Обеззараживание сточной воды ультрафиолетом: принцип работы, оборудование, эффективность

Преимущества ультрафильтрации сточных вод

Наиболее распространенный метод обеззараживания воды – хлорирование – из-за дешевизны сырья. Вместе с этим остатки действующего вещества способны образовывать химически активный осадок на дне водоемов, куда сбрасываются очищенные сточные воды. Это создает неблагоприятную экологическую обстановку для животных и рыб, обитающих в воде. Поэтому необходимо рассмотреть способы, которые могут пригодиться для обустройства автономных канализаций, стоки которой сбрасываются в находящиеся поблизости водоемы.

  1. Область применения обеззараживания воды ультрафиолетом
  2. Принцип работы
  3. Оборудование для обеззараживания сточных вод
  4. Эффективность метода
  5. Недостатки метода

Область применения обеззараживания воды ультрафиолетом

Один из новых методов бактериологической очистки – установка обеззараживания сточной воды ультрафиолетом. Способ основан на облучении жидкости лучами невидимого спектра, при котором разрушаются молекулы ДНК и РНК у патогенных микроорганизмов.

Область применения установок широкая: промышленные предприятия с большим количеством сточных вод, частные септики или биологические станции. После заключительного этапа – облучения – жидкость может использоваться повторно или сбрасываться в водоемы без опасности возникновения эпидемии.

Установку можно применять не только для канализационных жидкостей, но и для питьевой воды, так как ультрафиолет не меняет ее химических и физических свойств.

Принцип работы

Проходя через стенки клеток микроорганизмов, ультрафиолет вызывает в них необратимые последствия, после чего бактерии утрачивают способность к размножению. Это наиболее важный фактор, так как патогенные микроорганизмы наносят ущерб здоровью человека, если начинают размножаться.

Плюс метода в том, что многие бактерии стали резистентными к хлору и другим химическим веществам, поэтому не поддаются его влиянию и продолжают активно делиться. К ультрафиолету невозможно адаптироваться, поэтому способ более надежный.

Если водопроводные сети, передающие жидкость для повторного использования людям, находятся в неудовлетворительном санитарном состоянии, может возникнуть повторное заражение. Для этого после ультрафильтрации сточных вод применяют хлорирование, которое имеет более длительный период действия.

Оборудование для обеззараживания сточных вод

Оборудование состоит из нескольких блоков. Самый большой из них – камера обеззараживания, куда нагнетается вода и происходит облучение. Основной элемент – ультрафиолетовые лампы, которые находятся в кварцевых чехлах. Чехлы выполняют защитную функцию. Помимо ламп в них находятся датчики для мониторинга мощности излучения и температуры. Чтобы сточные воды не представляли опасности для окружающей среды, необходима мощность не менее 65 мДж/квадратный сантиметр.

Металлический шкаф ЭПРА – место, где расположены пусковые устройства, которые поддерживают установку в рабочем режиме.

Блок безопасности автоматизирует работу системы. Чтобы ультрафиолетовые лампы работали полноценно, система периодически смывает налет на чехлах.

В зависимости от количества сточных вод применяются установки различной мощности. Используют несколько видов материалов для изготовления ламп высокого и низкого давления. Некоторые из них более энергоемкие, но имеют непродолжительный срок работы. Другие служат дольше, но дают слабое излучение.

Эффективность метода

Ультрафиолетовое излучение – это природный метод, который никак не влияет на здоровье человека, разве что при длительном непосредственном воздействии на организм.

Способ намного дешевле, чем другие экологически чистые методы – озонирование или биологическая очистка. Иногда нужно менять лампы на новые, чтобы мощность излучения поддерживалась на высоком уровне.

Излучение моментально убивает патогенные микробы даже при использовании минимальных значений мощности.

Можно применять сверхвысокие дозы облучения – физические и химические свойства воды это не меняет. После облучения можно использовать гораздо меньше хлора, что благоприятно сказывается на здоровье людей, употребляющих воду.

Недостатки метода

Метод не эффективен против некоторых бактерий, которые встречаются редко, поэтому для подготовки питьевой воды применяют хлорирование как запасной способ дезинфекции.

В мутной воде степень проникновения лучей ниже, поэтому для очистки стоков применяют мембранные половолоконные фильтры. Степень предварительной очистки воды от крупнодисперсных примесей должна быть высокой, иначе они будут служить укрытием для микробов и те не получат нужной дозы облучения.

Действие лучей короткое. Если после выхода из бактерицидной камеры вода попадает в грязные трубы, она вновь становится опасной.

Снижает эффективность работы установки наличие примесей железа в воде, поэтому в районах с повышенным содержанием оксидов необходимо ставить дополнительные фильтры.

Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод

Содержание статьи
  • Что такое сточные воды? Определение, виды
  • Методы обеззараживания сточных вод
  • УФ-обеззараживание сточных вод

Проблема очищения и обеззараживания воды – одна из глобальных проблем человечества. С развитием промышленности и всё более глубокого проникновения деятельности человека в природу этот вопрос становится всё более острым. Разберемся, что такое сточные воды, какие они бывают и какими способами их очищают и обеззараживают.

Что такое сточные воды? Определение, виды

Сточные воды – воды, образованные в результате бытовой и промышленной деятельности человека, которые собираются на водосборной площадке и в дальнейшем отводятся для утилизации. Атмосферные осадки в зависимости от места их выпадения могут относиться, а могут и не относиться к сточным водам.

Сточные воды по происхождению классифицируются следующим образом:

  • Поверхностные – сточные воды от выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, которые стекают по асфальту, дорогам, крышам домов. Эти воды включают в себя различные загрязнения – резиновую крошку, стройматериалы и грунты, копоть, нефтепродукты – капли масел, мазута, топлива, проливы технологических жидкостей, соли и окислы металлов, в том числе цветных и тяжёлых – из выхлопных газов, выбросов ТЭЦ
  • Хозяйственно-бытовые – они образуются в результате жизнедеятельности человека. Это экскременты, отмершие покровы, пищевые остатки и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Биогенные загрязнители представляют собой набор белков, жиров, углеводов, макро- и микроэлементов и продуктов их распада
  • Промышленные – отличаются своим многообразием и опасностью. Они наполнены сильнодействующими ядовитыми веществами (цианиды, ртуть, фосфорорганические и полихлорированные ксенобиотики, радиоактивные отходы), которые могут даже в минимальных количествах полностью уничтожить надолго живые организмы на широких территориях
Читайте также:
Ремонт водосточной системы: причины повреждений, виды работ и цены

Методы обеззараживания сточных вод

Обеззараживание – важный и, чаще всего, заключительный этап в процессе обработки сточных вод на очистных сооружениях.

Существует несколько способов обеззараживания воды, которые отличаются по принципу действия, эффективности, надежности и степени опасности. Широкое применение получили физико-химические процессы: применение раствора гипохлорита натрия, ультрафиолетового излучения, мембранных технологий очистки, озонирование, обработку серебром и другие.

Выбор метода обеззараживания стоков зависит от ряда факторов, а именно от:

  • объекта использования
  • типа и объема стока
  • санитарных нормативов по сбросу

Методы микробиологического обезвреживания стоков подразделяются на:

  • химические
  • физические
  • физико-химические
  • биологические

Основа химических методов – добавление в воду реагентов-биоцидов. Широкое распространение получили хлор и соединения, выделяющие его в процессе разложения, например, гипохлорит натрия. Также применяются озон, пероксиды, перманганаты, органические дезинфектанты, например, полигексаметиленгуанидины.

Достоинство этих методов:

  • Меняется химический состав воды, возможно образование потенциально токсичных соединений
  • Многие микробы устойчивы к дезинфектантам

Физические методы – совокупность воздействия на стока физических явлений. Наиболее применимый способ – ультрафиолетовое обеззараживание. Кроме того, существует термический и радиационный метод. Достоинства метода:

  • Не меняется состав воды
  • Меньшая привыкаемость микроорганизмов к воздействию
  • Высокая стоимость оборудования
  • Энергозатратность

Наиболее эффективный метод – радиационное обеззараживание, но здесь высокие затраты на обеспечение безопасности и необходимость соблюдать формальные требования.

Физико-химические методы – флотация, коагуляция и сорбция – это введение реагентов, ускоряющих тот или иной физический процесс, непосредственно приводящий к обеззараживанию. Это дополнительные вспомогательные методы, поскольку только их использование не приведет к результату, соответствующему требованиям нормативов

Биологический метод основан на самоочистке в искусственных прудах, где живые микроорганизмы воздействуют на патогенные загрязнения. Для России это редкий метод, поскольку климатические условия не позволяют его применять повсеместно.

УФ-обеззараживание сточных вод

УФ-обеззараживание (УФ) стал одним из самых широко распространенных и на сегодняшний день остается наиболее перспективным методом, удовлетворяющим потребности действующих нормативов к качеству вод, сбрасываемых в открытые водоемы, по микробиологическим показателям. После предварительной очистки исходной воды, хозяйственно-бытовых стоков или природной, устанавливается оборудование УФ. Применение технологий дезинфекции актуально и для традиционной схемы обработки природной воды.

При подготовке питьевой воды данный способ нейтрализации бактериологических загрязнений является одним из наиболее эффективных мероприятий для нейтрализации вирусов и цист патогенных простейших, а также создаёт условия для изменения регламента хлорирования в целях снижения содержания хлорорганических соединений в питьевой воде. Внедрение УФ-оборудования для обеззараживания очищенных стоков позволяет исключить хлораторное оборудование на очистных сооружениях, тем самым помогает устранить потенциальную опасность для населения и окружающей среды. В отличие от хлорирования с использованием хлора или хлорсодержащих реагентов, УФ-облучение не оказывает влияния на физико-химические показатели обрабатываемой воды, не приводит к образованию побочных продуктов дезинфекции и, таким образом, не нарушает экологию природных водоёмов – приёмников сточных вод. В то же время УФ-обеззараживание высокоэффективно в отношении бактериального, вирусного и паразитарного загрязнения.

УФ-обеззараживание сточных вод является наиболее перспективным промышленным методом обеззараживания, который позволяет обеспечить и эпидемиологическую, и экологическую безопасность сточных вод, сбрасываемых в водоёмы. Кроме того, этот метод обеззараживания с использованием амальгамных ламп низкого давления является наиболее приемлемым по техническим и экономическим соображениям.

Компания ООО «НПО «Агростройсервис» профессионально занимается очисткой и обеззараживанием сточных вод с 1992 года. За этот период был построен не один объект и разработана не одна технологическая схема очистки загрязненных вод. Накопленный опыт дает нам право быть экспертами в области строительства и ввода в эксплуатацию очистных систем для промышленных предприятий, водоканалов и т.д. Готовы решать сложные проблемы с водоочисткой. Обращайтесь по бесплатному номеру 8-800-222-45-62 и получайте бесплатную консультацию наших специалистов.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ (УФ) ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ

Ультрафиолетовое обеззараживание воды, УФ обеззараживание воды, обеззараживание воды ультрафиолетом.

Сегодня одним из наиболее распространенных методов обеззараживания воды считается ультрафиолетовое (УФ) обеззараживание воды. Основным применением УФ обеззараживания воды считается начальная стадия очистки воды от болезнетворных организмов. Так, к примеру, обеззараживание воды ультрафиолетом может быть применено в сочетании с обеззараживанием воды хлором и гипохлоритом, причем хлорирование обязательно производится после обработки воды ультрафиолетом.

Столь широкое распространение ультрафиолетовое обеззараживание воды получило за счет своей безреагентной основы. Это не только исключает попадание в воду побочных продуктов и реагентов, но и никаким образом не сказывается на физико-химических свойствах обеззараживаемой воды.

Что такое бактерицидное излучение?

Ультрафиолет — это электромагнитное излучение с длиной волны от 10 до 400 нм. Ультрафиолетовые волны располагаются на границе видимости и рентгеновских лучей, причем само ультрафиолетовое излучение делится на три вида:

Для УФ обеззараживания воды используется бактерицидное излучение, то есть средний ультрафиолет с длиной волн от 200 до 400 нм. Максимальная эффективность обеззараживания воды ультрафиолетом достигается при использовании волны, чья длина находится в достаточно узких рамках — от 250 до 270 нм. Установки УФ обеззараживания, как правило, используют волны с длиной около 260 нм.

Основы ультрафиолетового обеззараживание воды.

Для УФ обеззараживания воды сегодня применяются волны довольно узкого диапазона — от 250 до 270 нм. В этих рамках бактерицидное воздействия ультрафиолета приобретает свое максимальное значение. Большая часть установок по обеззараживанию воды ультрафиолетом использует лампы низкого ртутного давления, которые производят излучение длиной в 260 нм, то есть оптимальную длину волны. При работе на этой длине волны происходит умягчение воды.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды происходит при помощи способности УФ излучения проникать сквозь стенки клетки, добираясь до ее информационного центра — нуклеиновых кислот ДНК и РНК. В ДНК живой клетки хранится вся информация, которая контролирует процесс развития и нормального функционирования в клетке. Ультрафиолетовое обеззараживание воды заключается в поглощении лучей излучения нуклеиновыми кислотами. При поглощении излучения ДНК и РНК теряют способность делится, вследствие чего теряется способность клетки к размножению, так как именно в разделении нуклеиновых кислот заключается репродукция клетки.

Болезнетворные микроорганизмы способны нанести вред человеческому организму только в случае их размножения в организме, при обеззараживании воды ультрафиолетом эта способность утрачивается и, как следствие, любой негативный эффект микроорганизмов исключается.

Установки УФ обеззараживания воды.

Установки обеззараживания воды ультрафиолетом обладают достаточно простой конструкцией и представляют собой металлические трубки, в которых размещаются ультрафиолетовые лампы. Обязательным элементов фильтров УФ обеззараживания воды являются кварцевые чехлы, в которых располагаются лампы.

Основным элементом установок ультрафиолетового обеззараживания воды является лампа — источник ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение образуется в процессе испарения в корпусе лампы того или иного металла. Наиболее распространенным материалом для ламп является ртуть, которая и используется для УФ обеззараживания воды. Разумеется, для уничтожения болезнетворных микроорганизмов необходимо контролировать длину излучаемых лампами волн. Основным фактором, определяющим длину волн, является давление, под которым в лампе находятся пары ртути.

Разделяют три типа ламп ультрафиолетового излучения: лампы высокого, среднего и низкого давления. Для обеззараживания воды ультрафиолетом могут быть использованы только два типа ламп: лампы среднего и низкого давления. Наибольшее распространение сегодня имеют лампы низкого давления, так как они производят излучение длиной около 260 нм, чего достаточно для полного обезвреживания микроорганизмов, и, к тому же, обладают большим сроком службы и при работе употребляют меньше энергии.

Условия эффективности УФ обеззараживания воды.

Как и любой другой метод, обеззараживание воды ультрафиолетом имеет целый ряд ограничений, которые способны существенно затруднить полноценную работу установок ультрафиолетового обеззараживания воды.

Первым и одним из самых важных факторов, влияющих на качество водоочистки, является необходимая доза УФ облучения. Доза необходимого для проведения обеззараживания воды ультрафиолета рассчитывается на основе интенсивности облучения и его продолжительности. По сути, доза УФ облучение — это произведение интенсивности на продолжительность. Доза необходимого для эффективного обеззараживания воды ультрафиолетом облучения рассчитывается с учетом характером находящихся в воде микроорганизмов. В зависимости от вида и типа болезнетворных организмов меняется их устойчивость к облучение, что приводит к простому выводы: чем выше устойчивость, тем дольше должно быть время воздействия. Конечно, для эффективного УФ обеззараживания воды достаточно было бы всего лишь увеличить интенсивность излучения, однако с учетом однотипности ультрафиолетовых ламп, излучающих волны определенной длины и интенсивности, с увеличением устойчивости организмов растет время нахождения воды в реакционной камере. Не меньшее значения при расчеты необходимой дозы имеет количество бактерий и микробов, находящихся в воде.

Также огромное значения для успешного функционирования установок УФ обеззараживания воды имеют ее свойства, в особенности состав и количество содержащихся в ней примесей. Существуют определенные нормативы содержания в воде железа, крупнодисперсных загрязнителей, а также цветности, при превышении которых дальнейшее обеззараживание воды ультрафиолетом становится если не бесполезным, то малоэффективным. Крупнодисперсные примеси и частицы железа действуют на манер щита для какой-то части бактерий и микробов, находящихся в воде, в следствии чего последние не получают необходимой дозы облучения и, тем самым, негативно сказываются на качестве УФ обеззараживания воды, поэтому сначала необходимо провести обезжелезивание воды.

Эффективность ультрафиолетового обеззараживания воды определяется по уровню содержания в ней бактерий кишечной палочки — организма, который обладает наибольшей устойчивостью к УФ облучению. Контроль над установками УФ обеззараживания воды производится методом выявления в воде кишечной палочки и определению уровню ее содержания.

Преимущества УФ обеззараживания воды.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды считается одним из наиболее чистых методов очистки воды, так как ультрафиолет по своей сути представляет собой чистое, природное излучение, которое может каким-либо негативным образом сказаться на организме человека только при условии длительного действия на непосредственно на организм человека. УФ обеззараживание воды никаким образом не сказывается на физико-химических свойствах воды, что также исключает возможность косвенного влияний.

Не меньшим преимуществом по праву считается универсальность ультрафиолетового обучения воды, которое обезвреживает большую часть вредоносных микроорганизмов. В эффективности УФ обеззараживание воды уступает озонированию, однако в тех случаях, когда в воде не содержатся какие-либо особо устойчивые бактерии, применение УФ обеззараживания воды считается оптимальным методом в силу своей экономичности по сравнению с озонированием и другими дорогостоящими методами обеззараживания воды.

Не меньшую ценность при использовании УФ обеззараживания воды представляет собой высокая скорость реакции. Обеззараживание воды ультрафиолетом происходит в считанные секунды даже при условии использования максимальной дозы облучения.

УФ обеззараживание воды в силу своей безреагентной основы допускает использование сколь угодно высоких доз облучения, что невозможно в случаях с иными методами обеззараживания воды, где превышение верхней границы дозы грозит возможностью попадания реагента в воду.

Обеззараживание воды ультрафиолетом также может быть использовано в качестве предварительной меры обеззараживания. За счет своей достаточно высокой способности к дезинфекции УФ обеззараживание воды позволяет существенно сократить расходы химических реагентов-дезинфекторов или же расходы энергии на обеззараживание воды озонированием и любыми другими способами.

Недостатки УФ обеззараживания воды.

Основным недостатком обеззараживания воды ультрафиолетом считается его не универсальность в отношении некоторых микроорганизмов, которые обладают высокой устойчивостью к УФ излучение. Подобные микроорганизмы встречаются довольно редко, однако в тех случаях, когда вода содержит большое количество тех или иных стойких бактерий или вирусов УФ обеззараживание воды может быть использовано только в качестве предварительной меры.

Необходимость контролировать уровень железа и при необходимости проводить очистку воды от железа.

На эффективность функционирования бактерицидных установок, работающего по принципу обеззараживания воды ультрафиолетом, огромное влияние оказывает наличие в воде взвешенных частиц различных загрязнителей. Если в воде присутствует крупнодисперсная примесь, то она может сыграть роль своеобразного щита для болезнетворных микробов, которые впоследствии не получат необходимую дозу облучения и, соответственно, не будут обезврежены. Становится ясным, что чем выше уровень содержания в воде механических примесей, тем выше вероятность недостаточной эффективности влияния УФ излучения на отдельные микроорганизмы. Таким образом необходимым условием для полноценного функционирования установки обеззараживания воды становится применение дополнительных этапов водоочистки, предшествующих обеззараживанию воды ультрафиолетом и своей целью имеющих удаление из воды механических и других примесей.

Не меньшим по значению недостатком УФ обеззараживания воды служит отсутствие последействия дезинфицирующих мер. Ультрафиолет — излучение и, следовательно, оно не остается в воде после выхождения ее из корпуса бактерицидной установки. Действие ультрафиолетового обеззараживания одноразовое и прекращается сразу после потери контакта излучения с водой.

УФ обеззараживание воды сегодня применяется как в качестве самостоятельного метода очистки воды, так и в сочетании с другими методами дезинфекции.

Различия установок УФ обеззараживания воды.

Системы, в которых используются установки обеззараживания воды ультрафиолетом, различаются по многим критериям. Суть любой установки УФ обеззараживания воды не меняется — всегда используются ультрафиолетовые лампы в кварцевых чехлах, которые облучают воду, однако некоторые факторы позволяют утверждать, что не каждая системы ультрафиолетового обеззараживания воды универсально подойдет для работы в любых условиях.

На выбор установки УФ обеззараживания воды в первую очередь влияет производительность системы. В силу того, что установки УФ обеззараживания воды обладают принципом непрерывного действия, на производительность влияет часовая скорость пропуская воды через установку, т.е. расход воды. Накопительные баки могли бы увеличить производительность системы, однако в установках обеззараживания воды ультрафиолетом их применение недопустимо, так как УФ излучения не обладает последействием и, следовательно, допускает повторное заражение воды.

Не меньшее влияние на выбор установки оказывает коэффициент пропускания УФ излучения водой, который напрямую зависит от качеств самой воды. При высоком уровне мутности воды, при большом содержании в воде крупнодисперсных примесей коэффициент уменьшается, и следовательно, возникает необходимость в увеличении дозы облучения.

Последним параметром установок УФ обеззараживания является их мощность, то есть используемая при обеззараживании воды ультрафиолетом доза облучения. Необходимая доза УФ излучения определяется характером и количеством микроорганизмов, которые находятся в воде. В зависимости от вида бактерий и микробов меняется их устойчивость к облучению, и тем самым диктуется условия обеззараживания воды ультрафиолетом.

Наиболее простым параметром при выборе установки УФ обеззараживания воды является – производительность, для определения же коэффициента пропускания и дозы облучения необходимо проводить полный химический анализ воды.

Компании ЗАО “Сварог” в сфере ультрафиолетового обеззараживания воды.

Микробиологи ведущих научных центров Америки, Азии и Европы показывают в своих отчетах, что за последние 15 – 20 лет устойчивость патогенной микрофлоры к хлору повысилась в 5 раз, к озону – в 2 – 3 раза, к ультрафиолету – в 4 раза. Это означает, что с учетом дальнейшего повышения устойчивости микроорганизмов спор, вирусов и простейших, к перечисленным выше методам дезинфекции (обеззараживания) воды, необходимо при проектировании закладывать уровни воздействия с учетом динамики роста сопротивляемости объекта воздействия. Именно поэтому, сейчас в экономически развитых странах минимальная доза воздействия ультрафиолетового излучения определена в 40 мДж/см 2 , а во всех проектируемых станциях по обеззараживанию воды закладывается доза ультрафиолетового излучения 70-100 мДж/см 2 . В этом случае наиболее перспективными являются методы комбинированного воздействия на воду различных дезинфицирующих средств и способов.

Одним из комбинированных методов для обеззараживания воды, разработанным в середине 90-х годов ХХ века, является метод, использующий одновременное воздействие на воду ультрафиолета и ультразвука. Используя этот метод, была разработана новая технология обеззараживания воды под названием «Лазурь». В ее основе непрерывная обработка воды ультрафиолетовым излучением, с плотностью потока не менее 40 мДж/см 2 и длиной волны 253,7 нм и 185 нм с одновременным ультразвуковым воздействием плотностью около 2 Вт/см 2 и акустическими колебаниями. Предлагаемая технология «Лазурь» для обеззараживания питьевой и сточной воды успешно реализована и апробирована в бактерицидных установках модульного исполнения серии «Лазурь – М».

Дополнительным преимуществом этих установок ультрафиолетового обеззараживания с ультразвуком является более низкие требования к прозрачности воды (до 60%), количеству взвешенных в воде частиц (до 20 мг/л), а также отсутствие необходимости периодической очистки защитных чехлов ламп от биообрастания и соляризации.

2002 © ЗАО “СВАРОГ”

Тел./Факс: 8 800 100-123-7 (Звонки по России бесплатно); +7(495)617-19 -45,-46,-47,-48; +7(499)795-77-86;

Как происходит обеззараживание воды ультрафиолетом и что для этого нужно

Ультрафиолетовая очистка воды – современная технология, позволяющая снизить риск бактериального заражения. Свет не поможет избавить жидкость от химических взвесей или мусора. Зато это действенный способ обеззараживания, который используется в домашних фильтрах и на крупных производствах.

  1. Область применения обеззараживания воды излучением
  2. Технологии обеззараживания
  3. Оборудование для обеззараживания
  4. УФ обеззараживатель
  5. Принцип действия УФ обеззараживателя
  6. Конструктивные особенности УФ обеззараживателя
  7. УФ лампа
  8. Когда можно использовать УФ обеззараживатель для воды

Область применения обеззараживания воды излучением

Необходимость очистки воды от патогенных микроорганизмов касается не только питьевых жидкостей и бытовых нужд. Технология ультрафиолетового облучения нашла применение в:

  1. Пищевой промышленности. В составе продукта вода может не содержаться. Но для его производства во всех случаях обязательна.
  2. Заведениях общественного питания. Сфера на стыке бытовой и пищевой. Персонал обязан работать с чистыми руками, а еда должна быть безопасной для употребления.
  3. Оздоровительных, лечебных. У людей, приехавших поправить свое здоровье, иммунитет ослаблен. Вторичное инфицирование для таких пациентов – реальная опасность.
  4. Добыче воды из скважин и колодцев. Вдали от центральной линии водоснабжения приходится получать природное питье из-под земли. Чтобы не испытывать иммунитет на прочность, рекомендуется очищать эту жидкость.
  5. Содержании водных животных и рыб. Жители аквариума и обитатели дельфинария имеют одну среду обитания. Она должна быть благоприятной для их существования и не содержать вредных микроорганизмов и бактерий.
  6. Заведениях массового купания: бассейн, аквапарк. Большое скопление людей предполагает перенос разнообразных инфекций. Чистая плавательная среда позволит не допустить взаимного заражения в бассейнах. Но в этом случае ультрафиолет очень редко используется и предпочтение отдается другим методам очистки.
  7. Канализации. Обеззараживание сточных вод обязанность коммунальных служб. Так городское население и обитатели пресных водоемов защищены от эпидемий.

Технологии обеззараживания

Дистиллированная вода, полностью очищенная от всех сторонних бактерий и минералов, непригодна для употребления, как питьевая, и может причинить вред здоровью. Она способствует нарушению водно-солевого баланса. Сделать воду безопасной и годной для употребления в пищу можно несколькими способами. Они предполагают разный расход финансовых средств и имеют нюансы в использовании. Условно делятся на три типа:

  • химический;
  • физический;
  • комбинированный.

Химический возможен с использованием озона, хлора, антисептиков, серебра. Они добавляются в воду, иногда растворяются в ней. Угнетают чужеродные бактерии, останавливая их развитие, или нейтрализуют полностью. Одно из наиболее распространенных обеззараживающих веществ – хлор. Главное его преимущество – низкая цена и пролонгированный эффект. Чтобы самостоятельного обеззараживать воду с помощью этого метода, необходимо знание техники безопасности и точные расчеты дозировки активного вещества. Недостаточное количество вещества убьет часть нежелательного состава. Оставшиеся бактерии получают благоприятную почву для размножения. Избыток химического реагента превратит воду в яд.

Негативные последствия хлорирования:

  • способствует росту раковых клеток;
  • загрязняет окружающую среду;
  • образует яд диоксин при кипячении;
  • нарушает нормальное функционирование организма.

Использование озона привлекает потребителей. Газ способен очистить воду от инфекций за несколько секунд. Но есть и недостатки:

  • высокая цена водоочистной установки и ее обслуживания;
  • неприятный запах озона, хоть он и не влияет на качества воды;
  • высокий расход электричества для создания газа;
  • взрывоопасность;
  • требуется время для распада озона и последующей транспортировки.

Полимерные реагенты (антисептики) по сравнению с хлором:

  • безопасны для человека;
  • сохраняют ткань купальника и целостность металла;
  • действуют длительное время.

Обеззараживание сорбционным методом возможно с помощью фильтра из угля. Данную продукцию производят фирмы:

  • «Аквапро»;
  • «Аквафор»;
  • «Атол».

Очистку воды с помощью серебра и кремния нельзя назвать полноценной. Фильтры всего лишь останавливают рост количества бактерий. Серебро, как металл, имеет свойство скапливаться в организме. Потом его оттуда сложно вывести и предотвратить отравление.

Физический способ позволяет очищать воду с помощью звуковых, световых или температурных воздействий. Кипячение, относящееся к этой категории, простой и популярный способ. Комфортная температура обитания микроорганизмов, ниже температуры кипения. Поэтому они после процедуры становятся нежизнеспособны. Недостаток метода – затраты времени. Приходится сидеть и ждать пока вода остынет. Ультрафиолетовые фильтры также представители данной категории.

Комбинированная система предполагает дезинфекцию жидкости с помощью нескольких разноплановых барьеров. Включает химический и физический методы. На промышленных и коммунальных предприятиях строят комплексы, позволяющие многократно увеличивать выработку очищенной от инфекций жидкости.

Оборудование для обеззараживания

Купить по доступной цене водоочистительные системы любого типа можно в компании КВАНТА+ в г. Тюмень. Покупателям предоставлен богатый ассортимент имеющихся устройств.

Бактерицидные установки применяются для очищения воды в промышленных масштабах. Это камеры, изготовленные из нержавеющей стали высокого качества, которая допускается для пищевого использования. Трубы могут быть окрашены в необходимый цвет порошковой эмалью. Манжеты герметизации имеют стыковку с кварцевыми трубами, осуществляющими очистку жидкости. Камера оснащена датчиками. Они позволяют управлять ее работой и интенсивностью обработки воды. Одна из наиболее распространенных моделей «УОВ-УФТ-П-50».

Ультрафиолетовая лампа для воды, как альтернативный вариант, это небольшая металлическая труба с точкой входа для нуждающейся в очистке жидкости и выхода для обработанной. Они равны по диаметру. Так вся вода проходящая через облучение равномерно обеззараживается. Внутри очистителя стоит стеклянная трубка, которая предохраняет саму лампу от попадания частиц и загрязнений. Дополнительно устройство оснащено блоком для подачи питания и регулировки уровня электроэнергии. Защита от скачков напряжения благотворно влияет на длительность срока пользования.

Наиболее популярными считаются модели:

  • «Aquapro»;
  • «Sterilight»;
  • «UV-PL36».

Портативный обеззараживатель «Steripen» при весе до 100 грамм может обработать до 38 литров воды. Его удобно применять вне дома, взять в поход. Чтобы сделать литровый объем воды пригодным для питья понадобится чуть больше минуты. Компактный прибор поместится в женскую сумку.

УФ обеззараживатель

Очистка воды ультрафиолетом позволяет обработать воду лучше, чем хлор. Но физический фильтр стоит дороже химии. Лучи ультрафиолета будут эффективны только после предварительной фильтрации воды от грязи, примесей, яиц гельминтов, микроорганизмов.

Жидкость, которую планируется пропускать через подобный метод очистки, должна иметь до 50 полиморфных бактерий на 0,1 литр жидкости. В противном случае потребуются дополнительные фильтры. Результат сохраняется недолго после обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением. Перед ее употреблением или использованием в других целях процедуру очистки нужно повторять.

Ультрафиолетовая стерилизация требует предварительных расчетов как и прочие методы. Необходимо знать объем жидкости, который будет пропущен через аппарат, время работы лампы, количество микробов на 1 мл. Результатом расчетов станет количество электроэнергии требуемое для процедуры.

Принцип действия УФ обеззараживателя

Ультрафиолетовая лампа для очистки воды воздействует на дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты внутри каждого микроорганизма, находящегося в воде. Кислота разрушается и способность к размножению теряется. Происходит это благодаря потоку волн средней длины. Диапазон находится в промежутке между 200 нм и 240 нм. Самый сильный эффект обеззараживания приходится на 254 нм. Ультрафиолет создается геозарядными лампами, расположенными в кварцевом чехле. Основной принцип прибора — обезвреживание, а не уничтожение микроорганизмов.

Конструктивные особенности УФ обеззараживателя

Увеличение срока работоспособности ультрафиолетового обеззараживателя требует ухода за лампами. По мере увеличения объема пропущенной жидкости растут и солевые отложения на самом приборе. Очистить их можно аналогично накипи на чайнике: механически, либо запустив по установке слабый раствор уксусной/лимонной кислоты. Облучение жидкости возможно после удаления из нее частиц, имеющих способность экранирования.

УФ лампа

UV-C луч по данным Википедии был открыт в начале 19 века. Кварцевание как метод обеззараживания воздуха в помещениях стал набирать популярность с 1950. По прошествии лет излуче́ние, работающее как стерилизатор воздуха, стало применяться повсеместно:

  • в квартире;
  • в доме;
  • на даче;
  • в больнице;
  • на промышленном производстве.

В помещении, во время работы стерилизатора находиться вредно. Несмотря на то, что современные устройства закрытого типа и прямого попадания ультрафиолетового луча не произойдет.

Компактную лампу можно установить в детской комнате. Помимо воздуха, в этом случае будут обеззаражены игрушки. Лампа эффективна для борьбы с грибком в домашних условиях. В этом случае уже не придется постоянно использовать качественную парфюмированную воду, например продукцию Пако Рабан, чтобы с вещей пропал неприятный запах плесени.

Когда можно использовать УФ обеззараживатель для воды

Лампа для обеззараживания может быть использована только при условии проведения водоподготовки. В противном случае дезинфицирующий эффект будет снижен, либо исчезнет совсем. Очищение на физическом уровне позволяет предотвратить попадание механических примесей, кишечных палочек, солей жесткости, железа. Ультрафиолетовый фильтр для воды в свою очередь стерилизует бактерии и вирусы. Это значит, что они не будут размножаться. Но, попав в организм, они там могут остаться. Если предварительная водоочистка от грязи не была осуществлена, стеклянная трубка, которая окружает лампу, загрязняется и УФО-излучение не может проникнуть через этот барьер.

Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением

УФ-обеззараживание или очистка воды ультрафиолетом – доступная и эффективная альтернатива большинству технологий, применяемых в современной водоочистке. В большинстве случаев такой метод используют в комплексной водоподготовке, а основная функция, которую выполняют системы обеззараживания воды ультрафиолетом – удаление бактерий и других болезнетворных микроорганизмов.

Общие сведения. Ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение, находящееся в диапазоне между видимым и рентгеновским. Выделяют сразу несколько участков УФ-спектра, каждый из которых обладает определенной длиной волн. При этом такие участки существенно различаются своими особенностями и биологическими свойствами (в частности, способностью влиять на разные группы микроорганизмов). Воздействие на среды УФ-излучением считается одним из самых эффективных и распространенных методов стерилизации, который используют сегодня во многих сферах, включая водоподготовку.

Принцип обеззараживания ультрафиолетом заключается в том, что на жидкость воздействуют бактерицидной УФ-лампой, излучающей так называемый средний ультрафиолет (200-400 нм). Считается, что максимальной эффективностью для очистки жидких сред обладает волна, имеющая длину 250-270 нм. По этой причине большинство современных установок для очистки воды ультрафиолетом оснащаются бактерицидными лампами с длиной волн порядка 260 нм.

Где применяется

Благодаря своей безопасности и отсутствию побочных эффектов, бактерицидные УФ-установки все чаще используют вместо хлорирования (в том числе, в автономных системах водоснабжения). В числе других сфер применения – обеззараживание воды в бассейнах и аквапарках, на производственных предприятиях, в медицинских и образовательных учреждениях. Помимо этого, распространение получила очистка сточных вод ультрафиолетом в коммунальном городском хозяйстве.

Преимущества

  • Современное оборудование для УФ-обеззараживания позволяет уничтожать до 99% микробов и бактерий, не оказывая негативное влияние на человека и окружающую среду.
  • Воздействует на бактерии гораздо быстрее хлорирования и многих других методов.
  • Не изменяет минерально-солевой состав, цвет и вкус питьевой воды.
  • При обеззараживании воды ультрафиолетом не используют химические реагенты. Это не только сокращает расходы, но и исключает попадание в обеззараживаемую жидкость побочных продуктов.
  • Использование бактерицидных УФ-установок с длиной волны около 260 нм также обеспечивает эффективное умягчение.

Недостатки

  • Неэффективен по отношению к некоторым видам микроорганизмов, демонстрирующих устойчивость к ультрафиолету.
  • Требует предварительной очистки фильтрами для удаления взвешенных крупнодисперсных частиц.
  • Обладает однократным действием. Опасные микробы и бактерии могут появиться в воде уже после ее стерилизации.
  • Еще один недостаток очистки воды ультрафиолетом – потребность в контроле содержания железа и других взвешенных частиц в жидкости, которая обеззараживается таким способом.

Как работает УФ-стерилизатор

Принцип работы установки заключается в пропускании жидкости через специальную камеру, во время которого на нее воздействует источник УФ-излучения. Стандартное оборудование имеет в своей конструкции бактерицидную лампу низкого давления – ртутную или амальгамную. Также получили распространение обеззараживающие УФ-лампы высокого давления, однако они уступают в своей эффективности и безопасности. Сам стерилизатор представляет собой камеру, обычно выполненную из стали-нержавейки, внутри которой находится лампа, а также особый кварцевый кожух, используемый для исключения контакта излучателя с жидкостью. Кроме того, кварцевый чехол позволяет эффективно регулировать температуру.

Помимо этого, классические стерилизаторы ультрафиолетом имеют в своей конструкции другие функциональные элементы: УФ-датчики, а также устройства для пуска, поддержания и регулировки работы лампы.

Заключение

Несмотря на то, что метод обеззараживания воды УФ-излучением не идеален, он нашел широкое применение в водоподготовке. В числе основных преимуществ ультрафиолетового обеззараживания стоит упомянуть высокую эффективность по отношению к большинству бактерий и микроорганизмов, простоту и экономичность, а также отсутствие воздействия на химический состав обрабатываемой воды. На рынке оборудования для водоподготовки представлен большой выбор УФ-установок разной мощности и производительности.

Особенности обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением

Вопрос обеззараживания на сегодняшний день имеет огромную актуальность не только в сфере дезинфекции питьевой воды, но и в сфере обработки сточных вод.

С бурным развитием промышленности за последние годы значительно увеличилось количество утилизируемых предприятиями сточных вод, которые выбрасываются в грунты и водоемы.

По этой схеме происходит простейший процесс обеззараживания жидкости.

Такая вода, прошедшая не один технологичный процесс, зачастую содержит огромное количество всевозможных бактерий и микроорганизмов, которую представляют прямую угрозу для здоровья человека.

Для их уничтожения, а также для повышения качества питьевой воды в гражданском водоснабжении применяются разнообразные методы дезинфекции и стерилизации.

1 Область применения обеззараживания воды излучением

Cамым популярным способом, до начала 90-х годов являлось хлорирование. Затем исследования выявили, что хоть хлорирование и является неплохим методом для промышленности — слабо подходит для обеззараживания питьевой воды.

Причина проста: обработка хлором приводит к образованию побочных продуктов, вредных для человеческого организма. С тех пор наиболее распространенным способом дезинфекции воды стало обеззараживание посредством ультрафиолетового излучения.

Со временем, когда технология достаточно развилась, она начала широко применяться и в промышленности для стерилизации сточных вод.

Это объясняется тем, что УФ-лучи обеспечивают намного высшую продуктивность, чем реагентная дезинфекция или любые другие фильтры, так как позволяют обрабатывать одновременно большие объемы жидкости.

На сегодняшний день обеззараживание воды ультрафиолетом широко распространено в самых разных областях промышленности и бытового использования:

  • Очистка воды на предприятиях коммунальных служб водообеспечения;
  • Подготовка жидкостей для пищевого производства;
  • Обработка воды в аквапарках и бассейнах;
  • Дезинфекция сточных вод;
  • Очистка питьевой воды в школах, детских садах, центрах здравоохранения;
  • Очистка воды из автономных систем обеспечения – скважин, колодцев.

Ультрафиолетовые лампы для очистки воды.

2 Какие применяются технологии обеззараживания?

Как вы знаете, ультрафиолетовый свет распространяет специальная лампа, которая выдает излучение в диапазоне от 100 до 400 Нм (это интервал, который находится между диапазоном, видимым человеческому глазу, и рентгеновским излучением).

Ученые, которые в своё время изучали УФ-излучение, выяснили, что лучи, длина волны которых составляет от 200 до 295 Нм, при прямом воздействии имеют свойство уничтожать патогенные микроорганизмы.

Этот диапазон был назван бактерицидным, и на сегодняшний день УФ-лампа с длинной волны 245-Нм (самая высокая эффективность бактерицидного воздействия) широко применяется как в медицине, так и в сфере стерилизации всевозможных веществ, в том числе и воды.

Уничтожение бактерий объясняется тем, что у микроорганизмов, которые попадают под ультрафиолетовые фильтры, в молекулах РНК и ДНК происходят фотохимические реакции, которые изменяют их структуру, также наблюдается нарушение целостности мембран и стенок клетки, что и приводит к их гибели.

Эффективность любой установки для УФ дезинфекции питьевой, либо сточных вод, измеряется в том, какую интенсивность излучения она может обеспечить.

Чем выше эта интенсивность (мВтсм), тем меньше времени необходимо для обеззараживания условно взятого количества жидкости, и тем большую дозу облучения (мДжсм²) получают микроорганизмы. Установлено, что для уничтожение большинства патогенных бактерий достаточно дозы излучения в 15 мДжсм².

В целом, для того чтобы точно определить, какая лампа вам необходимы для обеззараживающей установки, нужно выполнить расчет коэффициента пропускания воды (это требуется по той причине, что УФ излучение может поглощаться механическими загрязнениями и растворимыми в жидкости веществами).

Чем меньше коэффициент, тем более сильные фильтры нужны (переусердствовать тут не получится, так как верхняя доза облучения при УФ обеззараживании не ограничивается).

Установка для обеззараживания ультрафиолетом, вблизи.

Если коэффициент меньше допустимой нормы, то есть вода сильно загрязненная (часто наблюдается при обработке сточных вод) то необходима её дополнительная механическая очистка перед облучением.

Ультрафиолетовая очистка воды, в сравнении с другими технологиями дезинфекции, обладает следующими преимуществами:

Высочайшая эффективность работы, так как обработку ультрафиолетовым излучением не переживают 99% известных вирусов, бактерий, спор и других микроорганизмов.

Эта система водоподготовки гарантирует уничтожение в питьевой воде возбудителей таких опасных болезней как холера, тиф, полиомиелит, дизентерия.

Если сравнивать эффективность воздействия ультрафиолетовой установки и обеззараживания посредством широко распространенного метода хлорирования, то хлорирование полностью проигрывает излучению по всем параметрам, особенно в вопросе уничтожения вирусов.

Экологичность и безопасность для организма человека. Такие фильтры не изменяют химическую структуру воды и не добавляют в неё никаких токсичных соединений, что часто встречается при использовании химических дезинфицирующих реагентов.

Невозможность передозировки или вредного воздействия на организм. Если вы превысите допустимую норму дезинфицирующего вещества при хлорировании, или любом другом реагентном способе обеззараживания, то такая вода станет непригодной для дальнейшего использования.

В случае обработки ультрафиолетовым излучением какая-либо передозировка невозможна, что существенно упрощает контроль за процессом.

Принцип работы ультрафиолетовой очистительной установки.

Минимальные затраты времени на работу. Для полного обеззараживания сточных вод в проточном режиме требуется от 5 до 10 секунд, для питьевой воды и того меньше. Это исключает необходимость создания дополнительных рабочих емкостей для накопления воды, что снижает итоговые финансовые затраты;

Высокая надежность аппаратуры и всего оборудования. Современные обеззараживающие установки обладают высоким ресурсом работы, так, сама ультрафиолетовая лампа может эксплуатироваться без замены на протяжении 9000 часов (около 1 года).

Минимальные сопутствующие расходы, так как основную часть расходов на обеззараживание воды излучением, составляет первоначальная стоимость оборудования, после того как ультрафиолетовая установка приобретена никаких существенных расходов не предвидится.

Затраты на электроэнергию намного меньше как в сравнении с затратами на хлорку и дехлораторы, при хлорировании, так и в сравнении с оплатой электроэнергии для устройств озонирования (ультрафиолетовая лампа экономнее в среднем в 3-5 раз).

Компактность, мобильность и функциональность необходимого оборудования. Ультрафиолетовые фильтры имеют минимальные размеры, при этом их установка не требует практически никаких монтажных работ.

Не лишен данный метод и недостатков, что несколько ограничивает его универсальность, в прочем, можно говорить о том, что в сравнении с преимуществами минусы ультрафиолетового обеззараживания не столь значительны:

  • Необходимость предварительной механической очистки;
  • Возможность повторного заражения воды.

Возможность повторного заражения объясняется тем, что ультрафиолетовое излучение не оказывает никакого последействия на воду, что приводит к возможности её вторичного загрязнения вирусами,

А вот предварительная механическая очистка совершенно необходима, в случае обработки сильно загрязненной воды. Это влечет за собой надобность устанавливать дополнительные фильтры, которые будут удалять крупные механические частицы.

Промышленные установки для обеззараживания.

Для питьевой воды этот минус не особо актуален, а вот для дезинфекции излучением сточных вод установка фильтра необходима, так как крупно дисперсные вещества могут играть роль своеобразного «щита».

Он же в свою очередь будет ограничивать попадание излучения внутрь потока, вследствие чего вирусы не будут получать необходимую дозу УФ лучей;
к меню ↑

3 Оборудование для обеззараживания

Современные установки для УФ обеззараживания питьевой воды, в основном, выполняются в виде камер обеззараживания, изготовленных из нержавеющей стали (реже – пластика).

Внутри них расположена ультрафиолетовая лампа в специальном защитном покрытии, что предупреждает попадания воды на лампу.

Поток воды при прохождении сквозь такие фильтры подвергается непрерывному облучению УФ волнами, вследствие чего уничтожаются все патогенные микроорганизмы.

Работа таких устройств не требует постоянного присутствия человека: блок контроля отвечает за автоматическое включение лампы после подачи воды.

Лампа запустится самостоятельно, что существенно упрощает работу человеку. Кроме того, современные фильтры комплектуются пультами дистанционного управления, с помощью которых можно управлять работой устройства. Также лампа будет давать вам знать о неисправностях системы.

Установки для стерилизации сточных вод отличаются большими размерами. Кроме того, перед входом в камеру, на них часто монтируются дополнительные фильтры, которые выполняют предварительную механическую очистку воды.

Так как промышленные устройства для обеззараживания обрабатывают одновременно большое количество воды, требования к их мощности гораздо выше, вследствие чего количество УФ-ламп на них может доходить до нескольких десятков.

Единственное техническое обслуживание, помимо замены периодической замены светильников, которое нужно регулярно выполнять – это очистка кварцевых защитных чехлов, так как поток сточных вод может оставлять на них отложения, которые ослабляют распространение УФ-лучей.
к меню ↑

Применение метода ультрафиолетого облучения для обеззараживания сточных вод

По данным ВОЗ до 80% заболеваний передается водным путем и с ростом антропогенной нагрузки на окружающую среду актуальность возведения барьера на пути их распространения возрастает. Основным источником микробного загрязнения объектов водопользования, поверхностных и морских вод, почвы, подземных водоносных горизонтов, хозпитьевой воды являются хозяйственно – бытовые сточные воды.

Для таких вод характерен высокий уровень микробного загрязнения на фоне значительной концентрации взвешенных и органических веществ. В сточных водах населенных пунктов обнаруживаются многие виды патогенных бактерий, вирусов и паразитов. Болезни, вызываемые этими микроорганизмами, весьма различны и могут приводить к серьезным последствиям для здоровья человека.

Средством предотвращения распространения инфекционных болезней и защиты поверхностных и подземных водоемов от заражения является обеззараживание сточных вод. Современные станции очистки сточных вод в значительной мере освобождают воду не только от механических и химических загрязнений, но и от патогенной микрофлоры. Совершенствование систем очистки позволяет в большей степени снизить бактериальную загрязненность и повысить качество воды. Однако даже самые высокоэффективные очистные сооружения не обеспечивают дезинфекции стоков без специальных устройств обеззараживания.

Обеззараживание хлорированием

В настоящее время промышленными методами, прошедшими проверку на крупных действующих сооружениях очистки воды, являются хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое (УФ) облучение. Несмотря на технические сложности при транспортировке, хранении и дозировании хлор-газа, его высокую коррозионную активность, потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций, процесс хлорирования широко применяется до настоящего времени.

При всей распространенности метода хлорирования ему присущи и существенные технологические недостатки, в частности, недостаточная эффективность в отношении вирусов. После хлорирования при дозах остаточного хлора 1,5 мг/л в пробах остается очень высокое содержание вирусных частиц [1], поэтому даже хлорированные сточные воды остаются эпидемически опасными в отношении энтеровирусных заболеваний.

Другим серьезным недостатком является образование в воде под действием хлора хлорорганических соединений: хлороформа (ПДК = 0,2 мг/л), четыреххлористого углерода (ПДК = 0,006 мг/л), бромдихлорметана (ПДК = 0,03 мг/л), хлорфенола, хлорбензольных и хлорфенилуксусных соединений, хлорированных пиренов и пиридинов, хлораминов и др. Хлорорганические соединения по данным многочисленных исследований обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью.

Хлорирование сточных вод приводит к тому, что хлорпроизводные и остаточный хлор, попадая в естественные водоемы, оказывают отрицательное воздействие на различные водные организмы, вызывая у них серьезные физиологические изменения и даже их гибель, что приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов.

Хлорорганические соединения способны аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и, в конечном счете, по трофическим цепям попадать в организм человека. Содержание хлорированных углеводородов в рыбе, водорослях и планктоне находится в тесной корреляции с содержанием их в донных отложениях. Положение осложняется еще и тем, что существует опасность возможного неблагоприятного воздействия образующихся в процессе хлорирования галогенпроизводных углеводородов на здоровье населения через включение этих продуктов в пищевые цепи, например водоросли (планктон) – ракообразные – рыбы – человек, а также использование водоема в качестве источника водоснабжения.

Образование хлораминов также является крайне нежелательным явлением.Эти вещества по данным исследований многочисленных авторов, даже при очень низких концентрациях ядовиты для рыб. Исследования, проведенные в Нижнем Новгороде, показали высокую токсичность хлорированной воды для всего состава биоценоза водоема. Беспокойство, вызванное повышенной токсичностью следов остаточного хлора и хлораминов, привело к принятию администрацией многих штатов США (в частности, Калифорнии и Мериленда) требований, ограничивающих остаточную концентрацию хлора до 0,1 мг/л.

И, наконец, как уже было отмечено, существенным недостатком хлорирования является высокая токсичность хлора. При его транспортировании, хранении и использовании необходимо соблюдение специальных мер по обеспечению безопасности обслуживающего персонала, окружающей природной среды и населения. Запасы жидкого хлора на хлорных складах систем водоснабжения и канализации, зачастую размещенных в пределах селитебной застройки, представляют потенциальную опасность в плане возможности возникновения чрезвычайных аварийных ситуаций.

Особую опасность представляют хлорные хозяйства больших городов и крупных промышленных предприятий, на которых сосредоточены большие запасы жидкого хлора. Наличие больших хлорных хозяйств также открывает возможность для организации террористических актов. В связи с этим в последние годы разработаны и утверждены нормативные документы, существенно ужесточающие требования, относящиеся к процессам, связанным с применением хлора.

СаНПиН 2.1.4.027-95 увеличивает минимально допустимый размер санитар-но-защитной зоны до жилых и общественных зданий до 300 м вместо 100 м, ранее установленных СНиП 204.02-84. Между тем увеличение этих расстояний для действующих сооружений на практике часто не представляется возможным.

Новые “Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении жидкого хлора” (ПБХ-93,99) определяют необходимость внедрения ряда отсутствовавших ранее организационных и технических мероприятий, направленных на повышение эксплуатационной надежности хлораторных.

Выполнение комплекса дополнительных мероприятий требует реконструкции действующих хлора-торных и, как следствие, необходимости существенных капитальных вложений и дополнительных эксплуатационных расходов на обслуживание.

Обеззараживание сточных вод УФ излучением

Неудовлетворенность традиционной технологией хлорирования привела к тому, что в конце 60 – х и 70 – х годах начались активные работы, направленные на поиски новых методов обеззараживания сточных вод. В конце 70 – х годов в ряде развитых стран Европы и Северной Америки были созданы программы по развитию альтернативных хлорированию технологий обеззараживания природных и сточных вод (например, Программа Агентства защиты окружающей среды США в 1976 – 1984 гг.).

В результате работы по этим программам на основе серьезных достижений в области света и электротехники было создано оборудование по обеззараживанию природных и сточных вод ультрафиолетовым излучением, по своим технико-эксплуатационным показателям приемлемое для станций большой производительности. В нашей стране также велись аналогичные работы.

Так, на Курьяновской станции аэрации в 1958 – 1959 гг. проводились экспериментальные paботы по выявлению эффективности ультрафиолетового излучения. К сожалению, из-за недостаточного опыта была неправильно определена требуемая доза и, в следствие, была достигнута невысокая эффективность обеззараживания – 60 – 80%. На основании этих результатов был сделан вывод о недостаточной эффективности ультрафиолетового излучения для обеззараживания сточных вод, что привело к приостановке работы направленных на разработку установок УФ обеззараживания сточных вод.

За рубежом ситуация складывалась более благоприятно. Количество внедренных систем ультрафиолетового облучения для обеззараживания сточных вод растет с каждым годом. В руководстве по обеззараживанию сточных вод (США, 1996) приведены данные, что в Северной Америке в 1986 году только 50 очистных сооружений использовали системы ультрафиолетового обеззараживания (большинство с производительностью не более 158 м3/ч), в 1990 году уже было более 500 очистных сооружений (из них значительная часть производительностью более 1580 м3/ч), а к моменту издания руководства более 1000 сооружений использовали данный метод обеззараживания.

Уже в 1998 год* сообщается, что в мире ультрафиолетовые системы! действуют более чем на 2000 очистных сооружений для очистки сточных вод. Общий расход обрабатываема УФ облучением сточных вод составляет более 1 млн. м3/ч. В 1998 г. сообщалось, что во Франции, начиная с 1994 г., УФ обеззараживание внедрено на 30 станциях в Великобритании внедрено более чем на 100 станциях.

Применение УФ облучения для обеззараживания не имеет ограничений по производительности coopyжений – крупные УФ станции имеют производительность более 30 000 м3/ч на сооружениях в г. Квебеш (Канада), г. Миннеаполис (США).

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование):

  • УФ облучение летально для большинства водный бактерий, вирусов, спор. Оно уничтожает возбудителей! таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания, чем хлорирование, особенно в отношении вирусов;
  • обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;
  • в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;
  • в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определние содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;
  • время обеззараживания при УФ облучении составляет 1 – 10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;
  • достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;
  • для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и тем более озонировании, эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3 – 5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования;
  • отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;
  • ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

Конструкция большинства современных установок для ультрафиолетового облучения воды основана на применении полностью погруженных в поток воды источников излучения. Бактерицидные лампы в установках расположены внутри кварцевых чехлов для защиты ламп от контакта с водой и обеспечения их оптимального температурного режима работы. При конструировании и эксплуатации ультрофиолетового оборудования следует учитывать, что поверхность кварцевых чехлов, имеющая контакт с водой, подвержена обрастанию. Обрастание может быть как органической природы (биопленка), так и неорганической природы (отложение солей). Степень обрастания зависит от температуры источника излучения и от показателей качества воды, таких как жесткость, щелочность, содержание железа, наличие маслянистых веществ и др.

Образование биопленки усиливается при отключении ультрофиолетовых ламп или при малой дозе облучения. На работающих УФ станциях обрастание чехлов связано, в основном, с отложением солей. Соли металлов находятся на кварцевых чехлах в аморфном состоянии, поэтому их можно легко удалить слабым раствором кислоты. В практике обслуживания УФ станций обеззараживания сточных вод широкое применение для очистки кварцевых чехлов нашли растворы фосфорной, щавелевой и лимонной кислоты, обеспечивающие эффективное удаление обрастания с их поверхности.

Период между промывками определяется качеством подающихся на обеззараживание сточных вод и может сильно варьироваться. Опыт эксплуатации указанных выше установок выявил большое различие в скоростях обрастания чехлов. В период эксплуатации установки на очистных сооружениях Курьяновской станции аэрации интенсивность ультрафиолетового излучения в камере облучения из-за обрастания чехлов снижалась на 30% за 2 – 3 месяца. При эксплуатации на очистных сооружениях Зеленоградской станции аэрации не было обнаружено заметного спада излучения за период более полугода. Таким образом, период между промывками для различных очистных сооружений может колебаться от месяца до года.

Эффективная работа УФ оборудования может быть обеспечена только при правильном выборе типа и количества ультрафиолетовых установок, грамотной их эксплуатации. Кроме того, в России применение ультрафиолета для обеззараживания регламентируется методическими указаниями МУ 2.1.5.732-99 “Санитарный надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым излучением”.

В этом документе указывается, что установки должны быть оснащены:

  • датчиками измерения интенсивности ультрафиолетового излучения в камере обеззараживания;
  • системой автоматики, гарантирующей звуковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы;
  • счетчиками времени наработки ламп и индикаторами исправности каждой лампы;
  • системой механической или химической очистки кварцевых чехлов, позволяющей производить процесс очистки без разборки и демонтажа установки;
  • кранами для отбора проб воды на бактериологический анализ.

Если УФ оборудование не имеет указанных элементов, то контроль за эффективностью обеззараживания невозможен и эксплуатация такого оборудования недопустима.

ВЫВОДЫ

На различных очистных сооружениях в ходе проведения технологических обследований были выявлены общие закономерности и связи между физико-химическими показателями качества сточных вод и величиной УФ дозы, необходимой для достижения нормативных микробиологических требований.

Результаты работы УФ систем на многих сооружениях в различных городах России выявили высокую эффективность и надежность использования данной технологии для полномасштабного применения на крупных очистных сооружениях. Таким образом, на основании обширных научных и технологических исследований выработан комплексный подход к внедрению технологии ультрафиолетового обеззараживания сточных вод.

Однако эти исследования также показали, что не существует однозначной зависимости между этими параметрами для разных очистных сооружений. Следовательно, для обеспечения эффективности обеззараживания с помощью ультрафиолетового излучения и выбора оптимального количества и типа УФ оборудования необходимо проведение технологического обследования ОСК. Кроме этого, для крупных УФ станций с целью отработки технологического регламента эксплуатации рекомендуется проведение опытно-промышленных испытаний.

Эффективное обеззараживание и контроль за этим процессом возможен лишь при соответствии характеристик и конструкции УФ оборудования нормативным требованиям МУ.2.1.5.732-99.

Опыт многочисленных НИР и ОКР многолетний практический опыт эксплуатации на крупных коммунальных объектах водоснабжения и канализации, наличие универсальных проектных решений, разработанных проектными институтами, налаженный серийный выпуск широкой номенклатуры УФ оборудования на уровне лучших мировых образцов позволяют в настоящее время осуществлять крупномасштабное внедрение этой технологии в России.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: