Процесс обеззараживания воды. Очистка и обеззараживание воды

Главная › Очистка

Системы водочистки являются неотъемлемой частью современной жизни и практически все потребители (от частных лиц до предприятий) нуждаются в качественной и правильно подготовленной воде.

Реализованные в них методы и технологии бывают разными, с особенностями каждого варианта стоит познакомиться заранее.

В зависимости от принципа действия выделяют такие способы очистки воды как:

  • Физические (грубая механическая чистка).
  • Химические (смешение воды с реагентами).
  • Физико-химические (сложные комплексные мероприятия).
  • Биологические (воздействие живых микроорганизмов).

Физические методы

Процесс обеззараживания воды. Очистка и обеззараживание воды

Они успешно задействуются на этапах первичной и грубой очистки и в разы реже – при глубоких и тонких воздействиях.

Среди главных физических методов выделяют:

  • Процеживание – очищение жидкостей от крупнофракционных посторонних включений при проходе через ячеистые прослойки (сетки, решетки, полипропиленовую мешковину). К преимуществам этого метода относят простоту и эффективное улавливание крупного мусора, к минусам – потребность в частой промывке фильтрующих элементов, пропускание патогенных микроорганизмов, солей и любых мелких нежелательных примесей.
  • Отстаивание – осаждение посторонних фракций под действием собственного веса вниз с последующим отбором более чистой воды. Этот метод используются как на предварительных, так и на промежуточных этапах водоподготовки, его производительность существенно ограничена временем и объемами отстойников.
  • Фильтрование – схожий с процеживанием, но более совершенный метод, позволяющий очищать воду от ненужных примесей с разным размером фракций (минимальный порог – до микронов) при прохождении через пористый фильтрующий слой. Метод активно используется в быту и на производстве, из всех физических видов он считается самым эффективным.
  • УФ-дезинфекция – обработка предварительно очищенной от крупных фракций воды УФ-лучами с длиной волн в пределах 200-400 нм с целью обеззараживания. Состав и физические свойства жидкости этот метод не меняет.

Химические

Эти методы ценятся за эффективность и высокую производительность.

Справка. Разложение, преобразование или выпадение в осадок загрязнителей при их применении происходит в кратчайшие сроки вне зависимости от объема обработки.

Исходя из вида протекающих реакций выделяют такие химические методы водоочистки как:

  1. Нейтрализация – выравнивание PH-баланса воды за счет добавления особых реагентов (аммиачной воды, гидроксидов калия или натрия, кальцированной соды) или ее пропускании через кислые газы. Чаще всего к этому методу обращаются при регенерации промышленных стоков, забираемая из скважин или водоемов вода изначально имеет нейтральную среду и корректировке баланса не нуждается.
  2. Окисление – обезвреживание токсичных водных растворов и хлорирование воды при добавлении активных окислителей. Несмотря на высокую эффективность (микроорганизмы убиваются быстро и надолго) метод считается опасным для здоровья человека.
  3. Очистку восстановлением. Данный метод выбирается при высокой доли легко восстанавливаемых веществ в исходной воде или стоках. При его выборе из воды удаляются ряд простых и переходных металлов и минералов (хрома, ртути или мышьяка) и их соединений.

Физико-химические

Процесс обеззараживания воды. Очистка и обеззараживание воды

Очистка воды при их выборе осуществляется самыми разными способами, включая воздействие растворенных газов, тонкодисперсных сред и изменение ионного состояния молекул.

Особенности наиболее востребованных физико-химических методов изложены в таблице:

Наименование Кратное описание метода Оптимальное применение/ возможные ограничения
Флотация Отделение и подъем твердых гидрофобных частиц при пропускании сквозь толщу воды пузырьков воздуха или других инертных газов. Формируемая на поверхности пена или прослойка легко удаляется механическими способами. Очистка жидкостей от нефтепродуктов и масел, удаление твердых примесей при низкой эффективности других методов.
Сорбация Избирательная фильтрация ненужных примесей при поверхностном или объемном прохождении воды через материалы с пористой структурой (силикагели, уголь и их аналоги). Используемые сорбенты могут быть восстанавливаемыми или утилизируемыми после потери фильтрационных свойств. Удаление ПАВ, пестицидов, фенолов, процессы доочистки.
Экстракция Заливка в очищаемую воду мало- или несмешиваемых веществ, растворяющих грязь, с последующим активным перемешиванием, отстаиванием и разделением разнофазных сред. Удаление органический соединений, включая фенолы, регенерация стоков.
Ионообмен Обмен ионами между очищаемой водой и природными (цеолиты, сульфоугли) или искусственными (синтетические смолы) ионитами. Умягчение воды/ метод не предназначен для бытовой очистки больших объемов сильнозагрязненной воды.
Электродиализ Очищаемая вода последовательно проходит камеры с ионоселективными мембранами и электродами постоянного тока. В первых камерах вода избирательно обессоливается, в крайних – накапливает концентрат солей с последующим разделением. Обессоливание и удаление нежелательных ионов. Регенерация стоков на химических предприятиях.
Обратный осмос Вода пропускается через мембраны с микроскопическими ячейками под избыточным гидростатическим давлением с последующей утилизацией выделенного загрязненного раствора. Обессоливание, отделение нежелательных микроорганизмов, растворенных газов и коллоидных веществ.
Термические методы Суть данных метолов состоит в получении дистиллята или максимально очищенной воды после ее выпаривания, вымораживания или термического окисления (распыление и пропускание через высокотемпературные продукты сгорания). Нейтрализация или удаление токсичных или слабо разлагающихся примесей.

Биологические

Эти методы преимущественно задействуются при очищении стоковых вод и базируются на использовании живых организмов.

К последним относят как бактерии (окисляющие и разрушающие токсичные и азотосодержащие соединения, поглощающие фосфаты), простейшие грибы и водоросли, так и многоклеточные (черви, насекомые).

Справка. Чаще всего бактерии используют в виде активного жилого ила и зооглеей.

Водоочистка биологическими методами проводится в:

  • Процесс обеззараживания воды. Очистка и обеззараживание водыЕстественных или искусственных водоемах, очищающих сравнительно небольшие объемы воды со средней степенью загрязненности при минимуме усилий и трат.
  • Биофильтрах – специальных сооружениях с фильтрующей прослойкой из аэробных микроорганизмов с естественным или принудительным воздухообменом.
  • Аэротенках – сложных автоматизированных комплексах с принудительной аэрацией.
  • Метатенках – устройствах анаэробного брожения для переработки концентрированных стоковых осадков.

Современные технологии очищения

В современных системах водоподготовки приведенные методы используются в комплексе.

Ярким примером служат многоступенчатые бытовые фильтры с механическими предфильтрами, ионообменными или сорбционными картриджами и обратноосмотическими мембранами. Такие установки обеспечивают полноценную подготовку питьевой воды вне зависимости от ее исходных параметров.

К инновационным тенденциям в сфере водоподготовки относят:

  • Отказ от метода хлорирования в пользу озонирования (окисление жидким кислородом) и/или УФ-обработки.
  • Использование ультрафильтров и нанофильтрационных мембран с пониженной селективностью.
  • Вывод взвесей и растворенных органических примесей с помощью электроприборов фотокатализации.

При всех своих преимуществах такие технологии нельзя назвать бюджетными, соответствующие фильтры, мембраны и другие расходные материалы обходятся дорого и в быту не окупаются.

Проверенные новые методы (ионообмен, обратный осмос, многоступенчатое исполнение фильтра), наоборот, становятся более доступными для частных лиц.

Фильтрация на предприятиях

Взаимосвязь между областью использования и требуемым типом системы водоподготовки отражена в таблице:

Отрасль производства Требуемые функции основной линии подготовки
Металлургия Обессоливание
Пищевая промышленность Обеспечение ионного обмена, обеззараживание, умягчение
Добыча и переработка нефти и газа Исключение посторонних примесей, обезжелезивание, обратный осмос
Энерго- и тепло- и водоснабжение Обессоливание, УФ-фильтрация, хлорирование или озонирование
Фармацевтика Обратный осмос, дистилляция

В целях экономии средств приведенные методы реализуются в комплексе с механическим фильтрованием.

Отдельные требования выдвигаются к системам переработки стоков предприятий химической или металлургической отрасли, отбираемый концентрат может быть ценным или нуждаться в обязательной утилизации.

Переработка стоков

Полный цикл переработки стоков на производстве и в общественных линиях включает:

  1. Подачу стоков на усреднитель при необходимости разбавления.
  2. Отстаивание механическим способом.
  3. Основную чистку (активное использование живых организмов).
  4. Глубокую чистку (удаление всех посторонних примесей с помощью обратноосмотических мембран или тонких фильтров).
  5. Обеззараживание (УФ-обработка, хлорирование, озонирование).

Выделяемый на 2, 3 и 4 стадиях осадок в обязательном порядке регенерируется или утилизируется. Эти процессы происходят в метатенках, отжимных или сушильных аппаратах.

К дорогостоящим физико-химическим методам прибегают лишь при повышенных требованиях к чистоте состава или при низкой результативности других способов.

Бытовое очищение стоков требует меньше усилий. Владельцы индивидуальных домов, но подключенных к канализационным сетям используют септики (как с днищем, так и без), сорбенты или коагулянты.

Важно! Вторичное использование очищенных стоков практикуется редко (при соблюдении ряда условий вода может направляться в системы полива).

Более подробно об очистке сточных вод читайте здесь.

Удаление тяжелых металлов

Потребность в принятии дополнительных мер возникает при отклонении ПДК тяжелых металлов в воде от санитарно-гигиенически норм. Чаще всего такая ситуация наблюдается при близости скважины к септику или попадании этих веществ извне (осадки, протекание зараженных грунтовых вод, контакт с металлически фитингами).

Для удаления этих веществ в быту и промышленности используются следующие химические и физико-химические методы:

Тип металла Допустимая концентрация в воде, не более мг/л Рекомендуемый метод очистки воды
Марганец и железо 0,1 Ионообмен, аэрация с последующей подачей в засыпной фильтр с каталитическим зарядом, окисление гипохлоритом натрия, дозированная подача сильнодействующих окислителей
Сероводород 0,01, вещество очень токсично Окисление, выветривание, насыщение кислородом
Свинец 0,03 Обратный осмос, окисление и восстановление
Ртуть 0,001 Обратный осмос, а также окисление и восстановление
Хром 0,05 Окисление, обратный осмос и восстановление
Никель 0,1 Окисление и восстановление

Системы обратного осмоса при несомненной эффективности редко используются из-за дороговизны и ускоренного использования ресурсов мембран.

Важно! Рекомендуется выбрать систему обратного осмоса при очищении воды с высоким (от 20 мг/л) содержанием двухвалентного железа или невозможности использования других способов.

Заключение

  • Приведенные методы непрерывно совершенствуются и дополняют друг друга, при выборе конкретного варианта стоит ознакомиться с их особенностями и возможными ограничениями заранее.
  • Ни один из методов, который существует, нельзя назвать универсальным, при правильной организации водоподготовки они задействуются в комплексе.
  • Вне зависимости от выбранного метода к потребителю или на промышленные объекты подается вода с контролируемыми параметрами.
Читайте также:  Помывка в походе. Что брать с собой в походную косметичку?

А какова Ваша оценка данной статье? Загрузка…

Очистка и обеззараживание воды

Если вода питьевая не отвечает требованиям СанПиН, то она подвергается очистке и обеззараживанию. Очистка направлена на улучшение органолептических, физических, меньше химических и еще меньше биологических свойств воды.

Очистка включает ее осветление и обесцвечивание с помощью коагуляции, отстаивания и фильтрации. Коагулирование – процесс укрупнения мельчайших коллоидальных и взвешенных частиц, образования крупных хлопьев.

Коагулирование осуществляют для ускорения процессов осаждения и фильтрации. Применяют коагулянты – сернокислый алюминий в дозе от 30 до 300 мг/л воды в зависимости от ее рН. Его добавляют в воду в виде порошка или 2-5%-ного водного раствора.

Для ускорения коагуляции мягкую воду подщелачивают гашеной известью или содой. Для этого также применяют высокомолекулярные вещества (флокулянты).

Отстаивание – осветление воды путем осаждения взвешенных примесей. Для этого пропускают воду с малой скоростью через специальные отстойники искусственные (горизонтальные; вертикальные и радиальные) или естественные (озеро).

В горизонтальных вода движется по траншее, в вертикальных снизу-вверх, радиальных – от центра к периферии круглого отстойника с замедляющейся скоростью, осадок удаляется донным скребком и удаляется снизу по трубе. После коагуляции и отстаивания в воде могут оставаться мелкие частицы, которые задерживаются на фильтрах в специальных установках.

Чаще применяют медленные фильтры: сверху песок (0,8-1,2 м) слоем, затем подстилающий слой (булыжник и гравий слоем 0,6-0,9 м) и снизу отводящие каналы или трубы гончарные, каналы из кирпича.

В процессе фильтрации на поверхности образуется биологическая пленка (планктон и бактерии), которая со временем увеличивает сопротивление, поэтому ее периодически снимают скребками 2-3 см вручную 1 раз в 1,5-2 месяца. После очистки вода осветляется и освобождается на 20-25% от микробов. Поэтому ее обеззараживают.

Обеззараживание – убивание микрофлоры различными методами: термически (кипячение), физически (ультразвук, радиоактивное излучение, ультрафиолетовые лучи), олигодинамии (воздействие ионов благородных металлов и окислителей (хлор, озон, натрия гипохлорид, калия перманганат, перекись водорода и др.).

Хлорируют воду газообразным хлором или хлорной известью, содержащей 25-39% активного хлора. Газообразный хлор подается из баллонов под давлением до 0,8 М Па в хлораторные карты, где он смешивается с водой и выдерживается 45-60 минут.

В воде, используемой для питьевых целей, остаточного свободного хлора должно быть 0,2-0,5 мг/л, если его больше, то вода воняет хлором и такую воду животные не будут пить, поэтому ее дехлорируют раствором натрия тиосульфата (гипосульфит) или сернокислым натрием.

В колодцах хлорируют воду с помощью дозирующих патронов, изготовленных из пористой керамики.

Емкость патрона 0,25; 0,5 и 1 л с хлорной известью 150, 300, 600 – соответственно, куда добавляют 100-300 мл воды и перемешивают, закрывают пробкой и погружают на 20-30 суток в воду на расстоянии 20-25 см от дна.

Метод Юста: в 3-х литровую стеклянную банку напрессовать полную хлорной извести и бросить в колодец – при разборе воды активный хлор появляется в воде колодца, хлорирует ее с остаточным активным хлором в пределах 0,1-0,5 мг/л.

Обеззараживание бактерицидными ультрафиолетовыми лучами путем монтажа в ток воды УФ ламп: ДРТ-1000, ДБ-60, РКС-2,5, установки ОВ-3Н, ОВ-1П, ОВ-1П-РКС, ОВ-АКХ-1, ОВ-3П-РКС. Для сельскохозяйственного водоснабжения сконструированы установки ОВУ- 6П и УОВ-5Н.

Очистка и обеззараживание воды

Очистка воды — это ее освобождение от взвешенных частиц. При этом улучшаются физические свойства воды (устраняются мутность и цветность). Очистку можно осуществить с помощью отстаивания и фильтрации, но это требует длительного времени и не дает хорошего эффекта. Чаще всего для очистки воды применяют коагуляцию с последующим фильтрованием.

Для этого обычно используют сернокислый алюминий — Al2(So4)3 (глинозем). При добавлении к воде он вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, образуя гидрат окиси алюминия — А1(ОН)з, который в виде студенистых хлопьевидных сгустков оседает на дно, увлекая за собой взвешенные частицы.

После коагуляции вода проходит через фильтры, и таким образом завершается ее очистка.

Обеззараживание воды направлено на уничтожение в ней микробов, для чего используются кипячение, хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами и др.

При кипячении воды за 5—10 мин практически погибают все микробы. С помощью этого способа нельзя получить большого объема воды.

Хлорирование — наиболее распространенный способ обеззараживания воды. Он отличается эффективностью, простотой и экономичностью.

На водопроводных станциях и в плавательных бассейнах обеззараживание воды осуществляют газообразным хлором.

Для этого применяют специальные приборы — хлораторы, обеспечивающие необходимую дозировку и непрерывную подачу хлора в резервуары с чистой профильтрованной водой или непосредственно в водопроводную сеть.

Попадая в воду, хлор образует хлорноватистую кислоту, быстро разлагающуюся на свободный хлор и кислород, которые оказывают губительное действие на микробы, причем считается, что хлор здесь играет главную роль.

При хлорировании воды лишь небольшое его количество затрачивается на уничтожение микробов. Большая же часть связывается со взвешенными частицами, вступает в реакцию с органическими веществами, идет на окисление неорганических. Все это определяет хлорпоглощаемость воды.

Чем больше в воде примесей, тем выше ее хлорпоглощаемость.

При введении в воду количества хлора, превышающего ее хлорпоглощаемость, образуется избыток хлора, который называется остаточным хлором. Количество хлора, необходимое для обеззараживания воды, называется хлорпотребностью воды.

Оптимальной дозой хлора является такая, которая при контакте с водой в течение 30 мин обеспечивает содержание в ней 0,3—0,5 мг/л остаточного хлора (ГОСТ 2874—82). Его концентрация свидетельствует о надежном обеззараживании воды и в то же время невредна для здоровья и не изменяет органолептических свойств воды.

Озонирование воды осуществляется с помощью озона, который пропускают через нее. Здесь озон разлагается с образованием атомарного кислорода, который губительно действует на микробы, в том числе патогенные.

Озон не только оказывает бактерицидный эффект, но и улучшает физические свойства воды. Весьма важно, что при озонировании в воду не вносятся посторонние химические вещества, не меняется минеральный состав воды.

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами происходит в специальных бактерицидных установках, где вода (тонким слоем) протекает между искусственными источниками ультрафиолетовой радиации. При этом не изменяется минеральный состав воды и не образуются неприятные запахи и привкусы. Эффективность обеззараживания воды этим методом зависит от количества взвешенных веществ.

Очистка и обеззараживание воды в полевых условиях имеет ряд особенностей. Преподаватели физического воспитания должны хорошо их знать и уметь применять при организации водоснабжения на учебно-тренировочных сборах, в спортивно-оздоровительных лагерях, в туристских походах.

Для очистки воды в полевых условиях применяется коагуляция воды с использованием сернокислого алюминия и простейшие фильтры.

Для обеззараживания воды в полевых условиях чаще всего применяют кипячение или хлорирование.

При хлорировании воды в полевых условиях обычно применяют хлорную (белильную) известь. Качество хлорной извести в основном зависит от содержания в ней так называемого активного хлора, т. е. хлора, оказывающего обеззараживающее действие.

При длительном хранении извести содержание в ней активного хлора снижается под влиянием различных внешних факторов. Поэтому перед хлорированием воды в каждой новой порции извести следует проверить содержание активного хлора. Нельзя применять хлорную известь с содержанием в ней активного хлора менее 15 %.

Хлорную известь необходимо хранить в закрытой посуде в сухом, прохладном и темном месте.

Хлорирование воды в полевых условиях обычно проводится двумя способами: 1) нормальными дозами с учетом хлорпотребности воды; 2) повышенными дозами (перехлорирование).

Хлорирование нормальными дозами применяется для обеззараживания воды, прошедшей очистку. При этом способе дезинфекции требуется такое количество хлорной извести, которое способно обеспечить наличие в воде 0,3—0,5 мг/л остаточного хлора за 30 мин контакта воды с хлором летом и за 1—2 ч зимой. Доза хлора подбирается опытным путем.

Хлорирование воды повышенными дозами производится в тех случаях, когда нет другой возможности очистить воду или когда есть подозрение на значительное ее бактериальное загрязнение. При этом доза хлора берется заведомо большой — 8—20 мг активного хлора на 1 л воды. После этого для удаления остаточного хлора добавляется гипосульфит, и вода фильтруется.

Для обеззараживания воды в колодцах можно применять хлорирование воды с помощью дозирующего патрона, изготовленного из пористой керамики. Внутрь патрона насыпают 150—600 г хлорной извести, наливают 100— 300 мл воды и перемешивают до образования однородной кашицы.

После этого патрон закрывают пробкой и опускают в колодец на расстояние 20—50 см от дна. Раствор хлорной извести через поры патрона непрерывно поступает в воду и обеззараживает ее.Длительность действия патрона 20—30 суток.

Когда хлорный раствор в патроне израсходуется и в воде исчезнет остаточный хлор, патрон вынимают, промывают, вновь заряжают и опускают в колодец.

Для обеззараживания небольшого количества воды используют кипячение или таблетки, содержащие хлор: пантоцид (1 таблетка содержит 3 мг активного хлора), аквацид (4 мг активного хлора) или йодные таблетки (3 мг активного хлора йода).

Читайте также:  Завязка крючков на удочку. Как привязать крючок к леске?

—Источник—

Лаптев, А.П. Гигиена/ А.П. Лаптев [и д.р.]. – М.: Физкультура и спорт, 1990.-  368 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Обеззараживание воды

Известно, что практически во всех типах сточных вод содержатся патогенные микроорганизмы — возбудители таких заболеваний как холера, дизентерия, брюшной тиф, паратиф А и В, сальмонеллезы, вирусные гепатиты А и Е, полиомиелиты 1-3 типов, энтеровирусные и аденовирусные заболевания, амебиоз, лямблиоз, лептоспироз, бруцеллез, туберкулез, туляремия, гельминтозы, кампилбактериозы.

Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, различны и в неблагоприятных случаях могут приводить к серьезным последствиям для человека.

 По данным ВОЗ, уже в 70-х годах структура заболеваемости двух третей населения земного шара свидетельствовала о явном, преобладании инфекционных заболеваний, обусловленных загрязнением водоемов.

 Действительно, с точки зрения здоровья людей обеззараживание самая важная стадия обработки сточных вод.

Так, например, согласно немецким стандартам по степени опасности воды делятся на 5 классов:

  1. в воде отсутствуют токсические вещества, вредные для здоровья и придающие воде привкусы и запахи;
  2. вода имеет привкус, запах и окраску;
  3. вода содержит небольшое количество вредных веществ;
  4. вода содержит ядовитые или очень ядовитые, канцерогенные или радиоактивные вещества;
  5. вода содержит возбудителей инфекционных заболеваний.

Современные станции водоочистки сточных вод в значительной мере освобождают воду не только от механических и химических загрязнений, но и от патогенной микрофлоры.

Однако, даже самые высокоэффективные водоочистные сооружения не обеспечивают дезинфекции стоков без специальных устройств обеззараживания.

Вместе с тем, в ряде случаев из-за отсутствия, малой мощности и неэффективной работы водоочистных сооружений происходит сброс в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Зачастую на водоочистных сооружениях системы обеззараживания отсутствуют вовсе.

В связи с высокой опасностью сточных вод, технологическая схема водоочистных сооружений обязанна включать обеззараживающую стадию.

Методы, применяемые для обеззараживания сточных вод (СВ) условно можно разделить на следующие группы:

  • химические (применение различных соединений хлора, озона, перекиси водорода и др.) методы обеззараживания сточных вод;
  • физические (термические, с использованием различных излучений, электрические, электромагнитные);
  • физико-химические (флотация, коагуляция, электрофильтрование, сорбция);
  • обеззараживание сточных вод в условиях искусственных и естественных биоценозов.

Необходимость использования различных методов очистки зависит от конкретного содержания органических веществ в анализируемой воде, рН и температуры,а также различных концентраций вирусов и бактерий. Каждый из методов уникален и характеризуется определенной степенью воздействия на обрабатываемую пробу воды –  дозой излучений или реагентов.

Хлорирование – самый экономичный метод обеззараживания.

В практике могут использоваться диоксид хлора, ClО2 газообразный хлор Сl2,  гипохлорит кальция Ca(CIO)2 и гипохлорит натрия NaCIO, а также хлорные агенты.

 Гипохлорит кальция и хлорная известь незначительно применяются, только для обеззараживания небольших объемов сточных вод, так как дезинфекция воды с использованием  данных соединений сопровождается загрязнением различными веществами обрабатываемой воды.

Диоксид хлора, сейчас широко используется ( для обеззараживания питьевых вод), данное соединения обладает сильными  бактерицидными свойствами. При обработке воды ClO2 процент оставшихся жизнеспособных клеток бактерий на порядок меньше, чем при применении хлора в той же концентрации при одинаковом времени контакта.

В случие  загрязнения воды органическими соединениями в растворенном и во взвешенном состоянии  инактивирующее действие диоксида хлора уменьшается и для более надежной дезинфекции требуется увеличение дозы реагента в 2 — 4 раза. Образование хлоратов и хлоритов, как побочный процесс, является недостатками применения ClO2.

 

Хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/дм3 не обеспечивает необходимой эпидемической безопасности в отношении вирусов, цист простейших и лямблий, даже несмотря на высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, отсутствие после обработки повторного роста этих бактерий. Существуют  хлорустойчивые формы такие как  Klebsiellae, E.coli, Рrоtеае, Pseudoтoпodaceae,  относящиеся к патогенным и условнопатогенным, а также являющиеся стабильными контаминантами городских систем  водоотведения и водоснабжения. 

Образование хлорорганических соединений также является негативным свойством хлорирования (тригалогенметанов,  хлораминов, хлорфенолов, п-нитрохлорбензолов, диоксидов).

Хлорорганические соединения, по отношению к человеку обладают мутагенностью, токсичностью, и канцерогенностью.

Недавно  идентифицированы новые соединения фураны, хлордибензопарадиоксины, обладающие высокой токсичностью к живым организмам, промышленные производства, предприятия бытового обслуживания населения, использующие продукцию хлорорганических производств, как правило являются источниками загрезнений. 

Необходимость обеспечения высокой степени безопасности и надежности хлорного хозяйства, является существенным недостатком хлорирования. 

В настоящие время поднимается вопрос о необходимости полного отказа от хлорирования сточных вод при их очистке. Согласно санитарных правил и норм 2.1.20.

12-33-2005 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения» сточные воды, сбрасываемые в водоемы, содержащие возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной и паразитарной природы, опасные по эпидемическому критерию, должны быть обеззаражены, а количество остаточного хлора в них не должно превышать 1,5 мг/дм3. 

Сейчас известны методы обеззараживания воды, сочетающие лучшие свойства известных дезинфектантов (хлора, диоксида хлора, озона). К таким методам относится технология обеззараживания воды раствором смеси оксидантов, вырабатываемой в установках.

При применении этой технологии следует учитывать описанные свыше негативные стороны, свойственные входящим в состав смеси дезинфецирущим агентам.

К тому же, как показал опыт эксплуатации этих установок, для их эффективной работы требуется использование поваренной соли высокой степени очистки.

В практике обеззараживания сточных вод могут быть использованы соединения йода и брома, помимо соединений хлора, также обладающие окислительной активностью. Высокими окислительными свойствами обладают межгалоидные соединения.

 ВгСl в течение миллисекунд реагирует с водой, образуя гипобромовую кислоту, которая быстро соединяется с аммиаком, образуя при этом бромамины, таким образом химическое поведение хлорида брома в воде сходно с поведением хлора.

В наши дни препараты брома применяются для обеззараживания воды плавательных бассейнов, для обеззараживания воды в замкнутых системах, используется йод. Несмотря на перспективность использования соединений брома и йода для обеззараживания сточных вод, они не нашли широкого применения.

Во первых из-за высокой стоимости, во вторых из-за возможности образования йод- и бромпроизводных, обладающих токсичным действием.

Однако, как показывают данные большинства исследователей для инактивации вирусов в сточной воде, требуются значительно более высокие дозы озона чем для тех же микроорганизмов в чистой воде.

Обеззараживание сточных вод озоном целесообразно применять после ее очистки на фильтрах или после физико-химической очистки, обеспечивающей снижение содержания взвешенных веществ не менее чем, до 3 — 5мг/дм3 и БПКполн до 10 мг/дм3.

Вторым по распространенности кислородсодержащим реагентом является перманганат калия

Этот реагент взаимодействует с органическими и неорганическими веществами, что препятствует его дезинфицирующему действию, в результате оно оказывается намного ниже, чем у хлора и озона.

Пероксид водорода, как обеззараживающий агент

В настоящее время возрос интерес и к пероксиду водорода, как обеззараживающему агенту, обеспечивающему осуществление экологически чистых процессов без образования токсичных продуктов как при обработке сточной воды, так и питьевой воды.

Однако установлено, что Н2O2 оказывает инактивирующее действие на бактерии только в довольно высоких концентрациях.

Такие дозы приводят как к высоким затратам на дезинфекцию, так и к сбросу сточных вод с повышенным содержанием пероксида водорода, для которого установлены жесткие предельно допустимые концентpации: 0,1 и 0,01 мг/дм3 в водоемах культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения соответственно.

Из щелочных реагентов ограниченное применение для обеззараживания сточных вод нашла известь

Известкование применяется обычно в сочетании с удалением аммонийного азота из сточных вод отдувкой.

Необходимый гигиенический эффект при обработке сточных вод достигается при использовании больших доз реагентов, что сопровождается образованием огромного количества осадка.

Этот факт, также как и сравнительно медленное действие на микрофлору, существенно ограничивает применение известкования и делает его неприемлемым для использования на средних и крупных станциях аэрации.

Из физических методов обеззараживания наибольшее применение нашел ультрафиолетовый (УФ) метод обработки

Создание мощных источников излучения, новые конструктивные решения УФ — установок, снабженных чувствительными датчиками, позволяющими измерять и контролировать интенсивность излучения в обрабатываемой воде и обеспечивать автоматическое регулирование интенсивности в зависимости от качества обрабатываемой воды, сделали этот метод конкурентоспособным, сравнимым по стоимости с хлорированием. Действующие в России нормативы по дозе ультрафиолетового излучения в 16-20 мДж/см2 для питьевой воды и 28-30 мДж/см2 для хозяйственно — бытовых и промышленных стоков не обеспечивают достаточной инактивации патогенной микрофлоры.

Более того, необходимо учитывать повышение устойчивости микрофлоры к воздействию хлора, озона и ультрафиолета. Это естественный процесс эволюции. При использовании УФ-обеззараживания необходимо учитывать все факторы, влияющие на процесс дезинфекции.

В настоящее время накоплен обширный материал по воздействию УФ-излучения на различные виды микроорганизмов, которые по устойчивости к ультрафиолету располагаются в ряд: вегетативные бактерии  вирусы   бактериальные споры   цисты простейших.

При этом установлено, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор.

Эффект обеззараживания при УФ — дезинфекции основан на воздействии ультрафиолетовых лучей с длиной волны 200 — 300 нм на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, он обусловлен фотохимическим реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК и других структур клетки.

Бактерицидный эффект зависит от прямого воздействия ультрафиолетовых лучей на каждую бактерию. Многочисленные исследования показали отсутствие вредных эффектов после облучения воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Обеззараживаемая ультрафиолетом вода должна иметь достаточную прозрачность, поскольку в загрязненных водах интенсивность проникания УФ — лучей быстро затухает.

Читайте также:  Школа выживания в лесу. Как выжить в лесу летом одному без всего

Такие физические методы обеззараживания сточных вод, как обработка воды ускоренными электрическими зарядами, электрическими разрядами малой мощности, переменным электрическим током, магнитная обработка, термообработка, обработка ультразвуком, микрофильтрование, радиационное обеззараживание используются достаточно редко из-за высокой энергоемкости или сложности аппаратуры.

Как может быть построена система обеззараживания воды

Что такое обеззараживание воды и чем оно отличается от очистки? Чтобы ответить на этот вопрос нужно разобраться, для чего проводят обеззараживание. Как известно, именно вода, которую не очищали от бактерий, содержит микробы болезней, которые через нее передаются.

Перечень весьма внушителен и шокирует своим содержанием: гепатит А, дизентерия, холера, брюшной тиф, трахома, и, к сожалению, многие другие. Обеззараживание, направлено на уничтожение вирусов, вызывающих эти болезни.

Ведь «80% своих болезней мы выпиваем» – это выражение гениального микробиолога Пастера дает ясно понять, что множественные болезнетворные микроорганизмы, обитающие в воде, опасны для здоровья людей.

Риски от употребления необработанной воды

Плохое качество воды может стать причиной многих заболеваний, которые делятся на такие категории:

  • кожные заболевания, возникающие при использовании зараженной воды для купания, умывания – проказа, трахома;
  • болезни от насекомых, разносчиков болезней, обитающих в воде – желтая лихорадка, малярия;
  • болезни от моллюсков, разносчиков инфекций, обитающих в водоемах – ришта, шистосоматоз;
  • болезни, непосредственно от самой зараженной воды – гепатит А, полиомиелит, дизентерия, тиф и другие.

К огромному сожалению, на нашей планете, практически половина жителей имеют заболевания, полученные из-за плохого качества воды. А около трех миллиардов населения вообще не имеют возможности пользоваться чистой питьевой водой.

Более двадцати городов России имеют очень высокий уровень опасной экологии – Ангарск и Уфа, Челябинск и Магнитогорск, Кемерово, мегаполисы — Москва и Питер. Этим городам присущи: загрязненная вода, земля, воздух.

Развитое промышленное производство, нефтедобыча загрязняют окружающую среду.

Важно! Мы знаем, как кардинально изменить ситуацию и вносим свой вклад постоянно. На счету компании «Новое место» уже тысячи организованных систем водоочистки, включающих кроме прочего технологические решения по обеззараживанию воды.

Методы обеззараживания воды

Очистка от бактерий проводится промышленным и индивидуальным способом. Индивидуальный (или домашний) самый простой, давно проверенный — с помощью кипячения. У обеззараженной, таким образом, жидкости улучшается качество, но вкус практически не меняется.

Контроль уровня заражения воды проводят с помощью бактерий группы кишечной палочки. Соответственно ГОСТу 2874-82 300 мл воды может содержать одну палочку. Почему именно эти бактериальные микроорганизмы были определены индикатором оценивания качества воды?

  • Во-первых, они безвредны и только помогают контролировать загрязненность.
  • Во-вторых, если вода содержит кишечные палочки, значит, жидкость загрязнена фекалиями.
  • В-третьих, в кишечниках всех теплокровных определено их наличие.
  • В-четвертых, присутствие палочки в воде, определить легче, чем других бактерий.  

Промышленное обеззараживание

Обеззараживание воды в промышленных масштабах, представлено химическими (реагентными), физическими (безреагентными) и комбинированными способами.

Реагентные

Предполагается обеззараживание питьевой воды с помощью добавления в нее реагентов (хлор и его соединения, ионы серебра, йод, озон, марганцовка), губительно воздействующих на вредные микроорганизмы. Основное в таком методе – точно рассчитанное количество реагента.

Чтобы достичь определенного эффекта, расчетную «порцию» химических добавок увеличивают, чтобы гарантированно были уничтожены вредоносные микроорганизмы и по истечению некоторого времени после очистки поддерживался качественный состав воды.

Обеззараживанию подвергают ту воду, которая прошла все предварительные стадии очищения, такие как, коагуляция, осветление, фильтрация.

  1. Одним из распространенных химических методов обеззараживания воды остается хлорирование. Это самый эффективный, не требующий дорогостоящего и сложного оборудования, метод с использованием дешевого реагента (газообразного или жидкого хлора). Особое преимущество хлорирования в том, что при правильном расчете дозы реагента плюс небольшая добавка — микроорганизмы повторно не развиваются.
  2. Хлор, как и другие токсичные вещества, предполагает обязательное соблюдение правил безопасности их транспортировки и хранения. На сегодняшний день, диоксид хлора, обладая неоспоримыми положительными качествами, как обеззараживатель воды, уступает хлору в цене и использовании достаточно сложного оборудования.
  3. Иногда, утечка токсичного хлора, становится препятствием к его использованию во время очистки воды. Тогда, на помощь приходит гипохлорит натрия. Его получают электролизом раствора соли (поваренной). Установка обеззараживания воды способом прямого электролиза очищает до 5 тонн за сутки.
  4. Еще один химический способ – озонирование. Его преимущество в комплексной очистке (обеззараживание, обесцвечивание, дезодорацию, улучшение вкуса). Природные свойства жидкости, под воздействием озона, не меняются.  
  5. Будучи сильнейшим окислителем, он уничтожает микроорганизмы в 18, а споры бактерий в 500 раз быстрее хлора. Несмотря на то, что озон является токсичным газом, и предельно допустимая концентрация его в воздухе помещения не может превышать 0,001 мг на 10 литров, он не опасен при передозировке в очищаемой воде. Буквально, через короткий промежуток времени, он превращается в кислород.
  6. Серьезными преимуществами озонирования против хлорирования является то, что при озонировании водная среда не приобретает никаких сторонних запахов и вкуса, а процесс не подвержен воздействию влажности, температуры и др.

Физические

Достаточно распространенный способ – ультрафиолетовыми лучами (УФ). Проведенные опыты показали, что УФ лучи действуют разрушительно на ДНК вирусных микроорганизмов, не позволяя им развиваться. Наиболее эффективен процесс на прозрачной очищенной воде, так как различные примеси не дают лучам проникнуть в толщу воды.

Бактерицидная установка для обеззараживания воды представляет собой корпус с двумя патрубками (для входа и выхода жидкости), ламп, отражателя, защитных кожухов, препятствующих контакту ламп с водой, системы управления.

Такая установка обеззараживания воды цена, на которую устроит даже самых привередливых покупателей (от $130), может быть приобретена самостоятельно.

Если вы обратитесь в компанию «Новое место», наши специалисты, с удовольствием, вам ее доставят и помогут с монтажом.  

Такая система обеззараживания воды нашла применение в водоподготовке загородных домов, учебных, лечебных, дошкольных учреждений.

Но, к сожалению, результаты опытов не в полной мере удовлетворили придирчивых микробиологов. Они посчитали, что одной этой системы не достаточно для качественной очистки воды от бактерий и вирусов.

Комби

В системах водоподготовки объектов, запитанных крайне некачественной водой, применяются комбинированные способы обеззараживания воды, в которых, совместно с УФ установкой, применяют химические реагенты. Такая очистка обеззараживание питьевой воды, позволяет получить продукт высокого качества при наименьших затратах.

Индивидуальные средства

Таблетки

Люди, которые своим хобби считают рыбалку, походы в горы, а также, любители загородных выездов на природу, иногда сталкиваются с ситуацией, что по близости вроде бы и есть вода, но ее качество сомнительное. Тогда и приходят на помощь индивидуальные средства обеззараживания воды в виде таблеток. Любые средства, которые используются для очистки воды, должны отвечать санитарным требованиям.

  • Безопасны для здоровья человека.
  • Не ухудшают природные свойства жидкости.
  • Обладают быстрой растворимостью.
  • Имеют антибактериальные свойства.
  • Их химический состав не должен воздействовать на тару.
  • Срок хранения – более года.

Современная химическая промышленность выпускает хлорсодержащие и йодные таблетки. Как определить, какие наиболее эффективны? Если содержание хлора в таблетке от 4 мг, то ее качество отменное, если меньше 1 мг – очень плохое.

Качественные таблетки – «Хлор-дехлор», «Пурипшбс», «Септолит», «Аквасепт», «Экобриз». Например, для обеззараживания воды с помощью «Пантоцида» – достаточно одной таблетки на 4,5 л воды. При очень сильном загрязнении берут 1-2 таблетки на 0,5 л воды.

Йодные таблетки не так эффективны, как хлорсодержащие, из-за их способности изменять природные свойства воды.

Совет для любителей путешествовать. Если закончилась питьевая вода, а таблеток для очистки другой нет, возьмите обычный йод. На один литр воды используйте пару капель (не больше), и через полчаса, воду можно употреблять, даже если первоначальный ее состав был очень сомнительного качества.

Приспособления

Кроме обеззараживателей в форме таблеток, существуют устройства с теми же функциями.

  • «Родник» – известное приспособление для очистки вод от вирусов, вредных бактерий. Представляет собой трубку небольшого диаметра, через которую можно употреблять даже воду из болота.
  • «Турист» – название говорит само за себя. Можно брать в путешествие и не переживать за качество воды, которую приходится пить. Представляет собой – пакет из полиэтилена с фильтром. Требует предварительной обработки воды йодом – 2 мл растворяется в 0,5 л жидкости.
  • «Овод» – удобное приспособление – фильтр с двойной очисткой. Первоначально воду обрабатывают «Аквасептом» – 1 таблетка на 1 л воды, затем пропускают через фильтр.

Чем лучше качество потребляемой воды, тем лучше внешний вид и здоровье внутренних органов человека. Потому, такой процесс, как обеззараживание, просто необходим для воды, употребляемой в пищу и проведения гигиенических процедур. 

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector