Ультрафіолетове знезараження води: принцип дії, установка. Вода питна - ГОСТ діючий

Сьогодні інноваційні технології дозволяють виробляти якісну очистку води від різноманітних забруднень у великих масштабах. При цьому населення, виробничі, технічні об'єкти забезпечуються рідиною високої якості. В процесі обробки води застосовуються різні методики. Вони дозволяють задовольнити всі вимоги чинного Дсту. Однією з найуспішніших сьогодні методик є ультрафіолетове знезараження води. Цей підхід успішно бореться з певними видами забруднень, дозволяючи проводити обробку рідини у великих масштабах. Суть і результативність цього методу, його переваги та недоліки будуть розглянуті далі.

Загальна характеристика

Сьогодні знезараження води ультрафіолетовим випромінюванням є популярною методикою, яка застосовується в поєднанні з іншими видами очищення. Представлену обробку проводять повсюдно. Це первинна стадія знезараження води. Вона дозволяє позбутися від шкідливих мікроорганізмів в рідині. У процесі застосування цього безреагентного методу воду опромінюють ультрафіолетом певної частини спектра. Це електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого може становити від 250 до 270 нм. Слід зазначити, що до ультрафіолетової частини спектру відносять промені, які знаходяться в діапазоні від 10 до 400 нм. Сучасні установки, що дозволяють знезаражувати воду, роблять випромінювання з довжиною хвилі 260 нм. У цьому випадку рідина не тільки очищається, але і умягчается. При використанні цього підходу застосовують і інші методики. Це може бути хлорування води, а також гипохлорирование. Представлений етап обробки є обов'язковим, згідно з ГОСТ при проведенні очистки рідини.


Принцип методу заснований на здатності ультрафіолету проникати крізь мембрани клітин, руйнуючи їх ДНК і РНК. Вона втрачає здатність до поділу. Представлена методика дозволяє повністю усунути негативний вплив на організм людини мікробів і бактерій, які знаходяться у воді. Сила впливу залежить від тривалості опромінення. Існують певні нормативи проведення подібного знезараження.

Стандарти і вимоги

Існують певні стандарти і правила, які застосовуються при проведенні очистки та дослідження якості води. Ними координуються дії служб, які займаються проведенням знезараження рідин. До таких нормативних документів належать методичні вказівки МУ 214.719-98 затверджені Міністерством охорони здоров'я РФ, а також чинний ГОСТ «Вода питна» Р 56237-2014. Представлені нормативні документи регламентують порядок проведення очищення води за допомогою ультрафіолету. Представлені методичні вказівки описують характеристики мінімальної дози опромінення, яка застосовується для питної води. Цей показник становить 16 мДж/см2. Дослідження, проведені вченими, показали, що при такій інтенсивності обробки у воді значно знижується кількість патогенних бактерій. Цей показник становить 5 порядків. Кількість вірусів при такій обробці знижується на 2-3 порядки.
Чинний ГОСТ «Вода питна» регламентує порядок взаємодії усіх служб, які забезпечують обробку рідини. Стандарт визначає основні вимоги до виробництва вимірів якості і проведення очищення. Так, згідно з цим документом, питною водою за своїми якостями має відповідати санітарно-гігієнічним вимогам. Вона може застосовуватися з метою задоволення питних і побутових потреб. При використанні подібної рідини можна виробляти продукти, що споживаються людиною.

Ефективність методу

Щоб отримати чисту, прозору воду недостатньо застосовувати тільки ультрафіолетове опромінення. Існує цілий комплекс процедур, який здатний продемонструвати високий результат обробки. Тільки після їх проведення можна отримати питну воду. Ефективність ультрафіолетового знезараження має ряд умов. Щоб отримати високу якість кінцевого результату, важливо правильно вибирати дозу для обробки рідини. Її ефективність залежить від інтенсивності і тривалості обробки. Різні мікроорганізми більшою чи меншою мірою стійкі до подібних впливів. Для бактерій доза опромінення може бути менше. На віруси подібна обробка має менший вплив. Слід зазначити, що найбільш стійким мікроорганізмом до подібної обробки є кишкова паличка. Тому перед обробкою визначають наявність бактерії у воді. Також при розрахунку дози визначається загальна кількість бактерій і мікробів, які знаходяться в рідині. Також велике значення мають якості опромінюваної води. У ній може міститися різна кількість домішок. Чиста, прозора вода краще піддається знезараженню, ніж каламутна рідина. Це пояснюється ступенем проходження води вглиб шарів. Щоб представлена обробка була ефективною, в субстанції має визначатися менше гранично припустимого значення кількість домішок. Стандартами і вказівками передбачено, яку кількість заліза, великих частинок забруднювачів, а також категорія кольору води повинна бути у рідини. Якщо ці показники завищені, обробка буде малоефективною. За цими дрібними частками, як за щитом, можуть зникнути частина бактерій, вірусів. Тому при обробці вони не загинуть. Енергетичні витрати будуть даремними. Перед початком знезараження воду очищають від домішок заліза.

Переваги методу

Знаючи принцип дії ультрафіолетового знезараження стічних вод, слід виділити ряд переваг представленого методу. Процедура відноситься до категорії найбільш чистих підходів. При її проведенні в воду не додають жодних хімікатів, додаткових речовин. Негативний вплив ультрафіолету на організм людини може виявлятися лише при тривалому опроміненні. Цей вид знезараження не змінює хімічних і фізичних якостей рідини. Це виключає навіть непрямий вплив на організм. До переваг методу слід віднести його універсальність. Він ефективно діє практично на всі мікроорганізми. Також це досить економічний метод. Його застосовують в більшості випадків знезараження. При наявності у воді кишкової палички чи інших стійких до опромінення ультрафіолетом мікроорганізмів застосовується озонування. Цей підхід вважається більш дорогим. Час опромінення рідини не перевищує декількох секунд. Це забезпечує моментальний ефект при проведенні подібного впливу. При цьому відсутня небезпека перевищити дозу обробки. Вода може опромінюватися як завгодно довго. При цьому її фізичні та хімічні якості не зміняться. Ефективність обробки при тривалому впливі буде вище. При знезаражування води ультрафіолетовим випромінюванням вдається значно скоротити кількість реагентів, які застосовуються після проведення опромінення. Також цей метод не вимагає високих енергетичних витрат, у порівнянні, наприклад, з озонуванням. Тому його застосовують повсюдно.

Недоліки

Чиста питна вода виходить у ході обробки рідини різними методами. Недоліком ультрафіолетового опромінення є неможливість чинити відповідний вплив на всі мікроорганізми. Деякі з них мають високу стійкість до ультрафіолету. Якщо такі бактерії або віруси у великій кількості містяться у воді, її обробляють іншим способом. Також одним з недоліків методу є необхідність проведення контролю рівня заліза. Рідина не повинна містити в собі різні зважені частинки забруднювачів. В іншому випадку обробка буде неефективною. Чим вище у воді дисперсних домішок досить великого розміру, тим гірше буде кінцевий результат обробки. Щоб установка, яка виконує знезараження води ультрафіолетом, змогла виконати процедуру з високою ефективністю, методика передбачає проведення попередньої очистки. Це дозволяє прибрати з води домішки, крупнодисперсные частинки забруднювачів. Також після проведення процедури потрібно проводити хлорування води. Дія ультрафіолетової установки є одноразовим. Це не гарантує, що після проведення знезаражування у воді знову не з'являться різні бактерії та віруси. В силу своїх недоліків представлена методика найчастіше застосовується в поєднанні з іншими методами. Однак при відсутності у воді інших забруднювачів, ультрафіолет може застосовуватися як самостійний підхід. Недоліки цього методу не можуть перекрити його гідності.

Особливості знезаражувальних пристроїв

Установка УФ знезараження води не відрізняється високою складністю конструкції. Це робить обладнання простим в експлуатації, знижує ймовірність його поломок. Конструкція установки має вигляд витягнутої трубки з металу. Всередині неї знаходиться ультрафіолетова лампа. Також всі моделі мають кварцові чохли. У них встановлюються лампи. Робота конструкції проста. Вода надходить всередину установки. Вона проходить з внутрішньої сторони кварцового чохла. В цей час рідина отримує необхідну дозу знезараження. Кварцовий чохол в конструкції захищає лампу від пошкодження. Тому вода омиває саме цю частину установки. Лампа являє собою складну конструкцію. В її корпусі відбувається випаровування певного виду металу. Найчастіше в цих приладах використовується ртуть. Цей метал найчастіше застосовують у процесі знезаражування води. Лампа повинна випромінювати ультрафіолетові хвилі певної довжини. На цей показник впливає тиск внутрішніх парів ртуті колби лампи. Ультрафіолетове знезараження води може відбуватися тільки в певних умовах. У продажу представлені лампи високого, низького та середнього тиску. Однак при знезараженні води застосовуються далеко не всі конструкції. Для проведення подібної процедури підійдуть тільки ті лампи, тиск в яких буде низьким або середнім. Перший варіант кращий. Саме такі лампи здатні видавати випромінювання з довжиною хвилі 260 нм. Такі прилади відзначені високою енергоефективністю і тривалим терміном експлуатації.

Різновиди ламп

Сьогодні у продажу представлені різні системи ультрафіолетового знезараження води . Найбільшим ККД відомі лампи низького тиску. Вони володіють низьким показником номінальної потужності. Їх лампи виготовляють з увиолевого скла. Це дозволяє значно скоротити втрати енергії. З часом кожна лампа поступово втрачає свою інтенсивність випромінювання. Як скоро лампа втратить свої первісні якості, є важливим аргументом у питанні придбання тієї або іншої моделі. В кінці строку експлуатації потужність лампи може становити лише 1/4 частину від номінального первинного значення. Сьогодні на ринку ультрафіолетових випромінювачів представлена продукція як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва. Відомими в усьому світі компаніями є UV-technik (Німеччина), Atlantic Ultraviolet (США), Hanovia (Великобританія). Остання з названих компаній є найстарішою в світі з виробництва подібних опромінювачів. В нашій країні також користуються попитом лампи голландської компанії Philips. Всі перераховані лампи застосовують у своїх установках найбільші виробники подібного обладнання. Також користуються попитом лампи вітчизняного виробництва. Наприклад, популярних в нашій країні установках ультрафіолетового знезараження води УДВ, які виготовляє НВО «ЛІТ», застосовуються лампи власного виробництва марки компанії ДБ.

Різновиди установок

УФ-знезараження води відбувається за допомогою різних установок. Однією з популярних фірм є BWT. Вона випускає пристрої для проведення опромінення води під назвою Bewades. Такі прилади характеризуються дозою опромінення 40 мДж/см2. Тому такі установки застосовують для очищення як стоків, так і питної води. В них застосовуються лампи Philips. Їх тривалість роботи становить 11-14 тис. годин. На ринку спеціальної продукції для очищення води представлено безліч установок вітчизняного виробництва. В них застосовуються якісні лампи як власного, так і іноземного виробництва. Так, відома в нашій країні продукція компанії «Національні водні ресурси». Вона випускає на ринок установки «Блиск». У цих приладах встановлені лампи Philips. Ще одним відомим продуктом у нашій країні є установка «БАКТ». У ній також встановлені лампи голландського бренду Philips. Багато конструкцій вітчизняного виробництва мають у складі систему контролю інтенсивності опромінення. Великий вибір установок пропонує на вітчизняному та зарубіжному ринку компанія НВО ЛІТ. Випускається близько 30 різних модифікацій установок. Можна замовити індивідуальний тип конструкції, що дозволяє проводити знезараження води в польових умовах або інших різновидів.

Особливості обробки води

Чиста питна вода може застосовуватися людиною в різних цілях. Щоб отримати таку рідину, потрібно провести певні маніпуляції. Якщо вода надходить із поверхневого джерела, доза опромінення повинна становити 25 мДж/см2. При цьому коефіцієнт прозорості рідини повинен становити не менше 70%. Для підземних джерел доза опромінення повинна бути такою ж, як і для поверхневих джерел. Однак коефіцієнт пропускання ультрафіолетових променів повинен становити не менше 80%. Попередньо таку воду перед знезараженням обробляють за допомогою сорбційних методик. Рідина з будь-якого джерела може бути очищена при використанні мембранних фільтрів. У цьому випадку коефіцієнт пропускання променів повинен становити 90%, а доза опромінення – 25 мДж/см2. Дезінфекція питної води відрізняється від обробки стічних вод. Для таких рідин доза опромінення повинна бути більше. Вона становить 30 мДж/см2.

Рекомендації по вибору установки

Ультрафіолетове знезараження води буде ефективним при правильному виборі обладнання та методи очищення. Кожен агрегат, представлений у продажу, характеризується різною продуктивністю. Дія опромінення проводиться безперервно. Тому на продуктивність впливає швидкість, з якою вода протікає всередині установки. Слід зазначити, що продуктивність могла б бути значно збільшена за наявності в системі накопичувального бака. Однак для представленого принципу знезараження така доробка конструкції неприйнятна. Дія променів є одноразовим. Тому при змішуванні обробленої рідини в баку з брудною водою, відбудеться повторне її зараження. При виборі потрібно враховувати, якою дозою опромінює воду установка. Якщо вода каламутна, буде потрібно устаткування високої потужності. В іншому разі подібне знезараження буде неефективним. Також на показник дозування опромінення впливає кількість мікроорганізмів в рідині. Чим їх більше, тим сильніше доза опромінення повинна проводитися установкою. Враховуючи всі перелічені параметри можна підібрати оптимальний варіант обладнання. Так, вітчизняний виробник НВО ЛІТ пропонує великий вибір ультрафіолетових опромінювачів. Їх вартість значно змінюється в залежності від показників продуктивності. Ціна може становити від 205 до 826 тис. руб. Розглянувши особливості ультрафіолетового знезараження води, можна правильно вибрати і застосовувати обладнання для проведення опромінення рідини.