Обеззараживание воды хлором и его соединениями
Обеззараживание воды ультрафиолетом
Применение ультразвука для обеззараживания воды
Наиболее традиционный метод обеззараживания – кипячение
На Земле, жизнь без воды, была бы невозможна. Наверное, поэтому очень трудно встретить в природе воду полностью лишенную живых микроорганизмов. А бактерии и вирусы далеко не всегда безвредны для человеческого организма. Холерный вибрион, бактерии вызывающие дизентерию, опасные штаммы кишечной палочки, сальмонелла, обширный список вирусов и некоторые простейшие - вот далеко не полный перечень патогенных микроорганизмов, которые могут содержаться в воде.
Именно заражение источников воды нередко становилось причиной серьезных эпидемий в прошлом. Даже сейчас, множество людей в мире страдает от последствий употребления некачественной воды. Можно встретить такую цифру, как 500 миллионов заболевших, из которых, по разным данным, от 5 до 8 миллионов умирает ежегодно из-за употребления загрязненной питьевой воды.
Естественно, что в большей степени эта проблема касается развивающихся стран. В государствах с развитой экономикой достаточно средств для создания систем централизованной очистки необходимого количества питьевой воды. Но, тем не менее, даже в благополучных странах случаются вспышки инфекционных заболеваний, вызванные проблемами с водой.
Концентрация микроорганизмов в воде сильно различается. В открытых водоемах и грунтовых водах она очень высока, перед тем как использовать такую воду ее необходимо тщательно очистить, причем не только от биологических примесей.
Обеззараживание воды хлором и его соединениями
Одна из самых распространенных технологий обеззараживания – это хлорирование воды. Хлор – сильный окислитель и способен уничтожить большую часть микроорганизмов. В начале 20 века хлор эпизодически использовался для обеззараживания, в частности, для очистки воды в населенных пунктах при вспышках холеры или брюшного тифа. Применение хлора для обеззараживания воды стало массовым с середины 20 века.
Основное достоинство этого способа заключается в сочетании достаточно высокой эффективности с низкими затратами. Кроме того, при избытке реагента, в воде сохраняется некоторое количество остаточного хлора, который долгое время препятствует росту биологической активности. То есть, в хлорированной воде микроорганизмы не приживаются.
Недостатки метода заметные безо всякого оборудования – это ухудшение органолептических свойств воды. Кроме того, обработанная хлором вода может негативно повлиять на организм человека.
Известно, что в результате химических реакций хлора с некоторыми органическими примесями в воде могут образоваться вещества ядовитые для человека. Как правило, концентрация хлорсодержащей органики невысока, но регулярное употребление такой воды не рекомендуется. К счастью, даже простейшие сорбционные фильтры с активированным углем хорошо справляются с очисткой от хлорсодержащих соединений.
В настоящее время во многих странах, в том числе и в России, действуют государственные нормы и стандарты, которые регламентируют максимально допустимую концентрацию хлорсодержащих соединений в водопроводной воде. Стоит отметить, действующий в нашей стране СанПиН 2.1.4.1074-01, который пришел на смену Сан-ПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества", устанавливает более высокие ПДК для хлоридов, по сравнению с зарубежными стандартами.
Сейчас появились технологии очистки питьевой воды, в которых в качестве реагента используется не чистый хлор, а его соединения, в частности, гипохлорита натрия или диоксид хлора. Предполагается, что эти соединения будут иметь все достоинства хлора и, в то же время, окажутся лишенными свойственных ему недостатков. Основное препятствие для замены хлора – это более высокая стоимость других реагентов.
Обеззараживание воды озоном
Обеззараживание озоном имеет очень высокую эффективность, то есть позволяет уничтожить подавляющее большинство микроорганизмов. Недостаток озонирования – высокая стоимость внедрения и трудоемкость обслуживания таких установок. Поэтому системы очистки воды озоном используются только в централизованных системах снабжения питьевой водой.
При озонировании воды патогенные микроорганизмы гибнут многократно быстрее, чем при хлорировании. Помимо обеззараживания озон способен обесцвечивать воду, для этого достаточно увеличить его концентрацию.
Несмотря на то, что в чистом виде озон ядовит, при передозировке в воде он быстро превращается в кислород. Таким образом, достаточно дать воде немного отстояться, чтобы она стала пригодной для питья.
Обеззараживание воды ультрафиолетом
Среди безреагентных способов обеззараживания в первую очередь нужно выделить использование интенсивного ультрафиолетового облучения. В качестве источника излучения выступает газоразрядная лампа.
Что любопытно, микроорганизмы по-разному реагируют на интенсивное ультрафиолетовое излучение. Вирусы и многие бактерии гибнут от небольших доз, тогда как простейшие способны вынести значительные дозы облучения. Данная технология никак не влияет на химический состав обработанной воды.
Затраты на электроэнергию вполне сравнимы с расходами на химические реагенты. Расходы напрямую зависят от срока воздействия. Кстати время, необходимое на очистку воды от микроорганизмов очень невелико, от половины до 5 секунд.
По-настоящему эффективной ультрафиолетовая обработка будет только для чистой и прозрачной воды. В мутной воде результативность обработки существенно снижается.
Необходимо помнить, что, несмотря на высокую эффективность очистки, уф-обеззараживание не обладает таким свойством, как последействие. То есть, через непродолжительное время в воде вновь размножаться микроорганизмы.
Применение ультразвука для обеззараживания воды
Используют для обеззараживания воды и ультразвук. Под воздействием сверхвысоких звуковых колебаний в воде наблюдается такое явление, как кавитация, то есть местное понижения давления в воде, приводящее к гидроудару.
Воздействие гидравлического удара на микроорганизмы схоже с действием взрывной волны на организмы более крупные. И приводит к аналогичным последствиям. Происходит разрыв клеточной оболочки и гибель микроорганизмов.
Наиболее традиционный метод обеззараживания – кипячение
Наверное, это самый древний способ очистки воды от патогенных микроорганизмов. Он достаточно эффективен, но именно на бытовом уровне. В больших объемах данный способ окажется слишком энергозатратным, то есть дорогим. Основное достоинство данного способа – это простота. Вскипятить воду можно и дома и в походных условиях. Все что нужно, это не боящаяся высоких температур посуда и источник тепла – газовая конфорка, электрокипятильник или костер.
Вот небольшой видеообзор ультрафиолетовой установки для обеззараживания воды.
