Что используют для обеззараживания воды. Обеззараживание воды современные методы

Главная

По картинам

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.

Обеззараживание (дезинфекция) питьевой воды осуществляется с целью обеспечения эпидемической безопасности питьевой и предотвращения передачи через воду возбудителей инфекционных заболеваний. Обеззараживание направлено на уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. В целях обеззараживания применяют реагентные (химические) и безреагентные (физические) методы.

Реагентные методы основаны на использовании сильных окислителей (хлора, хлорсодержащих веществ, озона), ионов серебра и других веществ.

К безреагентным методам относятся: ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвука, вакуума, радиоактивное излучение то есть физические методы, а также термическая обработка. На водопроводах обычно обеззараживание воды осуществляется на последнем этапе ее очистки перед поступлением в резервуары чистой воды и разводящую водопроводную сеть. Выбор конкретного метода обеззараживания зависит от качества и количества исходной воды, методов ее предварительной очистки, условий поставки реагентов и других факторов.

Хлорирование - обработка питьевой воды водным раствором хлора с целью ее обеззараживания. Этот метод стал наиболее широко распространен среди всех методов обеззараживания воды. Это связано с относительной дешевизной хлора, несложностью используемого оборудования и надежностью обеззараживающего действия.

При обычных температуре и давлении хлор - газ желто-зеленого цвета с резким специфическим запахом. Раздражает слизистые оболочки, глаза, относится к сильнодействующим ядовитым веществам (СДЯВ) и при выбросе в воздух способен вызвать отравления людей.

Хлор можно использовать для обеззараживания воды на различных сооружениях - от шахтного колодца до крупного водопровода. В целях обеззараживания воды могут применяться газообразный хлор (доставляется в баллонах в жидком состоянии), хлорная известь, гипохлорит кальция, хлорамины, двуокись хлора и другие хлорсодержащие вещества.

Основными условиями действия хлора являются: тщательное освобождение воды от взвешенных веществ, достаточная доза хлора, полное и быстрое перемешивание хлора со всем объемом обеззараживаемой воды и контакт хлора с водой не менее 30-60 мин времени, необходимого для проявления бактерицидного действия. Для обеспечения надежного обеззараживания необходимо ввести его такое количество, чтобы покрыть всю хлорпоглощаемость воды и получить некоторый избыток свободного активного хлора. Об успешности хлорирования воды судят по остаточному активному хлору. Установлено, что дозы хлора в воде 1-3 мг/л обычно обеспечивают достаточный бактерицидный эффект. При этом содержание остаточного свободного хлора в воде после резервуаров чистой воды должно быть в пределах 0,3-0,5 мг/л. Такое хлорирование называется обычным, или хлорированием с учетом хлорпотребности.

Хлорпоглощаемость воды - количество хлора, которое при хлорировании 1 л воды расходуется на окисление органических, легкоокисляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течение 30 минут.

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-ОСЕТИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

Министерства здравоохранения и социального развития РФ»

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГИГИЕНЫ

МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

ВЛАДИКАВКАЗ 2011

Качество питьевой воды служит основой эпидемиологической безопасности и здоровья населения. Доброкачественная по химическим, микробиологическим, органолептическим и эстетическим свойствам вода является показателем высокого санитарного благополучия и жизненного уровня населения. Учитывая огромное значение качества и количества подаваемой питьевой воды для здоровья населения и условий его проживания, обеспечения нормального функционирования детских, лечебно-профилактических, культурных, спортивных и других учреждений, коммунального хозяйства, промышленных предприятий и других объектов представляется важным внедрение прогрессивных мероприятий в сфере питьевого водоснабжения.

Основная цель методов улучшения качества питьевой воды - защита потребителя от патогенных организмов и примесей, которые могут быть опасны для здоровья человека или иметь неприятные свойства (цвет, запах, вкус и т. д.). Методы очистки следует выбирать с учетом качества и характера источника водоснабжения.

Основные способы улучшения качества воды

Основными способами улучшения качества воды поверхностных водоисточников являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Осветление воды - это удаление из нее взвешенных веществ.

Обесцвечивание - устранение окрашенных коллоидов.

Обеззараживание - обезвреживание содержащихся в воде источника патогенных бактерий и вирусов.

Для осветления и обесцвечивания применяют следующие способы:

Ø естественное отстаивание и фильтрация на медленных фильтрах;

Ø коагуляция, отстаивание и фильтрация на быстрых фильтрах;

Ø коагуляция и фильтрация в контактных осветлителях.

Методы очистки воды

Основная задача очистки воды - полностью освободить ее от взвеси (мутности), сделать прозрачной (осветлить) и снизить цветность до незаметного уровня.В современных условиях большое значение имеет предварительное удаление из воды зоопланктона (мельчайших животных организмов) и фитопланктона (мельчайших растительных организмов). Для этого используют микрофильтры и барабанные сетки, через которые производится процеживание воды.

Для осветления и обесцвечивания в комплекс сооружений по очистке воды входят: отстойники, смесители, камеры реакции, фильтры и т.д.

Отстойники (горизонтальные, вертикальные) - сооружения, предназначенные для осаждения под силой тяжести в основном крупных по размеру и массе частиц, находящихся в воде во взвешенном состоянии.

Недостатком естественного осаждения взвеси в отстойниках является длительность этого процесса, при котором не обеспечивается осаждение основной части мелкой взвеси и всех коллоидных частиц. С целью ускорения и повышения эффективности выпадения взвешенных веществ и удаления коллоидных веществ в отстойниках перед отстаиванием производится коагуляция воды.

Коагуляцией называется процесс укрупнения, агрегации коллоидных и тонко диспергированных примесей воды, происходящий вследствие взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. Процесс коагуляции завершается образованием видимых невооруженным глазом агрегатов - хлопьев.

Коагуляция происходит под влиянием химических реагентов - коагулянтов, к которым относятся соли алюминия (алюминия сульфат A1 2 (SO 4) 3 ,) и железа (железа сульфат, железа хлорид). Для ускорения процесса коагуляции применяют вещества флоккулянты.

Фильтрация - это следующий после коагуляции и отстаивания процесс для освобождения воды от взвешенных веществ, оставшихся после первых этапов очистки. Сущность фильтрации заключается в пропуске воды через мелкопористый материал, на поверхности, в верхнем слое или в толще которого задерживаются взвешенные частицы.

Фильтр представляет собой железобетонный резервуар, заполненный фильтрующим материалом обычно в два слоя. В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок, антрацитовую крошку, керамзит (дробленый и недробленый), некоторые вулканические шлаки, пенополистирол и другие.

Существует два метода фильтрации воды.

1. Пленочная фильтрация предполагает образование биологической пленки из ранее задержанных примесей в верхнем слое фильтрующей загрузки. В начале, вследствие механического осаждения частиц взвеси и их прилипания к поверхности загрузочного материала (например песка), уменьшается размер пор. Затем на поверхности песка развиваются водоросли, бактерии и другие живые организмы, дающие начало илистому, состоящему из минеральных и органических веществ осадку (биологическая пленка). Пленка достигает толщины 0,5-1 мм и более. Она играет решающую роль в работе медленных фильтров, задерживает мельчайшие взвеси, 95-99 % бактерий, обеспечивает снижение на 20-45 % окисляемости и на 20 % цветности.

2. Объемная фильтрация осуществляется на скорых фильтрах и представляет собой физико-химический процесс, при котором механические примеси воды проникают в толщу фильтрующей загрузки и адсорбируются на поверхности ее частиц и хлопьев коагулянта. В результате уменьшения размеров пор возрастает сопротивление загрузки при фильтровании и потеря напора. В процессе объемной фильтрации задерживается около 95 % бактерий. Скорые фильтры, пропуская большее количество воды, быстро засоряются и чаще требуют очистки.

Для очистки вод с незначительной мутностью и высоким содержанием органических соединений, которые плохо поддаются обработке в отстойниках и осветлителях, эффективным методом очистки является флотация.

Флотация - это процесс, сущность которого заключается в том, что коллоидные и дисперсные примеси соединяются с пузырьками воздуха, тонко диспергированного в воде. Комплексы, которые образуются при этом, всплывают и образуют пену на поверхности флотационного устройства. Снижение поверхностного натяжения на границе вода-воздух приводит к повышению эффективности очистки воды методом флотации. Для этого в воду добавляют поверхностно-активные вещества (флотореагенты).

В случае организации централизованной подачи питьевой воды в небольшие объекты (поселки, пансионаты, дома отдыха и т.д.) при использовании в качестве источника водоснабжения поверхностных водоемов для очистки воды могут применяться компактные сооружения небольшой производительности. В их состав входят: трубчатый отстойник, фильтр с зернистой загрузкой, оборудование для приготовления и дозирования реагентов и бак для промывной воды.

На современных станциях очистки воды в случае использования реагентных технологических схем ввод химических реагентов в обрабатываемую воду осуществляется системами автоматического дозирования. Они включают емкости реагентов, дозирующие насосы с микропроцессорными регуляторами и впрыскивающие клапаны.

Методы обеззараживание воды

Хлорпотребностъ воды - общее количество хлора, необходимое для удовлетворения хлорпоглощаемости воды и обеспечения наличия необходимого количества остаточного хлора.

Виды хлорирования

Разновидностью хлорирования на водопроводах являются двойное хлорирование и суперхлорирование (перехлорирование).

При двойном хлорировании хлор вводится в воду дважды: первый раз в смеситель перед отстойниками и второй - после фильтров, применяется, например, в случае использования для питьевого водоснабжения речной воды с высокой бактериальной загрязненностью.

Суперхлорирование - хлорирование воды избыточными дозами хлора (5-20 мг/л) при остаточном содержании активно: до 1-5 мг/л. Применяется временно при резких колебаниях бактериальной загрязненности воды, в случае особой эпидемической обстановки и при невозможности обеспечить достаточный контакт воды с хлором.

При наличии высокого содержания остаточного хлора вода считается непригодной непосредственно для употребления и требует последующего дехлорирования ее химическим веществами (гипосульфит или сернистый газ) или сорбционным методом (активированный уголь).

Одним из способов обеззараживания воды является аммонизация (хлорирование с преаммонизацией), при которой в воду последовательно вводят сначала аммиак, а затем хлор. Хлорирование с преаммонизациеи используют с целью предотвращения появления специфических запахов в случае хлорирования воды, содержащей фенол или бензол, а также для пресечения образования канцерогенных веществ (хлороформ и др.) во время хлорирования воды при наличии в ней гуминовых и других веществ.

Несмотря на положительные стороны применения хлора для обеззараживания питьевой воды, в последние годы выявлены и отрицательные последствия хлорирования воды для здоровья населения.

В результате реакции хлора с находящимися в воде гуминовыми соединениями, продуктами жизнедеятельности некоторых организмов и веществами техногенного происхождения в воде могут образовываться высокотоксичные, канцерогенные и мутагенные вещества. К ним относятся: тригалометаны (ТГМ), в том числе хлороформ, бромоформ, дибромхлорметан и другие.

Необходимо учитывать, что некоторые из образующихся в воде вредных веществ поступают в организм не только в процессе употребления воды и пищевых продуктов (энтерально), но и через неповрежденную кожу во время принятия душа, ванны, плавания в бассейне. Поэтому важным направлением в решении назревшей проблемы является применение других, альтернативных хлорированию, способов обеззараживания питьевой воды.

Озонирование - обработка воды озоном для уничтожения микроорганизмов и устранения неприятных запахов.

Озон (O 3) - газ голубоватого цвета со специфическим запахом, очень хорошо растворим в воде. Обладает высокой окислительной способностью, которая обуславливает его бактерицидность. Действует на протоплазму микроорганизмов, уничтожает вирусы (в частности, полиомиелита).

Озонирование по сравнению с хлорированием имеет следующие основные преимущества:

Ø надежное обеззараживание достигается в течение нескольких минут, при этом озон эффективнее хлора обеззараживает воду от споровых форм бактерий и возбудителей вирусных инфекций;

Ø озон, а также продукты его соединения с веществами, находящимися в воде, не имеют вкуса и запаха;

Ø происходит обесцвечивание воды и устранение ранее имевшихся запахов различного происхождения;

Ø избыточный озон через несколько минут превращается в кислород, выделяющийся в атмосферный воздух, и поэтому не оказывает влияния на организм человека;

Ø при этом значительно меньше, чем при хлорировании образуется новых токсических веществ;

Ø процесс озонирования в меньшей степени, чем хлорирование зависит от рН, мутности, температуры и других свойств воды;

Ø производство озона на месте избавляет от необходимости доставки и хранения реагентов.

Недостатки озонирования. Озон является взрывоопасным и токсичным реагентом, это более дорогой способ по сравнению с хлорированием. Быстрое разложение в отработанной воде (за 20-30 минут) ограничивает его применение, после озонирования нередко наблюдается значительный рост микрофлоры вследствие реактивации бактерий и вторичного загрязнения. Даже высокие дозы озона (20 мг/л) и длительная экспозиция (1,5-2 часа) не обеспечивают полностью эффективное обеззараживание в отношении бактериальных спор. При обработке воды озоном могут образовываться побочные токсичные продукты: броматы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и др. соединения. Эти продукты могут вызывать мутагенный и другие неблагоприятные эффекты.

Обеззараживание воды ионами серебра основано на олигодинамическом действии этого металла. Серебро обладает свойством консервировать воду на длительное время. Согласно опубликованным данным, вода, обработанная серебром в концентрации 0,1 мг/л, сохраняет высокие санитарно-гигиенические показатели в течение года и более.

Обеззараживание серебром осуществляется непосредственно путем обеспечения контакта воды с поверхностью металла или в результате растворения солей серебра в воде электролитическим способом. Во втором случае используются ионаторы, обеспечивающие растворение серебра под действием постоянного электрического тока.

Ионаторы используют для обеззараживания воды на крупных судах. Высокую оценку воде, обработанной серебром, дали космонавты. Практика показала, что обработка бортовых запасов питьевой воды серебром обеспечивает сохранность ее органолептических и гигиенических свойств в условиях космических полетов различной продолжительности. Серебро оказалось также прекрасным консервантом минеральной воды. Поэтому на престижных предприятиях по производству безалкогольных напитков минеральную воду обеззараживают серебром.

Однако несмотря на богатую информацию об антимикробных свойствах серебра, широкое его внедрение в практику водоснабжения сдерживалось по различным причинам, в том числе недостаточными сведениями о его токсичности.

Ультрафиолетовое облучение. Бактерицидное действие ультрафиолетовых (УФ) лучей, широко известно и неоднократно доказано в экспериментах. УФ лучи проникают через 25 см слой прозрачной и бесцветной воды. Под воздействием УФ излучения в клетках находящихся в воде микроорганизмов происходят необратимые процессы, вызывающие нарушение молекулярных и межмолекулярных связей. Это приводит к денатурации (разрушению) белков клеток протоплазмы, в частности, к повреждению ДНК, РНК, клеточных мембран, и как следствие, к гибели микроорганизмов. Образующиеся под воздействием УФ излучения короткоживущие молекулы озона, атомарный кислород, свободные радикалы и гидроксильные группы дополнительно воздействуют на находящиеся в воде микроорганизмы.

Метод УФ обеззараживания не изменяет химического состава и органолептических качеств воды. Достоинством метода является также быстрота обеззараживания (несколько секунд) и отсутствие запаха и привкуса при использовании ультрафиолетовых лучей. Лучи пагубно воздействуют не только на вегетативные формы патогенных бактерий, которые погибают после облучения в течение 1-2 мин, но также на устойчивые к хлору споры, вирусы и яйца гельминтов. Многочисленные исследования показали отсутствие вредных эффектов даже при дозах УФ облучения, намного и превышающих практически необходимые. Следовательно, в отличие от технологии хлорирования и озонирования, принципиально отсутствует опасность передозировки УФ облучения. В то же время имеются сведения о том, что если доза УФ излучения выбрана правильно, активация микроорганизмов не наблюдается, что позволяет применять УФ обеззараживание без последующего ввода консервирующих доз хлора.

Технология обеззараживания воды УФ облучением является наиболее простой в реализации и обслуживании. Для обеззараживания воды УФ облучением характерны незначительные затраты электроэнергии (в 3-5 ниже, чем при озонировании) и отсутствие потребности в дорогостоящих реактивах.

Для обеззараживания воды применяют установки с ртутно-кварцевыми лампами высокого давления и аргоно-ртутные лампы низкого давления. Лампы помещаются над потоком облучаемой воды или в самой воде. В первом случае они снабжены отражателем для направленного облучения, во втором лучи распространяются по окружности во все стороны.

Несмотря на многие положительные стороны использования ультрафиолетового облучения для обеззараживания питьевой воды, необходимо учитывать, что повышенные мутность, цветность и соли железа уменьшают проницаемость воды для бактерицидных УФ лучей. Поэтому для обеззараживания УФ облучением в большей степени пригодны воды из подземных источников с содержанием железа не более 0,3 мг/л, невысокими мутностью и цветностью. При необходимости УФ обеззараживания воды из поверхностных и некоторых подземных источников требуется ее предварительная очистка (осветление, обесцвечивание, обезжелезивание и др.).

Обеззараживание воды ультразвуком. Бактерицидное действие ультразвука объясняется, в основном, механическим разрушением клеточной оболочки бактерий в ультразвуковом поле. При этом бактерицидный эффект связан с интенсивностью ультразвуковых колебаний и не зависит от мутности (до 50 мг/л) и цветности. Эффект обеззараживания распространяется не только на вегетативные, но и на споровые формы микроорганизмов.

Для получения необходимых для обеззараживания воды ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрические и магнитнострикционные устройства. Продолжительность обеззараживающего действия ультразвука длится секунды.

Обеззараживание воды вакуумом предусматривает обеззараживание бактерий и вирусов пониженным давлением. При этом полный бактерицидный эффект может быть достигнут за 15-20 мин.

Радиационное обеззараживание воды. Ионизирующим (проникающим) излучением называется коротковолновое рентгеновское и γ-излучение, поток высокоэнергетических заряженных частиц (электроны, протоны, дейтроны, α-частицы и ядра отдачи), а также быстрых нейтронов (частицы, не имеющие зарядов). Взаимодействуя с электронными оболочками атомов и молекул среды, они передают им часть своей энергии, производя ионизацию молекул. Освободившиеся при этом электроны, как правило, обладают значительной энергией, которая расходуется на ионизацию еще нескольких молекул воды.

Ионизирующее излучение является мощным безреагентным фактором, действие которого приводит к гибели имеющихся в облучаемой воде болезнетворных микроорганизмов и ее обеззараживание. Первичные продукты радиолиза воды нарушают обмен веществ в бактериальной клетке.

Радиационная очистка и обеззараживание воды имеют следующие преимущества по сравнению с традиционными методами обработки:

ü универсальность, то есть возможность обезвреживать многие органические и любые микробные загрязнители;

ü высокую степень обеззараживания и очистки;

ü высокую скорость обработки и возможность полной автоматизации.

Однако учитывая загрязнение водных объектов специфическими техногенными веществами и по другим причинам, практическое распространение получают комбинированные методы, когда радиационная обработка воды используется совместно с традиционными методами обеззараживания (хлорированием или озонированием).

Термическое обеззараживание воды применяется в основном для обеззараживания небольшого количества воды в детских учреждениях (школах, дошкольных учреждениях, пионерских и летних лагерях), санаториях, больницах, на судах, а также в домашних условиях.

Установлено, что полное обеззараживание моды (уничтожение всех видов и форм болезнетворных микроорганизмов) достигается только в результате кипячения воды в течение 5-10 минут. Однако нужно учитывать, что кипяченая вода лишена не только болезнетворных, но и сапрофитных, безвредных или даже полезных для человека микроорганизмов. В такой воде легко размножаются попавшие в нее уже после кипячения и охлаждения микроорганизмы, что приводит к быстрому ухудшению ее качества. Поэтому кипяченую воду следует сохранять в плотно закрытых емкостях в прохладном месте не более 24 часов.

Что подразумевается под термином «обеззараживание» питьевой воды? Как минимум, очищение питьевой воды от разного рода бактерий или вирусов, вызывающих заражение воды. Эта статья поможет раскрыть тему обеззараживания питьевой воды наиболее полно.

Из этой статьи вы узнаете:

Какие методы обеззараживания питьевой воды существуют

Как провести обеззараживание питьевой воды в домашних условиях

В чем преимущества таблеток для обеззараживания воды

Как провести обеззараживание воды в походных условиях

Методы обеззараживания питьевой воды

Требования к качеству питьевой воды постоянно повышаются. Это вызвано более «совершенными» источниками загрязнения. Если вода не очищена должным образом, то приготовленная на ней пища и напитки будут оказывать негативное влияние на наше здоровье. Потому обеззараживание питьевой воды является необходимым атрибутом современной жизни.

По-настоящему полезная питьевая вода должна содержать необходимую норму минералов и микроэлементов. Поэтому тотальное обеззараживание до уровня дистиллированной – не лучший выход из положения. Производители, выпускающие питьевую воду, не устают нам сообщать о новейших технологиях очистки, направляя немалые средства на рекламу своего продукта. Но какие критерии действительно важны для определения качества питьевой воды? Этих критериев немного, и они просты.

Вода для питья должна:

выглядеть чистой (без лишних примесей и вредных микроорганизмов);

быть вкусной и прозрачной.

Это базовый набор требований, который применим к любой питьевой воде. Конечно, есть случаи, когда необходимо применение специфических методов обеззараживания. Все чаще можно встретить такой термин, как «полезность воды». Его обычно употребляют, говоря о степени жесткости питьевой воды.

Каким бы ни было качество источника, у каждого производителя питьевой воды в процессе изготовления присутствует цикл обеззараживания.

По методу воздействия различают две группы средств для обеззараживания питьевой воды. Эти группы отображены в таблице ниже:

Самым известным и массово применяемым является обеззараживание питьевой воды хлором. Такая популярность обоснована его эффективностью, простотой внедрения и низкой стоимостью реагента.

Химические связи хлора, окисляясь в питьевой воде, оказывают губительное действие на вредоносные микроорганизмы.

Дезинфекция – не единственный эффект от хлорирования. Обеззараживание питьевой воды хлором влияет на органолептические показатели, останавливает размножение водорослей, способствует более долгому сроку службы фильтрующих элементов, очищает питьевую воду от различных форм марганца и железа, делает воду бесцветной.

Но хлорирование – далеко не идеальный способ обеззараживания. Специалисты давно бьют тревогу по поводу использования хлора для очищения питьевой воды. Результат соединений активного хлора с органикой может приводить к образованию крайне опасных для нашего здоровья тригалометанов. Эти вещества относят к канцерогенам, которые вызывают появление раковых образований в человеческом теле. Хлорированную воду нельзя кипятить, поскольку достаточная концентрация хлора может спровоцировать образование диоксина (мощнейший яд).

С соединениями хлора связывают развитие таких болезней:

рак органов пищеварения и печени;

нарушения работы сердца;

повышенное давление;

атеросклероз;

разновидности аллергических реакций.

Минусы и опасность использования хлорированной воды заставляют искать оптимальные методы обеззараживания. Одним из этих методов может быть применение гипохлорита натрия для обеззараживания питьевой воды. Его получают в конечной точке потребления методом электролиза 2–4%-го раствора поваренной соли или минеральной воды, в которой концентрация хлорид-ионов будет не менее 50 мг/л.

Обеззараживание питьевой воды гипохлоритом натрия схоже по действию с растворенным хлором, но с более продолжительным антисептическим действием.

Несомненными преимуществами применения для обеззараживания питьевой воды являются:

Безопасность для организма человека.

Существенно меньший урон природе, чем при хлорировании.

Имеет этот способ обеззараживания и свои недостатки :

Большой расход хлорида натрия. Конверсия соли не превышает 10–20 %. Остальное количество соли, вносимое в воду, лишь повышает ее концентрацию. Сэкономить на количестве соли не получится, поскольку автоматически увеличатся расходы на электроэнергию и на анодные материалы.

Многие эксперты сходятся во мнении, что использование гипохлорита натрия для обеззараживания питьевой воды вместо хлорирования ведет к существенному увеличению риска образования тригалометанов. Процесс их образования слишком долгий, а концентрация напрямую зависит от уровня Ph (чем он выше, тем большее количество тригалометанов образуется).

Можно сделать вывод, что более разумным способом снижения уровня хлорсодержащих соединений является понижение концентрации органики еще до этапа хлорирования.

Есть и другие способы обеззараживания питьевой воды. Например, применение серебра в качестве очистителя. Такой метод хоть и эффективный, но достаточно дорогостоящий. В качестве альтернативы предлагался и метод озонирования питьевой воды. Но взаимодействие озона с другими растворенными в воде веществами, например, с фенолом, приводит к образованию еще более токсичных соединений, чем при хлорировании. Ко всему прочему, озон недолго сохраняет свои антисептические свойства, поскольку быстро разрушается.

Кроме химических, существуют и физические способы обеззараживания питьевой воды. Наиболее популярным из них является воздействие ультрафиолетом. Обеззараживание происходит путем воздействия на внутриклеточный обмен и ферментную систему клетки бактерии. Ультрафиолет избавляет воду от всех вегетативных и споровых бактериальных форм, не меняя при этом органолептических качеств питьевой воды. Способ не получил должного распространения, поскольку он более затратный, если сравнивать с хлорированием, и не обладает последействием.

Таблетки для обеззараживания питьевой воды

Каждому человеку, в зависимости от его массы, в день необходимо 2-3 л питьевой воды. Находясь в «цивилизации», у вас есть возможность прокипятить воду или купить бутылку уже очищенной минеральной воды. Вы не испытываете в данном случае никаких трудностей.

Но в экстренных ситуациях или в условиях похода, когда на кипячение питьевой воды нет времени, ситуация совершенно иная. Вода из рек, озер, родников или прудов не всегда годится к употреблению в сыром виде. Отходы промышленной и сельскохозяйственной отраслей, химические удобрения попадают в водоемы и даже в грунтовые воды, потому очистка такой воды обязательна.

Оптимальным решением в этой ситуации может стать использование специальных таблеток для обеззараживания питьевой воды. Использование таблеток позволяет пить воду из открытых водоемов и родников без предварительной обработки. Способ особенно актуален в походных условиях и на дачных участках. Обеззараживание происходит за счет действия диоксида йода или хлора (в составе таблеток), которые уничтожают все патогенные микроорганизмы в питьевой воде. Используя таблетки для обеззараживания, можно пить воду из рек и болот, не опасаясь за свое здоровье.

Таблетки для обеззараживания питьевой воды поставляются в удобных влагозащитных блистерах, обеспечивающих их долгую сохранность.

Для обеззараживания питьевой воды в полевых условиях используют таблетки, в состав которых входит натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты. Одна таблетка может содержать 3,5; 8,5; 12,5; 17 мг этого вещества и, соответственно, 2; 5; 7,3 и 10 мг активного хлора. Как правило, одна таблетка рассчитана на литр воды.

Питьевая вода, не требующая тщательной очистки (из центрального водопровода, артезианской скважины или колодца (только бесцветная)), может быть обеззаражена таблеткой с 3,5 мг действующего вещества. Безопасность такой питьевой воды можно проверить по остаточному содержанию свободного хлора. Через полчаса после растворения таблетки его концентрация должна быть в пределах 0,3–0,5 мг/л.

Для питьевой воды, требующей более серьезной степени обеззараживания, применяют таблетки с 8,5; 12,5 и 17 мг действующего вещества и, соответственно, 5; 7,3 и 10 мг активного хлора. Воду с явными признаками помутнения или окрашивания следует предварительно процедить через фильтр из ткани. При этом количество остаточного содержания свободного хлора через полчаса после растворения действующего вещества должно находиться в пределах 1,4–1,6 мг/л.

Определить необходимую дозировку хлора можно методом тестового хлорирования. Он достаточно прост: в три емкости с питьевой водой объемом в один литр добавляют соответственно, по одной, две и три таблетки с количеством активного хлора 2 или 5 мг (в зависимости от исходного уровня загрязнения воды). После перемешивания воде дают отстояться в течение получаса и проверяют на наличие запаха хлора. Достаточно эффективной степенью обеззараживания считается такая, при которой питьевая вода имеет характерный запах хлора. Сильный запах хлора указывает на необходимость снижения концентрации действующего вещества.

Обеззараживание питьевой воды для индивидуальных нужд производят в плотно закрывающейся емкости (фляге, термосе и т. д.). После растворения таблетки в воде крышку завинчивают и тщательно взбалтывают воду. После этого крышка отвинчивается на пол-оборота и емкость несколько раз переворачивается. Это необходимо для того, чтобы действующее вещество, растворенное в питьевой воде, осело на резьбе крышки. Через полчаса после данной процедуры вода будет полностью пригодна для питья. Для очистки питьевой воды от избытка хлора и его соединений воду фильтруют при помощи активированного угля.

Обеззараживание питьевой воды в домашних условиях

Самым популярным методом обеззараживания питьевой воды остается кипячение. Под воздействием температурной обработки вода проходит процесс обеззараживания, уничтожаются все болезнетворные микроорганизмы. Для этого питьевую воду кипятят в течение 15 минут, не закрывая крышки.

Несмотря на простоту метода, он имеет существенные недостатки :

Хлор и его соединения полностью не удаляются из воды, преобразовываясь в опасное вещество – хлороформ (доказано, что он является причиной возникновения раковых заболеваний).

На стенках емкости, в которой кипятится питьевая вода, оседают отложения солей (самый простой пример – накипь на стенках чайника). Таким образом, концентрация солей тяжелых металлов и нитратов в кипяченой воде может быть выше, чем в исходном варианте (до кипячения).

С точки зрения полезности, кипяченая питьевая вода не представляет никакой ценности для нашего организма.

Еще один простой и доступный метод обеззараживания питьевой воды – обычное отстаивание. Достаточно дать воде отстояться в течение 8 часов, и все летучие соединения, в том числе и хлор, испарятся. Если время от времени перемешивать воду, процесс пойдет быстрее. Но этот метод не удаляет из питьевой воды соли тяжелых металлов, они лишь могут осесть на дно емкости. Поэтому используют только 2/3 части воды, оставляя 1/3 вместе с осадком в емкости для отстаивания.

Простой и эффективный метод обеззараживания питьевой воды – растворение в ней обычной поваренной соли. Пропорция, необходимая для фильтрации: одна столовая ложка соли на два литра воды. Через 20–25 минут вода очистится от солей тяжелых металлов и вредоносных микроорганизмов.

Главный недостаток такого способа очистки в том, что полученная вода непригодна для ежедневного употребления.

Нельзя не упомянуть о таком простом, но очень эффективном способе обеззараживания питьевой воды, как заморозка. Метод предельно прост: вода заливается в металлическую или пластиковую емкость (ни в коем случае не в стеклянную) и ставится в морозильную камеру. Не стоит заполнять емкость «до краев», поскольку вода при замерзании имеет свойство расширяться.

Поскольку чистая вода замерзает быстрее воды с примесями, следует контролировать процесс заморозки. Когда половина воды превратится в лед, оставшуюся воду, со всеми примесями солей, сливают. Получившийся лед растапливают нагреванием или естественным путем. Такая вода может использоваться как для приготовления пищи, так и для питья.

Стоит отметить особую полезность талой воды, выпитой непосредственно после размораживания. Такая вода имеет целебные свойства: активизирует восстановительные процессы в организме, придает силы, уменьшает неприятные ощущения при дерматите, стоматите, бронхиальной астме и аллергических реакциях.

Отличный способ обеззараживания питьевой воды – использование кремния. Метод выглядит следующим образом: маленький кусочек кремния (продается в аптеках) бросается в банку, наполненную водой, накрывается марлей и оставляется в освещенном, но удаленном от солнечных лучей месте. Вода становится очищенной по истечении 2-3 дней. Количество кремния должно соответствовать приблизительно 3–10 г на 1–5 литров воды. После приготовления воду аккуратно сливают, оставляя в посудине некоторое количество жидкости с осадком.

Еще одним народным средством для обеззараживания питьевой воды является шунгит. Для приготовления очищенной таким образом воды достаточно положить на три дня шунгитовый камень в емкость с водой. После приготовления воду сливают, оставляя в емкости осадок, как и в случае с кремниевой водой. Для ориентира, рекомендуют пропорцию: 100 г шунгита на 1 литр воды. Приблизительно раз в шесть месяцев, шунгитовый камень очищают от налета, при помощи жесткой губки или щетки.

Существует еще один эффективный способ обеззараживания питьевой воды в домашних условиях. Это обычный активированный уголь. Он является основным компонентом в фильтрующих системах для очистки воды от примесей и улучшения ее вкусовых качеств. Активированный уголь – отличный абсорбент. Он впитывает вредные компоненты, содержащиеся в воде и устраняет нехарактерные запахи.

Использовать такой метод обеззараживания достаточно просто. В марлю заворачивается активированный уголь и помещается в емкость с водой. Для эффективного обеззараживания достаточно одной таблетки на литр воды. Уже через 8 часов вы получите вкусную очищенную воду, готовую к употреблению.

Не стоит забывать и о таком действенном методе, как обеззараживание питьевой воды с помощью серебра. Этот благородный металл уничтожает все вредоносные микроорганизмы и нейтрализует химические соединения, нежелательные для нашего организма. В воду помещают любой серебряный предмет и оставляют его на 10–12 часов.

Эффективность бактерицидного действия серебра значительно выше, чем описанные ранее методы хлорирования и очищения активированным углем. Вопрос только в высокой стоимости серебра.

Существует немало народных методов обеззараживания питьевой воды. Среди них особо популярны:

Обеззараживание при помощи гроздей рябины. Она помещается в воду и уже через 2-3 часа вы получаете абсолютно чистую жидкость, ничем не уступающую по качеству воде, обеззараженной методом серебрения или при помощи активированного угля.

Известны и такие средства обеззараживания, как добавление в воду ивовой коры, шелухи лука, ветки можжевельника, листьев черемухи и другие. Они отлично зарекомендовали себя как простой способ получения очищенной воды. Для приготовления такой воды в среднем необходимо 12 часов.

Выполнить обеззараживание питьевой воды можно и при помощи уксуса, вина или йода. Для эффективной очистки на литр воды добавляют чайную ложку уксуса или три капли йода (5%-ный раствор), или 300 мл белого сухого вина. Достаточно выстоять воду с одной из этих добавок в течение 2–6 часов, и вы получите пригодную к употреблению жидкость. Правда, этот метод не способен полностью освободить воду от соединений хлора и некоторых вредоносных микроорганизмов.

Некоторые в качестве питьевой воды используют дистиллированную воду. Она не содержит абсолютно никаких примесей и микроорганизмов, но в ней нет и ничего полезного. А постоянное употребление такой воды приводит к вымыванию необходимых организму минералов.

Нельзя не упомянуть и про такой метод очистки, как воздействие на воду магнитами. Приверженцы данной технологии опоясывают сосуд с водой кольцом из магнитов и через 3–5 ч получают очищенную, по их мнению, воду. Кто-то даже устанавливает магниты на водопроводную трубу. Даже теоретически такой метод способен очистить воду только от соединений железа, а на практике эффективность технологии не подтверждена.

Есть еще несколько способов обеззараживания питьевой воды в домашних условиях. Один из них – это использование фильтра-кувшина с кремниево-угольным фильтром в сменном картридже. Он способен удалить из воды соединения хлора, соли тяжелых металлов и вредоносные бактерии. Более дорогой способ обеззараживания воды – использование стационарных фильтров. Стоят они значительно дороже фильтров-кувшинов, да и расходные материалы обойдутся недешево, но на сегодняшний день, это один из самых надежных методов обеззараживания воды.

Обеззараживание питьевой воды в походных условиях подручными средствами

Сегодня практически невозможно найти природный источник воды, из которого можно безопасно пить воду без предварительной обработки (обеззараживания). Конечно, сейчас не XIX век и заражение какой-либо инфекцией вовсе не смертельно, но вред здоровью может быть нанесен серьезный.

В условиях, когда нет возможности пропустить воду через фильтр или использовать традиционные домашние методы, в ход идут подручные средства для обеззараживания питьевой воды:

Первичное очищение песком.

Такой фильтр легко изготовить из ненужной пластиковой бутылки. В дне проделывают несколько мелких отверстий и застилают его небольшим отрезом ткани. Поверх ткани насыпают песок на 2/3 всего объема емкости. Воду из источника набирают в бутылку, и она медленно вытекает из отверстий, оставляя в песке все примеси. Для более качественного обеззараживания процедуру требуется повторить несколько раз. По мере загрязнения песок нужно заменять.

Туристы часто применяют для обеззараживания древесный уголь. Его не нужно искать, он достается из остатков костра и всегда под рукой. Уголь дробят на мелкую фракцию и засыпают в емкость для очистки воды. Следует помнить, что для данного метода обеззараживания подойдет уголь, образовавшийся от сжигания лиственных пород деревьев. Уголь от хвойных пород может придать воде нехарактерный привкус.

Обеззараживание хлорированием.

Мы упоминали уже о методе хлорирования питьевой воды. Несомненный плюс данного метода в длительном воздействии соединений хлора на воду. Это предотвращает такие процессы в воде, как цветение, появление мутного осадка или посторонних запахов. Но хлор вместе с тем попадает в наш организм, постепенно отравляя его. Использование хлора в нужной концентрации делает его более безопасным, а простые методы дехлорирования позволяют свести вероятность попадания хлора в организм к минимуму.

В условиях, приближенных к экстремальным, можно применять гипохлорит натрия для обеззараживания питьевой воды. Для этого отлично подходит отбеливающее средство «Белизна». В ее составе содержится только раствор гипохлорита натрия. В концентрированном виде она достаточно опасна. Поэтому при работе с ней необходимо пользоваться перчатками и очками. Но в разбавленном виде «Белизна» может послужить отличным обеззараживающим средством.

По нормам, для эффективного хлорирования воды, взятой из открытых источников, нужно использовать от 1 до 3 мг активного хлора на литр воды. 4%-ная «Белизна» содержит от 20 до 50 г/л активного хлора. Значит, для одного литра воды понадобится 0,075 мл отбеливателя. Для простоты измерения на канистру воды (20 л) добавляют 1,5 мл «Белизны».

Обеззараживание природными средствами.

Хорошо, если в походе у вас под рукой оказались листья малины, ромашки, зверобоя, брусники или чистотела. Эти растения давно известны как отличные антисептики. Их можно просто бросить в кипящую воду, получив вкусный и полезный чай.

Такой распространенный в природе минерал, как кремний тоже является отличным антисептиком. Он создает электрически заряженное поле и притягивает в свои коллоидные соединения вредоносные микроорганизмы. Добавление двух граммов кремния на литр воды позволяет получить безопасную для питья воду и около суток хранить ее в закрытой емкости.

Очистка воды с обеззараживанием промышленными средствами.

Большой популярностью у туристов пользуются переносные фильтры. С помощью таких фильтров можно без опаски пить воду практически из любого источника. Переносные фильтры способны удалить из воды все вредоносные микроорганизмы.

В продвинутых моделях портативных фильтров применяют современную трековую мембрану (полимерная пленка с 300 миллионов отверстий диаметром 0,2 мкм на 1 см² площади). Прототипом этой мембраны послужила обыкновенная живая клетка, получающая из множества таких мелких отверстий воду и полезные вещества.

Данные фильтры не требуют каких-либо расходных материалов (достаточно промыть скопившиеся остатки на мембране и фильтр вновь готов к эксплуатации). Уровень производительности фильтра можно повысить, состыковав картриджи между собой.

Если у вас возникли затруднения при выборе способа обеззараживания воды, вы можете обратиться к профессионалам. На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Из физических способов обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) является кипячение.

При кипячении происходит уничтожение большинства бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и других биологических объектов, которые часто содержатся в открытых водоисточниках, а как следствие и в системах центрального водоснабжения.

Кроме того, при кипячении воды удаляются растворенные в ней газы и уменьшается жесткость. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало. Правда для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15 - 20 минут, т.к. при кратковременном кипячении некоторые микроорганизмы, их споры, яйца гельминтов могут сохранить жизнеспособность (особенно если микроорганизмы адсорбированы на твердых частицах). Однако применение кипячения в промышленных масштабах, конечно же, не представляется возможным ввиду высокой стоимости метода.

Ультрафиолетовое излучение

Обработка УФ-излучением - перспективный промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого света обусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий.

Современные установки УФ-обеззараживания имеют производительность от 1 до 50 000 м3/ч и представляют собой выполненную из нержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ-лампами, защищенными от контакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в ней микроорганизмы. Наибольший эффект обеззараживания питьевой воды достигается при расположении УФ-установок после всех других систем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.

Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен.

Важно отметить, что в отличие от окислительных способов при УФ-облучении не образуются вторичные токсины, и поэтому верхнего порога дозы ультрафиолетового облучения не существует. Увеличением дозы почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.

Кроме того УФ-облучение не ухудшает органолептические свойства воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.

Вместе с тем, и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия. Именно отсутствие последействия делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик, например в случае централизованного водоснабжения. Для индивидуального водоснабжения УФ-установки являются наиболее привлекательными.

Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и даже выработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.

Этот способ требует строжайшего соблюдения технологии,

Организация процесса УФ-обеззараживания требует больших капитальных вложений, чем хлорирование, но меньших, чем озонирование. Более низкие эксплуатационные расходы делают УФ-обеззараживание и хлорирование сопоставимыми в экономическом плане. Расход электроэнергии незначителен, а стоимость ежегодной замены ламп составляет не более 10% от цены установки.

Фактором, снижающим эффективность работы установок УФ-обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.

Другим фактором, снижающим эффективность УФ-обеззараживания, является мутность исходной воды. Рассеивание лучей значительно ухудшает эффективность обработки воды.

Разделы