, безопаснее хлорирования.

Часто используемые полимерные реагенты:

• «Неотабс»;
• «Аквадез»;
• «Биопаг»;
• другие средства с полигексаметиленгуанидина гидрохлоридом.

Обеззараживание полимерными реагентами не портит вкус, цвет или запах воды для питья, в бассейне. Способ редко используют для очистки в водопроводе.