Інгульська сільська рада
Баштанський район Миколаївська область
Логотип Diia
gov.ua місцеве самоврядування України
  Пошук

Методи знезараження води

Дата: 15.06.2023 10:38
Кількість переглядів: 340

Методи знезараження води класифікуються за принципом дії на:

• фізичні або безреагентні, де знезараження відбувається завдяки впливу фізичних факторів (кип'ятіння, ультрафіолет, електроліз, зворотний осмос);

• хімічні або реагентні методи, при кикористанні яких в воду вносяться деякі реагенти (хлор, озон, неокиснювальні реагенти);

• комбіновані методи передбачають поєднання обох технологій, наприклад ультрафільтрації та хлорування.

Фізичні методи знезараження води

Знезараження без використання реагентів має свої переваги. Головною перевагою таких методів зазвичай є відсутність вторинного забруднення розчинами дезінфектантів, але всі ці методи мають один суттєвий недолік — вода може бути повторно заражена мікроорганізмами, оскільки методи не мають пролонгованого ефекту.

КИП'ЯТІННЯ

Це, мабуть, найпростіший спосіб знезаразити воду в домашніх і польових умовах. При впливі підвищеної температури структура ДНК більшості патогенних мікроорганізмів пошкоджується, і вони не здатні продовжувати розмноження. Кип'ятіння ефективно проти всіх мікроорганізмів, які утворюють спори.

Важливо зазначити, що для знезараження воду не просто треба довести до кипіння, а прокип'ятити її не менше п'яти хвилин.

ПЕРЕВАГИ:

• простота виконання;

• відсутність необхідності в додатковому обладнанні;

• ефективність щодо більшості патогенних мікроорганізмів;

• крім знезараження знижується рівень жорсткості та каламутності.

НЕДОЛІКИ:

• суттєве зростання енергоспоживання при підвищенні об'єму води;

• висока тривалість;

• можливість вторинного забруднення.

Ультрафіолет

Ще з давніх-давен людство знає про корисну дію сонячних променів. Завдяки ультрафіолету, який є однією зі складових спектра УФ-випромінювання, вони здатні руйнувати структуру тиміну в ДНК клітин мікроорганізмів. Внаслідок чого бактерії та віруси втрачають здатність до розмноження як у воді, так і в організмі людини.

Найпримітивнішим виконанням УФ-знезараження води є SODIS-метод. Вода, очищена проціджуванням від великих механічних частинок розміром понад 50 мкм, заливається в пляшки з PET (поліетиленфталату), які розміщуються на поверхні під прямими сонячними променями. Головним недоліком даного методу є необхідність активного сонячного світла. Метод максимально ефективний в смузі між 35 градусами південної та північної широти, в таких широтах знезараження займе близько шести годин. При зниженні інтенсивності сонячного світла зростає тривалість знезараження.

Прилади для знезараження води виробляються в формі циліндричних механічних трубок з випромінювачем в кварцовому рукаві. Вода надходить в корпус і тонким шаром обтікає рукав, внаслідок чого просвічується УФ-променями та знезаражується. Довжина хвилі в більшості таких приладів близько 250 нм.

Сьогодні такі пристрої використовуються для превентивного знезараження, як питної, так і господарсько-побутової води після систем комплексного очищення. Встановлення такого випромінювача запобігає заростанню трубопроводів, деталей фільтра, пральної машини тощо.

ПЕРЕВАГИ:

• метод простий у використанні;

• не вимагає громіздкого обладнання;

• відсутня необхідність в постійному дозуванні реагентів;

• не вносить в воду вторинне забруднення на відміну від дезінфекції реагентами;

• низьке енергоспоживання.

НЕДОЛІКИ:

• не ефективний щодо широкого спектра мікроорганізмів, для забруднених патогенами вод рекомендуються комбіновані методи;

• необхідна регулярна заміна випромінювача;

• вода перед пропусканням через прилад має бути очищена від механічних частинок, оскільки вони здатні знижувати ефективність методу на 50%;

• відсутність пролонгованої дії.

Зворотний осмос та ультрафільтрація

Розміри пор мембран зворотного осмосу в 4000 разів менші найменших бактеріальних клітин і в 200 разів менші вірусних частинок. Тому такі фільтри здатні затримувати 100% мікроорганізмів. Технологія використовується переважно для очищення питної води. Саме вона є основою для побутових фільтрів, вендінгових автоматів, кіосків розливу води та навіть виробництва харчових продуктів та напоїв. Почитати про зворотного осмосу більш детально можна тут.

ПЕРЕВАГИ:

• видалення 100% вірусів і бактерій;

• компактні розміри та висока продуктивність;

• екологічність;

• видалення крім мікробіологічних забруднень інших токсикантів: важких металів, органічних речовин, хлору та ін.

НЕДОЛІКИ:

• досить висока вартість технології;

• великий обсяг стічних вод — від 20 до 70% виходу, в залежності від розміру мембрани та тиску;

• відсутність пролонгованої дії, що обмежує використання води безпосередньо в точці отримання. Або ж вода вимагає комбінованого знезараження.

Ультрафільтраційна мембрана має досить великі розміри пор, які можуть частково пропускати частинки вірусів, тому даний метод може використовуватися тільки в комбінації з реагентами або ультрафіолетом.

Реагентні методи знезараження води

Реагентне знезараження води, як ви здогадалися, полягає у внесенні в воду певних речовин. Ці сполуки діляться на дві групи:

• Окислювальні — руйнують клітинну структуру мікроорганізму шляхом його окислення, при цьому відновлюючись до менш активних сполук.

• Неокиснювальні — надають бактерицидну дію завдяки специфічним впливам на мікроорганізми, припиняючи їх розмноження.

Нижче ми поговоримо про основні методи знезараження, їх недоліки та переваги.

Хлорування

Цей метод полягає у внесенні в воду сполук, які містять активний хлор здатний окислювати мікроорганізми та органічні речовини.

Нижче наведемо основні хлорні дезінфектанти:

• Власне хлорна вода — має хороший дезінфікуючий ефект, легко дозується в воду. Недоліком є підвищені вимоги безпеки при зберіганні.

• Гіпохлорит натрію або кальцію сьогодні найпоширеніші дезинфікуючиі реагенти. Виробляються в формі грануляту, який розчиняється у воді та дозується в рідкому вигляді. Їх зручно транспортувати, але при цьому вони не ефективні проти цист і при тривалому зберіганні знижується ефективність.

• Солі хлорізоціанурової кислоти, які використовуються переважно в технічних цілях для басейнів, ємностей, систем вторинного водопостачання, але іноді й для знезараження питної води в польових умовах. Препарати виробляються в формі таблеток, зручні для транспортування і зберігання, мають високу ефективність.

• Хлораміни використовуються на станціях централізованої водопідготовки, дозуються в воду в формі розчину. Перевагою даного методу є тривала післядія. Недоліками — більш виражений запах і нижча ефективність.

• Діоксид хлору — один з найсильніших хлорних окиснювачів, утворює замало побічних продуктів, але отримати його можна тільки в місці використання, тому не поширений в водопідготовці.

• Хлорне вапно (суміш гіпохлориту, хлориду і гідроксиду кальцію).

На сьогодні хлорування є найпоширенішим методом знезараження води. Це зумовлено високою ефективністю хлору стосовно 99% мікроорганізмів і його тривалою післядією. Це означає, що вода, яка подається в трубопровід, містить невелику кількість хлору. Він може окиснювати домішки, в тому числі мікроорганізми, хлор, органічні речовини, які викликають кольоровість води.

ЧИМ НЕБЕЗПЕЧНИЙ ХЛОР ДЛЯ ЛЮДИНИ?

Тут варто говорити про два фактори, активний хлор, який викликає хлорний запах води з-під крана або в басейні, має властивості підсушувати шкіру і волосся, викликати подразнення слизових носа та очей. Але при цьому він швидко виділяється з води при відстоюванні та реальної небезпеки людині не несе.

Але є і приховані наслідки використання хлору, як дезинфектанта. Це утворення продуктів взаємодії хлору з органічними речовинами, які знаходяться в поверхневих водах, мікробіологічними обростаннями на поверхні трубопроводів. Ці сполуки називають "тригалометани" (вуглеводні, в яких один або кілька атомів заміщено хлором). Найпоширенішим забруднювачем вод є хлороформ (70 - 90% всіх тригалометанів).

Токсичність таких сполук має два механізми:

• беручи участь у метаболізмі, хлорорганіка сприяє виділенню токсикантів, що мають системну дію;

• в другому шляху взаємодії утворюються вільні радикали, які мають канцерогенну дію.

Дослідження, які багаторазово проводилися на територіях різних країн, показують кореляцію вживання для пиття хлорованої води з розвитком онкологічних захворювань шлунково-кишкового тракту.

Але проблема хлорорганики успішно вирішується навіть завдяки найпростішим магістральним вугільним фільтрам.

Озонування

Озон є сильним окислювачем. Він ефективний проти всіх мікроорганізмів та їх спор. Але при цьому не ефективний для видалення біоплівки, відповідно, не підходить для знезараження ємностей і басейнів.

Озон отримується безпосередньо в місці водопідготовки на спеціальних установках-озонаторах, які містять генератор озону, колону для розчинення та взаємодії його з водою і механічний фільтр для видалення окиснених частинок. На малюнку приведена схема процесу.

Внаслідок взаємодії озону з водою утворюються альдегіди, кетони, органічні кислоти, які теж мають токсичну дію. Тому після озонування також необхідне використання фільтрів з активованим вугіллям.

ПЕРЕВАГИ:

• висока ефективність стосовно всіх мікроорганізмів;

• відсутність тригалометанів, як продуктів взаємодії;

• видаляє сторонні смаки та запахи.

НЕДОЛІКИ:

• вимагає дорогого устаткування;

• підвищені вимоги до техніки безпеки та навчання персоналу;

• утворення вторинних продуктів, токсичних для людини.

Неокиснювальні реагенти для очищення води

Це складні органічні сполуки, які здатні пошкоджувати клітинну структуру мікроорганізмів, що в результаті призводить до припинення їх розмноження. Такі реагенти застосовуються в основному для знезараження водопроводів, господарсько-побутових вод, рідше питної, оскільки такі реагенти, як і похідні хлору потрібно видаляти за допомогою активованого вугілля безпосередньо перед застосуванням води.

ПЕРЕВАГИ:

• висока ефективність стосовно мікроорганізмів, в тому числі біоплівки;

• відсутність неприємних запахів;

• зручна форма для транспортування і зберігання.

НЕДОЛІКИ:

• недостатньо вивчений вплив на людину, і необхідність видаляти надлишок реагенту з питної води;

• неможливість застосування в комбінації з окисниками.

Використання срібла та інших металів

З давніх-давен срібло використовувалося як дезінфікуючий реагент, коли воду наливали в срібні ємності. Сьогодні доведено, що такий метод дезінфекції не ефективний. Певні результати помічені після внесення в воду іонного срібла, а також інших металів, наприклад міді й олова. Але при граничнодопустимих концентраціях (ГДК) час знезараження досягає не менше двох годин. Також наголошується, що срібло не ефективне проти цист, більшості бактерій і вірусів. Сьогодні розчини срібла іноді дозують в питну воду, щоб зменшити біологічні обростання тари та обладнання.

Комбіновані методи знезараження води

В ході такої дезінфекції передбачається поєднання різноманітних методів для підвищення загальної ефективності.

Наприклад, ультрафільтрація забезпечує видалення бактерій і більшості органічних домішок. При цьому забезпечує високий рівень прозорості води, що дозволяє остаточно знезаразити воду від вірусів, використовуючи ультрафіолет. Також ефективним є застосування хлору для такої води, оскільки низький вміст органіки забезпечує низький вміст хлорорганічних сполук, небезпечних для людини, але при цьому зберігається пролонгована дія хлору.

 


« повернутися

Код для вставки на сайт

Вхід для адміністратора