Поиск эффективных методов обеззараживания воды

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы устанавливают санитарно-эпидемиологические требования, несоблюдение которых создает угрозу жизни или здоровью человека, а также угрозу возникновения и распространения заболеваний.

Как правило, процессы самоочищения не обеспечивают качества воды, необходимого для хозяйственно-питьевых нужд, поэтому вся поверхностная вода подвергается процессам очищения с обязательным последующим обеззараживанием.

Практика очистки сточных вод показывает, что в первичных отстойниках извлекаются из воды до 30-40% бактерий группы кишечной палочки, а после вторичных отстойников в системах биологической очистки эффективность обеззараживания обычно достигает 90-95%. Таким образом, в процессах механической и биологической очистки происходит значительное уменьшение количества патогенной микрофлоры. Для окончательного обеззараживания необходимо применять дополнительные методы [1].

Обеззараживание является комплексом мероприятий по уничтожению в воде болезнетворных бактерий и вирусов.

Для обеззараживания воды применяются химические, физические, физико-химические методы, а также обеззараживание в условиях искусственных и естественных биоценозов [2].

К безреагентным методам обеззараживания воды, использующим энергию физических полей, и нашедшим наибольшее внедрение на данном этапе развития техники, относятся: обработка ультрафиолетовыми лучами; кавитационные генераторы; импульсная электрическая обработка; воздействие ультразвуком; перпендикулярные магнитные поля.

При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта.

К наиболее распространённым химическим (реагентным) методам обеззараживания воды относится использование элементов галогенов и их производных: хлор (Cl2); бром (Br2); йод (I2); хлорид брома (BrCl); гипохлорит натрия NaClO; гипохлорит кальция Ca(ClO)2.

В случае обеззараживания питьевой воды химическим методом для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой.

Практика очистки сточных вод показывает, что наиболее эффективный результат достигается путем применения комбинированных методов обеззараживания воды. Другими словами, применяются одновременно и реагентный и безреагентный способ обеззараживания воды.

Исследования заключались в разработке технологии комбинированного метода обеззараживания воды с использованием ультрафиолетового излучения совместно с диоксидом хлора.

В последние годы все больше внимания уделяется использованию ультрафиолетового излучения (УФ). Бактерицидное действие УФ света совпадает со спектром поглощения ДНК (Хмакс = 260 нм), что и приводит к разрушению молекул ДНК бактерий, вирусов, водорослей, находящихся в воде.

Метод обеззараживания воды УФ-облучением обладает достоинствами: при использовании УФ-установок не изменяются органолептические показатели воды; для практической реализации метода на установке необходима только электроэнергия; эффект обеззараживания не зависит от температуры, рН воды, содержания в ней ионов аммония; процесс обеззараживания не требует наличия специальных контактных емкостей и т.п.

Обработку воды ультрафиолетом осуществляли с помощью ртутнокварцевой лампы низкого давления мощностью 65 Вт. Устройство рассчитано на скорость потока воды 5,9 м3/час при УФ-дозе 40 мДж/см2.

На УФ-обеззараживание направлялась вода, прошедшая механическую и биологическую очистку, после удаления взвешенных, органических веществ и биогенных элементов. Известно, что обеззараживание бактерицидным ультрафиолетовым излучением применяется для воды, характеризующейся следующими показателями: коли-индекс – менее1000; железо – менее 0,3 мг/л; мутность – менее 1 мг/л.

Продолжительность УФ-излучения составляла 20-30 минут.

Результатом УФ-облучения является снижение значения колииндекса до нормативных требований.

Диоксид хлора является эффективным дезинфицирующим реагентом, так как дезинфицирующее воздействие остается сильным даже при использовании малых доз; не вступает в реакцию с аммонийным азотом и первичными аминами; не образует тригалометаны и хлорамины; не зависит от действия рН, эффективен при рН = 4-10; разрушает фенолы, окисляет железо, марганец и сероводород.

Для целей дезинфекции воды использовалась доза диоксида хлора 0,2 мг/л. Продолжительности контакта диоксида хлора с водой 15 минут.

В результате исследований было установлено, что комбинированный метод с использованием ультрафиолетового излучения и диоксида хлора позволяет достичь высокой эффективности обеззараживания.