План
Введение.
1.Гигиенические задачи обеззараживания питьевой воды.
2.Реагентные (химические) методы обеззараживания питьевой воды.
2.1Хлорирование.
2.1.1Хлор.
2.1.2Диоксид хлора.
2.1.3Гипохлорит натрия.
2.1.4Хлорсодержащие препараты.
2.2Озонирование.
2.3 Другиереагентные способы дезинфекции воды.
3.Физические методы обеззараживания питьевой воды.
3.1Кипячение.
3.2Ультрафиолетовое облучение.
3.3Электроимпульсный способ.
3.4Обеззараживание ультразвуком.
3.5Радиационное обеззараживание.
3.6Другие физические методы.
4.Комплексное обеззараживание.
Заключение.
Списоклитературы.
Введение
Среди многих отраслей современной техники, направленных наповышение уровня жизни людей, благоустройства населенных мест и развитияпромышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место. Ведь вода –это непременная часть всех живых организмов, жизнедеятельность которых без водыневозможна. Для нормального течения физиологических процессов в организмечеловека и для создания благоприятных условий жизни людей очень важногигиеническое значение воды. В настоящее время обеспечение населения водойвысокого качества стало настоящей проблемой.
Проблема питьевого водоснабжения затрагивает очень многиестороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования.В настоящее время это проблема социальная, политическая, медицинская,географическая, а также инженерная и экономическая. На питьевые и бытовыепотребности населения, коммунальных объектов, лечебно-профилактическихучреждений, а также на технологические нужды предприятий пищевой промышленностирасходуется около 5-6% общего водопотребления. Технически обеспечить подачутакого количества воды нетрудно, но потребности должны удовлетворяться водойопределённого качества, так называемой питьевой водой.
Питьевая вода – это вода, отвечающая по своему качеству вестественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания)установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовыхнужд человека. Основные требования к качеству питьевой воды: быть безопасной вэпидемическом и радиационном отношении, быть безвредной по химическому составу,обладать благоприятными органолептическими свойствами. Для удовлетворения этихтребований в настоящее время используется целый комплекс мер по подготовкепитьевой воды.
Конечно, в реках и других водоёмах происходит естественныйпроцесс самоочищения воды. Однако он протекает очень медленно. Реки уже давно несправляются со сбросами сточных вод и другими источниками загрязнения. А ведьуровень бактерицидного воздействия в сточных водах часто превышает норму втысячи и миллионы раз. Стоки попадают в реки и озёра, а большинство городскихводоканалов берут воду именно из них. Таким образом, обязательными процессами вподготовке питьевой воды являются качественная очистка и обеззараживаниесточных вод.
Обеззараживанием воды называется процесс уничтожениянаходящихся там микроорганизмов. В процессе первичной очистки вод задерживаютсядо 98% бактерий. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находитьсяпатогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальнаяобработка воды – её обеззараживание.
При полной очистке поверхностных вод обеззараживаниенеобходимо всегда, а при использовании подземных вод – только тогда, когда микробиологическиесвойства исходной воды этого требуют. Но на практике использование для питья иподземных, и поверхностных вод практически всегда без обеззараживанияневозможно.
1. Гигиенические задачи обеззараживания питьевой воды
Вода природных источниковпитьевого водоснабжения, как правило, не соответствует гигиеническимтребованиям к питьевой воде и требует перед подачей населению подготовки —очистки и обеззараживания.
Очистка воды, включающая еёосветление и обесцвечивание, является первым этапом в подготовке питьевойводы. В результате её из воды удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов изначительная часть микроорганизмов. Но часть патогенных бактерий и вирусовпроникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде. Для созданиянадёжного и управляемого барьера на пути возможной передачи через воду кишечныхинфекций и других не менее опасных болезней применяется её обеззараживание,т.е. уничтожение живых и вирулентных патогенных микроорганизмов – бактерий ивирусов. Ведь именно микробиологические загрязнения воды занимают первое местов оценке степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасностьзаболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячираз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы.Поэтому обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническимнормативам, является обязательным условием получения воды питьевого качества.
В практике коммунальноговодоснабжения используют реагентные (хлорирование, озонирование, воздействиепрепаратами серебра), безреагентные (ультрафиолетовые лучи, воздействиеимпульсными электрическими разрядами, гамма-лучами и др.) и комбинированныеметоды обеззараживания воды. В первом случае должный эффект достигаетсявнесением в воду биологически активных химических соединений. Безреагентныеметоды обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями.А в комбинированных методах используются одновременно химическое и физическоевоздействия.
При выборе методаобеззараживания следует учитывать опасность для здоровья человека остаточныхколичеств биологически активных веществ, применяемых для обеззараживания илиобразующихся в процессе обеззараживания, возможность измененияфизико-химических свойств воды (например, образование свободных радикалов).Важными характеристиками метода обеззараживания являются также егоэффективность в отношении различных видов микронаселения воды, зависимостьэффекта от условий среды.
При химических способахобеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффектанеобходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечитьдостаточную длительность его контакта с водой. Доза реагента определяетсяпробным обеззараживанием или расчетными методами. Для поддержания необходимогоэффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагентарассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующимуничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.
При физических способахнеобходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии,определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) навремя контакта.
Существуют и другиеограничения в использовании того или иного метода обеззараживания воды. На этихограничениях, а также на достоинствах и недостатках методов обеззараживания мыподробно остановимся ниже.
2. Реагентные (химические) методы обеззараживания питьевой воды2.1 Хлорирование
Самый распространенный и проверенный способ дезинфекции воды– первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6% воды. Причина этого заключается в повышенной эффективности обеззараживанияводы и экономичности технологического процесса в сравнении с другимисуществующими способами. Хлорирование позволяет не только очистить воду отнежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалитьрастворенные соли железа и марганца. Другое важнейшее преимущество этогоспособа – его способность обеспечить микробиологическую безопасность воды приее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия.
Существенный недостаток хлорирования – присутствие вобработанной воде свободного хлора, ухудшающее ее органолептические свойства иявляющееся причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС).Бόльшую часть ГСС составляют тригалометаны (ТГМ) – хлороформ,дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их образование обусловленовзаимодействием соединений активного хлора с органическими веществамиприродного происхождения. Этот процесс растянут по времени до несколькихдесятков часов, а количество образующихся ТГМ при прочих равных условиях тембольше, чем выше рН воды. Для устранения примесей требуется доочистка воды наугольных фильтрах. В настоящее время предельно допустимые концентрации длявеществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различныхразвитых странах в пределах от 0,06 до 0,2 мг/л и соответствуют современнымнаучным представлениям о степени их опасности для здоровья.
Для хлорирования воды используются такие вещества каксобственно хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другиехлорсодержащие вещества.2.1.1 Хлор
Хлор является наиболее распространённым из всех веществ,используемых для обеззараживания питьевой воды. Это объясняется высокойэффективностью, простотой используемого технологического оборудования,дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – иотносительной простотой обслуживания.
Очень важным и ценным качеством использования хлора являетсяего последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком,так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/лостаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде.
Однако, хлор является сильнодействующим токсическимвеществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности приего транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждениюкатастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтомуведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора ине имеющих его недостатков.
Одновременно с обеззараживанием воды протекают реакцииокисления органических соединений, при которых в воде образуютсяхлорорганические соединения, обладающие высокой токсичностью, мутагенностью иканцерогенностью. Последующая очистка воды на активном угле не всегда можетудалить эти соединения. Кроме того, что эти хлорорганические соединения, обладающиевысокой стойкостью, становятся загрязнителями питьевой воды, они, пройдя черезсистему водоснабжения и канализации, вызывают загрязнение рек вниз по течению.
Присутствие в воде побочных соединений – один из недостатковиспользования в качестве дезинфектанта газообразного, а равно и жидкого хлора(Cl2 ).2.1.2 Диоксид хлора
В настоящее время для обеззараживания питьевой воды такжепредлагается применение диоксида хлора (ClO2), которыйобладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное идезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганическихсоединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимостиперевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог и должен производиться наместе по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу дляустановок относительно небольшой производительности.
Действие на болезнетворную флору ClО2 обусловлено не тольковысоким содержанием при реакции высвобождающегося хлора, но и образующимсяатомарным кислородом. Именно это сочетание делает диоксид хлора более сильнымобеззараживающим агентом. Кроме того, он не ухудшает вкус и запах воды.Сдерживающим фактором в использовании данного дезинфектанта до последнеговремени была повышенная взрывоопасность, осложнявшая его производство,транспортировку и хранение. Однако современные технологии позволяют устранитьэтот недостаток за счет производства диоксида хлора непосредственно на местеприменения.2.1.3 Гипохлорит натрия
Технология применения гипохлорита натрия (NaClO) основана наего способности распадаться в воде с образованием диоксида хлора. Применениеконцентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, всравнении с использованием газообразного хлора. Кроме того, транспортировка ихранение концентрированного раствора NaClO достаточно просты и не требуютповышенных мер безопасности. Также получение гипохлорита натрия возможно инепосредственно на месте, путем электролиза. Электролитический методхарактеризуют малые затраты и безопасность; реагент легко дозируется, чтопозволяет автоматизировать процесс обеззараживания воды.2.1.4 Хлорсодержащие препараты
Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов(хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании ине требует сложных технологических решений. Правда, используемое при этомреагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранениябольших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора).Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходитчастичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остаетсянеобходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мербезопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержаших реагентовкоррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющихматериалов или с антикоррозийным покрытием.
Все большее распространение, особенно на небольших станцияхводоподготовки, приобретают установки по производству активных хлорсодержашихреагентов электрохимическими методами. В России несколько предприятийпредлагают установки типа «Санер», «Санатор», «Хлорэл-200» для производствагипохлорита натрия методом диафрагменного электролиза поваренной соли.
питьевой водоснабжениеобеззараживание2.2 Озонирование
Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантамизаключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах,обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активногоатомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток иокисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах(например, гуминовые основания). Кроме уникальной способности уничтожениябактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист имногих других патогенных микробов. Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевойводы.
Количество озона, необходимое для обеззараживания питьевойводы, зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/л при контакте в8–15 мин; количество остаточного озона должно составлять не более 0,3–0,5 мг/л,т. к. более высокая доза придает воде специфический запах и вызывает коррозиюводопроводных труб.
С гигиенической точки зрения озонирование воды – один излучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степениобеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показателии отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.
Ограничениями для распространения технологии озонированияявляются высокая стоимость оборудования, большой расход электроэнергии,значительные производственные расходы, а также необходимостьвысококвалифицированного оборудования. Последний факт обусловил использованиеозона лишь при централизованном водоснабжении. Кроме того, в процессеэксплуатации установлено, что в ряде случаев (если температура обрабатываемойприродной воды превышает 22 °С) озонирование не позволяет достичь требуемыхмикробиологических показателей по причине отсутствия эффекта пролонгациидезинфицирующего воздействия
Метод озонирования воды технически сложен и наиболеедорогостоящ среди других методов обеззараживания питьевой воды…Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, егоохлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси собрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси,вывода ее в атмосферу. Все это ограничивает использование данного метода вповседневной жизни.
Другим существенным недостатком озонирования явялетсятоксичность озона. Предельно допустимое содержание этого газа в воздухепроизводственных помещений — 0,1 г/м3. К тому же существует опасность взрываозоновоздушной смеси.
Существующие конструкции современных озонаторов представляютсобой большое количество близко расположенных ячеек, образованных электродами,один из которых находится под высоким напряжением, а второй – заземлен. Междуэлектродами с определенной периодичностью возникает электрический разряд, врезультате которого в зоне действия ячеек из воздуха образуется озон.Полученной озоновоздушной смесью барботируют обрабатываемую воду.Подготовленная таким образом вода по вкусу, запаху и другим свойствампревосходит воду, обработанную хлором.2.3 Другие реагентные способыдезинфекции воды
Применение тяжелых металлов (медь, серебро и др.) дляобеззараживания питьевой воды основано на использовании их «олигодинамического»свойства – способности оказывать бактерицидное действие в малых концентрациях.Эти металлы могут вводиться в виде растворов солей либо методомэлектрохимического растворения. В обоих этих случаях возможен косвенныйконтроль их содержания в воде. Следует заметить, что ПДК ионов серебра и меди впитьевой воде достаточно жесткие, а требования к воде, сбрасываемой врыбохозяйственные водоемы, еще выше.
К химическим способам обеззараживания питьевой водыотносится также широко применявшееся в начале 20 в. обеззараживаниесоединениями брома и йода, обладающими более выраженными бактерициднымисвойствами, чем хлор, но требующими и более сложной технологии. В современнойпрактике для обеззараживания питьевой воды йодированием предлагаетсяиспользовать специальные иониты, насыщенные йодом. При пропускании через нихводы йод постепенно вымывается из ионита, обеспечивая необходимую дозу в воде.Такое решение приемлемо для малогабаритных индивидуальных установок.Существенным недостатком является изменение концентрации йода во время работы иотсутствие постоянного контроля его концентрации.
Применение активных углей и катионитов, насыщенных серебром,например, С-100 Ag или С-150 Ag фирмы « Purolite », преследует цели не«серебрения» воды, а предотвращения развития микроорганизмов при прекращениидвижения воды. При остановках создаются идеальные условиях для их размножения –большое количество органики, задержанное на поверхности частиц, их огромнаяплощадь и повышенная температура. Наличие серебра в структуре этих частиц резкоуменьшает вероятность обсеменения слоя загрузки. Серебросодержащие катионитыразработки ОАО НИИПМ – КУ-23СМ и КУ-23СП – содержат в себе значительно большееколичество серебра и предназначены для обеззараживания воды в установкахнебольшой производительности.
3. Физические методы обеззараживания питьевой воды3.1 Кипячение
Из физических способов обеззараживания воды наиболеераспространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) являетсякипячение.
При кипячении происходит уничтожение большинства бактерий,вирусов, бактериофагов, антибиотиков и других биологических объектов, которыечасто содержатся в открытых водоисточниках, а как следствие и в системахцентрального водоснабжения.
Кроме того, при кипячении воды удаляются растворенные в нейгазы и уменьшается жесткость. Вкусовые качества воды при кипячении меняютсямало. Правда для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15- 20 минут, т.к. при кратковременном кипячениинекоторые микроорганизмы, их споры, яйца гельминтов могут сохранитьжизнеспособность (особенно если микроорганизмы адсорбированы на твердыхчастицах). Однако применение кипячения в промышленных масштабах, конечно же, непредставляется возможным ввиду высокой стоимости метода.3.2 Ультрафиолетовое излучение
Обработка УФ-излучением – перспективный промышленный способдезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкойк ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого светаобусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системыбактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не тольковегетативные, но и споровые формы бактерий.
Современные установки УФ-обеззараживания имеютпроизводительность от 1 до 50 000 м3/ч и представляют собой выполненную изнержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ-лампами, защищенными отконтакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами. Вода, проходя через камеруобеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, которыйубивает все находящиеся в ней микроорганизмы. Наибольший эффект обеззараживанияпитьевой воды достигается при расположении УФ-установок после всех другихсистем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.
Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так идополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасени эффективен.
Важно отметить, что в отличие от окислительных способов приУФ-облучении не образуются вторичные токсины, и поэтому верхнего порога дозыультрафиолетового облучения не существует. Увеличением дозы почти всегда можнодобиться желаемого уровня обеззараживания.
Кроме того УФ-облучение не ухудшает органолептическиесвойства воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ееобработки.
Вместе с тем, и этот способ имеет определенные недостатки.Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия.Именно отсутствие последействия делает проблематичным ее применение в случаях,когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблениемдостаточно велик, например в случае централизованного водоснабжения. Дляиндивидуального водоснабжения УФ-установки являются наиболее привлекательными.
Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и дажевыработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.
Этот способ требует строжайшего соблюдения технологии,
Организация процесса УФ-обеззараживания требует большихкапитальных вложений, чем хлорирование, но меньших, чем озонирование. Болеенизкие эксплуатационные расходы делают УФ-обеззараживание и хлорированиесопоставимыми в экономическом плане. Расход электроэнергии незначителен, астоимость ежегодной замены ламп составляет не более 10% от цены установки.
Фактором, снижающим эффективность работы установокУФ-обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевыхчехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установкиснабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путемциркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальныхслучаях применяется механическая очистка.
Другим фактором, снижающим эффективность УФ-обеззараживания,является мутность исходной воды. Рассеивание лучей значительно ухудшаетэффективность обработки воды.3.3 Электроимпульсный способ
Достаточно новым способом обеззараживания воды являетсяэлектроимпульсный способ — использование импульсивныхэлектрических разрядов (ИЭР).
Сущность метода заключается ввозникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта Л. А.Юткина.
Технологическийпроцесс состоит из шести ступеней:
подачажидкости в рабочий объём при равномерном профиле распределения скорости (причёмрабочий объём заполняют с воздушным промежутком, а равномерный профильраспределения жидкости помогает уменьшить энергоёмкость процесса),
зарядкунакопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности,
инициированиеодного или серии электрических разрядов в жидкости при скорости нарастанияпереднего фронта напряжения не менее 1010 В/с (энергию дозируют путём отсчётазарядов),
усилениеэффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения приотражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободнойповерхности жидкости,
подавлениеили гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях дляисключения их разрушения,
отведениеобеззараженной жидкости из рабочего объёма.
Крометого, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме,отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей амплитудуволн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитудуволны на границе с водой, может быть пенополистирол.
В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульснымспособом происходит большое количество явлений: мощныегидравлические процессы, образование ударных волн сверхвысокого давления,образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания,возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышениетемпературы. Результатом всех этих явлений является уничтожение в водепрактически всех патогенных микроорганизмов. Оченьважно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства,которые сохраняются до 4 мес.
Основнымпреимуществом электроимпульсного способа обеззараживания питьевой воды являетсяэкологическая чистота, а так же возможность использования в больших объемахжидкости.
Однакоэтот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокуюэнергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие – дороговизну.
Электрохимический метод.
Серийно производятся установки «Изумруд», «Сапфир»,«Аквамин» и т.п. Их работа основана на пропускании воды через электрохимическийдиафрагменный реактор, разделенный ультрафильтрационной металлокерамическоймембраной на катодную и анодную область. При подаче постоянного тока в катоднойи анодной камерах происходит образование щелочного и кислого растворов,электролитическое образование активного хлора. В этих средах гибнут практическивсе микроорганизмы и происходит частичное разрушение органических загрязнений.Конструкция проточного электрохимического элемента хорошо отработана, и наборомиз различного числа таких элементов получают установки заданнойпроизводительности. 3.4 Обеззараживаниеультразвуком
В некоторых случаях дляобеззараживания воды используется ультразвук. Впервые этот метод был предложенв 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводувысказываются следующие предположения:
— ультразвук вызывает образованиепустот в сильно завихренном пространстве, что ведет к разрыву клеточной стенкибактерии;
— ультразвук вызывает выделениерастворенного в жидкости газа, а пузырьки газа, находящиеся в бактериальнойклетке, вызывают ее разрыв.
Преимуществом использованияультразвука перед многими другими средствами обеззараживаниясточных вод служит его нечувствительность к таким факторам, каквысокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, атакже наличие в воде растворенных веществ.
Единственный фактор, которыйвлияет на эффективность обеззараживания сточных вод ультразвуком — это интенсивность ультразвуковыхколебаний. Ультразвук — это звуковые колебание, частота которых находитсязначительно выше уровня слышимости. Частота ультразвука от 20000 до 1000000 Гц,следствием чего и является его способность губительным образом сказываться насостоянии микроорганизмов. Бактерицидное действие ультразвука разнойчастоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.
Обеззараживание и очистка воды ультразвукомсчитается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие напотенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрах обеззараживанияпитьевой воды, однако его высокаяэффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживанияводы, не смотря на его дороговизну.3.5 Радиационное обеззараживание
Имеются предложенияиспользования для обеззараживания воды гамма-излучения.
Гамма-установки типа РХУНД работают по следующей схеме: водапоступает в полость сетчатого цилиндра приёмно-разделительного аппарата, гдетвёрдые включения увлекаются вверх шнеком, отжимаются в диффузоре инаправляются в бункер – сборник. Затем вода разбавляется условно чистой водойдо определённой концентрации и подаётся в аппарат гамма-установки, в которомпод действием гамма излучения изотопа Со60 происходит процесс обеззараживания.
Гамма-излучение оказываетугнетающее действие на активность микробных дегидраз (ферментов). При большихдозах гамма-излучения погибает большинство возбудителей таких опасныхзаболеваний как тиф, полиомиелит и др.3.6 Другие физические методы
К физико-химическим методамобеззараживания воды следует отнести использование с этой целью ионообменныхсмол. G.Gillissen (1960) показал способность анионообменных смол освобождатьжидкость от бактерий группы соli. Возможна регенерация смолы. У насЕ.В.Штанников (1965) установил возможность очистки воды от вирусовионообменными полимерами. По мнению автора этот эффект связан как с сорбциейвируса, так и с его денатурацией за счет кислотной или особенно щелочнойреакции. В другой работе Штанникова указывается на возможность обеззараживанияводы ионактивными полимерами, где находится токсин ботулизма. Обеззараживаниепроисходит за счет окисления токсина и его сорбции.
Помимо указанных вышефизических факторов изучалась возможность обеззараживания воды токами высокойчастоты, магнитной обработкой.
4. Комплексное обеззараживание
Во многих случаях наиболее эффективным оказываетсякомплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды.Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозамиобеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичногобиозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании схлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижениепороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономиясредств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.
Аналогично распространяется использование озонирования, прикотором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующимщадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязненияводы. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганическихвеществ.
Поскольку все микроорганизмы характеризуются определеннымиразмерами, пропуская воду через фильтрующую перегородку с размерами порменьшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду. Так,фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующимТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т.е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но невирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любыхмикроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порамиразмером не более 0,1–0,2 мкм.
Заключение
Защита водных ресурсов отистощения и загрязнения и их рациональное использование для нужд народного хозяйства– одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.
Предприятия, осуществляющиезабор воды из водоисточников, ее очистку, по уровню решаемых задач и оборотуденежных средств занимают одно из ведущих мест в регионе. А стало бытьэффективность использования материальных ресурсов в данной отрасли так илииначе сказывается на общем уровне благосостояния и здоровья людей, проживающихна данной территории. Рациональное, т.е. организованное с соблюдениемсанитарных правил и нормативов, питьевое водоснабжение помогает избегатьразличных эпидемий, кишечных инфекций. Химический состав питьевой воды такженемаловажен для здоровья человека.
В современных условияхобеззараживание стало чуть ли не единственным обязательным процессом в многоступенчатойсистеме очистки воды питьевого водоснабжения. Коагулирование и фильтрованиеводы через песок освобождают ее от суспендированных примесей и частично снижаютее бактериальную загрязненность. Но только обеззараживанием воды можно на 98%очистить воду от патогенных (болезнетворных ) микроорганизмов.
Постоянное совершенствованиеметодов и средств, с помощью которых осуществляется дезинфекция, вызвано двумяфакторами: развитием у микроорганизмов резистентности не только к антибиотикам,но и дезинфицирующим средствам, а также несовершенством используемыхдезинфицирующих средств. Следует учитывать и то, что возможно и вторичноезагрязнение уже подготовленной воды при транспортировке её по трубамраспределительной сети.
В связи с этим поиск ивнедрение наиболее рационального способа обеззараживания воды из проблемыактуальной переходит в раздел социально значимых.
Постоянное совершенствованиедезинфицирующих средств приведёт к созданию новых, эффективных и безопасныхсоединений. Уже сейчас разрабатываются новые дезинфицирующие средства на основетаких традиционных групп химических соединений, как спирты, альдегиды, фенолы,перекиси, ПАВ и хлорсодержащие вещества. Кроме того, постоянно разрабатываетсявозможность их соединения для создания композитного дезинфицирующего средства.
Обеззараживание являетсязаключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции и должно обеспечиватьэпидемиологическую безопасность населения.
Питьевая вода – это важнейшийфактор здоровья и благополучия человека.
Мировой и отечественный опытдоказывает, что при использовании передовых технологий и оборудования качествоводы (практически независимо от исходных ее характеристик) начинаетсоответствовать самым строгим нормативным требованиям. Это позволяет не толькоэффективно использовать естественные источники, но и успешно применять схемырециркуляции. Такой подход, несомненно, поможет снизить антропогенную нагрузкус окружающей среды и сберечь ее для потомков.
Проблема обеззараживания водыстоит сегодня тем более остро, что качество ее в природных источниках неуклонноухудшается. В государственном докладе «Вода питьевая» отмечено, что около 70 %рек и озер страны утратили свое качество как источники водоснабжения, априблизительно 30 % подземных источников подверглись природному или антропогенномузагрязнению. Около 22 % проб питьевой воды, отбираемых из водопроводов, неотвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим нормам, а более 12 %– по микробиологическим показателям.
Список литературы
1. Водоснабжение. Проектированиесистем и сооружений: В 3-х т. – Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод/ Научно-методическое руководство и общая редактора докт. техн. наук, проф.Журбы М.Г. Вологда-Москва: ВоГТУ, 2001. – 324 с.
2. Мазаев В.Т., Корлёв А.А., ШлепнинаТ.Г. Коммунальная гигиена / Под ред. В.Т. Мазаева. – 2-е изд., испр. и доп. –М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – 304 с.
3. Яковлев С.В, Воронов Ю.В.Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: — М.: АСВ, 2002 — 704с.