Распространение через воду опасных для здоровья человека болезнетворных микроорганизмов и простейших (просто устроенная группа животных) изучен очень хорошо. Они, как правило, вызывают эпидемии инфекционных и болезней вызванных паразитами, такими как туберкулёзная палочка, брюшной тиф, сальмонеллезы, дизентирийная палочка, палочка сине-зеленого гноя, аденовирусы, энтеровирусы, лямбиоз, вирусный гепатит А, гепатит Е, полиомиелит, холера, дракункулюс мединензис и ещё огромное количество опасных для жизни и здоровья патогенных микроорганизмов. В основном, вспышки эпидемий вызванных перечисленными микроорганизмами возникают вследствие недостаточного фильтрования и обеззараживания питьевой воды систем централизованного водоснабжения и сточных вод.
Известно, что практически во всех водах, на поверхности обитают различные микроорганизмы, водоросли, грибки, простейшие.
Большинство из них влияют на здоровье человека положительно или не оказывают на него вообще ни какого влияния.
Но оставшаяся часть является паразитами (болезнетворными), которые пагубно влияют на человеческий организм. По этому воду, поступающую из поверхностных источников, принято обеззараживать.
По словам главного санитарного врача РФ, случаи завоза холеры из стран востока фиксируются каждый год.
Носителями инфекции могут быть:
- граждане России, вернувшихся из за рубежа
- граждане России, не соблюдающие правила гигиены
- иностранцы находящиеся в России
В 2010 году была вспышка холеры в Индии, Гаити, 13 стран Азии и Африки. Главный санитарный врач предупредил о рисках, при употреблении некачественной воды. То есть можно употреблять только очищенную и обеззараженную питьевую воду.
Холерный эмбрион обнаружен в водоисточниках Астраханской области, Ростовской области, Приморском крае, Забайкальский крае в Республике Калмыкия и некоторых других.
В царской России хлорирование воды первый раз было осуществлено в 1910 году в связи с свирепствовавшей в то время эпидемией холеры.
В Перу в 1991 году отказались от хлорирования, с целью снижения раковых заболеваний в стране. Это привело к вспышке холеры.
Это далеко не полная информация только по одному из большого количества опасных вирусов. Поэтому необходимость обеззараживания питьевой воды всегда актуальна.
«Инфекционные болезни, вызываемые патогенными бактериями, вирусами и простейшими или паразитарными агентами, представляют собой наиболее типичный и широко распространенный фактор риска для здоровья, связанный с питьевой водой» (ВОЗ. Руководство по контролю качества питьевой воды. Том 1. Рекомендации. Женева, 1993 г.)
К сожалению, ни один из самых современных методов обеззараживания питьевой воды не обеспечивает стопроцентной очистки воды от патогенных микроорганизмов, самыми близкими к совершенству методами являются только дистилляция и обратный осмос.
Даже если станция водоподготовки обеззаразит питьевую воду на 100% (что мало вероятно), то наверняка произойдёт вторичное загрязнения воды болезнетворными микроорганизмами при ее транспортировке по трубам распределительной сети, при хранении в различных емкостях, при контакте с воздухом и т.д.
По этой причине для обеззараживания питьевой воды применяются сильные окислители, имеющие продолжительное обеззараживающее действие. Одним из таких окислителей является хлор.
Более того, существует огромное количество разновидностей микроорганизмов, наличие которых у людей или животных еще не означает существование инфекционных заболеваний.
Однако под влиянием различных внутренних и внешних факторов такие микроорганизмы из безвредных для человека могут превратиться в патогенные.
Такие ситуации могут возникнуть, в частности, при лечении разными препаратами, в основном антибиотиками, нарушающими установившееся равновесие микрофлоры организма. Такие микроорганизмы называют условно-патогенными.
Именно поэтому в своих рекомендациях ВОЗ не ставит задачу доведения процесса обеззараживания питьевой воды по микробиологическим показателям до стерильной (т.е. свободной от всех микроорганизмов).
Свою задачу ВОЗ видит в том, чтобы определить наиболее опасные для здоровья человека микроорганизмы, нахождение которых в питьевой воде недопустимо, а также разработать систему нормативных актов, дающих возможность оценить степень безопасности воды в микробиологическом плане.
Ниже представлена расширенная таблица патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, составленная на основе списка ВОЗ. Нахождение этих микроорганизмов в питьевой воде делает ее потенциально опасной для здоровья человека при любом с ней контакте.
Таблица. Водные патогенные организмы. (по данным ВОЗ, Руководство по контролю качества питьевой воды. Том 1. Рекомендации. Женева, 1993 г.)
| Патогенный организм | Опасность для здоровья | Персистентность (устойчивость ) в воде | Устойчивость к хлору | Относ. Инфиц. Доза | Животное-носитель |
| Бактерии | |||||
| Campylobacter, jejuni, Campylobacter Coli (C.Coli) | высокая | средняя | низкая | средняя | да |
| Escherichia Coli (E.Coli) (патогенные) | высокая | средняя | низкая | высокая | да |
| Salmonella typhi | высокая | средняя | низкая | высокая | нет |
| Salmonella (non typhi) | высокая | длительная | низкая | высокая | да |
| Shigella spp. | высокая | кратковременная | низкая | средняя | нет |
| Vibrio cholerae | высокая | кратковременная | низкая | высокая | да |
| Yersinia enterolitica | высокая | длительная | низкая | высокая | да |
| Pseudomonas aeruginosa | средняя | может размножаться | средняя | высокая | нет |
| Aeromonas spp. | средняя | может размножаться | низкая | высокая | нет |
| Вирусы | |||||
| Adenoviruses | высокая | (?) | средняя | низкая | нет |
| Enteroviruses | высокая | длительная | средняя | низкая | нет |
| Hepatitis A | высокая | (?) | средняя | низкая | нет |
| Энтеровирусы гепатита ни А, ни В, гепатита Е | высокая | (?) | (?) | низкая | нет |
| Норволк вирус | высокая | (?) | (?) | низкая | нет |
| Ротавирус | высокая | (?) | (?) | средняя | нет (?) |
| Мелкие круглые вирусы | (?) | (?) | низкая | ||
| Простейшие | |||||
| Entamoeba histolytica | высокая | средняя | высокая | низкая | нет |
| Giardia intestinalis | высокая | средняя | высокая | низкая | Да |
| Cryptosporidium parvum | высокая | длительная | высокая | низкая | Да |
| Dracunculus medinensis | высокая | средняя | средняя | низкая | да |
В большинстве случаев нормативы требуют полного отсутствия в обеззараженной питьевой воде индикаторных организмов (условно-патогенных). Но полное отсутствие таких организмов не даёт полную картину, так как есть ещё ряд болезнетворных микроорганизмов, гораздо более устойчивых к обеззараживанию.
Поэтому самую полную картину может дать только самое полное комплексное исследование по нескольким биологическим параметрам и по каждому виду патогенных и условно-патогенных микроорганизмх в отдельности.
Но эта процедура дорогостоящая и имеющая большую продолжительность по времени, по этому применяется только в крайних случаях.
Ступени очистки воды
Очищение воды делает ее полезной для здоровья и приятной на вкус. Что необходимо для очистки воды? Что такое фильтр многоступенчатой очистки? Что удаляется из воды на каждой из этих ступеней?
1-ая ступень – это механическая очистка воды, в процессе которой удаляются такие инородные частицы, как песок, ил, ржавчина. Осуществляется она с помощью пористого фильтра, как правило, изготовленного из полипропилена. В некоторых фильтрах на этом этапе также осуществляется очистка от растворенного железа.
2-ая ступень – умягчение воды и ее освобождение от тяжелых металлов за счет ионного обмена. Мягкая вода в несколько раз улучшает вкус чая, кофе и других напитков, а также более пригодна для умывания и применения в быту.
3-я ступень – удаление хлора, пестицидов, запахов за счет адсорбции, то есть поглощения частиц в макро-, мезо- и микропорах какого-либо материала. Самым эффективным и распространенным адсорбентом является активированный уголь.
Уголь не только очищает, поглощая остаточный хлор (в избытке встречающийся в водопроводной воде после прохождения очистки на станциях) и органические соединения, но и улучшает органолептические свойства питьевой воды – вкус, запах, цвет.
В настоящее время для увеличения эффективности работы угольных фильтров многие производители применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 2-3 раза выше, чем угля, получаемого традиционными методами.
Чтобы предотвратить размножение бактерий внутри фильтра, активированный уголь покрывают слоем серебра. Благодаря обеззараживающим свойствам серебра, микроорганизмы теряют способность размножаться и развиваться внутри фильтра.
Обратите внимание, что в некоторых фильтрах присутствует также ступень мембранной очистки (обратный осмос, ультрафильтрация), которая позволяет избавиться от микробиологических загрязнений.
Раз, еще раз, еще много-много раз?
Водоочистка предназначена для того, чтобы удалить из воды как болезнетворные организмы, так и вредные химические вещества. Кроме того, водоочистка влияет на вкусовые свойства воды, делает ее приятной на вкус.
Если речь идет о получении питьевой воды, для оценки ее чистоты в водном объекте или источнике водоснабжения традиционно используются физические, химические, органолептические, и санитарно-бактериологические показатели. К физическим показателям чистой воды относят температуру и мутность.
Химические показатели характеризуют химический состав воды. К числу основных химических показателей относят жесткость воды, значение pH, общую минерализацию (содержание растворенных солей), а также содержание некоторых катионов и анионов. Органолептические показатели – это запахи, привкусы и цветность.
К санитарно-бактериологическим показателям относят общую бактериальную загрязненность воды, а также загрязненность ее бактериями группы кишечной палочки и вирусами.
Но не во всех регионах процесс водоочистки осуществляется одинаковым образом, поскольку в различных местностях в воде изначально содержатся различные химические вещества. В зависимости от степени загрязнения водного объекта и назначения воды предъявляются и дополнительные требования к ее качеству.
Однако существует набор типичных процедур, используемых в системах водоочистки и последовательность, в которой эти процедуры обычно применяются. В практике водоснабжения населенных пунктов водой питьевого качества наиболее распространенными процессами водоочистки являются осветление и обеззараживание. Помимо этого существуют специальные способы улучшения качества воды:
- Умягчение воды (снижение жесткости воды);
- Обессоливание воды (снижение общей минерализации воды);
- Обезжелезивание воды (снижение концентрации растворенного железа в воде);
- Дегазация воды (удаление растворенных в воде газов);
- Дезактивация воды (водоочистка от радиоактивных загрязнений).
Далее мы рассмотрим только осветление и обеззараживание, поскольку в значительном количестве населенных пунктов России только эти два процесса применяются перед подачей воды через водопровод.
Осветление воды
Осветление – это этап водоочистки, в процессе которого происходит устранение мутности воды путем снижения содержания в ней взвешенных примесей.
Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л (при норме для воды хозяйственно-питьевого назначения – не более 1500 мг/л).
Взвешенные в воде примеси обладают различной степенью дисперсности – от грубых, быстро оседающих частиц до частиц мельчайших, образующих коллоидные системы. Тонкодисперсные коллоидные частицы, имея размер в пределах 0,1-1,0 микрон, не выпадают в осадок.
Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является коагуляция (процесс обработки воды химическим веществом – коагулянтом – которое способствует укрупнению и оседанию коллоидных частиц) с последующим осаждением и фильтрованием. После осветления вода поступает в резервуары чистой воды.
Используемые в практике водоснабжения технологические схемы водоочистки способствуют значительному снижению бактериальной загрязненности воды. Осветление фильтрованием с предварительным коагулированием позволяет, как правило, снижать содержание в ней микроорганизмов на 90-95%.
Однако среди оставшихся после водоочистки в воде микроорганизмов могут оказаться и болезнетворные (бациллы брюшного тифа, туберкулёза и дизентерии; вибрион холеры; вирусы полиомиелита и энцефалита), являющиеся источником инфекционных заболеваний.
Для окончательного их уничтожения вода, предназначенная для хозяйственно-бытовых целей, должна быть в обязательном порядке подвергнута обеззараживанию.
Обеззараживание воды
Обеззараживание – завершающий этап процесса водоочистки. Цель – подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов. В настоящее время на объектах жилищно-коммунального хозяйства для обеззараживания воды, как правило, применяется хлорирование воды.
В случаях высокой мутности и цветности природных вод использование предварительного хлорирования целесообразно, однако этот способ обеззараживания, как было описано выше, не только недостаточно эффективный, но для нашего организма просто вредный, поскольку приводит к образованию значительного количества токсичных хлорорганических соединений.
Более современной процедурой обеззараживания воды считается очищение воды с помощью озона. Действительно, озонирование воды безопаснее хлорирования, но тоже имеет свои недостатки. Дело в том, что озон очень нестоек и быстро разрушается, поэтому его бактерицидное действие непродолжительно.
А ведь вода должна еще пройти через водопроводную систему, прежде чем оказаться в нашей квартире. На этом пути ее поджидает немало неприятностей. Ведь не секрет, что водопроводы в российских городах крайне изношены. Поэтому на заключительном этапе обеззараживания озоном воду все же хлорируют.
Сюжеты по теме: Как очистить питьевую воду
Как можно обеззаразить воду, предназначенную для питья?
В условиях дикой среды найти пресную воду – это полдела. Важно, чтобы жидкость была чистая, качественная, чтобы ее можно было употреблять в пищу. Очистка и обеззараживание воды – это не блажь, а необходимость. Если пренебрегать данным вопросом, то можно получить болезни, несовместимые с жизнью. Ваш организм получит заразу, которая будет распространяться изнутри и вылечиться от нее в дикой среде практически невозможно.
Способы обеззараживания воды
Очистить в походе воду несложно. Важно обладать знаниями и навыками, тогда вы сможете получить чистую, безопасную для здоровья воду. Итак, обеззараживание питьевой воды может происходить следующими способами:
- Кипячение.
- Использование фильтров.
- Применение добавок.
- Отстаивание воды.
- Заморозка.
- Использование активированного угля.
- Применение серебра.
- Использование специализированных обеззараживающих средств.
Обеззараживание питьевой воды должно производиться с учетом вида загрязнения. Необходимо изначально определить, каким образом появилась грязь: химический способ, механический способ, биологический способ. Опираясь на эти знания, следует выбирать метод очистки воды.
Личный опыт многих туристов показывает, что для достижения максимального эффекта необходимо взять с собой материалы для обработки воды несколькими способами. Вы не можете точно знать, какая местность будет на месте отдыха, какая там вода.
Поэтому лучше заранее подстраховаться.
Рассмотрим некоторые способы обеззараживания более подробно:
Кипячение.
Данным способом можно избавиться от бактерий, которые обитают в воде. Химические загрязнения и механические этим способом не уничтожить. Итак, обеззараживание питьевой воды производится достаточно просто.
Любые туристические вещи включают в себя котелок. Возьмите его. Перелейте внутрь воду. Разожгите костер. Доведите воду до кипения. Подождите 7-10 минут.
Больше 10 минут кипятить нежелательно, так как в воде могут начать разлагаться канцерогены.
Фильтр
Используется для очистки воды от механических загрязнений. Это песок, земля, частицы веток, мелкий мусор и пр. Это средство для обеззараживания воды подойдет перед кипячением, в качестве первого этапа. Для работы вам потребуется фильтр. Вы можете зять его с собой. Сейчас продаются портативные фильтры для походов.
Специальные добавки
Возьмите одну чайную ложку уксуса. Когда фляга с чехлом наполнена водой (примерно 1 литр), добавьте в жидкость уксус. Тщательно перемешайте. Теперь можно наслаждаться чистой и безопасной водой.Вы можете взять гроздья рябины. Опустить их в пресную жидкость. В течение нескольких часов ягода впитает в себя вредные нитраты. Теперь ее можно пить.
Отстаивание
Этот способ подходит для очистки от механического и слабого химического загрязнения. Необходимо оставить воду без движения на период 10-12 часов. После этого аккуратно переливаем верхнюю часть. 1/3 необходимо оставить на дне. Здесь будут собраны все вредоносные вещества. Желательно после отстаивания воду прокипятить.
Активированный уголь
Эти таблетки для обеззараживания воды в походе идеально подходят. На 1 литр воды используют 1 таблетку угля. Помещаем таблетку в воду. Размешиваем ее, оставляем на 10-12 часов. После этого воду можно пить. Она не только будет безвредной, но и очень вкусной. Активированный уголь усиливает вкусовые качества.
Последствия неправильного обеззараживания воды
Важно производить обеззараживание строго по установленной инструкции. Выжидайте обозначенное время, не торопитесь. Кипятите воду, даже если до этого уже применили один из способов. Если пренебрегать установленными нормами, то вы рискуете схватить диарею, организм будет обезвожен, ослаблен, вы будете чувствовать постоянную усталость, слабость, сонливость. Все это может привести к хроническим заболеваниям или к смерти, если вы находитесь в условиях дикой природы без помощи и поддержки. Поэтому рекомендуем вам в точности соблюдать нормы и правила обеззараживания воды. Приятных вам походов и ярких, положительных впечатлений! А сделать их удобными и комфортными могут наши рюкзаки Vikgeo! Выберите, какая модель из каталога подходит именно вам!
Важно производить обеззараживание строго по установленной инструкции. Выжидайте обозначенное время, не торопитесь. Кипятите воду, даже если до этого уже применили один из способов. Если пренебрегать установленными нормами, то вы рискуете схватить диарею, организм будет обезвожен, ослаблен, вы будете чувствовать постоянную усталость, слабость, сонливость. Все это может привести к хроническим заболеваниям или к смерти, если вы находитесь в условиях дикой природы без помощи и поддержки. Поэтому рекомендуем вам в точности соблюдать нормы и правила обеззараживания воды. Приятных вам походов и ярких, положительных впечатлений! А сделать их удобными и комфортными могут наши рюкзаки Vikgeo! Выберите, какая модель из каталога подходит именно вам!
Обеззараживание питьевой воды
Под обеззараживанием питьевой воды понимают мероприятия по уничтожению в воде бактерий и вирусов, вызывающих инфекционные заболевания.
По способу воздействия на микроорганизмы методы обеззараживания воды подразделяются на химические, или реагентные; физические, или безреагентные, и комбинированные.
В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений; безреагентные методы обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями, а в комбинированных используются одновременно химическое и физическое воздействия.
К химическим способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку окислителями: хлором, озоном и т. п., а также ионами тяжелых металлов.
К физическим – обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т. д.
Перед обеззараживанием вода обычно подвергается очистке фильтрацией и (или) коагуляцией, при которой удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов.
При химических способах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой.
Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчетными методами.
Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.
При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта.
Зараженность воды микроорганизмами контролируют, определяя общее число бактерий в 1 мл воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки (БГКП). Основной вид этой группы – E . coli – определяется проще, чем другие бактерии этой группы.
БГКП присутствуют в воде, загрязненной фекалиями, и при этом обладают одним из самых высоких коэффициентов сопротивляемости обеззараживанию. Будучи безвредной, E . coli является контрольным микроорганизмом, характеризующим бактериальное загрязнение воды. По СанПиН 2.1.4.
1074-01 общее число бактерий должно быть не более 50 при отсутствии в 100 мл колиформных бактерий. Мерой зараженности является так называемый коли-индекс, т. е. содержание E . coli в 1 литре воды.
Однако эта норма не всегда коррелирует с обеззараживанием воды от вирусов .
При дозах УФ-излучения и хлора, обеспечивающих одинаковый эффект обеззараживания по коли-индексу, воздействие ультрафиолета на вирусы (вируцидный эффект) значительно сильнее, чем в случае применения хлора.
Озонирование же по вируцидной активности практически не уступает УФ-облучению. Реальные практические дозы для достижения высокого вируцидного эффекта: 0,5–0,8 г/л озона при контакте 12 мин; при УФ-облучении – 16–40 мДж/см3.
Наиболее распространенным методом обеззараживания воды был и остается метод хлорирования. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания.
Очень важным и ценным качеством метода хлорирования является его последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком, так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/л остаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде.
Взаимодействие хлора с микроорганизмами описано выше.
Одновременно с обеззараживанием воды протекают реакции окисления органических соединений, при которых в воде образуются хлорорганические соединения, обладающие высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью.
Последующая очистка воды на активном угле не всегда может удалить эти соединения.
Кроме того, что эти хлорорганические соединения, обладающие высокой стойкостью, становятся загрязнителями питьевой воды, они, пройдя через систему водоснабжения и канализации, вызывают загрязнение рек вниз по течению.
Хлор является сильнодействующим токсическим веществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждению катастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтому ведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора и не имеющих его недостатков.
Предлагается применение диоксида хлора, который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог, должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.
Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Правда, используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора).
Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала.
Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.
Все большее распространение, особенно на небольших станциях водоподготовки, приобретают установки по производству активных хлорсодержаших реагентов электрохимическими методами. В России несколько предприятий предлагают установки типа «Санер», «Санатор», «Хлорэл-200» для производства гипохлорита натрия методом диафрагменного электролиза поваренной соли.
Озонирование воды основано на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания).
Количество озона, необходимое для обеззараживания питьевой воды , зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/л при контакте в 8–15 мин; количество остаточного озона должно составлять не более 0,3–0,5 мг/л, т. к.
более высокая доза придает воде специфический запах и вызывает коррозию водопроводных труб. С гигиенической точки зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды.
При высокой степени обеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.
Однако в связи с большим расходом электроэнергии, использованием сложной аппаратуры и необходимостью высококвалифицированного обслуживания, озонирование нашло применение для обеззараживания питьевой воды только при централизованном водоснабжении.
Метод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ.
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 требует также дополнительного вспомогательного оборудования (озонаторы, компрессоры, установки осушки воздуха, холодильные агрегаты и т. д.), объемных строительно-монтажных работ.
Озон токсичен. Предельно допустимое содержание этого газа в воздухе производственных помещений 0,1 г/м3. К тому же существует опасность взрыва озоновоздушной смеси.
Следует отметить, что, хотя ряд зарубежных фирм предлагает автономные озонаторные установки для организации водоснабжения отдельного коттеджа или очистки воды в бассейне, кроме очень высокой стоимости таких устройств, требуется обеспечение их высококачественного обслуживания.
Применение установки, предлагаемой одной из отечественных фирм, для автономного водоснабжения без всяких систем контроля содержания озона в воздухе и воде, может печально кончиться для ее владельцев.
В этих условиях возможно применение дозирования в воду гипохлорита, получаемого в малогабаритном электролизере типа «Санатор», хотя и здесь требуется квалифицированное обслуживание.
Применение тяжелых металлов (медь, серебро и др.) для обеззараживания питьевой воды основано на использовании их «олигодинамического» свойства – способности оказывать бактерицидное действие в малых концентрациях.
Эти металлы могут вводиться в виде растворов солей либо методом электрохимического растворения. В обоих этих случаях возможен косвенный контроль их содержания в воде.
Следует заметить, что ПДК ионов серебра и меди в питьевой воде достаточно жесткие, а требования к воде, сбрасываемой в рыбохозяйственные водоемы, еще выше.
К химическим способам обеззараживания питьевой воды относится также широко применявшееся в начале 20 в. о беззараживание соединениями брома и йода, обладающими более выраженными бактерицидными свойствами, чем хлор, но требующими и более сложной технологии.
В современной практике для обеззараживания питьевой воды йодированием предлагается использовать специальные иониты, насыщен ные йодом. При пропускании через них воды йод постепенно вымыва ется из ионита, обеспечивая необходимую дозу в воде. Такое решение приемлемо для малогабаритных индивидуальных установок.
Существенным недостатком является изменение концентрации йода во время работы и отсутствие постоянного контроля его концентрации.
Применение активных углей и катионитов, насыщенных серебром, например, С-100 Ag или С-150 Ag фирмы « Purolite », преследует цели не «серебрения» воды, а предотвращения развития микроорганизмов при прекращении движения воды.
При остановках создаются идеальные условиях для их размножения – большое количество органики, задержанное на поверхности частиц, их огромная площадь и повышенная температура. Наличие серебра в структуре этих частиц резко уменьшает вероятность обсеменения слоя загрузки.
Серебросодержащие катиониты разработки ОАО НИИПМ – КУ-23СМ и КУ-23СП – содержат в себе значительно большее количество серебра и предназначены для обеззараживания воды в установках небольшой производительности.
Из физических способов обеззараживания питьевой воды наибольшее распространение получило обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами , бактерицидные свойства которых обусловлены действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки.
Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. В ажно отметить, что поскольку при УФ-облучении не образуются токсичные продукты, то не существует верхнего порога дозы.
Увеличением дозы УФ-излучения почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.
Основным недостатком метода является полное отсутствие последействия.
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. Для индивидуального водоснабжения УФ-установки являются наиболее привлекательными.
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.
Обеззараживание питьевой воды ультразвуком основано на способности его вызывать т. н. кавитацию – образование пустот, создающих большую разность давления, что ведет к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.
Из физических способов индивидуального обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным является кипячение, при котором, кроме уничтожения бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и др. биологических объектов, часто содержащихся в открытых водоисточниках, удаляются растворенные в воде газы и уменьшается жесткость воды. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало.
Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды .
Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды.
Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.
Аналогично распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.
Поскольку все микроорганизмы характеризуются определенными размерами, пропуская воду через фильтрующую перегородку с размерами пор меньшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду.
Так, фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующим ТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т. е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы.
Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1–0,2 мкм.
Достаточно новыми способами обеззараживания воды являются электрохимический и электроимпульсный . Серийно производятся установки «Изумруд», «Сапфир», «Аквамин» и т. п.
Их работа основана на пропускании воды через электрохимический диафрагменный реактор, разделенный ультрафильтрационной металлокерамической мембраной на катодную и анодную область. При подаче постоянного тока в катодной и анодной камерах происходит образование щелочного и кислого растворов, электролитическое образование активного хлора.
В этих средах гибнут практически все микроорганизмы и происходит частичное разрушение органических загрязнений. Конструкция проточного электрохимического элемента хорошо отработана, и набором из различного числа таких элементов получают установки заданной производительности.
Кроме того, их используют для получения дезинфицирующих растворов – католита и анолита, применяемых в медицинской практике. Что касается заявлений разработчиков об изменении структуры воды и ее чудодейственных свойствах, оставим это без комментариев.
При электроимпульсном воздействии производится электрический разряд в воде – электрогидравлический удар, т. н. эффект Л. А. Юткина. При разряде возникает ударная волна сверхвысокого давления, световое излучение и образуется озон. Эти факторы губительно действуют на биологические объекты в воде.