Химические методы обеззараживания воды

Обеззараживание — уничтожение микроорганизмов, является последним завершающим этапом улучшения свойств воды. Оно может проводиться различными методами: химическим, физическим и механическим.

Химические методы обеззараживания основаны на добавлении к воде различных химических веществ — реагентов, вызывающих гибель находящихся в воде микроорганизмов. В качестве реагентов могут быть применены газообразный хлор, различные соединения хлора (хлорная известь, гипохлориты, хлорамины, двуокись хлора и др.), озон, некоторые соли тяжелых металлов, перекись водорода и т. д.

В санитарной практике наиболее старым, испытанным и надежным способом обеззараживания воды является хлорирование.

Принцип его заключается в том, что при добавлении хлора к воде происходит гидролиз его, в результате чего образуется соляная и хлорноватистая кислота:
Cl₂+H₂O = НCl + НОCl,
которая в воде диссоциирует на ионы Н и ОCl.

Хлорноватистая кислота сравнительно легко проникает через оболочку бактериальной клетки и, воздействуя на клеточные ферменты, нарушает обмен веществ и способность к размножению микробов.

Новейшие исследования показали, что бактерицидный эффект зависит именно от угнетения ферментов, являющихся катализаторами окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающими бактериальную клетку энергией.

Обеззараживающее действие хлора зависит от многих факторов, среди которых наибольшее значение имеют биологические особенности микроорганизмов, состояние водной среды, условия, в которых осуществляется хлорирование, и т. д. На крупных водопроводных станциях для обеззараживания воды применяется газообразный хлор. Он доставляется в жидком виде (в баллонах или цистернах), а перед применением переводится в газообразное состояние в специальных установках — хлораторах (рис. 9), с помощью которых обеспечивается автоматически непрерывная подача и дозировка хлора. Процесс обеззараживания воды газообразным хлором может происходить или в резервуарах чистой воды, или непосредственно в водопроводной сети; но в последнем случае необходимо, чтобы длина труб до места водоразбора была не менее 1800 м, что даст возможность соблюдать контакт воды с хлором в течение требуемого срока — не менее 30 минут. Наиболее часто хлорирование воды производится 1 % раствором хлорной извести. Хлорная известь представляет собой продукт взаимодействия хлора и гашеной извести по реакции:

2Са (ОН), +2 Cl₂ = Са(ОCl)2 + СаCl₂ + 2Н₂О.

Техническая хлорная известь содержит обычно около 35%   активного хлора. При хранении ее в сыром помещении, на свету и при высокой температуре она разлагается и значительно снижает свою активность. Для обеззараживания воды допускается использование хлорной извести, содержащей не менее 25% активного хлора. Поэтому прежде чем использовать хлорную известь для хлорирования воды, необходимо определить в ней процентное содержание активного хлора.

Рис. 9. Хлоратор Ремесницкого.

Практически хлорирование воды производится нормальными и повышенными дозами хлора.
а) Хлорирование нормальными дозами. Оно применяется в обычных условиях на всех водопроводных станциях. При этом большое значение имеет правильный выбор дозы хлора. При добавлении хлора к воде происходит поглощение его органическими и неорганическими соединениями. Это явление называется хлорпоглощаемостью воды. Чем больше в воде этих веществ, тем выше хлорпоглощаемость и тем больше хлора потребуется для обеззараживания. Для достижения полного бактерицидного эффекта необходимо ввести в воду такое количество активного хлора, которого хватило бы не только на окисление органических веществ, но и на уничтожение микроорганизмов. Кроме того, некоторое количество его должно оставаться в воде, чтобы служить показателем надежности хлорирования; его называют активным остаточным хлором, который нормируется в количестве 0,3—0,5 мг на 1 л воды.

Необходимым условием хлорирования является хорошее перемешивание воды с хлором, а также контакт между обеззараживаемой водой и хлором в течение 30 минут в теплое и в течение 60 минут в холодное время года.

На рис. 10 показана схема установки для обеззараживания воды хлорной известью.

Рис. 10. Схема установки для обеззараживания воды хлорной известью.
I — бак для растворения сухой хлорной извести; II — бак для приготовления рабочего раствора и его отстаивания; III — бак для отстоявшегося раствора; IV — дозирующий бачок.

На водопроводных станциях иногда применяют хлорирование с преаммонизацией. Для этого в обеззараживаемую воду вначале вводят аммиак или его соли, а затем через 1—2 минуты хлор. При этом образуются хлорамины, обладающие высоким бактерицидным действием. Этот метод применяется в тех случаях, когда обеззараживаемая вода содержит фенол или другие вещества, которые придают ей неприятный запах. При обычном хлорировании фенол соединяется с хлором и придает воде неприятные хлорфенольный запах и привкус. При хлорировании с преаммонизацией образуются хлорамины, которые не соединяются с фенолами, а следовательно не возникает хлорфенольный запах, ухудшающий органолептических свойств воды.

Кроме обеззараживания воды нормальными дозами хлора, применяют хлорирование повышенными дозами (гиперхлорирование). Чаще всего оно применяется в полевых условиях. Гиперхлорирование производится дозами хлора, в 5—10 раз превышающими хлорпоглощаемость воды, т. е. 10—20 мг активного хлора на 1 л воды. Время контакта между обеззараживаемой водой и хлором может быть сокращено до 15—10 минут. Гиперхлорирование имеет ряд преимуществ, основными из которых являются: значительное сокращение времени хлорирования; упрощение техники хлорирования, так как нет необходимости определять остаточный хлор и дозу; можно обеззараживать воду без предварительного освобождения от мути и осветления. Недостатком гиперхлорирования является сильный запах хлора, но его можно устранить добавлением к воде гипосульфита, активированного угля и других веществ.

К химическим методам дезинфекции воды относится озонирование, т. е. обеззараживание с помощью озона.

Озон является нестойким соединением. В воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кислорода, с чем связана его сильная окислительная способность. В процессе его разложения образуются свободные радикалы ОН и НO₂, обладающие высокими окислительными свойствами. Озон обладает высоким окислительно-восстановительным потенциалом, поэтому его реакция с органическими веществами, находящимися в воде, происходит более полно, чем у хлора. Механизм обеззараживающего действия озона аналогичен действию хлора и, действуя как сильный окислитель, он поражает жизненно важные ферменты, и вызывает гибель микроорганизмов. Имеются предположения, что он действует как протоплазматический яд.

Преимущество озонирования перед хлорированием заключается в том, что при этом способе обеззараживания улучшается вкус и цвет воды, а поэтому озон может быть использован одновременно для улучшения органолептических свойств воды. Озонирование не оказывает отрицательного влияния на минеральный состав и рН воды. Избыток озона быстро превращается в кислород, поэтому остаточный озон не опасен для организма и не влияет на органолептические свойства воды. Контроль за озонированием менее сложен, чем за хлорированием, так как на озонирование не влияют такие факторы, как температура, рН воды и т. д. Для обеззараживания воды необходимая доза озона в среднем равна 0,5—6 мг/л при экспозиции 3—5 минут. Озонирование производится при помощи специальных аппаратов-озонаторов. Наиболее широко оно используется для обеззараживания воды во Франции и США. В СССР имеются действующие очистные установки с озонаторами в Донбассе и некоторых других городах.

К химическим способам обеззараживания воды относятся методы, основанные на использовании олигодинамического действия солей тяжелых металлов (особенно серебра, меди, золота).

Олигодинамическим действием тяжелых металлов называется их способность оказывать бактерицидный эффект в течение длительного срока при крайне малых концентрациях. Механизм действия заключается в том, что ионы тяжелых металлов, имеющие положительный заряд, вступают в воде во взаимодействие с микроорганизмами, заряженными отрицательно. Происходит электроадсорбция, в результате которой они проникают в глубь микробной клетки, образуя в ней альбумины тяжелых металлов, соединения с нуклеиновыми кислотами, в результате чего микробная клетка погибает. Этот метод не получил широкого распространения. Он применяется для обеззараживания небольших объемов воды.

Перекись водорода давно известна как окислитель. Ее бактерицидное действие связано с выделением кислорода при ее разложении. Практически метод применения перекиси водорода для обеззараживания воды в настоящее время еще полностью не разработан.

Химические методы обеззараживания

1. Хлорирование

Наиболее распространенным методом обеззараживания воды является метод хлорирования. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания.

Очень важным и ценным качеством метода хлорирования является его последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком, так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/л остаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде.

Хлор является сильнодействующим токсическим веществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждению катастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтому ведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора и не имеющих его недостатков.

Предлагается применение диоксида хлора, который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог, должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение

имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.

Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Однако используемое 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. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержащих реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.

Действие хлора приводит к изменению внутриклеточного вещества, распаду структуры клетки и прекращению жизнедеятельности бактерий[5].

2. Йодирование

Это метод обеззараживания воды, при котором используются соединения йода. Как бактерицидное вещество йод применяется с давних пор и повсеместно используется в медицине. Проблемы состоят в невысокой растворимости йода в воде, и по этой причине обычно используются его соединения.

Йодирование нередко применяется для обеззараживания воды в спортивных бассейнах. Существует ряд средств (так называемые йодные таблетки), применяемые для персонального обеззараживания воды в дорожных условиях. По результатам исследований это самый эффективный метод дезинфекции небольшого объема воды в походных условиях.

Йод гидролизуется значительно медленьше хлора и зависит от pH среды. Он действует на вегетативные и спорообразующие формы бактерий, обладает более широким спектром гермицидной способности и быстротой обеззараживания (экспозиция 5-10 мин) по сравнению с хлором.

Доза для обеззараживания 0,6-1 мг/л[2].

3. Бромирование

Бромирование – альтернатива хлорированию воды. Бром – это галоген и сильный окислитель, убивающий бактерии, вирусы и грибки, способствующий удалению из воды органических примесей. Благодаря устойчивости к высоким уровням pH бром обеспечивает оптимальный уровень надежности дезинфекции воды. Например, при уровне pH = 8,0 эффективность дезинфицирующего действия брома составляет 87%, а у хлора – 33%. Соединения на основе брома устойчивы к действию солнечных лучей, не имеют характерного запаха и не образуют в воде токсичных веществ, щадят кожу и глаза и эффективны в борьбе с водорослями[2].

4. Коагуляция и флокуляция

Учитывая, что по величине бактерии соответствуют коллоидным частицам и что они входят в состав более крупных образований сорбируясь на частицах и агрегатах для их удаления приемлемы процессы коагуляции и флокуляции.

Коагуляция — слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции. образуются агрегаты — более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных). Первичные частицы в таких скоплениях соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц

(увеличением размера и массы агрегатов) и уменьшением их числа в объёме дисперсионной среды — жидкости или газа.

Флокуляция — вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления (флокулы). Флокуляция в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ — флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и прочих воздействиях. Эффективные флокулянты это растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты. Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1=5 мг/л.

Отделение частиц коагулянта и взвесей от воды обеспечивает значительно большую бактериальную безопасность, чем хлорирование, озонирование или применение УФ-облучения, которое эффективно при условии бесцветной и абсолютно прозрачной воды[2].

Физические способы обеззараживания воды

Свойства питьевой воды и содержание в ней микроорганизмов регулируется федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». На станциях водоподготовки применяют химические и  физические методы обеззараживания воды.

Физическое обеззараживание воды

Физические способы дезинфекции воды используют:

• В системах питьевого водоснабжения.
• В фармакологической промышленности, для проведения научных экспериментов.
• Для изготовления напитков.
• В системах очистки бытовых и промышленных стоков.

К физическим методам обеззараживания воды относятся различные способы, которые мы подробно рассмотрим ниже.  Основным и самым эффективным способом при очистке воды является УФ-обеззараживание.

Метод облучения УФ-светом

Такой способ основан на бактерицидном эффекте излучения УФ-спектра с длиной волны 250–260 нм. При дозе 16 мДж/см2 погибают большинство простейших, бактерий и вирусов, а также их споры и цисты. Установки состоят из резервуара, кварцевой лампы, размещенной внутри, устройств управления и контроля. Для равномерного облучения жидкость в камере обеззараживания постоянно перемешивается. Обеззараживание питьевой воды осуществляется как за счет прямого действия УФ-лучей, так и за счет образования свободных радикалов, оказывающих бактерицидное действие.

К преимуществам такого способа относятся:

• Эффективность. УФ-излучение уничтожает подавляющее большинство бактерий и вирусов.
• Безопасность. Употребление воды, облученной ультрафиолетом, полностью безопасно. Такая обработка не вызывает образование вредных веществ, не меняет свойства воды.
• Высокая производительность. Для обеззараживания всего объема камеры установки достаточно 10 секунд. Такие установки с успехом используются на водоканалах крупных населенных пунктов.
• Возможность автоматизации. Системы дезинфекции с УФ-установками комплектуются системами автоматизированного контроля интенсивности излучения и объема проходящей через резервуар воды.
• Низкая стоимость. Стоимость обеззараживания УФ-излучением сравнима с ценой хлорирования – самого эффективного химического метода дезинфекции.

К недостаткам обеззараживания облучением ультрафиолетом относится сильное снижение эффективности в непрозрачной воде. Такие установки требуют предварительной фильтрации и обработки.

Помимо УФ-стерилизации воды есть много других физических методов обеззараживания питьевой воды, которые тоже имеют место быть. Рассмотрим кратко некоторые из них:

Термический способ обеззараживания воды

Для уничтожения микроорганизмов воду нагревают до температуры кипения. При этом за несколько минут погибает большая часть микроорганизмов и их спор. Кипячение также разрушает большинство органических примесей. Термический способ обеззараживания воды имеет следующие достоинства: снижает содержание растворимых солей жесткости, а также не влияет на физико-химические свойства воды.

К недостаткам метода относятся низкая производительность, высокие расходы на топливо или электроэнергию. Кроме того, многие опасные микроорганизмы и их споры способны выдерживать температуру 1000С более 1 часа. Воду для фармакологической промышленности или научных исследований готовят дистилляцией или пастеризацией.

Механическое обеззараживание воды

Для механического обеззараживания применяют фильтры обратного осмоса. Главный элемент таких устройств – полупроницаемая ультратонкая мембрана. Фильтры обратного осмоса удаляют 99% примесей, в том числе бактерии и крупные вирусы. Основным преимуществом является высокая производительность системы.

Однако, обратноосмотические фильтры не задерживают споры и мелкие вирусы. Очищенная ими вода нуждается в дополнительной дезинфекции.

Ультразвуковой способ дезинфекции

Обеззараживание питьевое воды ультразвуком основано на эффекте кавитации. При воздействии на воду колебаний определенной частоты возникают микропузырьки, которые затем интенсивно схлопываются. При этом возникает ударная волна, разрушающая оболочки микроорганизмов. К достоинствам метода относятся: отсутствие влияния на вкус и другие свойства воды и уничтожение большинства бактерий, вирусов, грибков и их спор.

К недостаткам такого способа обеззараживания воды относится высокая стоимость такой обработки. Цена ультразвуковых установок в несколько раз выше оборудования, применяемого для других методов дезинфекции.

Обработка G-излучением

Ионизирующее излучение обладает высокой проникающей способностью и убивает все известные бактерии, вирусы и грибки. Обработка воды G-лучами эффективно обеззараживает жидкость, разрушает токсичные соединения, ПАВ, органику. Дезинфекция происходит за счет прямого воздействия излучения и образования свободных радикалов, интенсивно окисляющих органические вещества.

Такой способ обеззараживания воды применяют для очистки промышленных и бытовых стоков. Радиационный метод позволяет обработать большой объем воды за минимальное время, а также отличается низкой стоимостью.

К недостаткам данного метода физического обеззараживания относятся высокие требования безопасности и необходимость задействовать высококвалифицированный персонал.

Электролизный метод

Способ прямого электролиза основан на образовании окислителей при прохождении электрического тока через воду. При разложении примесей под действием тока образуются гипохлорит натрия, озон, перекись водорода, другие вещества, обладающие бактерицидным действием. К преимуществам прямого электролиза относят: отсутствие затрат на закупку, транспортировку и хранение химикатов, возможность использования для систем водоподготовки бассейнов, промышленных жилых объектов, обеззараживания стоков.

Недостатки метода: невозможность контролировать количество образующихся окислителей, необходимость добавления соли в воду, содержащую недостаточно примесей.

Другие способы обеззараживания воды

Кроме физических методов очистки и обеззараживания воды широко применяются химические методы. Химический способ основан на добавлении в воду реагентов, уничтожающих бактерии и вирусы. Для этого используют:

1. Хлор и его легкоразлагаемые соединения.
2. Озон.
3. Йод и бром.
4. Соединения серебра.
5. Другие бактерицидные вещества.

Большинство реагентов оказывают негативное влияние на здоровье, при использовании химических методов необходимо строго соблюдать дозировку. Кроме того, реагенты вступают в реакции с примесями, содержащимися в воде, и образуют токсичные соединения. При применении химикатов необходимо последующее удаление избыточных реагентов.

Химические реагенты увеличивают количество примесей, могут быть причиной снижения прозрачности воды, появления неприятного запаха.

Выбор способа обеззараживания зависит от назначения системы подачи воды, состава примесей, технической и экономической эффективности, других условий. В системах подачи питьевой и хозяйственной воды чаще всего применяются комплексные методы дезинфекции.

Методы обеззараживания воды: физические и химические методы

 

Для того, чтобы воду мог использовать для своих нужд человек, она должна пройти определенную обработку. Ее органолептические свойства должны быть благоприятными для человеческого организма. Но при первичном заборе воды, человечество имеет дело с прямо противоположной по свойствам водой. Потому и методы обеззараживания воды с каждый годом, не теряют, а только наращивают популярность.

 

Физические и химические методы

 

Нормальная вода, которую человек может без оглядки употреблять в пищу, должна быть не только мягкой. Ее химический состав должен быть безопасным, а санитарно-эпидемиологические показатели должны быть в норме. Потому производство питьевой воды так четко подвязано под требования ГОСТов и СанПинов. Эпидемическая безопасность воды – одно из главнейших требований предьявляемых к питьевой воде.

Химические и физические методы обеззараживания воды как раз и помогают так очистить и обеззаразить воду, чтобы можно было заниматься вопросами умягчения, а в эпидемиологическом смысле вода оставалась идеальной.

При обилии обеззараживающих установок потребитель должен понимать, что сегодня нет в природе такого прибора, который может обеспечить стопроцентную очистку воды от вирусов и бактерий. Максимум, к которому могут приблизиться только мембранные установки – это 99,99 процента. И если даже представить, что есть прибор, который в состоянии полностью убрать бактерии и вирусы, то очень высок риск снова набрать бактерий. И все потому, что система водопередачи давно изношена и где-то все равно проскальзывают участки подгнившие, заросшие илом или поврежденные.

Потом хранить обеззараженную воду трудно. Это должен быть вакуум, т.к. при контакте с воздухом, вода также может набраться ненужных примесей. Требования законодательства как раз не требуют от очистки питьевой воды совершенного дистилляционного материала, когда из воды убирают абсолютно все. Главное устранить болезнетворные бактерии и те вирусы, которые приводят к болезням.

Если приводить примеры, согалсно законодательства, то САНПин по питьевой воде предъявляет такие требования по микробиологии  и паразитологии:

Показатели	Норма
Термотолерантные бактерии (колиформ)	Не должно быть
Общие (бактерии-колиформ)	Не должно быть
Общее микробное число(колоний бактерий в одном литре)	Не более 50
Колифаги	Не должно быть
Споры клостридий (сульфид)	Не должно быть
Цисты лямбий	Не должно быть

Как видно из таблицы, при строгом запрете на разного рода бактерии, общее микробное число позволяет некоторые отклонения. Абсолютный дистиллят назвать полезным для человеческого организма тоже нельзя. Потому и стараются придерживаться достаточного обеззараживания воды.

На сегодня прогресс и человеческие возможности предоставляют следующие методы обеззараживания воды:

·         Физические;

·         Химические

Как умягчение, как обезжелезивание, обеззараживание сегодня может быть как реагентным, так и безреагентным. С химикатами все понятно, хлор, хлорсодержащие реагенты ионы тяжелых металлов, сильные окислители, все идет в дело. Что же касается безреагентной обработки, то наиболее известным вариантом обеззараживания является ультрафиолетовое излучение. Но на самом деле эта сфера намного шире. Сюда входят и ультразвук, и даже кипячение. Можно побороться с бактериями и фильтрами для очистки питьевой воды, которые, как известно, приобретает увеличенную силу, за счет хорошей проводимости воды.

Наиболее эффективный химический метод обеззараживания выбрать будет сложновато. Здесь много условий. В разной воде разные свойства требуются, разные бактерии присутствуют. Да и бактерии на разные облучения и химикаты могут реагировать по-разному. Часть сразу падет при работе с хлором, а некоторые к хлору могут привыкнуть и устранить их можно будет только электрическим импульсом.

На сколько выгодно проводить тот или иной химический метод устранения бактерий? Вопрос сложный и тоже неоднозначный. Первый фактор, который определяет экономическую выгоду от применения того или иного фактора относится к составу воды, месторасположением квартиры или дома, мощности водонапорной станции и цены использования тех или иных химикатов. Да и оборудование для обеззараживания внесет свою лепту в цену. И естественно, ограничат весь этот набор денежные возможности хозяина дома. Тут важно понимать, что человеку все равно придется мешать какие-то физические методы между собой, только так можно достигнуть лучшего результата. Потому лучше ориентироваться в самых популярных вариантах обеззараживания, чтобы каждый потребитель понимал для себя, что он приобретает, а что теряет используя тот или иной химический метод очистки воды.

 

Сравнительный анализ современных методов обеззараживания воды

 

Есть определенный список современных обеззараживающих средств. Чтобы потребитель представлял лучше, как работает каждый из них, не помешает осветить плюсы и минусы самых известных методов.

Начинать нужно с самого простого и это кипячение. Да оно поможет избавиться не только от жесткости воды, а еще и поможет побороться с бактериями. Если кипятить воду при обычном атмосферном давлении в течение 10-12 минут, то любая бактерия, которая не в состоянии создавать споры, будет уничтожена. Но после того, как такую воду охладят естественным путем, произойдет вторичное заражение. Оставшиеся спорообразующие организмы начнут производить потомство. Для кипячения придется где-то доставать огонь, или использовать электричество, которого понадобится немало. И что важно, долгим эффектом работы кипячение не отличается. Но, тем не менее, кипячение не умирает, а усиленно продолжает использоваться, как самый быстрый и самый доступный метод очищения воды. Чаще конечно для небольшого объема воды. А значит сфера применения – дом, квартира, дача, какие-то полевые условия в лесу. Кипячение используют и при лабораторных работах.

Еще один современный метод обеззараживания воды, который не у всех на слуху —  ультразвук. Не смотря на малую используемость, дает неплохие результаты. Такой метод в состоянии устранить большую часть микроорганизмов и бактерий при мощности излучения не меньше двух ватт на квадратный сантиметр. При этом обрабатывать воду понадобиться в течении минимум пяти минут. Но для того чтобы создать этот длительный период, опять придется воспользоваться затратами электроэнергии. Длительного эффекта ультразвук так же не дает. Лучше всего работает на небольших объемах воды.

Теперь о работе непосредственно электричества. Как известно, вода отлично проводит электрические разряды. Потому вблизи воды не рекомендуют использовать электрические приборы, чтобы ненароком не убило разрядом тока. Зато этот эффект крайне хорошо работает с бактериями. Бактерицидный эффект очень высокий, разряд убивает большинство бактерий. К тому же ударные волны, формируемые электрическим разрядом, созданные им свободные радикалы являются очень мощными окислителями.

Но для того, чтобы его создать, нужен и современный генератор использовать. Мощность должна быть высокая, т.к. электроэнергии расходуется очень много, на один куб воды уходит более двух килловат. Но и качество обработки соответствующее. И правила безопасности тоже отменять нельзя.

 

Ультрафиолет

 

Ультрафиолетовая обработка является одной из самых современных методов! Ультрафиолетовая лампа является дешевой, удобной и эффективной. Правда, пролонгированного эффекта она не дает. Она легко устранит все микроорганизмы. Но белковые фрагментарные вирусы, клеточные бактерии и грибки ее обработке не поддаются. Работа ультрафиолета требует много энергии. Подобные лампы включают в себя ртуть, которая как известно является отравляющим веществом. Утилизировать ее нужно очень осторожно, не допускать ни в коем случае испарений ртути, т.к. вдыхание паров ее может привести к летальному исходу.

Большой популярностью сегодня пользуется еще один современный метод обеззараживания воды – озонирование. Это одно из последних изобретений человечества в этой сфере. Но зато обработка озоном самая лучшая из всех, правда и самая дорогая. Здесь и большие затраты электричества, и расходы на монтаж и приобретение оборудование. Дело все в том, что озон нетранспортабелен, а значит вырабатывать его придется непосредственно на месте. А установка стоит немалых денег. Но зато это самый безвредный экологически метод избавления от нежелательных вирусов.

Очень важно добавлять ультрафиолет  в уже подготовленную воду. Если в воде останутся какие-то примеси, в виде, солей железа или мелких органических взвесей, то расход ультрафиолета скаканет в разы. И поскольку он дорог в производстве, то такая дезинфекция точно не будет экономной.

Из конкурентов химических можно выделить только уф обеззараживание воды, как элемент, который в состоянии оставить после себя остаточный пролонгированный эффект и еще в течение двух часов после добавления обеззараживать воду.

какие средства используют, современные системы, методы и способы очистки, как можно обеззараживать жидкость, предназначенную для питья

25.12.2019 16:57

Современные методы очистки и обеззараживания воды направлены на удаление или нейтрализацию болезнетворных микроорганизмов. Данные мероприятия проводятся на водоочистных станциях, однако состояние водных источников зависит от региона. В случае с автономным водоснабжением, все заботы по водоочистке берет на себя владелец загородного дома.

Необходимость обеззараживания воды

Водный ресурс проходит через породы, обогащаясь различными компонентами, не все из которых являются полезными. На большой глубине залегают тяжелые металлы, а если источник пролегает в верхних слоях, в составе будет много органики. Очищенная жидкость из водопроводного крана может содержать вредные вещества, бактерии и вирусы. Связано это с тем, что во многих городах оборудование для очистных сооружений установлено еще в советское время. К счастью, сейчас легко выбрать как и чем обеззаразить воду, предназначенную для питья, так как современный рынок предлагает множество вариантов, в том числе способов, которыми можно воспользоваться дома.

Даже если на станции недавно поставили новые установки, это не значит, что беспокоиться не о чем. Прежде чем вода попадет в квартиру, она пройдет несколько километров по трубопроводам. Трубы скорее всего покрыты ржавым налетом, также в них возможно присутствие патогенной флоры. Даже изначально очищенная жидкость успевает прореагировать с этой средой, впитать ржавчину и соли тяжелых металлов.

В результате образуются хлорорганические соединения, которые нежелательно употреблять человеку. А при кипячении могут выделяться опасные для здоровья токсины. Чтобы не бояться за свое здоровье, можно заказать специализированное оборудование для дезинфекции в компании «Вода Отечества». Сотрудники подберут системы обеззараживания питьевой воды, необходимые не только для устранения неприятного запаха и цвета, но и сохранения здоровья.

Методы воздействия на микроорганизмы

Первым делом специалисты берут пробы воды и отправляют их в лабораторию. Анализ позволит определить химический состав и узнать, какие именно примеси необходимо удалять. Нет смысла выводить все компоненты, так как в этом случае жидкость непригодна для питья. Для обеззараживания используют три методики:

1. Химическая – предусматривает применение нейтрализующих реагентов. Позволяет уничтожить вредоносный микроорганизм или подавить его деятельность.

2. Физическая – безреагентные способы, при такого метода выполняется обеззараживание и очистка сточных вод.

3. Комплексная – сочетание двух предыдущих технологий. Показывает наибольшую эффективность, предотвращает дальнейшее размножение бактерий.

Способы очистки, обеззараживания и улучшения качества питьевой воды

Качество питьевой воды можно улучшить различными способами. Первый – обесцвечивание, то есть, выведение мелких фракций – растворенных веществ и труднорастворимых соединений. Второй – осветление, при котором удаляют только грубодисперсные примеси – планктон, частицы песка, глины. Перечисленные технологии могут реализовываться следующими методами:

• Отстаивание и медленная фильтрация естественным путем.

• Коагуляция – если рассмотреть, чем обеззараживают воду в водопроводе, то в этом случае для обеззараживания применяют реактивы-коагулянты. Они вызывают выпадение вредных частиц в осадок.

• Жидкость отстаивается и прогоняется через фильтры быстрым способом.

• Коагулирование и фильтрование в специальном аппарате – контактном осветлителе.

Третий способ улучшения качества – обеззараживание, он подразумевает меры, направленные на нейтрализацию вирусов, бактерий и вредоносных микроорганизмов. Для этого может использоваться физический метод, например, кипячение или химический. Как говорилось выше, перечисленные методики могут комбинироваться. В промышленных масштабах применяют целый комплекс оборудования для водоочистки – отстойники, камеры реакции и прочее. Дома устанавливают бытовые фильтры различных типов.

Химические методы – какие средства используют для обеззараживания и очистки воды

Жидкость обрабатывается разными видами реагентов-коагулянтов, например, озоном или хлором. Почти все реагенты являются токсическими веществами, поэтому нельзя превышать указанную норму. Иначе образуются опасные канцерогены. Важно соблюсти технологию, добавить достаточное количество вещества и правильно рассчитать длительность воздействия. Чтобы предотвратить дальнейшее размножение микроорганизмов, дозировку немного превышают.

Если добавить слишком малое количество химикатов, микробы могут не погибнуть. Недостаточное содержание химических веществ способно спровоцировать увеличение численности патогенов. Такой нежелательный эффект достигается, если добавляют слишком мало озона. Патогенные организмы частично уничтожаются, в результате образуются новые соединения, пробуждающие ранее неактивные бактерии. В итоге создаются оптимальные условия для их размножения, эффект от обеззараживания нулевой.

Хлорирование

Этот способ наиболее часто используется в России, несмотря на наличие более современных методов обеззараживания. Причина – низкая стоимость реагента и высокая эффективность его использования. Помимо дезинфицирующих свойств, он улучшает вкус и цвет воды, выводит железо и марганец. Для очищения применяется хлор и его производные, например, хлорная известь. Даже при слегка сниженной дозировке не происходит повторное размножение микробов.

К недостаткам относят формирование производных метана после хлорирования – тригалометанов. Причина – органические примеси соединяются с реагентом. Можно вскипятить хлорированную воду, но канцерогены не выведутся. В результате воздействия высокой температуры образуется вредное вещество – диоксин. Чтобы избежать формирования большого числа канцерогенов, рекомендуется производить предварительную фильтрацию. Современный заменитель – диоксид хлора – более эффективен, чем обычная хлорка. Но это вещество стоит гораздо дороже.

Озонирование

Технология основана на применении озона. Этот газ при попадании в раствор разлагается. В результате химической реакции вырабатывается атомарный кислород, разрушающий бактериальную ферментную систему. Также этот элемент окисляет соединения, являющиеся причиной неприятного запаха. Но для нормальной работы озонатора важна правильная дозировка. Превышение допустимой дозы приводит к тому, что вода приобретает зловонный аромат. Детали бытовой техники и сантехнического оборудования покрываются ржавчиной.

Доказано, что это наиболее безопасная методика, позволяющая быстро очистить жидкость и избежать побочного эффекта – образования канцерогенов. Но для очищения потребуется установка сложного и дорогостоящего оборудования, для обслуживания придется привлекать специалистов. Поэтому чаще всего такие системы применяют на городских станциях водоочистки и крупных промышленных объектах.

Побочным эффектом озонирования может стать повторное увеличение популяции микробов. По завершении обрабатывания начинаются разлагаться гуминовые соединения. Они в свою очередь пробуждают бактерии, которые до этого находились в неактивном состоянии.

Работать с этим газом опасно, он относится к категории взрывоопасных веществ. Если озонатор устанавливается в частном доме, настраивать его должен квалифицированный человек. При неквалифицированной эксплуатации жильцы могут отравиться парами озона. Очищенную воду можно запускать в металлические трубы только после распада озона. Это связано со способностью данного вещества вызывать образование ржавчины.

Олигодинамия

Для очистки применяются ионы тяжелых металлов. Чаще всего используют серебро, золото или медь, которые нейтрализуют вредные микроорганизмы. Эффект от уничтожения бактерий в 1750 раз сильнее, чем при задействовании карболовой кислоты. Однако реагент лишь на время останавливает размножение микробов. Важно правильно дозировать количество серебряных частиц, так как превышение концентрации вредно для здоровья.

Полимерные реагенты

Чаще всего применяется препарат «Биопаг» на основе полигексаметиленгуанидина гидрохлорида. Преимущества полимеров – они безвредны для человека, не вызывают аллергию и не раздражают кожу. Такие антисептики отличаются длительным периодом действия, для их использования не требуется квалификация. После очищения жидкость не приобретает посторонние запахи, ее вкус не меняется. Эти вещества не вызывают образования ржавчины на водопроводных трубах. Но для очистки водопроводной воды применяются редко, обычно их используют в аквапарках.

Иодирование и бромирование

Очистка при помощи данных реагентов имеет высокую эффективность, однако требует от человека определенных знаний. Вместо труднорастворимого в воде йода обычно применяют его соединения. Но в качестве побочного эффекта, жидкость может принимать специфический запах. Бром эффективен против бактерий и любых вирусов, он также устойчив к воздействию солнечных лучей. Однако технология требует больших финансовых вложений, поэтому применяется только для бассейнов, в основном в США.

Физические методы обеззараживания воды

Используются различные безреагентные методики, такие как процеживание или фильтрация. При обработке большого количества воды ставится задача удаления крупных фракций. В этом случае уменьшается нагрузка на фильтрующие элементы для тонкой очистки. Есть и технологии, позволяющие удалять мелкие частицы, однако они рассчитаны на малые объемы жидкости.

Современные методы обеззараживания воды – УФ-излучение

Данный способ позволяет повлиять на клеточный обмен вредоносных организмов. При его использовании отлично удаляются споровые бактерии, попадающие из почвы. На вкусовые качества воды обработка не влияет. Степень воздействия УФ-излучением зависит от загрязненности водных ресурсов. Поскольку при очистке не образуются токсичные вещества, можно увеличивать длительность воздействия без вреда для здоровья.

К недостаткам относят высокую стоимость оборудования. Однако данная технология все равно дешевле, чем озонирование. К тому же, она эффективнее более дешевого хлорирования. КПД стерилизатора снижается, если ультрафиолетовые лампы загрязняются минеральными отложениями. Чтобы решить эту проблему, для обеззараживания питьевой воды применяют очистку ультрафиолетового излучателя. Нужно демонтировать устройство и вручную стереть налет, либо пропустить через систему уксусный раствор.

Рекомендуемая длины волны составляет 260 нм. В данном случае излучение хорошо разрушает цитоплазму клеток бактерий. УФ-лампа может прослужить около 2-3 тысяч часов. Чтобы система нормально функционировала, требуется предварительное очищение. Иначе примеси будут экранировать излучение и сведут на нет работу аппаратуры.

Ультразвуковое обеззараживание

Принцип действия основан на воздействии звуковых частот определенной частоты. Они способствуют кавитации – формированию пустот, из-за которых появляется сильная разница в давлении. В результате клеточные оболочки повреждаются, и клетки бактерии погибают. Для выработки ультразвука используется пьезоэлектрический или магнитострикционный генератор. Степень очистки определяется силой звуковых колебаний.

Данное оборудование достаточно дорогое, а для его обслуживания необходимо обращаться к специалистам. Важно уметь обращаться с установкой. Для обеззараживания рекомендуется частота звуковых колебаний – 48 000 Гц. Но при слишком низких показателях ультразвук может вызывать обратный эффект и провоцировать рост численности болезнетворных микроорганизмов.

Термическая обработка воды

Если довести жидкость до кипения и проварить еще 10 минут, можно уничтожить болезнетворные бактерии. Этот процесс называют пастеризацией. Но тяжелые металлы и прочие химические загрязнители останутся. Не рекомендуется кипятить воду более 10 минут. Иначе начнут выделяться канцерогены, способствующие развитию раковых заболеваний.

Электроимпульсный способ

Эта методика является одной из передовых и основывается на работе диафрагменного электрохимического реактора. Этот аппарат формирует электрический заряд, создающий ударную волну, которая быстро распространяется по воде. Во время этого процесса формируется множество пузырьков, наблюдаются мощные колебания ультразвука. Такая обработка позволяет уничтожить микробы за счет механического воздействия.

Данная технология может применяться для обработки без использования дополнительных компонентов. При этом хорошо удаляются как бактерии, так и вирусы. Однако широкого применения способ не получил, так как он требует закупки дорогого оборудования и большого расхода электроэнергии.

Комбинированные методы обеззараживания воды

Сочетают методики без использования химикатов с обработкой реагентами. Например, после очистки ультрафиолетом выполняют хлорирование или озонирование. Ультрафиолетовые лучи уничтожают вредоносные микроорганизмы, производные хлора предотвращают вторичное разведение бактерий и вирусов. При данном способе в качестве реактива может применяться гипохлорид натрия.

Иногда окисление сочетают с обработкой ионами серебра. Могут применяться различные реактивы-коагулянты, уничтожающие патогены. Тяжелый металл в данном случае будет предотвращать повторное заражение. Кроме перечисленных методик есть множество других, например, электрофлотокоагуляция или электрокаталитическая деструкция.

Современные методы обеззараживания воды

Хлорированная вода способствует образованию ржавчины на сантехнических приборах. Такая жидкость часто имеет характерный запах химикатов и может вызывать аллергию. Поэтому сейчас на водоочистных станциях все чаще применяют более экологичный гипохлорид натрия. Все чаще задействуют ультрафиолет, озон и современные реагенты.

В квартире и на даче многие пользуются угольным фильтром-кувшином. Однако он не уничтожает микробы, например, кишечную палочку. Поэтому для серьезного очищения необходима установка фильтрующих элементов. Магистральные фильтры предварительно очищают воду от крупных частиц. Продольные заправляются несколькими картриджами, каждый из которых выполняет свою роль. Это может быть удаление тяжелых металлов, умягчение, выведение патогенной микрофлоры. Система обратного осмоса удерживает до 99 процентов загрязнителей, но при этом удаляются и полезные примеси. Поэтому такие установки оснащают минерализаторами.

Очистка и обеззараживание воды в бытовых условиях

В экстренном случае могут применяться подручные средства. Несложный и действенный метод – кипячение воды. Если хорошо прокипятить воду, опасные вирусы и бактерии погибнут. Но обработать большие объемы таким способом будет проблематично.

Можно использовать йод. Вначале нужно сделать раствор, растворив 10 мг средства из домашней аптечки в одном литре воды. Добавлять больше 12 мг не стоит, это опасно для человека. Смесь оставляют на полчаса. Перед использованием можно положить в бутылку еловые иголки, они впитают часть йодных компонентов, придающих резковатый привкус.

Обеззараживание питьевой воды в домашних условиях

Как и во время поездки на природу, надежным способом будет кипячение. Перед операцией желательно пропустить жидкость через фильтр. Можно купить фильтрующий элемент или изготовить его самостоятельно из пластиковой бутылки, марли и активированного угля.

Более надежный способ как обеззараживать воду – добавить обеззараживающую таблетку, которая может содержать йод, сульфат натрия, хлор. Известные марки дезинфицирующих средств – Акватабс и Пантоцид. Для их применения не требуется специальная аппаратура или особые знания. Достаточно опустить капсулу в жидкость и подождать 30 минут, пока она растворится.

Обеззараживание питьевой воды в походных условиях подручными средствами

На природе не всегда находится возможность прокипятить питье. К тому же, не всегда кипячение полностью уничтожает патогенную микрофлору. Если в дорожной аптечке есть йод, можно приготовить из него дезинфицирующий раствор. На 1 литр достаточно добавить 10 грамм реагента, но не больше. Жидкость должна отстояться в течение получаса, затем ее можно использовать.

Источники водоснабжения и их пригодность для обеззараживания

Поверхностные водные ресурсы получают из рек, водохранилищ, колодцев, озер. В этом случае при оценке пригодности жидкости для питья учитывают расположение промышленных предприятий, от которых идет выброс. Наиболее загрязнены участки, расположенные возле городов, фабрик. Также рассматривают вероятность заражения бактериями и вирусами. В открытом водоеме состав меняется, в зависимости от времени года.

Вода в речке часто илистая, имеет коричневатый цвет, содержит большое количество минералов. Чаще всего вредоносные микроорганизмы попадают вместе со стоками из частных домов или с ферм. В озерах часто наблюдается активный рост водорослей. Растительность очищает водные массы, но при этом служит хорошей средой для развития планктона и патогенов. Открытые источники самоочищаются естественным путем, но этого недостаточно. Поэтому обязательно проводится фильтрация и обеззараживание при помощи специализированного оборудования.

В коттеджи часто подаются не поверхностные, а подземные воды, полученные из артезианской скважины или родника. На большой глубине наблюдается низкое содержание микроорганизмов, так как стоки сюда не попадают. Также нет воздействия солнечного света, создающего благоприятные условия для развития патогенов.

Во время экспертизы учитывают гидрологию прослоек горных пород. Обязательно рассматривают санитарную обстановку в районе водозабора. Она определяет не только текущее состояние, но и вероятность заражения в будущем. Глубоко залегающие водные источники считаются наиболее безопасными, однако в них может отмечаться повышенное содержание тяжелых металлов.

Как обеззаразить воду в системе водоснабжения частного дома

Обычно в коттедж вода поступает из колодца или артезианской скважины. Она мутновата, часто содержит примеси песка или ила. Но если эти загрязнители видны невооруженным глазом, то болезнетворные бактерии и тяжелые металлы может показать только лабораторный анализ. Если заказать тест для определения химического состава водного источника, станет ясно, какие вещества превышают содержание по санитарным нормам.

При очистке необходимо удалять разные виды загрязнений – бактериальные, механические, промышленные. Также жидкость может оказаться слишком жесткой или железистой. Поэтому система очистки должна содержать несколько фильтрующих элементов:

1. для грубого очищения;

2. смягчающий;

3. для тонкой очистки;

4. обеззараживающий.

Каждый этап важен, ведь если не удалить крупные фракции, фильтр для удаления мелких примесей быстро выйдет из строя. Правильно подобранная очистная система сделает пригодной для питья любую воду, даже если она сильно загрязнена.

Нормативные документы водно-санитарного законодательства

Санитарные нормы о качестве водного ресурса указаны в федеральном законе от 30.03.1999 N 52-ФЗ (ред. от 26.07.2019) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения«. Также они регулируются несколькими регламентами, о которых мы расскажем далее.

ГОСТы качества воды

Государственные регламенты включают несколько стандартов. Терминология и определения качества водных ресурсов регулируются ГОСТом 27064-86. По назначению, подземные источники классифицируют согласно ГОСТу 17.1.1.04-80. Нормы для предприятий и способ проверки питьевой отражены в ГОСТ Р 51232-98. Полевые способы анализа воды, используемой для питья и хозяйственных нужд, регламентируются в ГОСТе 24902-81.

СНиПы и требования к воде

Эти нормативные акты отражают принятые правила проведения архитектурно-инженерных изысканий и строительства коммуникаций. Они распространяются на водопроводную, отопительную, канализационную и другие системы:

• В СНиПе 3.05.01-85 – отражаются требования к санитарным и техническим установкам в доме.

• Расположенные снаружи сети водоотведения и водоснабжения – нормативы по СНиПу 3.05.04-85.

• Водопровод и канализация внутри здания – определяется СНИиПом 2.04.01-85.

СанПиНы на водоснабжение

Гигиенические нормативы включают перечень требований к качеству воды как из автономных источников, так и централизованного водопровода:

1. Ориентировочно допустимые уровни и предельная концентрация вредных примесей в водных массах объектов водопользования регулируется СанПиНом 4630-88.

2. Санитарные требования и контроль качества воды из систем центрального водоснабжения – отражены в СанПиНе 2.1.4.559-96.

3. СЗЗ и классифицирование организаций, сооружений, прочих предприятий – по СанПиНу 2.2.1/2.1.1.984-00.

4. Согласно  СанПиН указываются основные положения, определяющие состав воды из автономных источников и их санитарную охрану.

Ресурс из скважины или централизованного водопровода, не бывает идеально чистым. Основные современные методы обеззараживания воды предполагают установку фильтров, но подбирать и устанавливать их должны специалисты. В ином случае может оказаться, что отфильтровываются не все опасные частицы, или фильтры быстро выходят из строя. Для установки фильтрующего оборудования обращайтесь в компанию «Вода Отечества». Профессионалы установят аппаратуру, которая будет работать с максимальным КПД и устанит загрязнения различного происхождения.

29. Химические методы обеззараживания воды

Хлорирование. Обеззараживание воды хлором основано на выделении в результате ряда химических реакций свободных атомов кислорода, окисляющих вещество бактерий и вызыва­ющих их гибель. Кроме того, хлор также губительно действует на плазму бактерий.

В сельскохозяйственном водоснабжении для обеззаражива­ния воды применяют главным образом хлорную известь, кото­рая получается в результате обработки хлором сухой гашеной извести. Хлорная известь по ГОСТ должна содержать активно­го хлора от 32 до 36%.

Необходимую дозу хлора устанавливают опытным хлориро­ванием. К пробам воды добавляют различные дозы хлора и оп­ределяют через некоторое время (30 мин) концентрацию оста­точного хлора, то есть хлора, оставшегося после окисления всех восстановителей (органических и минеральных), содержавших­ся в воде, и в том числе вещества бактерий. Наличие остаточ­ного хлора служит известной гарантией того, что все бактерии уничтожены.

В результате опытного хлорирования назначают дозу хло­ра, при которой после 30-минутного контакта концентрация остаточного хлора в воде равна 0,1…0,2 мг/дм3. При остаточ­ном хлоре более 0,4 мг/дм3 вода имеет неприятный запах и не­пригодна для питья.

Для хлорирования воды хлорной известью в условиях сельскохозяйственного водоснабжения необходимы устройства для приготовления и дозирования суспензий: затворные, растворные баки и дозаторы. Для хлорирования воды газообразным хло­ром служат хлораторы Хлор доставляют на очистную станцию в жидком виде в стальных баллонах.

При хлорировании воды газообразным хлором следует тща­тельно выполнять правила техники безопасности. При проекти­ровании очистной станции необходимо обеспечить для хлораторного помещения следующие условия: размещение на первом этаже; два выхода с герметически закрывающимися дверями; хорошее проветривание через окна; искусственную вентиляцию с отсосом воздуха у пола; площадь помещения из расчета 2 м2 на каждые два хлоратора плюс 4 м2 на контрольные весы.

Озонирование. Этот способ обеззараживания воды основан на применении нестойкого соединения кислорода О3. Молекула озона в воде распадается на кислород С>2 и свободный атом О, который, окисляя вещество бактерий, вызывает их гибель.

Озонирование воды в сельскохозяйственном водоснабжении не имеет широкого применения.

30. Обеззараживание воды бактерицидным излучением.

Большая работа, проведенная Академией коммунального хозяйства (В. Ф. Соколов), позволяет в настоящее время ста­вить вопрос о более широком применении весьма эффективно­го метода обеззараживания воды бактерицидными лучами.

Ультрафиолетовые лучи, располагающиеся левее видимой части спектра и имеющие длину волны менее 4000 А, ослабляют жизнедеятельность бактерий, но наиболее губительное влияние на них оказывают лучи с длиной волны от 2950 до 2000 А. Эта область ультрафиолетовых лучей называется бактерицидной, то есть бактериеубивающей.

Механизм воздействия ультрафиолетовых лучей на бактерии еще далеко не изучен, можно считать только установленным, что бактерии погибают вследствие биохимических изменений вещества в самом микроорганизме.

Источниками бактерицидного излучения могут служить два типа ламп, изготавливаемых нашими заводами: ртутно-кварцевые высокого давления бак­терицидные аргоно-ртутные низкого давления.

Обеззараживание воды бактерицидными лучами проводится на установках с погруженными и не погруженными в воду ис­точниками излучения.

В сельскохозяйственном водоснабжении целесообразнее установки первого типа как более простые в эксплуатации. Кро­ме того, погруженные бактерицидные установки можно монти­ровать на всасывающих или напорных трубопроводах, что де­лает иногда ненужным дополнительный подъем воды насосами.

Для получения большого количества обеззараженной воды-необходимо применение нескольких работающих параллельно установок.

Обеззараживание воды на более крупных очистных станци­ях возможно на установках, оборудованных ртутно-кварцевыми лампами высокого давления.

5) Гигиеническая характеристика методов обеззараживания воды.

Обеззараживание воды может быть проведено химическими и физическими (безреагентными) методами. К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование и озонирование. Задача обеззараживания — уничтожение патогенных микроорганизмов, т. е. обеспечение эпидемической безопасности воды. В настоящее время хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических мероприятий, сыгравших огромную роль в предупреждении водных эпидемий. Этому способствует доступность метода, его дешевизна и надежность обеззараживания, а также многовариантность, т. е. возможность обеззараживать воду на водопроводных станциях, передвижных установках, в колодце (при его загрязнении и ненадежности), на полевом стане, в бочке, ведре и во фляге. Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием. Химизм происходящих процессов состоит в том, что при добавлении хлора к воде происходит его гидролиз: образуется хлорноватистая кислота. Во всех гипотезах, объясняющих механизм бактерицидного действия хлора, хлорноватистой кислоте отводят центральное место. На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Используют, как правило, метод нормального хлорирования, т. е. метод хлорирования по хлорпотребности. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания. Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, называют хлорпотребностью. Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа. Модификации хлорирования: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др. Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй — после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания. Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты — хлора. При этом в воде образуются хлорамины, которые также обладают бактерицидным действием. Скорость обеззараживания воды хлораминами меньше, чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч. Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяет сократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получить надежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов: бактерий, вирусов, риккетсий, цист, дизентерийной амебы, туберкулеза и даже спор сибирской язвы. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникает необходимость дехлорирования. С этой целью в воду добавляют гипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированного угля. Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях. К недостаткам метода хлорирования следует отнести: сложность транспортировки и хранения жидкого хлора и его токсичность; продолжительное время контакта воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами; образование в воде хлорорганических соединений и диоксинов, опасных для организма; изменение органолептических свойств воды. И тем не менее высокая эффективность делает метод хлорирования самым распространенным в практике обеззараживания воды. Так же обеззараживание воды хлором это самый дешевый, и вместе с этим, действенный способ.

В настоящее время метод озонирования воды является одним из самых перспективных и уже находит применение во многих странах. Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов. Озон получают непосредственно на водопроводных станциях путем тихого электрического разряда в воздухе. Косвенным показателем эффективности озонирования является остаточный озон на уровне 0,1-0,3 мг/л после камеры смешения. Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде токсических соединений (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов и др.), улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин). Он более эффективен по отношению к патогенным микроорганизмам.

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания преимущественно индивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженным бактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаются живыми и даже способными вызвать заболевание. Концентрации серебра, способные вызвать гибель большинства микроорганизмов, при длительном употреблении воды токсичны для человека. Поэтому серебро в основном применяется для консервирования воды при длительном хранении ее в плавании, космонавтике. Для использования такой воды необходимо десеребрение.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяются таблетированные формы, содержащие хлор.(Аквасепт и т.д).

К физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами. Преимущество физических методов обеззараживания перед химическими состоит в том, что они не изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств. Но из-за их высокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводных конструкциях применяется только ультрафиолетовое облучение, а при местном водоснабжении — кипячение. Ультрафиолетовые лучи обладают бактерицидным действием. На эффективность обеззараживания оказывают влияние степень мутности, цветности воды и ее солевой состав. Необходимой предпосылкой для надежного обеззараживания воды УФ-лучами является ее предварительное осветление и обесцвечивание. Преимущества ультрафиолетового облучения в том, что УФ-лучи обладают более широким спектром антимикробного действия: уничтожают вирусы, споры бацилл и яйца гельминтов. Ультразвук применяют для обеззараживания бытовых сточных вод, т. к. он эффективен в отношении всех видов микроорганизмов, в том числе и спор бацилл. Его эффективность не зависит от мутности и его применение неприводит к пенообразованию, которое часто имеет место при обеззараживании бытовых стоков. Гамма-излучение очень эффективный метод. Эффект мгновенный. Уничтожение всех видов микроорганизмов, однако в практике водопроводов пока не находит применения.

6) Гигиеническая характеристика основных источников загрязнения атмосферного воздуха. Основные направления санитарной охраны атмосферного воздуха. Законодательство в области охраны атмосферного воздуха.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха приобрела особую остроту во второй половине XX века в связи с чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, потреблением электроэнергии и использованием моторных транспортных средств. Масштабы загрязнения воздуха с каждым годом увеличиваются.

В настоящее время в атмосферу Земли в год выбрасываются сотни миллионов тонн отходов промышленного производства. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха больших городов являются промышленные предприятия, котельные, ТЭЦ, транспорт. Наиболее значительным источником загрязнения воздушной среды населенных мест является сжигание топлива — каменного угля, нефти, газа. Установлено, что только при сжигании каменного угля, добытого за год, в воздух выбрасывается около 94 млн т пыли, более 300 млн т окиси углерода, 37 млн т сернистого газа и около 6 млрд т углекислого газа. Легковая машина выбрасывает в час до 4 кг окиси углерода, а грузовая — до 7 кг. Годовое количество оксида углерода, поступающего в воздух за счет автомобильного парка нашей планеты, составляет около 200 млн т, углеводородов — 50 млн т. Все более мощным источником загрязнения становится воздушный транспорт. Один современный четырехмоторный пассажирский самолет загрязняет воздух так же, как и 10 000 легковых автомобилей.

В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих зонирование территории города (на промышленную, жилую, транспортную, административно-хозяйственную), борьбу с естественной запыленностью, организацию санитарно-защитных зон (расстояние от промышленного предприятия до жилой зоны), планировку жилых районов, озеленение населенных мест. При решении вопросов зонирования территории обязательно учитываются роза ветров и рельеф местности.

В России для всех предприятий, являющихся источниками загрязнения атмосферы, в зависимости от их мощности, условий осуществления технологического процесса, количественного и качественного состава выделяемых вредных веществ установлены следующие размеры санитарно-защитных зон в соответствии с классом вредности предприятия: для предприятий I класса — 1000 м, II — 500 м, III — 300 м, IV — 100 м и V класса — 50 м.

Группа санитарно-технологических мероприятий предусматривает защиту воздушного бассейна при помощи очистных сооружений (сухие механические пылеулавливатели, аппараты фильтрации, электрические фильтры и аппараты мокрой очистки).

Особо важное значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации (12 декабря 1993 г.), «Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан», Федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха».

К числу законодательных мер относится установление ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено свыше 600 ПДК и 1538 ОБУВ.