Сегодня инновационные технологии позволяют производить качественную очистку воды от различных загрязнений в больших масштабах. При этом население, производственные, технические объекты обеспечиваются жидкостью высокого качества. В процессе обработки воды применяются разные методики. Они позволяют удовлетворить все требования действующего ГОСТа.
Одной из самых успешных сегодня методик является ультрафиолетовое обеззараживание воды. Этот подход успешно борется с определенными видами загрязнений, позволяя производить обработку жидкости в больших масштабах. Суть и результативность этого метода, его достоинства и недостатки будут рассмотрены далее.
Общая характеристика
Сегодня обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением является популярной методикой, которая применяется в сочетании с другими видами очистки. Представленную обработку проводят повсеместно. Это первичная стадия обеззараживания воды. Она позволяет избавиться от вредоносных микроорганизмов в жидкости.
В процессе применения этого безреагентного метода воду облучают ультрафиолетом определенной части спектра. Это электромагнитное излучение, длина волны которого может составлять от 250 до 270 нм. Следует отметить, что к ультрафиолетовой части спектра относят лучи, которые находятся в диапазоне от 10 до 400 нм. Современные установки, позволяющие обеззараживать воду, производят излучение с длиной волны 260 нм. В этом случае жидкость не только очищается, но и умягчается.
При использовании этого подхода применяют и другие методики. Это может быть хлорирование воды, а также гипохлорирование. Представленный этап обработки является обязательным, согласно ГОСТ при проведении очистки жидкости.
Принцип работы метода основан на способности ультрафиолета проникать сквозь мембраны клеток, разрушая их ДНК и РНК. Она теряет способность к делению. Представленная методика позволяет полностью устранить негативное влияние на организм человека микробов и бактерий, которые находятся в воде. Сила воздействия зависит от продолжительности облучения. Существуют определенные нормативы проведения подобного обеззараживания.
Стандарты и требования
Существуют определенные стандарты и правила, которые применяются при проведении очистки и исследования качества воды. Ими координируются действия служб, которые занимаются проведением обеззараживания жидкостей. К таким нормативным документам относятся методические указания МУ 2.1.4.719-98, утвержденные Министерством здравоохранения РФ, а также действующий ГОСТ «Вода питьевая» Р 56237-2014.
Представленные нормативные документы регламентируют порядок проведения очистки воды при помощи ультрафиолета.
Представленные методические указания описывают характеристики минимальной дозы облучения, которая применяется для питьевой воды. Этот показатель составляет 16 мДж/см². Исследования, проведенные учеными, показали, что при такой интенсивности обработки в воде значительно снижается количество патогенных бактерий. Этот показатель составляет 5 порядков. Количество вирусов при такой обработке снижается на 2-3 порядка.
Действующий ГОСТ «Вода питьевая» регламентирует порядок взаимодействия всех служб, которые обеспечивают обработку жидкости. Стандарт определяет основные требования к производству замеров качества и проведения очистки. Так, согласно этому документу, питьевой водой по своим качествам должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям. Она может применяться с целью удовлетворения питьевых и бытовых потребностей. При использовании подобной жидкости можно производить продукты, потребляемые человеком.
Эффективность метода
Чтобы получить чистую, прозрачную воду недостаточно применять только ультрафиолетовое облучение. Существует целый комплекс процедур, который способен продемонстрировать высокий результат обработки. Только после их проведения можно получить питьевую воду.
Эффективность ультрафиолетового обеззараживания имеет ряд условий. Чтобы получить высокое качество конечного результата, важно правильно выбирать дозу для обработки жидкости. Ее эффективность зависит от интенсивности и продолжительности обработки. Различные микроорганизмы в большей или меньшей степени устойчивы к подобным воздействиям. Для бактерий доза облучения может быть меньше. На вирусы подобная обработка имеет меньшее влияние. Следует отметить, что наиболее устойчивым микроорганизмом к подобной обработке является кишечная палочка. Поэтому перед обработкой определяют наличие бактерии в воде.
Также при расчете дозы определяется общее количество бактерий и микробов, которые находятся в жидкости.
Также большое значение имеют качества облучаемой воды. В ней может содержаться разное количество примесей. Чистая, прозрачная вода лучше поддается обеззараживанию, чем мутная жидкость. Это объясняется степенью прохождения воды вглубь слоев. Чтобы представленная обработка была эффективной, в субстанции должно определяться меньше предельно допустимого значения количество примесей.
Стандартами и указаниями предусмотрено, какое количество железа, крупных частиц загрязнителей, а также категория цвета воды должна быть у жидкости. Если эти показатели завышены, обработка будет малоэффективной. За этими мельчайшими частицами, как за щитом, могут скрыться часть бактерий, вирусов. Поэтому при обработке они не погибнут. Энергетические затраты будут бесполезными. Перед началом обеззараживания воду очищают от примесей железа.
Преимущества метода
Зная принцип действия ультрафиолетового обеззараживания сточных вод, следует выделить ряд преимуществ представленного метода. Процедура относится к категории наиболее чистых подходов. При ее проведении в воду не добавляют никаких химикатов, дополнительных веществ. Негативное воздействие ультрафиолета на организм человека может оказываться только при длительном облучении. Этот вид обеззараживания не меняет химических и физических качеств жидкости. Это исключает даже косвенное воздействие на организм.
К преимуществам метода также следует отнести его универсальность. Он эффективно действует практически на все микроорганизмы. Также это достаточно экономичный метод. Его применяют в большинстве случаев обеззараживания. При наличии в воде кишечной палочки или иных устойчивых к облучению ультрафиолетом микроорганизмов применяется озонирование. Этот подход считается более дорогостоящим.
Время облучения жидкости не превышает нескольких секунд. Это обеспечивает моментальный эффект при проведении подобного воздействия. При этом отсутствует опасность превысить дозу обработки. Вода может облучаться сколь угодно долго. При этом ее физические и химические качества не изменятся. Эффективность обработки при длительном воздействии будет выше.
При обеззараживании воды ультрафиолетовым излучением удается значительно сократить количество реагентов, которые применяются после проведения облучения. Также этот метод не требует высоких энергетических затрат, по сравнению, например, с озонированием. Поэтому его применяют повсеместно.
Недостатки
Чистая питьевая вода получается в ходе обработки жидкости разными методами. Недостатком ультрафиолетового облучения является невозможность оказать соответствующее воздействие на все микроорганизмы. Некоторые из них имеют высокую устойчивость к ультрафиолету. Если такие бактерии или вирусы в большом количестве содержатся в воде, ее обрабатывают иным способом.
Также одним из недостатков метода является необходимость проведения контроля уровня железа. Жидкость не должна содержать в себе различные взвешенные частицы загрязнителей. В противном случае обработка будет неэффективной. Чем выше в воде дисперсных примесей достаточно крупного размера, тем хуже будет конечный результат обработки.
Чтобы установка, выполняющая обеззараживание воды ультрафиолетом, смогла выполнить процедуру с высокой эффективностью, методика предполагает проведение предварительной очистки. Это позволяет убрать из воды примеси, крупнодисперсные частицы загрязнителей. Также после проведения процедуры нужно проводить хлорирование воды.
Действие ультрафиолетовой установки является единоразовым. Это не гарантирует, что после проведения обеззараживания в воде снова не появятся различные бактерии и вирусы. В силу своих недостатков представленная методика чаще всего применяется в сочетании с другими методами. Однако при отсутствии в воде иных загрязнителей, ультрафиолет может применяться как самостоятельный подход. Недостатки этого метода не могут перекрыть его достоинства.
Особенности обеззараживающих устройств
Установка УФ-обеззараживания воды не отличается высокой сложностью конструкции. Это делает оборудование простым в эксплуатации, снижает вероятность его поломок. Конструкция установки имеет вид вытянутой трубки из металла. Внутри нее находится ультрафиолетовая лампа. Также все модели имеют кварцевые чехлы. В них устанавливаются лампы.
Работа конструкции проста. Вода поступает внутрь установки. Она проходит с внутренней стороны кварцевого чехла. В это время жидкость получает необходимую дозу обеззараживания. Кварцевый чехол в конструкции предохраняет лампу от повреждения. Поэтому вода омывает именно эту часть установки.
Лампа представляет собой сложную конструкцию. В ее корпусе происходит испарение определенного вида металла. Чаще всего в этих приборах применяется ртуть. Этот металл чаще всего применяют в процессе обеззараживания воды. Лампа должна излучать ультрафиолетовые волны определенной длины. На этот показатель влияет давление внутренних паров ртути колбы лампы.
Ультрафиолетовое обеззараживание воды может происходить только в определенных условиях. В продаже представлены лампы высокого, низкого и среднего давления. Однако при обеззараживании воды применяются далеко не все конструкции. Для проведения подобной процедуры подойдут только те лампы, давление в которых будет низким или средним. Первый вариант предпочтительнее. Именно такие лампы способны издавать излучение с длиной волны 260 нм. Такие приборы отмечены высокой энергоэффективностью и продолжительным сроком эксплуатации.
Разновидности ламп
Сегодня в продаже представлены различные системы ультрафиолетового обеззараживания воды. Наибольшим КПД известны лампы низкого давления. Они обладают низким показателем номинальной мощности. Их лампы изготавливают из увиолевого стекла. Это позволяет значительно сократить потери энергии.
Со временем каждая лампа постепенно теряет свою интенсивность излучения. Как скоро лампа потеряет свои первоначальные качества, является важным аргументом в вопросе приобретения той или иной модели. В конце срока эксплуатации мощность лампы может составлять только ¼ часть от номинального первоначального значения.
Сегодня на рынке ультрафиолетовых излучателей представлена продукция как отечественного, так и зарубежного производства. Известными во всем мире компаниями являются UV-technik (Германия), Atlantic Ultraviolet (США), Hanovia (Великобритания). Последняя из названных компаний является старейшей в мире по производству подобных облучателей. В нашей стране также пользуются спросом лампы голландской компании Philips.
Все перечисленные лампы применяют в своих установках крупнейшие производители подобного оборудования. Также пользуются спросом лампы отечественного производства. Например, в популярных в нашей стране установках ультрафиолетового обеззараживания воды УДВ, которые изготавливает НПО «ЛИТ», применяются лампы собственного производства компании марки ДБ.
Разновидности установок
УФ-обеззараживание воды происходит при помощи разных установок. Одной из популярных фирм является BWT. Она выпускает устройства для проведения облучения воды под названием Bewades. Такие приборы характеризуются дозой облучения 40 мДж/см². Поэтому эти установки применяют для очистки как стоков, так и питьевой воды. В них применяются лампы Philips. Их продолжительность работы составляет 11-14 тыс. часов.
На рынке специальной продукции для очистки воды представлено множество установок отечественного производства. В них применяются качественные лампы как собственного, так и иностранного производства. Так, известна в нашей стране продукция компании «Национальные водные ресурсы». Она выпускает на рынок установки «Блеск». В этих приборах установлены лампы Philips.
Еще одним известным продуктом в нашей стране является установка «БАКТ». В ней также установлены лампы голландского бренда Philips. Многие конструкции отечественного производства имеют в составе систему контроля интенсивности облучения.
Большой выбор установок предлагает на отечественном и зарубежном рынке компания НПО ЛИТ. Выпускается около 30 разных модификаций установок. Можно заказать индивидуальный тип конструкции, позволяющий проводить обеззараживание воды в полевых условиях или иных разновидностей.
Особенности обработки воды
Чистая питьевая вода может применяться человеком в разных целях. Чтобы получить такую жидкость, потребуется произвести определенные манипуляции. Если вода поступает из поверхностного источника, доза облучения должна составлять 25 мДж/см². При этом коэффициент прозрачности жидкости должен составлять не менее 70%.
Для подземных источников доза облучения должна быть такой же, как и для поверхностных источников. Однако коэффициент пропускания ультрафиолетовых лучей должен составлять не менее 80%. Предварительно такую воду перед обеззараживанием обрабатывают при помощи сорбционных методик.
Жидкость из любого источника может быть очищена при использовании мембранных фильтров. В этом случае коэффициент пропускания лучей должен составлять 90%, а доза облучения – 25 мДж/см².
Дезинфекция питьевой воды отличается от обработки сточных вод. Для таких жидкостей доза облучения должна быть больше. Она составляет 30 мДж/см².
Рекомендации по выбору установки
Ультрафиолетовое обеззараживание воды будет эффективным при правильном выборе оборудования и метода очистки. Каждый агрегат, представленный в продаже, характеризуется разной производительностью. Действие облучения производится непрерывно. Поэтому на производительность влияет скорость, с которой вода протекает внутри установки.
Следует отметить, что производительность могла бы быть значительно увеличена при наличии в системе накопительного бака. Однако для представленного принципа обеззараживания такая доработка конструкции неприемлема. Действие лучей является единоразовым. Поэтому при смешении обработанной жидкости в баке с грязной водой, произойдет повторное ее заражение.
При выборе нужно учитывать, какой дозой облучает воду установка. Если вода достаточно мутная, потребуется оборудование высокой мощности. В противном случае подобное обеззараживание будет неэффективным. Также на показатель дозировки облучения влияет количество микроорганизмов в жидкости. Чем их больше, тем сильнее доза облучения должна производиться установкой.
Учитывая все перечисленные параметры можно подобрать оптимальный вариант оборудования. Так, отечественный производитель НПО ЛИТ предлагает большой выбор ультрафиолетовых облучателей. Их стоимость значительно меняется в зависимости от показателей производительности. Цена может составлять от 20,5 до 826 тыс. руб.
Рассмотрев особенности ультрафиолетового обеззараживания воды, можно правильно выбрать и применять оборудование для проведения облучения жидкости.
