Обеззараживание (дезинфекция) представляет собой комплекс санитарно-технических мер по уничтожению возбудителей инфекционных заболеваний (бактерий, спор, микробов, вирусов) физическими, химическими и биологическими методами. Сегодня наибольшее распространение получили такие способы дезинфекции воды, как хлорирование, озонирование и обработка УФ-излучением (см. табл.1). Электроплазменная технология, электрохлорирование, а также обеззараживание с использованием сорбционных материалов, модифицированных наноагрегатами серебра, в силу объективных причин широкого применения не нашли.
Таблица 1. Характеристики основных дезинфектантов воды
Наименование и характеристика дезинфектанта | Достоинства | Недостатки |
Хлор (Cl) — применяется в газообразном виде, требует соблюдения строжайших мер безопасности |
|
|
Гипохлорит натрия (NaClO) — применяется в жидком и гранулированном виде (товарная концентрация 10-12%), возможно получение на месте применения электрохимическим способом |
|
|
Диоксид хлора (ClО) — получают только на месте применения. В настоящее время считается самым эффективным дезинфектантом из хлорсодержащих реагентов для обработки воды при повышенных рН. |
|
|
Хлорамин — образуется при взаимодействии аммиака с соединениями активного хлора, используется как дезинфектант пролонгированного действия |
|
|
Озон (О) — используется для дезинфекции, удаления цвета, улучшения вкуса и устранения запаха |
|
|
Ультрафиолет — процесс заключается в облучении воды ультрафиолетом, способным убивать различные типы микроорганизмов |
|
|
Хлорирование
Первичное хлорирование — самый распространенный способ дезинфекции воды (98,6% воды подвергается хлорированию; озонирование составляет только 0,37%, остальные методы — 1,03%). Дезинфектантами, используемыми при хлорировании, помимо хлора (Cl), служат его производные — гипохлорид натрия (NaClO), диоксид хлора (ClО), хлорамин и др. Обеззараживания воды в промышленных масштабах происходит, как правило, путем обработки газообразным хлором (Cl) — активным химическим элементом, вступающим в реакции с органическими веществами, растворенными в обрабатываемой воде.
Одним из наиболее употребляемых реагентов при этом способе подготовки воды является диоксид хлора (ClО). Механизм его действия на болезнетворную флору обусловлен не только высоким содержанием высвобождающегося хлора, но и образующимся атомарным кислородом. Это сочетание делает ClО более сильным обеззараживающим агентом. Кроме того, диоксид хлора не ухудшает вкуса и запаха воды. Сдерживающим фактором в использовании данного дезинфектанта до последнего времени была повышенная взрывоопасность, что осложняло его производство, транспортировку и хранение. Однако современные технологии позволяют устранить этот недостаток за счет производства диоксида хлора непосредственно на месте применения.
Так, например, в основе функционирования одной из серий установок Oxiperm (они разработаны компанией ALLDOS, входящей в концерн GRUNDFOS) заложена безопасная технология приготовления реагента: хлорид (NaClO2) — соляная кислота (НCl). Отличительной характеристикой некоторых из этих установок является работа с разбавленными реагентами (7,5% хлоридом натрия и 9% соляной кислотой). Системы оснащены датчиками и электроникой для полного контроля над процессами, что позволяет автоматизировать их и включить в систему диспетчеризации технологических линий водоподготовки.
В качестве реагента для первичного хлорирования воды также широко используется гипохлорид натрия (NaClO), содержащий не менее 190 г/л активного хлора. Технология применения NaClO основана на его свойствах распадаться в воде с образованием диоксида хлора. При этом концентрированный гипохлорид натрия снижает на треть вторичное загрязнение по сравнению с хлором. Кроме того, транспортировка и хранение концентрированного раствора NaClO достаточно проста и не требует повышенных мер безопасности. Также получение гипохлорида натрия возможно и непосредственно на месте, путем электролиза (такой принцип используется, например, в установках серии Selcoperm). Электролитическое получение гипохлорида — низкозатратный и безопасный способ, а сам реагент легко дозируется и также может применяться в автоматических установках обеззараживания.
Озонирование
В поисках других способов дезинфекции воды исследователи обратили внимание на газ озон — О. Его преимущество — в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода. Исторически применение озона началось еще в 1898 году во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды. Первоначально озон использовался только для дезинфекции, несколько позже его стали применять для удаления запаха и цветности обрабатываемой воды.
Существующие конструкции современных озонаторов (например, POZITRON или семейство установок Oxizon) представляют собой большое количество близко расположенных ячеек, образованных электродами, один из которых находится под высоким напряжением, а второй заземлен. Между электродами с определенной периодичностью возникает электрический разряд, в результате которого в зоне действия ячеек из воздуха образуется озон. Полученной озоно-воздушной смесью барботируют обрабатываемую воду. Подготовленная таким образом вода по вкусу, запаху и другим свойствам превосходит воду, обработанную хлором.
Ультрафиолетовое обеззараживание
Перспективным промышленным способом дезинфекции воды является ее обработка УФ-излучением. УФ-область занимает в электромагнитном спектре участок диапазона от 400 до 100 нм. При этом для дезинфекции воды применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Принцип действия основан на облучении ультрафиолетом микроорганизмов, находящихся в воде в течение определенного промежутка времени. УФ-излучение проникает сквозь стенки клетки переносимого водой микроорганизма и, поглощаясь ДНК, приводит к его дезактивации.
Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и в качестве дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку является абсолютно безопасным и эффективным. УФ-обеззараживание, в отличие от окислительных способов, не приводит к образованию вторичных токсинов, не ухудшает вкуса и запаха воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.
Источник — пресс-служба компании ООО «Грундфос».