Sodobne metode dezinfekcije vode

Dezinfekcija pitne vode je odstranjevanje patogenih mikroorganizmov iz vode. Obstaja več načinov za dezinfekcijo vode (glej diagram). Za doseganje zadostnih in trajnih rezultatov dezinfekcije pitne vode je treba praviloma predhodno prečistiti (glej Čiščenje vode).

Kloriranje- najpogostejši način čiščenja pitne vode. Najpogosteje uporabljamo klor in klorov dioksid; v tehničnem in ekonomskem smislu imajo prednost tekoči klor in hipokloriti (belila). Pri interakciji klora ali hipoklorita z vodo nastane hipoklorova kislina (HOCl) in prosti ion (HCl-); Hipoklorova kislina nato disociira in tvori hipokloritni ion (OCl-). Klor, ki ga vsebuje hipoklorova kislina in hipokloritni ion, reagira z organskimi snovmi v vodi in se nanje veže. To določa predvsem tako imenovano sposobnost absorpcije klora dezinficirane vode. Prosti (aktivni) klor ali njegove aktivne spojine uničijo encimski sistem mikrobne celice. Za doseganje dezinfekcijskega učinka sta potrebna določena doza klora in zadostno trajanje stika z vodo. Trajanje stika z vodovodnimi cevmi mora biti najmanj 30 minut. Potreben odmerek klora se določi s testnim kloriranjem vode, ki jo je treba dezinficirati. Približno za testno kloriranje lahko vzamemo naslednje odmerke klora: za filtrirano površinsko (in očiščeno podzemno) vodo 0,5-1 mg/l. Če je voda močno onesnažena, je treba odmerek ustrezno povečati.

Pri enostavnem kloriranju je potrebna doza določena predvsem z absorpcijo klora in se vzame s presežkom najmanj 0,3 mg/l, da se zagotovi zagotovljena dezinfekcija. Ko je vodni vir močno onesnažen (glej Viri oskrbe z vodo), se za zanesljivejšo dezinfekcijo izvede dvojno kloriranje - pred in po čiščenju. Če so v vodi snovi (fenoli itd.), Ki ji lahko že v majhnih koncentracijah pri kloriranju dajejo neprijeten vonj in okus, se za preprečitev tega vodi najprej doda amoniak ali amonijeve soli (predamonizacija voda). Hkrati se zmanjša absorpcijska sposobnost vode za klor, poveča pa se čas zadrževanja aktivnega klora v njej.

Instalacije in naprave za doziranje klora (ali njegovih spojin), dodanega vodi - klorinatorji - so povsod, razen v majhnih vodovodih, nameščeni v posebnem prostoru ali v ločeni zgradbi - klorirnici (slika 1).

riž. 1. Tloris klorirnice: I - predprostor; II - vmesno skladišče za jeklenke; III - razpršilnik za utekočinjenje klorovega plina; IV - soba dežurnega; V - predprostor; 1 - rezervne jeklenke za klor; 2 - prezračevalni dvižni vod; 3 - okno; 4 - valji na tehtnici; 5 - vakuumski klorinatorji; c - lovilec umazanije; 7 - umivalnik.

Kloriranje pitne vode pa ima tudi slabosti: potrebo po skrbnem odmerjanju klora, saj že majhno zmanjšanje odmerka močno zmanjša učinkovitost dezinfekcije pitne vode, prekoračitev odmerka pa daje vodi vonj po kloru; možnost pojava specifičnih vonjav klorofenola; toksičnost klora in potreba po posebnih ukrepih za njegov prevoz, skladiščenje itd.

Pri dezinfekciji pitne vode, zlasti z velikimi odmerki klora, se dekloriranje izvaja fizično z uporabo filtrov z aktivnim ogljem (višina 0,5-2,5 m, zrna premoga 1,5-2,5 mm, hitrost filtracije 20-30 m 3 / uro) ali kemično. - v rezervoarjih z uporabo natrijevega tiosulfata, žveplovega dioksida, natrijevega sulfita itd., Nevtralizirajoči klor (z obveznim izračunom potrebe po nevtralizirajočih snoveh).

Ozoniranje- najbolj obetavna metoda dezinfekcije pitne vode zaradi zmanjšanja stroškov električne energije, potrebne za proizvodnjo ozona v posebnih napravah (ozonizatorjih). Zrak, ki gre skozi ozonizator, je izpostavljen električni razelektritvi visoke napetosti, zaradi česar se pomemben del kisika v zraku (O ​​2) pretvori v ozon (O 3). Iz ozonatorja se zrak, obogaten z ozonom, pošlje v rezervoarje, kjer se zmeša z vodo za dezinfekcijo. Dezinfekcijski učinek ozona je povezan z deoksidacijo molekule ozona in sprostitvijo atoma kisika, kar spremlja pojav oksidacijskega potenciala v vodi, ki je bistveno višji kot pri kloriranju. Ob stiku z vodo 8-15 minut. količina O 3, potrebna za dezinfekcijo pitne vode, je odvisna od stopnje onesnaženosti, sestave in lastnosti vode in se giblje od 1 do 6 mg/l ali več. Za doseganje zanesljivega dezinfekcijskega učinka mora biti odmerek rezidualnega ozona v vodi za 0,3-0,5 mg/l večji od absorpcijske sposobnosti vode za ozon.

Presežek ozona v vodi ne povzroča neprijetnih vonjav ali okusov v vodi; nasprotno, ozoniranje bistveno izboljša njegove organoleptične lastnosti. Zato je s higienskega vidika ozonizacija eden najboljših načinov dezinfekcije pitne vode. Slabosti dezinfekcije z ozonom; velika poraba energije, zapletenost opreme, potreba po kvalificiranem tehničnem nadzoru.

Ozoniranje se uporablja samo za dezinfekcijo pitne vode s centralizirano oskrbo z vodo (slika 2).

riž. 2. Načrt postaje za ozonizacijo vode, ki deluje na principu protitoka vode in ozoniziranega zraka: 1 - obalni vodnjak; 2 in 4 - črpalke; 3 - naprave za čiščenje vode (koagulacija, sedimentacija, peščeni filter); 5 - tlačni rezervoar; 6 - sterilizator; 7 - ozonator; 8 - filter; 9 - sušilnik zraka; 10 - separator zraka; 11 - rezervoar za čisto vodo.

Kemične metode dezinfekcije pitne vode vključujejo poleg kloriranja in ozoniranja tudi uporabo oligodinamičnih lastnosti težkih kovin (baker, srebro itd.) zaradi njihove sposobnosti baktericidnega delovanja v izjemno nizkih koncentracijah. Uporabo srebra so priporočali tudi za dezinfekcijo vode v bazenih.

Od fizikalnih metod je najbolj praktična uporaba dezinfekcija pitne vode z ultravijoličnimi baktericidnimi žarki. Kot viri baktericidnega sevanja se uporabljajo visokotlačne živosrebrne kremenčeve sijalke in nizkotlačne živosrebrne žarnice; 70% moči sevanja slednjega pade na območje valovne dolžine 250-260 mmk, ki ima največjo baktericidno aktivnost. Dezinfekcija po tej metodi ne spremeni lastnosti in sestave vode. Ultravijolični žarki vplivajo na celični metabolizem in predvsem na encimsko aktivnost bakterijske celice. Eden od pomembnih pogojev za učinkovitost obsevanja je prosojnost in brezbarvnost vode. Dezinfekcija pitne vode z baktericidnimi žarki se izvaja v pladnjevih napravah z nepotopljenimi svetilkami ali v tlačnih napravah z viri sevanja, potopljenimi v vodo (slika 3).

riž. 3 Naprava za dezinfekcijo vode z ultravijoličnimi žarki (AKH-1): A - odsek; B - diagram gibanja vode v komori; 1 - okno za ogled; 2 - telo; 3 - predelne stene; 4 - oskrba z vodo; 5 - živosrebrna kvarčna svetilka PRK-7; c - kvarčno ohišje.

Dezinfekcija pitne vode z ultrazvokom visoke intenzivnosti (10-30 W/cm2), katerega baktericidne lastnosti so povezane s pojavom kavitacijskih mehurčkov in ogromnimi tlačnimi pulzi v vodi. Dezinfekcija pitne vode z ultrakratkimi radijskimi valovi, zlasti v centimetrskem območju (3-10 cm), katerih baktericidne lastnosti so domnevno posledica močnega zvišanja temperature bakterijske celične mase. Dezinfekcija pitne vode z radioaktivnim sevanjem, ki ima specifičen mehanizem baktericidnega delovanja, kot tudi druge brezreagentne metode dezinfekcije so še v fazi predhodnih raziskav in tehničnih preskušanj.

Pri spremljanju učinkovitosti dezinfekcije pitne vode predpostavljamo, da so povzročitelji črevesnih bakterijskih okužb (kolera, trebušni tifus, griža itd.), ki se širijo z vodo, manj odporni na kemična in fizikalna sredstva za dezinfekcijo pitne vode kot saprofitni mikroorganizmi. , običajno v vodi. Zato pri dezinfekciji pitne vode ne težimo k njeni težko dosegljivi in ​​neupravičeni sterilizaciji, temveč le k uničenju zdravju nevarnih patogenih mikrobov. Voda se v tem primeru šteje za dezinficirano, če v 1 ml vode ni več kot 100 mikrobov in v 1 litru vode ne več kot tri E. coli. V tem primeru lahko štejemo, da so vsi patogeni mikroorganizmi kot manj odporni uničeni v procesu dezinfekcije pitne vode. Ta zahteva je bila vključena v standard kakovosti pitne vode. Na vodovodnih postajah, kjer vodo dezinficiramo s klorom ali ozonom, vsako uro (ali pol ure) preverjamo vsebnost rezidualnega klora (oz. ozona) v vodi kot posrednega pokazatelja zanesljivosti dezinfekcije pitne vode.

V zadnjih desetletjih je bila ugotovljena možnost širjenja črevesnih virusov (enterovirusov) z vodo in njihova etiološka vloga pri številnih boleznih (infekcijski hepatitis, verjetno otroška paraliza idr.). Izkazalo se je, da so enterovirusi bolj odporni kot patogene bakterije in E. coli. Zato je treba v primeru epidemiološke nevarnosti dezinfekcijo pitne vode izvajati ob upoštevanju višjega rezidualnega klora (ozona), saj običajna raven E. coli v teh primerih ne ustreza higienskim zahtevam.

Dezinfekcija vode je potrebna, da se zagotovi njena sprejemljiva kemična sestava, organoleptične lastnosti in skladnost s sanitarnimi in epidemiološkimi standardi za kasnejšo porabo ali uporabo v industrijske ali gospodinjske namene.

Najboljše prakse

Danes znanost pozna veliko načinov in metod dezinfekcije vode, ki se razlikujejo ne le po tehnologiji, uporabljenih sredstvih in njihovi učinkovitosti, temveč tudi po možnostih izvajanja takih dejavnosti tako v laboratoriju kot v normalnih terenskih pogojih. Sodobne metode dezinfekcije vode vključujejo uporabo visokotehnoloških naprav in različnih kemikalij za uničenje škodljivih mikroorganizmov in bakterij.

Med najboljšimi in najbolj priljubljenimi metodami dezinfekcije vode so naslednji:

• Termična obdelava vode (vretje). To je najenostavnejši in najbolj dostopen način zagotavljanja primernosti vode za uživanje in njene dezinfekcije;
• Ultrazvočna obdelava vode. Precej zastarela metoda razkuževanja tekočin, vendar precej učinkovita;
• Ultravijolična dezinfekcija vode (uporaba posebnih svetilk). V tem primeru se uporabljajo instalacije in svetilke, ki so viri UV žarkov. Stopnja učinkovitosti te metode je precej visoka, čiščenje vode pa se pojavi v kratkem času zaradi škodljivega učinka ultravijoličnega sevanja na bakterije;
• Obdelava vode z električnimi razelektritvami velike moči. Ta metoda dezinfekcije vode in uničevanja mikroorganizmov ter bakterij v njeni sestavi predstavlja visoko stopnjo tveganja za človeka, zato je njena izvedba v terenskih razmerah skoraj nemogoča. Kljub temu ta metoda velja za eno najučinkovitejših za pridobivanje pitne vode, poleg uporabe ultravijolične svetlobe in natrijevega hipoklorita;
• Obdelava vode z ozonom ali tako imenovano ozoniranje. To je eden najdražjih načinov pridobivanja pitne vode, a tudi eden najučinkovitejših. Za njegovo izvedbo so potrebni posebna oprema, instalacije in ustrezni pogoji;
• Dezinfekcija vode s posebnimi kemikalijami, pripravki in dodatki. Ta metoda se uporablja za čiščenje odpadne vode in vključuje uporabo natrijevega hipoklorita, joda, kalijevega permanganata, srebra, klora, vodikovega peroksida itd. Te snovi ali spojine se lahko proizvajajo v obliki tablet ali briketov, ki se hitro raztopijo. v vodi.

Sodobni načini dezinfekcije odpadne vode in pitne vode so postali veliko učinkovitejši, postopek pridobivanja pitne vode pa preprostejši in dostopnejši navadnim občanom.

Dezinfekcija s srebrom

Dezinfekcija vode s srebrom velja za eno najstarejših metod čiščenja vode, ki nevtralizira škodljive mikroorganizme in bakterije. Prej je veljalo, da je srebro najboljše zdravilo za številne bolezni. Čiščenje vode na ta način se lahko izvaja tudi na terenu, za kar je potrebno imeti čisto srebro. Znanstveno je dokazano, da se srebro učinkovito bori proti številnim patogenom, vendar pa ostaja odprto vprašanje o vplivu srebra na nekatere vrste protozojskih bakterij.

Poleg tega lahko kopičenje srebra v človeškem telesu povzroči nekaj poškodb. Govorimo konkretno o dolgotrajni uporabi srebra kot sredstva za čiščenje vode.

Stalni vnos srebra v človeško telo lahko povzroči številne bolezni, zato se pred dezinfekcijo vode s srebrom posvetujte z zdravnikom za nasvet o možnosti uporabe tega načina čiščenja pitne vode.

Poleg tega srebro v skladu z odobrenimi sanitarnimi standardi spada v drugi razred nevarnosti, kar še enkrat potrjuje dejstvo, da to dezinfekcijsko sredstvo za vodo ni najbolj optimalno in varno.

Dezinfekcija s srebrom daje vidne rezultate pri čiščenju tekoče vode, vendar je uporaba te metode za dezinfekcijo odpadne vode izjemno neučinkovita.

Kemične metode

Kemične metode dezinfekcije vode vključujejo uporabo kemikalij in snovi ter posebne naprave za čiščenje vode. Namen te metode je zmanjšati tveganje okužbe človeškega telesa z E. coli ali drugimi patogeni in bakterijami, ki vstopajo z vodo. Za te namene se lahko uporabljajo kemikalije, kot so klor, srebro, jod, ozon, kalijev permanganat, vodikov peroksid itd.

Eden najpogostejših načinov kemičnega čiščenja vode je uporaba klora. Skoraj vsi prebivalci mest in drugih naselij, ki so priključeni na centraliziran sistem oskrbe z vodo, poznajo kloriranje. Nasičenost vode s klorom nastane zaradi delovanja posebnih obogatitvenih naprav.

Ozon se uspešno uporablja tudi za čiščenje vode, vendar je njegova uporaba neracionalna za domače potrebe zaradi visokih stroškov te metode.

Kalijev permanganat se zaradi svojih visokih baktericidnih lastnosti lahko uporablja za individualno čiščenje in dezinfekcijo vode, njegovo učinkovitost pa so že dolgo dokazali strokovnjaki na tem področju. Kalijev permanganat se prodaja v obliki običajnih tablet.

Vodikov peroksid se že dolgo uporablja za dezinfekcijo vode, vendar laboratorijske študije trenutno niso dale dokončnega odgovora glede stopnje učinkovitosti uporabe vodikovega peroksida in ni razloga, da bi rekli, da je to sredstvo trenutno najboljši.

Dezinfekcija z natrijevim hipokloritom

Eden najboljših in učinkovitih načinov dezinfekcije vode v čistilnih napravah, pa tudi odpadne vode, je uporaba natrijevega hipoklorita. Ta snov je poceni, celotna metoda pa je okolju prijazna in varna za okolje.

Osnova te metode dezinfekcije odpadne in pitne vode je elektroliza pri raztapljanju kuhinjske soli v pretočnem načinu. Industrijske emisije pri tej metodi čiščenja z elektrolizo so minimalne in popolnoma varne.

Natrijev hipoklorit ima izrazito baktericidno delovanje, ki med procesom elektrolize uničuje škodljive bakterije, viruse in mikroorganizme.

Dezinfekcija vode z opisano metodo elektrolize natrijevega hipoklorita se izvaja s posebno napravo. V tem primeru se nivo doziranja in dobave natrijevega hipoklorita izvaja z večnamenskimi črpalkami.

Natrijev hipoklorit se lahko poleg dezinfekcije pitne vode v centralnih vodovodnih omrežjih uporablja tudi za čiščenje vode v bazenih, vodnih stolpih, uporablja se v medicinske namene, v gostinskih obratih in industriji.

Naprava za dezinfekcijo vode na principu elektrolize natrijevega hipoklorita je uporabna tako za čiščenje odpadne vode kot za dezinfekcijo pitne vode različnih prostornin.

Dezinfekcijsko sredstvo za pitno vodo

Za dezinfekcijo pitne vode se uporabljajo različna kemična in organska sredstva, izdelana v obliki sipkega materiala ali tablet. Uporabljajo se lahko na različnih mestih za čiščenje vode, so precej mobilni in imajo nizke stroške. Tablete za dezinfekcijo vode se lahko uporabljajo tako v lokalnih posodah kot v dinamičnih virih pitne vode, kot so potoki, tekoči vodnjaki, izviri itd.

Pogosto tablete za dezinfekcijo vode vsebujejo sestavine, kot so natrijev sulfat, sol, natrijeva kislina, jod, klor in kalcij. Uporaba sodobnih tablet za čiščenje vode iz bakterij in mikroorganizmov ne zahteva prisotnosti posebne opreme ali namestitve, kar je nesporna prednost te oblike sproščanja. Tablica se enostavno prilega v žep ali nahrbtnik, je lahka in ne bo povzročala nevšečnosti na potovanju ali pohodništvu.

V povprečju učinek tablete pri dezinfekciji vode traja približno 20-30 minut. Po tem času se tableta popolnoma raztopi, voda pa postane primerna za uživanje in je garantirano brez bakterij in mikroorganizmov. Med lastniki bazenov so priljubljene tablete za dezinfekcijo vode. Z njihovo pomočjo se voda učinkovito očisti v kratkem času, ta način čiščenja pa ni delovno intenziven.

Najbolj priljubljene in povpraševane so tablete, kot so pantocid, aquatabs, aquabreeze, aqua-chlor in mnogi drugi.

Dezinfekcija vode na terenu

Dezinfekcija vode na terenu je pomembna med pohodi, potovanji ali nepredvidenimi situacijami. Obstaja veliko načinov za čiščenje vode v kritičnih razmerah brez posebne opreme.

Seveda je najenostavnejši in najučinkovitejši način termična obdelava vode ali prekuhavanje. To zahteva prisotnost posode in ognja. Temeljito prekuhana voda v večini primerov ne vsebuje zdravju škodljivih bakterij ali mikroorganizmov.

Kurjenje ognja in prekuhavanje vode pa zaradi različnih dejavnikov na terenu ni vedno mogoče. Poleg tega tudi vrenje ne more stoodstotno zagotoviti uničenja vseh škodljivih bakterij.

Za to se v odsotnosti tablet uporabljajo alternativne metode čiščenja in dezinfekcije vode. Najbolj priljubljen način, kako vodo narediti pitno, je uporaba tako priljubljenega dezinfekcijskega sredstva za vodo, kot je jod. Pri pripravi raztopine in določanju razmerja deležev je treba upoštevati, da je pri čiščenju 1 litra vode potrebno približno 10-12 mg joda.

Zelo pomembno je, da ne presežete njegovega deleža, saj lahko vnos več joda v človeško telo povzroči poslabšanje dobrega počutja in druge negativne pojave. Raztopino je treba infundirati najmanj 30 minut. Za ekstrakcijo preostalega joda iz raztopine lahko uporabite navadne borove iglice, ki ga bodo uspešno absorbirale.

Kako razkužiti vodo s tabletami

Dezinfekcija vode s tabletami velja za eno najsodobnejših metod čiščenja vode. Tablete imajo v primerjavi z drugimi metodami dezinfekcije pitne vode vrsto prednosti, ki se izražajo v dostopnosti, učinkovitosti in nizki ceni. Uporaba tablet omogoča uničenje vseh škodljivih mikroorganizmov in bakterij v dovolj veliki količini vode.

Za razkuževanje tekočine je dovolj, da vanjo položimo eno ali več tablet za določen čas, ki je naveden na embalaži. Običajno se giblje od 30 minut do 1 ure. V mnogih pogledih se takšni kazalniki razlikujejo glede na proizvajalce in sestavo. Povprečni čas od postavitve tablete v vodo do priprave za uporabo je 30 minut. V tem času večina znanih bakterij umre in postopek čiščenja se šteje za končan.

Majhne tablete se uporabljajo za čiščenje pitne vode, tablete velikega premera pa za vzdrževanje bazenov, vodnjakov in velikih rezervoarjev. Pogosto so postavljeni v posebne posode. Tablete imajo rahel vonj po kloru.

Poudariti je treba, da se tablete lahko uporabljajo samo za dezinfekcijo čiste vode, za čiščenje odpadne vode pa ta metoda ni sprejemljiva. Povprečni rok uporabnosti večine tablet je od 3 do 5 let, zato jih ni priporočljivo kopičiti za prihodnjo uporabo.

Mnogi proizvajalci sodobnih tablet za dezinfekcijo vode priporočajo uporabo tople vode, če je le mogoče. Tako boste zagotovili, da se bo tableta hitro raztopila in vam omogočila pitje pitne vode. Dezinfekcijske tablete za vodo se prodajajo v specializiranih trgovinah.

Obrat za dezinfekcijo vode

Sodobne naprave za dezinfekcijo vode uporabljajo ultravijolično svetlobo. Ta metoda velja za eno najpreprostejših, najbolj dostopnih in učinkovitih pri čiščenju tako pitne kot odpadne vode. Dezinfekcija z ultravijoličnim sevanjem ne zahteva dodatnega segrevanja ali reagentov.

UV žarki imajo največje baktericidne lastnosti pri valovni dolžini 240 – 280 nm. Ultravijolična svetloba lahko v kratkem času uniči škodljive bakterije, vodo pa lahko dovajamo v neposredne vire porabe brez dodatne obdelave.

Za določeno področje uporabe se uporabljajo posebne naprave za generiranje UV žarkov z individualnimi tehničnimi lastnostmi, odvisno od količine vode, ki se čisti. Dezinfekcija odpadne in pitne vode z uporabo ultravijolične svetlobe je v mnogih državah priznana kot ena najučinkovitejših in učinkovitih metod čiščenja.

Številne naprave za ultravijolično dezinfekcijo vode so opremljene s sodobno opremo za nadzor in nadzor. To vam omogoča učinkovito delo brez stalnega nadzora s strani operaterja in upravljanje naprave na daljavo.

Učinkovitost dezinfekcije odpadne vode je odvisna od moči naprave in obsega njene uporabe. Tako so v vsakdanjem življenju najbolj priljubljene naprave s prostornino 0,25 kubičnih metrov. m na uro dela do 10 kubičnih metrov. m Modeli te opreme za industrijske namene imajo lahko prostornino do 400 kubičnih metrov. pitne vode in 200 kubičnih metrov. m odpadne vode.

1. Dezinfekcija vode v določeni situaciji zahteva temeljito preučitev pogojev za tak dogodek, prisotnost ali odsotnost zunanjih dejavnikov, ki lahko vplivajo na proces čiščenja vode pred bakterijami ali škodljivimi mikroorganizmi.
2. Najboljši strokovnjaki na tem področju ne bodo mogli dati konkretnega nasveta ali posvetovanja, ne da bi prej preučili vse okoliščine, kraj zajetja vode, lokacijo vira itd. Dezinfekcija je kompleksne narave in zahteva sodelovanje specializiranega strokovnjaka . Edina izjema v tem primeru je lahko uporaba univerzalnih tablet za dezinfekcijo vode.
3. Če želite izvedeti, kako lahko razkužite vodo, namenjeno pitju, in se seznaniti z najučinkovitejšimi sredstvi, si oglejte gradiva o tej temi na straneh tematskih spletnih mest. Številni viri ponujajo podrobne opise sredstev in metod dezinfekcije, foto in video vaje, posvetovanja s strokovnjaki in znanstveniki.
4. Na primer, pri uporabi kemikalij za čiščenje vode je pomembno paziti na dosledno upoštevanje razmerij in se izogibati prevelikemu odmerjanju. Izdelki, kot so jod, kalijev permanganat, srebro in še posebej klor, lahko negativno vplivajo na zdravje ljudi. Vodikov peroksid je neškodljiv, vendar je treba za dosego visokokakovostnega rezultata preprečiti pomanjkanje te snovi v obdelani vodi.
5. Uporaba natrijevega hipoklorita med elektrolizo je bolj primerna za industrijske namene, zato ta metoda dezinfekcije vode zahteva sodelovanje in nadzor usposobljenih strokovnjakov.
6. Za dezinfekcijo vode v majhnih količinah za uživanje ali kuhanje doma ali na terenu je smiselno uporabiti preprosta razpoložljiva sredstva in metode. Sem spadajo vodikov peroksid, srebro, kalijev permanganat, jod. Vzdrževanje domačih bazenov je mogoče doseči s posebnimi tabletami. Svetilke z ultravijoličnim sevanjem so priročne za uporabo doma, s pomočjo katerih ultravijolična dezinfekcija vode po kakovosti ni slabša od drugih metod.
7. Seveda, ko govorimo o čiščenju vode doma, mislimo predvsem na pitno vodo. Dezinfekcija odpadne vode v vsakdanjem življenju je nesmiselna in se izvaja le v industrijskem obsegu. Ne smemo pozabiti, da je izpostavljenost UV žarkom za ljudi nezaželena, zato je priporočljivo, da med postopkom zapustite sobo.

Uvod

Naravna voda praviloma ne ustreza higienskim zahtevam za pitno vodo, zato jo je pred strežbo prebivalstvu skoraj vedno treba prečistiti in razkužiti. Naravna voda, ki jo ljudje uživajo za pitje in se uporablja v različnih industrijah, mora biti sanitarno in epidemiološko varna, kemično neškodljiva in imeti ugodne organoleptične lastnosti.

Znano je, da nobena od sodobnih metod čiščenja vode ne zagotavlja 100-odstotnega čiščenja pred mikroorganizmi. Toda tudi če bi sistem za čiščenje vode omogočil popolno odstranitev vseh mikroorganizmov iz vode, vedno obstaja velika verjetnost sekundarne kontaminacije prečiščene vode med njenim transportom po ceveh, skladiščenjem v posodah, stiku z atmosferskim zrakom itd.

Sanitarna pravila in predpisi (SanPiN) nimajo za cilj, da bi vodo glede na mikrobiološke kazalnike dosegle idealno in s tem sterilno kakovost, v kateri bodo odsotni vsi mikroorganizmi. Naloga je odstraniti najbolj nevarne za zdravje ljudi.

Glavni dokumenti, ki določajo higienske zahteve za kakovost pitne vode, so: SanPiN 2.1.4.1074-01 „Pitna voda. Higienske zahteve za kakovost vode centraliziranih sistemov za oskrbo s pitno vodo. Nadzor kakovosti" in SanPiN 2.1.4.1175-02 "Pitna voda in oskrba z vodo v naseljenih območjih. Higienske zahteve za kakovost vode v necentralizirani oskrbi z vodo. Sanitarno varstvo virov.«

Trenutno je znanih veliko metod dezinfekcije vode in veliko naprav, ki se uporabljajo za njihovo izvajanje. Izbira metode dezinfekcije je odvisna od številnih dejavnikov: vira oskrbe z vodo, bioloških lastnosti mikroorganizmov, ekonomske upravičenosti itd.

Glavni cilj te publikacije je podati osnovne informacije o sodobnih metodah dezinfekcije vode za pitje, kratek opis posamezne metode, njeno strojno zasnovo in možnost uporabe v praksi centralizirane in individualne oskrbe z vodo.

Pomembno in nujno je, da lahko vsak uporabnik vode pravilno oblikuje cilje in cilje pri izbiri metode dezinfekcije in nenazadnje pridobivanja kakovostne pitne vode.

Publikacija vsebuje začetne informacije o glavnih virih rabe vode, njihovih značilnostih in podatkih o primernosti vira za pitje ter regulativne dokumente, ki urejajo vodno in sanitarno zakonodajo, primerjalni pregled regulativnih aktov, ki urejajo kakovost pitne vode. v smislu dezinfekcije, sprejet v Rusiji in tujini.

Čiščenje vode, vključno z razbarvanjem in bistrenjem, je prva stopnja priprave pitne vode, pri kateri se iz nje odstranijo suspendirane snovi, jajca helmintov in pomemben del mikroorganizmov. Vendar pa nekatere patogene bakterije in virusi prodrejo v čistilne naprave in se zadržujejo v filtrirani vodi.

Da bi ustvarili zanesljivo oviro za morebiten prenos črevesnih okužb in drugih enako nevarnih bolezni skozi vodo, se uporablja dezinfekcija, to je uničenje patogenih mikroorganizmov - bakterij in virusov.

Mikrobiološka kontaminacija vode je tista, ki je največja nevarnost za zdravje ljudi. Dokazano je, da je nevarnost bolezni zaradi povzročiteljev bolezni, prisotnih v vodi, tisočkrat večja kot pri onesnaženju vode s kemičnimi spojinami različnih vrst.

Na podlagi navedenega lahko sklepamo, da je dezinfekcija v obsegu, ki ustreza uveljavljenim higienskim standardom, predpogoj za pridobivanje vode za pitne potrebe.

1. Viri oskrbe z vodo, njihova primernost za dezinfekcijo

Vsi viri črpanja vode so razdeljeni v dva velika razreda - podtalnico in površinsko vodo. Podzemlje vključuje: arteške, podvodne, izvirske. Površinske vode so reke, jezera, morje in voda iz akumulacij.

V skladu z zahtevami regulativnega dokumenta GOST 2761-84 se izbira vira oskrbe z vodo izvede na podlagi naslednjih podatkov:

za podzemni vir oskrbe z vodo - analize kakovosti vode, hidrogeološke značilnosti uporabljenega vodonosnika, sanitarne značilnosti območja na območju zajetja vode, obstoječi in potencialni viri onesnaženja tal in vodonosnika;

s površinskim virom oskrbe z vodo - analize kakovosti vode, hidrološki podatki, najmanjši in povprečni pretok vode, skladnost z njihovim predvidenim odvzemom vode, sanitarne značilnosti porečja, industrijski razvoj, prisotnost in možnost virov gospodinjskih, industrijskih in kmetijsko onesnaženje na območju predvidenega zajetja vode. Značilnost vode iz površinskih virov je prisotnost velike vodne površine, ki je v neposrednem stiku z ozračjem in je pod vplivom sevalne energije sonca, kar ustvarja ugodne pogoje za razvoj vodne flore in favne. , aktivni potek samoočiščevalnih procesov.

Vendar pa je voda odprtih rezervoarjev podvržena sezonskim nihanjem v sestavi, vsebuje različne nečistoče - mineralne in organske snovi, pa tudi bakterije in viruse, v bližini velikih naselij in industrijskih podjetij pa obstaja velika verjetnost njene kontaminacije z različnimi kemikalijami in mikroorganizmi.

Za rečno vodo je značilna visoka motnost in barva, prisotnost velike količine organskih snovi in ​​bakterij, nizka vsebnost soli in trdota. Sanitarna kakovost rečne vode je nizka zaradi onesnaženosti z odpadno vodo iz stanovanjskih naselij in mest.

Za jezersko vodo in vodo iz zbiralnikov je značilna nizka vsebnost suspendiranih delcev, visoka obarvanost in permanganatna oksidacija, pogosto opazimo cvetenje vode zaradi razvoja alg. Jezerska voda ima različne stopnje mineralizacije. Te vode z epidemiološkega vidika niso varne.

V površinskih vodotokih potekajo procesi samočiščenja vode zaradi fizikalnih, kemičnih in bioloških reakcij. Pod vplivom biokemičnih procesov s sodelovanjem protozojev vodnih organizmov, antagonističnih mikrobov in antibiotikov biološkega izvora umrejo patogene bakterije in virusi.

Kroženje vode v svetovnem naravnem krogu: 1 – svetovni ocean; 2 – prst in podzemna voda; 3 – površinske vode kopnega; 4 – sneg in led; 5 – transpiracija; 6 – rečni (površinski) odtok; 7 – voda v ozračju v obliki hlapov in atmosferske vlage.

Samoočiščevalni postopki praviloma ne zagotavljajo kakovosti vode, ki je potrebna za gospodinjske in pitne potrebe, zato so vse površinske vode podvržene postopkom čiščenja z obvezno naknadno dezinfekcijo.

Voda iz podzemnih vodnih virov ima pred površinsko vrsto prednosti: zaščito pred zunanjimi vplivi in ​​epidemiološko varnost.

Morska voda vsebuje veliko količino mineralnih soli. Uporablja se v industrijski oskrbi z vodo za hlajenje, ob pomanjkanju sladke vode pa za oskrbo s gospodinjsko in pitno vodo po razsoljevanju.

Uporaba vode iz podzemnih vodnih virov za oskrbo z vodo ima vrsto prednosti pred površinskimi viri. Najpomembnejši med njimi sta zaščita pred zunanjimi vplivi in ​​posledično varnost v epidemiološkem smislu.

Akumulacija in gibanje podzemne vode je odvisno od zgradbe kamnin, ki jih glede na vodo delimo na nepremočljive (vodotesne) in prepustne. Vodotesni materiali so: granit, glina, apnenec; prepustne - pesek, prod, kamenčki in razpokane kamnine.

Glede na pogoje pojavljanja delimo podtalnico na talno, podzemno in medplastno.

Talne vode se nahajajo najbližje površini in niso zaščitene z nobeno vodoodporno plastjo. Posledično se sestava talne vode močno spreminja tako v kratkih obdobjih (dež, suša itd.) kot v letnih časih, na primer med taljenjem snega. Ker lahko atmosferska voda zlahka vstopi v talno vodo, uporaba talne vode za oskrbo z vodo zahteva čistilni sistem in obvezno dezinfekcijo.

Podzemna voda se nahaja pod talno vodo, globina od dveh do nekaj deset metrov; nabirajo se na prvi vodotesni plasti, nimajo pa zgornje vodotesne plasti. Med podtalnico in talno vodo lahko pride do izmenjave vode, zato kakovost talne vode vpliva na stanje podzemne vode. Sestava podzemne vode je podvržena rahlim nihanjem in je skoraj konstantna. V procesu filtriranja skozi plast prsti se voda očisti mineralnih primesi in deloma bakterij in mikroorganizmov. Podtalnica je najpogostejši vir oskrbe z vodo na podeželju.

Podzemna voda je voda, pridobljena iz vodnjakov, katerih globina ustreza dnu potoka, reke ali jezera. Lahko pride do pronicanja rečne vode v talno plast, te vode imenujemo tudi podzemne vode. Sestava podvodnih voda je podvržena različnim nihanjem in v sanitarnem smislu ni zelo zanesljiva; in uporaba teh voda za vodovodni sistem zahteva čiščenje in dezinfekcijo.

Izvir je izvir vode, ki spontano priteče na površje. Prisotnost izvira kaže na prisotnost v globini vodonosne plasti, ki podpira neprepustno plast, nasičeno z vlago. Kakovost in sestavo izvirske vode določa podtalnica, ki jo napaja.

Medplastne vode se nahajajo med dvema nepremočljivima kamninama. Zgornja vodotesna plast ščiti te vode pred vdorom padavin in podtalnice. Zaradi globoke lege so nihanja v sestavi vode neznatna, vode so sanitarno najugodnejše.

Onesnaženje medplastnih voda se pojavi izjemno redko: le, če je poškodovana celovitost plasti vodonosnika ali če ni nadzora nad starimi vodnjaki, ki že dolgo delujejo.

Medplastne vode imajo lahko naravni izliv na površje v obliki naraslih izvirov ali izvirov – te vode so najprimernejše za sistem oskrbe s pitno vodo.

Treba je opozoriti, da ni enotne sestave vode, saj celo arteška voda, ki leži na isti globini, vstopi v našo hišo, prehaja skozi različne kamnine in s tem spremeni svojo sestavo.

2. Razvrstitev metod dezinfekcije

V tehnologiji čiščenja vode obstaja veliko metod dezinfekcije vode, ki jih lahko razdelimo v dva glavna razreda - kemične in fizikalne ter njihove kombinacije.

Pri kemičnih metodah dezinfekcijo dosežemo z vnosom biološko aktivnih spojin v vodo.

S fizikalnimi metodami vodo obdelamo z različnimi fizikalnimi vplivi.

Kemične ali reagentne metode dezinfekcije vode vključujejo vnos močnih oksidantov, ki vključujejo klor, klorov dioksid, ozon, jod, natrijev in kalcijev hipoklorit, vodikov peroksid in kalijev permanganat. Od zgornjih oksidantov se praktično uporablja v sistemih za dezinfekcijo vode: klor, ozon, natrijev hipoklorit, klorov dioksid. Druga kemična metoda je oligodinamija - izpostavljenost vode ionom plemenitih kovin.

V primeru dezinfekcije pitne vode s kemično metodo je za dosego trajnega dezinfekcijskega učinka potrebno pravilno določiti odmerek apliciranega reagenta in zagotoviti zadostno trajanje njegovega stika z vodo. V tem primeru izračunamo odmerek reagenta ali pa izvedemo poskusno dezinfekcijo na modelni raztopini/predmetu.

Odmerek reagenta je izračunan v presežku (ostanki klora), kar zagotavlja uničenje mikroorganizmov, tudi tistih, ki vstopajo v vodo nekaj časa po njeni dezinfekciji, kar zagotavlja dolgotrajen učinek.

Fizikalne metode dezinfekcije:

- ultravijolično obsevanje;

– toplotni vpliv;

– ultrazvočni vpliv;

– izpostavljenost električni razelektritvi.

Pri fizikalnih metodah dezinfekcije vode je potrebno dovajati določeno količino energije na enoto njene prostornine, ki je definirana kot zmnožek intenzivnosti izpostavljenosti (moč sevanja) in kontaktnega časa.

Učinkovitost dezinfekcije vode s kemičnimi in fizikalnimi metodami je v veliki meri odvisna od lastnosti vode, pa tudi od bioloških značilnosti mikroorganizmov, to je njihove odpornosti na te vplive.

Izbira metode in ocena ekonomske upravičenosti uporabe posamezne metode dezinfekcije vode je odvisna od vira oskrbe z vodo, sestave vode, vrste vgrajene opreme vodovodne naprave in njene lokacije (oddaljenost od porabnikov). ), stroški reagentov in opreme za dezinfekcijo.

Pomembno je razumeti, da nobena od metod razkuževanja ni univerzalna ali najboljša. Vsaka metoda ima svoje prednosti in slabosti.

3. Regulativni in tehnični dokumenti vodne in sanitarne zakonodaje

Voda, ki jo porabijo ljudje, ki živijo v najrazličnejših okoljih, prihaja iz številnih virov. To so lahko reke, jezera, močvirja, rezervoarji, vodnjaki, arteški vodnjaki itd. V skladu s tem se voda, pridobljena iz virov različnega izvora, razlikuje po kakovosti in lastnostih.

Obstaja velika verjetnost, da bo tudi voda iz virov, ki se nahajajo blizu drug drugemu, zelo različna v kakovosti.

Industrijska podjetja, sanatoriji, komercialna podjetja, bolnišnice in druge zdravstvene ustanove, prebivalci podeželja in prebivalci velemest - vsi imajo svoje posebne zahteve glede kakovosti vode.

Zato sta čiščenje in dezinfekcija vode nujni, kadar kakovost vode ne ustreza zahtevam potrošnikov.

Zahteve za kakovost in varnost vode so določene v naslednjih glavnih regulativnih dokumentih, navedenih v tabeli. 1.

Tabela 1

Obstajajo tudi tehnološki standardi in zahteve, ki se nanašajo na načrtovanje sistemov za čiščenje vode (Tabela 2).

tabela 2

Varnost vode v epidemičnem smislu določa skupno število mikroorganizmov in število koliformnih bakterij. Po mikrobioloških indikatorjih mora voda izpolnjevati zahteve iz tabele. 3.

Tabela 3

*Okvirni parametri kakovosti vode. Samo za namene spremljanja lahko države članice EU vzpostavijo dodatne parametre na svojem ozemlju ali njegovem delu, vendar njihova uvedba ne sme poslabšati zdravja ljudi.

**Obvezni parametri.

4. Obdelava vode z močnimi oksidanti

Dezinfekcijo vode z reagentnimi metodami izvajamo z dodajanjem različnih kemičnih dezinfekcijskih sredstev vodi ali s posebnimi ukrepi. Uporaba kemikalij pri čiščenju vode običajno povzroči nastanek kemičnih stranskih produktov. Tveganje za zdravje zaradi njihove izpostavljenosti pa je zanemarljivo v primerjavi s tveganjem, povezanim z razvojem škodljivih mikroorganizmov v vodi zaradi nerazkuženosti ali njene slabe kakovosti.

Ministrstvo za zdravje je odobrilo uporabo več kot 200 izdelkov za dezinfekcijo in sterilizacijo vode.

V tem razdelku bomo obravnavali glavna razkužila, ki se uporabljajo v ruskih vodovodnih sistemih.

4.1. Kloriranje

Klor je leta 1774 odkril švedski kemik Scheele. To leto zaznamuje začetek zgodovine uporabe reagentov, ki vsebujejo aktivni klor (več kot dve stoletji). Skoraj takoj je bil odkrit njegov belilni učinek na rastlinska vlakna – lan in bombaž. Po tem odkritju leta 1785 je francoski kemik Claude Louis Berthollet uporabil klor za beljenje tkanin in papirja v industrijskem obsegu.

Toda šele v 19. stoletju. Ugotovljeno je bilo, da ima »klorna voda« (kot so takrat imenovali rezultat interakcije klora z vodo) tudi dezinfekcijski učinek. Lahko domnevamo, da so klor začeli uporabljati kot razkužilo leta 1846, ko so v eni od dunajskih bolnišnic za zdravnike uvedli prakso izpiranja rok s "klorovo vodo".

Leta 1888 je bilo na mednarodnem higienskem kongresu na Dunaju priznano, da se s pitno vodo lahko širijo številne nalezljive bolezni, med njimi tudi kolera, ki je bila v tistem času tako nevarna in razširjena. Pravzaprav je ta kongres služil kot spodbuda za iskanje najučinkovitejšega načina dezinfekcije vode. Razvoj teme kloriranja za dezinfekcijo pitne vode je povezan z gradnjo vodovodov v velikih mestih. Prvič so ga v ta namen uporabili v New Yorku leta 1895. V Rusiji so klor začeli uporabljati za dezinfekcijo pitne vode v začetku 20. stoletja. V Petersburgu.

Trenutno je najpogostejša metoda dezinfekcije vode uporaba klora in njegovih spojin. Več kot 90 % vode (velika večina) je klorirane. Tehnološka preprostost postopka kloriranja in razpoložljivost reagentov sta zagotovila široko uvedbo kloriranja v prakso oskrbe z vodo.

Najpomembnejša prednost tega načina dezinfekcije je možnost zagotavljanja mikrobiološke neoporečnosti vode na katerikoli točki distribucijskega omrežja, kadarkoli med njenim transportom do uporabnika – prav zaradi naknadnega učinka. Po vnosu klorirajočega sredstva v vodo zelo dolgo ohranja svojo aktivnost proti mikrobom, zavira njihove encimske sisteme vzdolž celotne poti vode skozi vodovodna omrežja od čistilne naprave (zajem vode) do vsakega potrošnika.

Kloriranje zaradi oksidativnih lastnosti in naknadnega učinka preprečuje rast alg, pomaga pri odstranjevanju železa in mangana iz vode, uničuje vodikov sulfid, razbarva vodo, vzdržuje mikrobiološko čistost filtrov itd.

4.2. Tehnika kloriranja

Pri izbiri metode kloriranja (priprava vode s klorom ali drugimi klorovimi sredstvi) je treba upoštevati predvideni namen postopka kloriranja, naravo onesnaževalcev, ki so prisotni v vodi, in posebnosti nihanj sestave voda glede na letni čas. Posebno pozornost je treba nameniti posebnostim tehnološke sheme čiščenja vode in opreme, vključene v čistilne naprave.

Glede na cilje lahko vse metode razdelimo v dva velika razreda: primarno (predkloriranje, predkloriranje) in končno (končno) kloriranje.

Primarno kloriranje - vnos klora ali reagentov, ki vsebujejo klor, v vodo poteka čim bližje viru zajetja vode. V skladu s svojim namenom primarno kloriranje ne služi le za dezinfekcijo vode, temveč tudi za intenziviranje procesov čiščenja vode pred nečistočami, na primer za deferizacijo in koagulacijo. V tem primeru se uporabljajo velike doze klora, stopnja dekloriranja praviloma ni, saj se odvečna količina klora popolnoma odstrani na drugih stopnjah čiščenja vode.

Končno ali končno kloriranje je postopek dezinfekcije vode, ki se izvaja kot zadnja faza njene priprave, to pomeni, da so že odstranjeni vsi onesnaževalci in se klor uporablja samo za dezinfekcijo.

Kloriranje se izvaja tako z majhnimi odmerki klora - normalno kloriranje, kot s povečanimi odmerki - prekomerno kloriranje.

Običajno kloriranje se uporablja pri črpanju vode iz sanitarnih virov. Odmerki klora morajo zagotoviti potreben baktericidni učinek brez poslabšanja organoleptičnih kazalcev kakovosti vode. Dovoljena količina ostanka klora po 30 minutah stika vode s klorom ni višja od 0,5 mg/l.

Ponovno kloriranje uporablja se pri črpanju vode iz virov, za katere so značilna velika nihanja v sestavi, zlasti v mikrobioloških indikatorjih, in v primeru, da običajno kloriranje ne zagotavlja stabilnega baktericidnega učinka. Prekomerno kloriranje se uporablja tudi v prisotnosti fenolov v vodi, ko običajno kloriranje vodi le do poslabšanja organoleptičnih kazalcev kakovosti vode. Ponovno kloriranje odpravi številne neprijetne okuse in vonjave, v nekaterih primerih pa se lahko uporablja za odstranjevanje strupenih snovi iz vode. Odmerek rezidualnega klora med rekloriranjem je običajno nastavljen v območju 1–10 mg/l. Odvečni preostali klor se nato odstrani z dekloriranjem vode; majhen presežek - prezračevanje; večjo količino - z dodatkom redukcijskega reagenta - deklora (natrijev tiosulfat ali sulfit, natrijev disulfit, amoniak, žveplov dioksid, aktivno oglje).

Kombinirane metode kloriranja, to pomeni, da se obdelava vode s klorom skupaj z drugimi baktericidnimi zdravili uporablja za povečanje učinka klora ali njegovo daljše fiksiranje v vodi. Kombinirane metode kloriranja se običajno uporabljajo za obdelavo velikih količin vode v stacionarnih vodovodnih sistemih. Kombinirane metode vključujejo: kloriranje z manganizacijo, srebrovo kloridno in bakrovo kloridno metodo ter kloriranje z amoniakom.

Kljub temu, da je kloriranje še vedno najpogostejša metoda razkuževanja, ima tudi ta metoda nekatere omejitve pri uporabi, npr.

– zaradi kloriranja lahko v obdelani vodi nastanejo organoklorove spojine (OCC);

– tradicionalne metode kloriranja v nekaterih primerih niso ovira za prodiranje številnih bakterij in virusov v vodo;

– kloriranje vode, ki se izvaja v velikem obsegu, je povzročilo razširjeno širjenje mikroorganizmov, odpornih na klor;

– raztopine reagentov, ki vsebujejo klor, so jedke, kar včasih povzroči hitro obrabo opreme;

Kombinirane metode kloriranja, obdelava vode s klorom skupaj z drugimi baktericidnimi pripravki, se uporabljajo za povečanje učinka klora ali njegovo daljše fiksiranje v vodi.

Da bi zagotovili javno zdravje, so številne države uvedle državne predpise, ki omejujejo vsebnost COC v pitni vodi. V Rusiji je standardiziranih 74 kazalnikov, na primer:

– kloroform – 0,2 mg/l;

– diklorobromometan – 0,03 mg/l;

– ogljikov tetraklorid – 0,006 mg/l.

Trenutno so mejne dovoljene koncentracije snovi, ki so stranski produkti kloriranja, v različnih razvitih državah določene v razponu od 0,06 do 0,2 mg/l, kar ustreza sodobnim znanstvenim podatkom o stopnji njihove nevarnosti za zdravje.

Proces nastajanja COC je precej zapleten, traja do nekaj ur in je odvisen od številnih dejavnikov: odmerka klora, koncentracije organskih snovi v vodi, kontaktnega časa, temperature, pH vrednosti vode, alkalnosti itd. Glavni razlog za nastanek COC v vodi je prisotnost organskih huminskih in fulvo kislin ter metabolitov alg. Za odstranitev teh nečistoč je potrebno naknadno čiščenje vode z ogljikovimi filtri. Najbolj intenzivna tvorba COC se pojavi med predkloriranjem, ko se veliki odmerki klora dovajajo v neobdelano vodo, ki vsebuje veliko količino organskih snovi. Trenutno obstajata dve glavni metodi za preprečevanje nastajanja COC: popravek sheme kloriranja in zavrnitev uporabe klora kot glavne metode dezinfekcije vode.

Pri prilagajanju sheme kloriranja se mesto vnosa glavnega dela klora premakne na konec toka postopka čiščenja vode, kar bo odpravilo potrebo po dovajanju velikih odmerkov klora v neobdelano vodo. Pri izbiri te sheme je pomembna zahteva odstranitev organskih spojin (prekurzorjev za tvorbo COC) pred uvedbo klora. Zavrnitev predkloriranja in prenos glavnega odmerka klora na konec čistilnih naprav običajno zadostujeta za rešitev problema, povezanega z nastajanjem kemičnih odpadkov. Vendar pa to povzroči znatno zmanjšanje učinkovitosti dezinfekcije vode in zmanjšanje pomena čistilnih naprav kot ovire.

Kloriranje vode je zanesljivo sredstvo za preprečevanje širjenja epidemij, saj je večina patogenih bakterij (bacili trebušnega tifusa, tuberkuloze in griže, vibrioni kolere, virusi otroške paralize in encefalitisa) v kloru zelo nestabilni.

O izključitvi klora med primarno dezinfekcijo je primerno govoriti le, če so v vodi organske spojine, ki pri interakciji s klorom (in hipokloritom) tvorijo trihalometane, ki negativno vplivajo na človeško telo.

Za kloriranje vode se uporabljajo snovi, kot so sam klor (tekoči ali plinasti), natrijev hipoklorit, klorov dioksid in druge snovi, ki vsebujejo klor.

4.2.1. Klor

Klor je najpogostejša snov, ki se uporablja za dezinfekcijo pitne vode. To je razloženo z visoko učinkovitostjo, preprostostjo uporabljene tehnološke opreme, nizkimi stroški uporabljenega reagenta - tekočega ali plinastega klora - in relativno enostavnostjo vzdrževanja.

Klor se zlahka raztopi v vodi; po mešanju plinastega klora z vodo se v vodni raztopini vzpostavi ravnovesje:

HClO H + + OCl -

Prisotnost hipoklorove kisline v vodnih raztopinah klora in anionov, ki nastanejo pri njeni disociaciji OCl - imajo močne baktericidne lastnosti. Hipoklorova kislina je skoraj 300-krat bolj aktivna od hipokloritnih ionov ClO - . To je razloženo z edinstveno sposobnostjo HClO bakterije prodrejo skozi njihove membrane. Hipoklorova kislina je dovzetna za razgradnjo na svetlobi:

2HClO -> 2O + 2HCl -> O 2 + 2HCl

s tvorbo klorovodikove kisline in atomarnega kisika kot vmesne snovi, ki je tudi močan oksidant.

Obdelava vode s klorom se izvaja s tako imenovanimi klorinatorji, v katerih voda absorbira plinasti (uparjeni) klor. Nastala klorirana voda iz klorinatorja se takoj dovede do mesta njene porabe. Kljub dejstvu, da je ta način čiščenja vode najpogostejši, ima tudi številne pomanjkljivosti. Prvič, težko je prevažati in skladiščiti velike količine tekočega, zelo strupenega klora. S takšno organizacijo procesa so neizogibno prisotne potencialno nevarne faze - najprej razkladanje posod s tekočim klorom in njegovo izhlapevanje, da se pretvori v delovno obliko.

Ustvarjanje delovnih rezerv klora v skladiščih predstavlja nevarnost ne le za obratovalno osebje elektrarne, ampak tudi za prebivalce bližnjih hiš. Kot alternativa kloriranju se v zadnjih letih vedno pogosteje uporablja čiščenje vode z raztopino natrijevega hipoklorita (NaClO), ki se uporablja tako v industrijskih čistilnih napravah kot v manjših objektih, vključno z zasebnimi domovi.

4.2.2. Klorov dioksid

Klorov dioksid se uporablja za dezinfekcijo vode v Evropi, ZDA in Rusiji. V ZDA je leta 1944 začel delovati eden prvih sistemov za dezinfekcijo pitne vode s klorovim dioksidom - sistem Niagarskih slapov. V Nemčiji se klorov dioksid uporablja že od leta 1959. Svetovne izkušnje z uporabo klorovega dioksida in številne študije so pokazale njegovo učinkovitost pri pripravi in ​​dezinfekciji pitne, industrijske in odpadne vode.

Glavne metode pridobivanja klorovega dioksida

Obstajajo tri glavne metode za proizvodnjo klorovega dioksida:

– interakcija natrijevega klorita s klorovodikovo kislino:

5NaClO 2 + 4HCl = 4ClO 2 + 5NaCl + 2H 2 O;

– interakcija natrijevega klorita z molekularnim klorom (natrijev hipoklorit, hipoklorova kislina). Reakcijo izvedemo z uvedbo plinastega klora v raztopino natrijevega klorita pod vakuumskimi pogoji:

2NaClO 2 + Cl 2 = 2ClO 2 + 2NaCl;

– interakcija natrijevega klorata z žveplovo kislino in vodikovim peroksidom:

2NaClO 3 + H 2 SO 4 + 2H 2 O = 2ClO 2 + 2O 2 + Na 2 SO 4

Učinkovito delovanje ClO 2 ni posledica le visoke vsebnosti klora, ki se sprošča med reakcijo, temveč tudi nastalega atomarnega kisika.

Trenutno obstajajo naprave, ki uporabljajo vse te metode za proizvodnjo klorovega dioksida za njegovo nadaljnjo uporabo v procesih dezinfekcije pitne vode. Glavni dejavnik, ki preprečuje široko uporabo klorovega dioksida, je njegova povečana eksplozivnost, ki otežuje proizvodnjo, transport in skladiščenje. Sodobne tehnologije so to pomanjkljivost odpravile s proizvodnjo klorovega dioksida neposredno na mestu uporabe v obliki vodne raztopine varne koncentracije. Procesi pridobivanja in doziranja klorovega dioksida v očiščeno vodo so popolnoma avtomatizirani, prisotnost vzdrževalnega osebja ni potrebna. V zvezi s tem se lahko uporablja v napravah z relativno nizko produktivnostjo.

Uporaba klorovega dioksida za dezinfekcijo vode ima številne prednosti:

– klorov dioksid pri interakciji z organskimi snovmi ne tvori trihalometanov, hkrati pa pomaga zmanjšati koncentracije železa in mangana v vodi;

– je učinkovit oksidant in razkužilo za vse vrste mikroorganizmov, vključno s cistami (Giardia, Cryptosporidium), trosnimi oblikami bakterij in virusov;

– dezinfekcijski učinek je praktično neodvisen od pH vode, medtem ko se učinkovitost klora zmanjšuje z odstopanjem pH vrednosti od pH=7,4;

– dezodorira vodo, uničuje fenole – vire neprijetnega okusa in vonja;

– ne tvori bromatov in organobromnih stranskih produktov dezinfekcije v prisotnosti bromidov.

Glavna pomanjkljivost uporabe klorovega dioksida je nastajanje stranskih produktov – kloratov in kloritov, katerih vsebnost v pitni vodi je treba nadzorovati. V skladu s SanPiN je največja dovoljena koncentracija kloritov 0,2 mg / dm 3 s sanitarno-toksikološkim mejnim indikatorjem, ki ustreza tretjemu razredu nevarnosti. Ti standardi omejujejo največji odmerek dioksida za dezinfekcijo vode.

4.2.3. Natrijev hipoklorit

Kot alternativa se v zadnjih letih vse pogosteje uporablja čiščenje vode z raztopino natrijevega hipoklorita (NaClO), ta reagent pa se uporablja tako v velikih čistilnih napravah kot v majhnih objektih, vključno z zasebnimi domovi.

Vodne raztopine natrijevega hipoklorita pripravimo kemično:

Cl 2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H 2 O

ali elektrokemijska metoda glede na reakcijo:

NaCl + H 2 O = NaClO + H 2.

Snov natrijev hipoklorit (NaClO) v svoji čisti kemični obliki (tj. brez vode) je brezbarvna kristalna snov, ki zlahka razpade na natrijev klorid (kuhinjska sol) in kisik:

2NaClO = 2NaCl + O 2 .

Ko se natrijev hipoklorit raztopi v vodi, disociira na ione:

Hipokloritni ion OCl - hidrolizira v vodi, pri čemer nastane hipoklorova kislina HOCl:

ОCl - + H 2 O = HOCl + OH - .

Prisotnost hipoklorove kisline v vodnih raztopinah natrijevega hipoklorita pojasnjuje njegove močne dezinfekcijske in belilne lastnosti. Največja baktericidna sposobnost hipoklorita se kaže v nevtralnem okolju, ko so koncentracije HClO in hipokloritnih anionov ClO približno enake.

Razgradnjo hipoklorita spremlja tvorba številnih aktivnih delcev, zlasti atomarnega kisika, ki ima visok biocidni učinek. Nastali delci sodelujejo pri uničevanju mikroorganizmov, medsebojno delujejo z biopolimeri v njihovi strukturi, ki so sposobni oksidacije. Raziskave so pokazale, da je ta proces podoben tistemu, ki poteka naravno pri vseh višjih organizmih. Nekatere človeške celice (nevtrofilci, hepatociti itd.) Sintetizirajo hipoklorovo kislino in spremljajoče zelo aktivne radikale za boj proti mikroorganizmom in tujim snovem.

Dezinfekcija vode in oksidacija nečistoč z uporabo elektrokemično proizvedenega natrijevega hipoklorita je bila prvič uporabljena v ZDA v poznih tridesetih letih 20. stoletja. XX. stoletje... Natrijev hipoklorit ima številne dragocene lastnosti. Njegove vodne raztopine nimajo suspenzij in zato ne zahtevajo usedanja, za razliko od belila. Uporaba natrijevega hipoklorita za čiščenje vode ne povzroči povečanja njene trdote, saj ne vsebuje kalcijevih in magnezijevih soli, kot je belilo ali kalcijev hipoklorit.

Baktericidni učinek raztopine NaClO, pridobljene z elektrolizo, je večji kot pri drugih razkužilih, katerih učinkovina je aktivni klor. Poleg tega ima raztopina še večji oksidacijski učinek kot raztopine, pripravljene po kemični metodi, saj vsebuje več hipoklorove kisline (HClO).

Pomanjkljivost te metode je, da so vodne raztopine natrijevega hipoklorita nestabilne in se sčasoma razgradijo že pri sobni temperaturi.

Industrija naše države proizvaja natrijev hipoklorit v obliki vodnih raztopin različnih koncentracij.

V skladu z GOST 11086-76 je raztopina natrijevega hipoklorita, pridobljena s kemično metodo, na voljo v treh razredih. Spodaj so indikatorji za sestavo izdelkov.

Natrijev hipoklorit v obliki raztopine (stopnje A, B ali "Belizna") je raztopina hipoklorita (16-19% NaOCl) s primesjo natrijevega klorida in hidroksida (pH 12-14). Obe raztopini se sčasoma razgradita. Hitrost razgradnje je odvisna od pogojev njihovega shranjevanja.

Reagentna raztopina natrijevega hipoklorita se enostavno dozira, kar vam omogoča avtomatizacijo procesa dezinfekcije vode.

4.2.4. Reagenti, ki vsebujejo klor

Uporaba reagentov, ki vsebujejo klor (belilo, natrijev in kalcijev hipoklorit) za dezinfekcijo vode, je pri vzdrževanju manj nevarna kot uporaba klora in ne zahteva kompleksnih tehnoloških rešitev. Res je, da so v tem primeru reagenti bolj okorni, kar je povezano s potrebo po shranjevanju velikih količin zdravil (3–5-krat več kot pri uporabi klora). Za toliko se poveča tudi obseg prevozov.

Med skladiščenjem pride do delne razgradnje reagentov z zmanjšanjem vsebnosti klora. V zvezi s tem je treba opremiti prisilni prezračevalni sistem in upoštevati varnostne ukrepe za operativno osebje. Raztopine reagentov, ki vsebujejo klor, so jedke in zahtevajo opremo in cevovode iz nerjavečega materiala ali s protikorozijskim premazom, običajno se ne uporabljajo za individualno oskrbo z vodo.

4.2.5. Kloriranje za individualno oskrbo z vodo

Naprave za proizvodnjo aktivnih reagentov, ki vsebujejo klor, z uporabo elektrokemičnih metod postajajo vse bolj razširjene, zlasti v majhnih čistilnih napravah.

V Rusiji več podjetij ponuja naprave, kot so "Saner", "Sanator", "Chlorel-200" za proizvodnjo natrijevega hipoklorita z diafragmno elektrolizo kuhinjske soli.

Najenostavnejši in najpogostejši način reševanja problemov kloriranja vode za individualno oskrbo z vodo je uporaba natrijevega hipoklorita, kot reagent pa lahko uporabimo raztopino "Belizna".

Številnim potrošnikom ni všeč dejstvo, da lahko voda, ki prihaja iz pipe, diši po kloru, vendar je to težavo enostavno rešiti z namestitvijo ogljikovega filtra.

Metode priprave vode s kloriranjem zahtevajo natančno doziranje reagentov v čistilno vodo, saj so reagenti zelo kemično reaktivni. Za reševanje problemov kloriranja je potrebna sodobna digitalna tehnologija, ki zagotavlja natančno doziranje reagenta v sorazmerju s pretokom oziroma prostornino čistilne vode.

Na trgu je veliko različnih dozirnih črpalk, ki se razlikujejo po zmogljivosti.

4.3. Drugi halogeni za dezinfekcijo vode

4.3.1. Jodiranje

Jod je kemijski element iz skupine halogenov, katerega »sorodniki« so fluor, klor in brom, označen s simbolom I (iz grškega iodes - vijoličen; lat. Iodum), ima zaporedno številko 53, atomsko število - 126,90, trdna gostota - 4, 94 g / cm 3, tališče - 113,5 ° C, vrelišče - 184,35 ° C. V naravi je jod skoncentriran predvsem v morski vodi (povprečno okoli 0,05 mg/l). Poleg tega se nahaja tudi v morskih usedlinah. To mu omogoča prehajanje v podtalnico, kjer lahko njegova vsebnost doseže več kot 100 mg/l. Tako visoka vsebnost joda je značilna tudi za območja naftnih nahajališč. Hkrati je njegova vsebnost v površinskih vodah nizka (koncentracija se giblje od 1 do 0,01 μg/l).

Raziskave kažejo, da je metoda jodiranja učinkovita proti bakterijam in virusom ter ni dovolj učinkovita proti mikrobnim toksinom in fenolnim spojinam. Druga omejitev pri širjenju metode jodiranja je pojav specifičnega vonja, ko se jod raztopi v vodi. Zato jodiranje vode za namene dezinfekcije ni konkurenčno tradicionalnemu kloriranju, kljub dejstvu, da ima jod, za razliko od klora, takšne prednosti, kot so inertnost na amoniak in njegove derivate ter odpornost na sončno sevanje. Obdelava vode z jodom za namene dezinfekcije ni razširjena, čeprav so bili večkrat poskusi jodiranja vode iz pipe. Trenutno se čiščenje vode z jodom uporablja le pri nizkih pretokih ali v primerih, ko se uporabljajo posebne sheme dezinfekcije vode. Tako se v nekaterih primerih jod uporablja za dezinfekcijo vode v bazenih.

Jod je eden izmed mikroelementov, katerega funkcije v telesu so zelo raznolike. Sodeluje pri sintezi ščitničnih hormonov in vpliva na presnovne in regenerativne procese. Nezadostna vsebnost joda v telesu vodi do negativnih posledic. Vendar pa ne samo pomanjkanje joda predstavlja nevarnost za zdravje ljudi, ampak tudi njegov presežek. Tako povečana količina joda v telesu povzroči spremembe v strukturnih in funkcionalnih značilnostih ščitnice, jeter in ledvic.

Pred kratkim so se na trgu pojavile ustekleničene jodirane pijače in voda. Ta pristop je nedvomno upravičen, saj se le potrošnik sam, ki ga vodijo zdravstveni indikacije, lahko odloči, ali naj pije jodirano vodo ali ne.

V sodobni praksi se za dezinfekcijo pitne vode z jodiranjem predlaga uporaba posebnih ionskih izmenjevalcev, nasičenih z jodom. Ko voda prehaja skozi njih, se jod postopoma izpere iz ionskega izmenjevalca in prehaja skozi vodo. Ta rešitev je možna le za majhne individualne instalacije v sistemih za čiščenje vode v gospodinjstvih. V takšnih sistemih se jodiranje vode izvaja z dodatno vgradnjo posebnega filtrskega elementa v eno od stopenj čiščenja. Pomembne slabosti so spreminjanje koncentracije joda med delovanjem, nezmožnost natančnega doziranja v tekočo vodo in pomanjkanje kontrole njegove koncentracije.

Na ruskem trgu so predstavljene naprave in kartuše Geyser in Clean Water.

4.3.2. Bromiranje

Med kemične metode dezinfekcije vode štejemo tudi tiste, ki so jih uporabljali v začetku 20. stoletja. dezinfekcija z bromovimi spojinami, ki imajo bolj izrazite baktericidne lastnosti kot klor, vendar zahtevajo bolj zapleteno tehnologijo uporabe.

Brom je kemijski element iz skupine halogenov, označen s simbolom Br (iz grščine bromos - smrad; ime je povezano z neprijetnim vonjem po bromu; lat. Bromum) ima zaporedno številko 35, atomsko maso - 79,90. , gostota tekočine - 3,11 g / cm 3, vrelišče - 59,2 ° C.

Brom deluje na mikroorganizme, uničuje viruse, bakterije, glive, pomaga pri odstranjevanju organskih nečistoč iz vode in je učinkovit v boju proti algam. Spojine na osnovi broma so odporne na sončno sevanje.

Kljub vsem svojim prednostim pa je metoda bromiranja vode zelo draga, zato se pri čiščenju pitne vode malo uporablja in se uporablja predvsem za dezinfekcijo vode v manjših bazenih in toplicah.

4.4. Ozoniranje

4.4.1. Zgodovina ozoniranja

Leta 1840 je nemški znanstvenik Sheinbein med preučevanjem procesov razgradnje vode na vodik in kisik z električnim oblokom dobil nov plin z ostrim specifičnim vonjem, ki ga je poimenoval ozon. Potem so sledile študije drugih znanstvenikov za preučevanje lastnosti in uporabe ozona. Izumitelj N. Tesla je leta 1896 patentiral prvi generator ozona.

Prvič so ozonacijske postopke za čiščenje vode uvedli v Franciji, kjer so že leta 1907 v mestu Bon Voyage (Francija) zgradili prvo ozonizacijsko napravo za potrebe mesta Nice, leta 1916 pa je bilo v državi 26 ozonizacijskih naprav. delovanje (skupaj v Evropi – 49).

V času Sovjetske zveze je bila ozonizacija izvedena na Vzhodnem vodovodu v Moskvi, postaja je bila opremljena z ozonizatorji francoskega podjetja Treily-gas.

4.4.2. Proizvodnja ozona

Ozon (O 3) je modrikast ali bledo vijoličen plin, ki se na zraku in v vodni raztopini spontano razgradi ter spremeni v navaden kisik (O 2). Hitrost razpada ozona se močno poveča v alkalnem okolju in z naraščajočo temperaturo. Odmerek ozona je odvisen od namena ozonirane vode. Če govorimo o dezinfekciji vode, ki je bila predhodno filtrirana in očiščena, je odmerek ozona 1–3 mg/l, za podzemno vodo pa 0,75–1 mg/l. Pri vnosu ozona za razbarvanje in dezinfekcijo onesnažene vode lahko njegova potrebna količina doseže do 5 g/l. Trajanje stika razkužene vode z ozonom je 8–12 minut.

Ozon nastaja v številnih procesih, ki jih spremlja sproščanje atomskega kisika, na primer med razgradnjo peroksidov, oksidacijo fosforja itd.

Najbolj ekonomičen industrijski način za proizvodnjo ozona je izpostavljanje zraka ali kisika električni razelektritvi 5000–25000 V. Generator ozona je sestavljen iz dveh ploščatih ali cevastih (koncentrična razporeditev) elektrod, nameščenih na kratki razdalji druga od druge.

O 3 se lažje utekočini kot O 2, zato ju je enostavno ločiti. Ozon za ozonoterapijo v medicini pridobivajo samo iz čistega kisika. Pri obsevanju zraka z močnim ultravijoličnim sevanjem nastane ozon. Enaki procesi se dogajajo v zgornjih plasteh ozračja, kjer se pod vplivom sončnega sevanja oblikuje in vzdržuje ozonski plašč.

V laboratoriju lahko ozon pridobimo z reakcijo ohlajene koncentrirane žveplove kisline z barijevim peroksidom:

3H 2 SO 4 + 3BaO 2 = 3BaSO 4 + O 3 + 3H 2 O.

4.4.3. Dezinfekcijski učinek ozona

Pri povečani bakterijski onesnaženosti vodnega vira ali pri prisotnosti patogenih mikroorganizmov, enterovirusov in cist giardia, ki so odporne na tradicionalno kloriranje, je ozon še posebej učinkovit. Mehanizem delovanja ozona na bakterije še ni popolnoma pojasnjen, vendar to ne preprečuje njegove široke uporabe.

Ozon je veliko močnejši oksidant kot klor (v odmerkih obeh uporabljenih reagentov).

Kar zadeva hitrost, je ozon učinkovitejši od klora: dezinfekcija poteka 15–20-krat hitreje. Ozon ima uničujoč učinek na trosne oblike bakterij, 300-600-krat močnejši od klora. To potrjujemo s primerjavo njihovih oksidacijskih potencialov: za klor Cl 2 - 1,35 V, za ozon O 3 - 1,95 V.

Odsotnost kemikalij v vodi, ki hitro reagirajo z ozonom, omogoča učinkovito uničenje E. coli pri koncentraciji raztopljenega ozona 0,01–0,04 mg/l.

Za uničenje bakterij otroške paralize (sevi Le in Mv) je treba vodo izpostaviti kloru 1,5–3 ure pri oksidativnem odmerku 0,5–1 mg/l. Hkrati ozon te bakterije uniči v 2 minutah pri koncentraciji v vodi 0,05–0,45 mg/l.

Treba je opozoriti, da ima ozon tako pomembno lastnost, kot je protivirusni učinek. Enterovirusi, zlasti tisti, ki se izločajo iz človeškega telesa, prehajajo v odpadne vode in zato lahko pogosto zaidejo v površinske vode, ki se uporabljajo za oskrbo s pitno vodo.

Rezultat številnih raziskav je pokazal: ostanek ozona v količini 0,4–1,0 mg/l, vzdrževan 4–6 minut, zagotavlja uničenje patogenih virusov in v večini primerov takšna izpostavljenost zadostuje za odstranitev vseh mikrobnih kontaminantov.

V primerjavi z uporabo klora, ki povečuje toksičnost prečiščene vode, ki jo določajo hidrobionti, uporaba ozona pomaga zmanjšati toksičnost.

4.4.4. Oblikovanje strojne opreme

Ker je ozon zelo strupen plin (najvišja dovoljena koncentracija v zraku cone je 0,0001 g/m 3), sheme za postopke ozoniranja vode predvidevajo njegovo popolno uporabo in uničenje. Oprema za ozoniranje običajno vključuje poseben razplinjevalec ozona (destruktor). Vse naprave za ozoniranje so sestavljene iz korozijsko odpornih materialov, opremljene z zapornimi in signalnimi ventili, opremljene s sistemi za avtomatski zagon (časovniki, tlačna stikala, elektromagnetni ventili itd.) in zaščito.

Metoda ozoniranja vode je tehnično zahtevna in najdražja med drugimi metodami dezinfekcije pitne vode. Tehnološki proces vključuje zaporedne stopnje čiščenja zraka, njegovega hlajenja in sušenja, sinteze ozona, mešanja mešanice ozona in zraka s prečiščeno vodo, odstranjevanja in uničenja ostankov mešanice ozona in zraka ter izpusta v ozračje. Vse to omejuje uporabo te metode v vsakdanjem življenju.

Na ruskem trgu so gospodinjski ozonizatorji predstavljeni z naslednjimi modeli: "AquaMama", "Ecotronika", "Ozone Lux" (RUIQI, sestavljen iz ozonizatorja in ogljikovega filtra) itd.

Instalacije za ozoniranje so predstavljene z naslednjo opremo: postaje za ozonizacijo vode serije CD-OWSG, serije SOV-M, serije PVO-TOG in PVO-ZF, Ozon-PV itd. Instalacije se razlikujejo po zasnovi in ​​zmogljivosti.

4.4.5. Značilnosti ozoniranja

S higienskega vidika je ozonizacija eden najboljših načinov dezinfekcije pitne vode. Z visoko stopnjo dezinfekcije zagotavlja najboljše organoleptične lastnosti in odsotnost visoko toksičnih in rakotvornih produktov v prečiščeni vodi.

Ozon uniči znane mikroorganizme 300–3000-krat hitreje kot katero koli drugo razkužilo. Ozoniranje ne spremeni kislosti vode in iz nje ne odstrani človeku potrebnih snovi. Preostali ozon se hitro spremeni v kisik (O 2) in z njim obogati vodo.

Med ozoniranjem škodljivi stranski produkti reakcije nimajo časa, da bi nastali, vsaj v opaznih količinah.

Shema poteka ozonizacije vode: 1 – zbiralnik izvorne vode; 2 – črpalka; 3 – naprave za prenos mase; 4 – rezervoar za prečiščeno vodo; 5 – generatorji ozona; 6 – enota za pripravo in sušenje zraka; 7 – destruktor ozona (razplinjevalec).

Obstaja nekaj pomanjkljivosti uporabe ozoniranja, ki nalagajo ustrezne omejitve za njegovo uporabo:

1. Metoda ozoniranja je tehnično zapletena, zahteva visoko porabo energije in uporabo kompleksne opreme, ki zahteva visoko usposobljeno vzdrževanje.

2. Podaljšano delovanje ozona je bistveno manjše kot pri kloru, zaradi njegovega hitrega uničenja, zato je ponovna kontaminacija vode pri ozoniranju verjetnejša kot pri kloriranju.

3. Ozoniranje lahko povzroči (predvsem v močno obarvanih vodah in vodah z veliko količino “organske snovi”) nastanek dodatnih usedlin, zato je po ozoniranju potrebno poskrbeti za filtriranje vode preko aktivnega oglja. Kot posledica ozoniranja nastanejo stranski produkti, med drugim: aldehidi, ketoni, organske kisline, bromati (v prisotnosti bromidov), peroksidi in druge spojine.

Pri izpostavljenosti huminskim kislinam, kjer so aromatične spojine fenolnega tipa, se lahko pojavi fenol.

Ozon lahko nastane samo na mestu porabe, saj sta njegovo shranjevanje in transport nemogoča. Za proizvodnjo ozona je potreben prosti kisik.

5. Oligodinamija

Oligodinamija je učinek ionov plemenitih kovin na mikrobiološke objekte. Ko govorimo o oligodinamiji, se praviloma upoštevajo tri kovine - zlato, baker in srebro. Najpogostejša metoda za praktične namene je uporaba srebra, včasih se uporabljajo baktericidne raztopine na osnovi bakra. Zlato v praksi nima prave uporabe, saj je ta kovina zelo draga.

5.1. Srebrna

Srebro je kemijski element, spada med plemenite kovine, ki ga simbolizira simbol Ag (iz latinskega Silver - svetlo, belo, angleško Argentum, francosko Argent, nemško Silber). Ima zaporedno številko 47, atomsko maso – 107,8, valenco – I. II, gostoto – 10,5 g/cm 3, tališče – ​​960,5 °C, vrelišče – ​​2210 °C.

Kljub temu, da so srebrove rude razpršene po vsem svetu (Avstralija, Peru, Japonska, Kanada), je glavni dobavitelj srebra Mehika. Srebro je dober prevodnik toplotne energije.

5.1.1. Zgodba

Srebro je človeštvo poznalo že od pradavnine, nekoč so ga kopali v obliki kepic, torej ga ni bilo treba taliti iz rud, številna ljudstva so ga imela za sveto kovino, na primer v Asiriji in Babilonu. . V Evropi so bogastvo kraljev ocenjevali po količini srebra. V srednjem veku so bile srebro in njegove spojine zelo priljubljene med alkimisti. Kasneje se srebro uporablja za izdelavo posode, kovanje kovancev, izdelavo nakita, danes pa se uporablja pri izdelavi električnih kontaktov, tiskanih vezij in napajalnikov.

Tudi baktericidni učinek srebra je znan že od antičnih časov. V starodavnih hindujskih razpravah je opisan obred kratkega potopitve vročega srebra v posodo z vodo.

Utemeljitelj znanstvenega proučevanja mehanizma delovanja srebra na mikrobne celice je švicarski znanstvenik Karl Nagel, ki je v 80. XIX stoletje ugotovili, da interakcija srebrovih ionov (in ne same kovine) z mikrobnimi celicami povzroči njihovo smrt. Ta pojav je poimenoval oligodinamija (iz grščine "oligos" - majhen, sled in "dynamos" - delovanje, tj. delovanje sledi). Nemški znanstvenik Vincent je med primerjavo delovanja nekaterih kovin ugotovil, da ima srebro najmočnejši baktericidni učinek, baker in zlato pa manj. Tako je bacil davice na srebrni plošči umrl po treh dneh, na bakreni po šestih, na zlati po osmih.

5.1.2. Opis metode

Akademik L. A. Kulsky je veliko prispeval k preučevanju protimikrobnih lastnosti "srebrne" vode in njeni uporabi za dezinfekcijo pitne vode in živil. Njegovi poskusi, kasneje pa tudi delo drugih raziskovalcev, so dokazali, da so kovinski ioni in njihove disociirane spojine (snovi, ki lahko v vodi razpadejo na ione) povzročitelji smrti mikroorganizmov. Dokazano je, da večja kot je koncentracija srebrovih ionov, večja je njegova aktivnost in baktericidni učinek.

Znanstveno je dokazano, da srebro v ionski obliki deluje baktericidno, protivirusno, izrazito protiglivično in antiseptično ter deluje kot visoko učinkovito razkužilo proti patogenim mikroorganizmom, ki povzročajo akutne okužbe. Učinek ubijanja bakterij s srebrovimi pripravki je zelo velik. Je 1750-krat močnejša od koncentrirane karbolne kisline in 3,5-krat močnejša od sublimata. Po mnenju akademika Akademije znanosti Ukrajinske SSR L. A. Kulskega je učinek "srebrne" vode (pri enakih koncentracijah) večji od učinka klora, belila, natrijevega hipoklorida in drugih močnih oksidantov. Po znanstvenih podatkih le 1 mg/l. srebro za 30 minut povzročilo popolno inaktivacijo virusov influence A, B, Mitre in Sendai. Že v koncentraciji 0,1 mg/l ima srebro izrazit fungicidni učinek.

»Srebrna« voda ima pri dovolj visokih koncentracijah srebra baktericidne lastnosti, pri nizkih koncentracijah pa deluje le bakteriostatsko.

Pri izbiri srebra kot razkužila pa se morate zavedati, da je srebro težka kovina. Tako kot druge težke kovine se srebro lahko kopiči v telesu in povzroča bolezni (argiroza – zastrupitev s srebrom). V skladu s SanPiN 2.1.4.1074-01 "Pitna voda. Higienske zahteve za kakovost vode centraliziranih sistemov za oskrbo s pitno vodo. Nadzor kakovosti" dovoljena vsebnost srebra v vodi ni večja od 0,05 mg / l in SanPin 2.1.4.1116 - 02 "Pitna voda. Higienske zahteve za kakovost vode, pakirane v posodah. Nadzor kakovosti” – ne več kot 0,025 mg/l.

Številni potrošniki na starinski način več dni točijo vodo v doma pridelanih srebrnih filtrih za vodo, v posodah s kovanci, žlicami in nakitom, in res se lahko »srebrna« voda hrani leta. Kaj pa se skriva za tem načinom čiščenja vode pred mikroorganizmi?

»Srebrna« voda ima baktericidne lastnosti pri dokaj visokih koncentracijah srebra, približno 0,015 mg/l. V nizkih koncentracijah (10 -4 ... 10 -6 mg/l.) ima srebro le bakteriostatski učinek, torej zavira rast bakterij, ne ubija pa jih. Različice mikroorganizmov, ki tvorijo spore, so praktično neobčutljive na srebro. Zato vlivanje vode na staromoden način v doma pridelanih srebrnih filtrih za vodo, v posodah s kovanci, žlicami in nakitom, ni zajamčen način za razkuževanje.

Zgoraj navedena dejstva tako nekoliko omejujejo uporabo srebra. Morda je primeren le za namene ohranjanja prvotno čiste vode za dolgoročno shranjevanje (na primer na vesoljskih ladjah, na pohodih ali pri stekleničenju ustekleničene pitne vode). Posrebrenje kartuš z aktivnim ogljem se uporablja v gospodinjskih filtrih. S tem preprečimo, da bi se filtri umazali z mikroorganizmi, saj so filtrirane organske snovi dobro gojišče za številne bakterije.

5.1.3. Mehanizem delovanja

Danes obstajajo številne teorije, ki pojasnjujejo mehanizem delovanja srebra na mikroorganizme. Najpogostejša je adsorpcijska teorija, po kateri celica izgubi sposobnost preživetja zaradi interakcije elektrostatičnih sil, ki nastanejo med negativno nabitimi bakterijskimi celicami in pozitivno nabitimi srebrovimi ioni, ko jih bakterijska celica adsorbira.

Voraz in Tofern (1957) sta pojasnila protimikrobni učinek srebra z onemogočanjem encimov, ki vsebujejo SH - in COOH - skupine, in K. Tonley, H. Wilson - s kršitvijo osmotskega ravnovesja.

Po drugih teorijah pride do tvorbe kompleksov nukleinskih kislin s težkimi kovinami, zaradi česar je motena stabilnost DNK in s tem sposobnost preživetja bakterij.

Obstaja nasprotno mnenje, da srebro ne vpliva neposredno na DNK celic, temveč deluje posredno s povečanjem količine znotrajceličnih prostih radikalov, ki zmanjšujejo koncentracijo znotrajceličnih reaktivnih kisikovih spojin. Predpostavlja se tudi, da je eden od razlogov za širok protimikrobni učinek srebrovih ionov zaviranje transmembranskega transporta Na + in Ca ++.

Na podlagi podatkov je mehanizem delovanja srebra na mikrobno celico naslednji: srebrove ione sorbira celična membrana, ki opravlja zaščitno funkcijo. Celica je še vedno sposobna preživeti, vendar so nekatere njene funkcije motene - na primer delitev (bakteriostatični učinek). Takoj, ko se srebro adsorbira na površini mikrobne celice, prodre v njeno notranjost, zavira encime dihalne verige in tudi prekine oksidacijske procese v mikrobni celici, zaradi česar celica umre.

Koloidno srebro je produkt, sestavljen iz mikroskopskih delcev srebra, suspendiranih v demineralizirani in deionizirani vodi. Koloidno srebro, pridobljeno z elektrolitsko metodo, je naravni antibiotik, ki ga je v ZDA odobrila Zvezna komisija za hrano in zdravila že leta 1920. Učinkovitost baktericidnega delovanja koloidnega srebra je razloženo z njegovo sposobnostjo zatiranja delovanje encima, ki zagotavlja izmenjavo kisika tujih protozojskih mikroorganizmov, zato odmrejo zaradi motenj v preskrbi s kisikom, potrebnim za njihovo življenje.

5.1.4. Oblikovanje strojne opreme

"Srebrno" vodo je mogoče pripraviti doma, vendar ni učinkovita. Vodo lahko natočite v srebrno posodo, v posodo z vodo potopite srebrne predmete, nakit ipd... Trenutno se “srebrna” voda proizvaja v električnih napravah - ionizatorjih. Načelo delovanja ionatorja srebra temelji na elektrolitski metodi. Strukturno je naprava sestavljena iz elektrolizatorja s srebrnimi elektrodami (srebro CP 99.99) in napajalnika, priključenega na enosmerno omrežje. Ko enosmerni tok teče skozi srebrne (ali srebrno-bakrene) elektrode, potopljene v vodo, srebrna elektroda (anoda), ki se raztopi, nasiči vodo s srebrovimi ioni. Koncentracija nastale raztopine pri danem toku je odvisna od časa delovanja tokovnega vira in količine vode, ki se čisti. Če pravilno izberete ionizator, preostala vsebnost srebra, raztopljenega v vodi, ne bo presegla največjega odmerka 10 -4 ... 10 -5 mg / l (hkrati lahko v kontaktni plasti srebrne vode koncentracije dosežejo 0,015 mg/l), kar omogoča hkratno baktericidno in bakteriostatsko čiščenje vode. V tabeli Tabela 4 prikazuje pogoje za pridobivanje "srebrne" vode na primeru ionizatorja "LK-41" (vir napajanja ionatorja - 220 V AC napajanje, obremenitveni tok, mA 0±20%, masa srebra, ki jo ionizator prenese v vodne raztopine v 1 minuti, mg 0,4±20%, temperatura obdelane vode od 1 do 40 °C).

Tabela 4

Pripravljene raztopine srebra je treba hraniti v temnem prostoru ali v neprozorni zaprti posodi, saj se srebrovi ioni na svetlobi reducirajo v kovino, raztopina potemni in srebro se izloči.

Začetek proizvodnje ionizatorjev v Rusiji sega v leto 1939, ko se je začela množična proizvodnja stacionarnih ionizatorjev, prenosnih in cestnih serij LC. Proizvodnja se nadaljuje še danes.

Zdaj na ruskem trgu obstajajo ionizatorji različnih proizvajalcev in izvedb, z elektronskim nadzorom in najpreprostejši avtonomni žepni: "Nevoton IS", "Penguin", "Silva", "Dolphin", "LK", "Aquatay" itd. .

Pri delovanju ionizatorja se na srebrnih ploščah sprosti razpršeno črno srebro, ki ne vpliva na kakovost pripravljene raztopine. V raztopini srebra se po izklopu ionizatorja proces uničevanja bakterij ne pojavi takoj, ampak v času, določenem v stolpcu časa zadrževanja.

5.1.5. Uporaba aktivnih ogljikov in kationskih izmenjevalcev, nasičenih s srebrom

Trenutno se aktivno oglje uporablja v številnih postopkih čiščenja vode, živilski industriji in procesih kemijske tehnologije. Glavni namen premoga je adsorpcija organskih spojin. Filtrirana organska snov je tista, ki zagotavlja idealno gojišče za razmnoževanje bakterij, ko se gibanje vode ustavi. Nanos srebra na aktivno oglje prepreči rast bakterij v filtru zaradi baktericidnih lastnosti te kovine. Tehnologija nanašanja srebra na površino premoga je edinstvena v tem, da se srebro med procesom filtracije ne spere s površine premoga. Odvisno od proizvajalca, vrste surovine in razreda premoga se na površino nanese 0,06–0,12 mas.% srebra.

Aktivno oglje, prevlečeno s srebrom, je na voljo na ruskem trgu: C-100 Ag ali C-150 Ag proizvajalca Purolite; AGC proizvaja Chemviron Carbon na osnovi aktivnega oglja 207C; Ruski proizvajalci ponujajo UAI-1, izdelan iz oglja BAU-A; ogljika znamk KAUSORB-213 Ag in KAUSORB-222 Ag se pridobivajo iz aktivnih ogljic znamk KAUSORB-212 in KAUSORB-221 itd.

Kljub dokaj visoki učinkovitosti oligodinamije na splošno ne moremo govoriti o absolutni univerzalnosti te metode. Dejstvo je, da so številni škodljivi mikroorganizmi zunaj območja njegovega delovanja - številne glive, bakterije (saprofitne, spore). Kljub temu voda, ki gre skozi tak filter, običajno dolgo časa ohrani svoje baktericidne lastnosti in čistost.

5.2. baker

Baker je kemični element, označen s simbolom Cu. Ime elementa izhaja iz imena otoka Ciper (lat. Cuprum), kjer so prvotno kopali baker. Ima zaporedno številko 29, atomsko maso – 63,546, valenco – I, II, gostoto – 8,92 g/cm 3, tališče – ​​1083,4 °C, vrelišče – ​​2567 °C.

Baker je mehka, temprana kovina rdeče barve, ima visoko toplotno in električno prevodnost (na drugem mestu po električni prevodnosti za srebrom).

Baker se v naravi pojavlja v različnih spojinah in v samorodni obliki. Obstajajo različne zlitine bakra, med katerimi so najbolj znane medenina - zlitina s cinkom, bron - zlitina s kositrom, kupronikel - zlitina z nikljem itd., Baker je kot dodatek prisoten v babitih.

Baker se pogosto uporablja v elektrotehniki (zaradi njegove nizke upornosti) za izdelavo napajalnih kablov, žic ali drugih prevodnikov, kot je ožičenje tiskanih vezij. Široko se uporablja v različnih toplotnih izmenjevalnikih, kamor sodijo radiatorji za hlajenje, klimatizacijo in ogrevanje zaradi zelo pomembne lastnosti bakra – visoke toplotne prevodnosti.

Nekatere bakrove spojine so lahko strupene, če so presežene največje dovoljene koncentracije v hrani in vodi. Vsebnost bakra v pitni vodi ureja tudi SanPiN 2.1.4.1074-01 in ne sme presegati 2 mg / l. Mejni znak škodljivosti snovi, za katero je uveden standard, je sanitarno-toksikološki.

Vsebnost bakra v pitni vodi je običajno precej nizka in znaša nekaj mikrogramov na liter. Bakrovi ioni dajejo vodi izrazit "kovinski okus". Prag občutljivosti za organoleptično določanje bakra v vodi je približno 2–10 mg/l.

5.2.1. Zgodba

Antibakterijske lastnosti bakra so znane že zelo dolgo. V starodavni Rusiji so tako imenovano "zvončasto" vodo uporabljali v medicinske namene. Pridobili so ga pri litju zvonov, ko so še vroč ulitek hladili v posodah, napolnjenih z vodo. Zvonovi so bili uliti iz brona, zlitine bakra in kositra, za izboljšanje zvoka pa so tej zlitini dodali srebro. Pri ohlajanju se je voda obogatila z ioni bakra, kositra in srebra.

Skupni učinek bakrovih in srebrovih ionov presega moč »srebrne« vode, tudi če je koncentracija srebrovih ionov v slednji nekajkrat večja. Pomembno je razumeti, da lahko tudi "zvonasta" voda, če jo uporabljate nenadzorovano, povzroči veliko škodo telesu.

Baker in njegove zlitine se včasih uporabljajo za lokalno dezinfekcijo vode, pogosteje za dezinfekcijo v gospodinjstvih in kampih, obogatijo vodo z bakrovimi ioni.

Že od antičnih časov so tudi ugotavljali, da je bila voda, shranjena ali prepeljana v bakrenih posodah, kakovostnejša in se dolgo ni pokvarila, za razliko od vode, ki je bila shranjena ali prepeljana v posodah iz drugih materialov (v taki vodi ni prišlo do vidne tvorbe sluzi). ).

Obstaja ogromno raziskovalnega dela, ki potrjuje baktericidne lastnosti bakra.

5.2.2. Mehanizem delovanja

Raziskave za pojasnitev mehanizma antibakterijskega delovanja bakra so bile izvedene že v antiki. Na primer, leta 1973 so znanstveniki iz laboratorija Columbus Battel izvedli obsežno znanstveno in patentno preiskavo, ki je zbrala celotno zgodovino raziskav bakteriostatskih in dezinfekcijskih lastnosti površin bakra in bakrovih zlitin za obdobje 1892-1973.

Prišlo je do odkritja in kasneje tudi potrjenega, da imajo površine bakrovih zlitin posebno lastnost – uničevanje najrazličnejših mikroorganizmov.

V zadnjih 10 letih potekajo intenzivne raziskave o vplivu bakra na povzročitelje bolnišničnih okužb: Escherichia coli, na meticilin odporni Staphylococcus aureus (MRSA), virus influence A, adenovirus, patogene glive itd. Raziskave v Ameriki je pokazala, da je površina bakrove zlitine (odvisno od znamke zlitine) sposobna uničiti E. coli po 1-4 urah stika, medtem ko so populacije E. coli uničene za 99,9 %, medtem ko npr. površini iz nerjavečega jekla lahko mikrobi preživijo en teden.

Medenina, ki se pogosto uporablja za izdelavo vratnih kljuk in potisnih plošč, ima tudi razkužilni učinek, vendar zahteva daljši čas izpostavljenosti kot čisti baker.

Leta 2008 je ameriška zvezna agencija za varstvo okolja (US EPA) po obsežnih raziskavah baker in več njegovih zlitin uradno označila za material z baktericidno površino.

5.2.3. Oblikovanje strojne opreme

Baker in njegove zlitine se včasih uporabljajo za lokalno dezinfekcijo vode (če ni drugih, primernejših metod in reagentov, ki zagotavljajo zagotovljen dezinfekcijski učinek). Pogosteje se uporablja za dezinfekcijo vode v gospodinjstvih in kampih, obogati vodo z bakrovimi ioni.

Na trgu obstaja več vrst ionizatorjev - naprav, ki uporabljajo princip galvanskega para in elektroforezo. Zlato se uporablja kot druga elektroda, ki zagotavlja potencialno razliko. Zlato je v tem primeru naneseno v tankem sloju na posebno podlago elektrode, elektrode ni smiselno izdelati v celoti samo iz zlata, zato je notranji del elektrode izdelan iz zlitine bakra in srebra v določenem razmerju. , običajno zlitina 17/1. Strukturno je lahko preprosta plošča iz zlitine bakra in srebra (17/1), prepletena z zlatom, ali bolj zapletena pretočna naprava z mikrokrmilniško krmilno napravo.

6. Ultravijolična dezinfekcija

6.1. Opis metode

Elektromagnetno sevanje v valovnih dolžinah od 10 do 400 nm imenujemo ultravijolično.

Za dezinfekcijo naravnih in odpadnih voda se uporablja biološko aktivno območje spektra UV sevanja z valovno dolžino od 205 do 315 nm, imenovano baktericidno sevanje. Elektromagnetno sevanje pri valovni dolžini 200–315 nm ima največji baktericidni učinek (največji virucidni učinek) in največjo manifestacijo v območju 260 ± 10 nm. Sodobne UV naprave uporabljajo sevanje z valovno dolžino 253,7 nm.

a – krivulja baktericidnega delovanja ultravijolične svetlobe b – krivulja baktericidnega delovanja ultravijolične svetlobe in absorpcijski spekter DNA in proteina

Metoda UV dezinfekcije je znana že od leta 1910, ko so v Franciji in Nemčiji zgradili prve postaje za čiščenje arteške vode. Baktericidni učinek ultravijoličnih žarkov je razložen s fotokemičnimi reakcijami, ki se odvijajo pod njihovim vplivom v strukturi molekul DNA in RNA, ki predstavljajo univerzalno informacijsko osnovo mehanizma ponovljivosti živih organizmov.

Posledica teh reakcij je nepopravljiva poškodba DNK in RNK. Poleg tega delovanje UV sevanja povzroča motnje v zgradbi membran in celičnih sten mikroorganizmov. Vse to na koncu vodi v njihovo smrt.

Mehanizem dezinfekcije z UV-sevanjem temelji na poškodbah molekul DNA in RNA virusov. Fotokemično delovanje vključuje prekinitev ali spremembo kemičnih vezi organske molekule zaradi absorpcije fotonske energije. Obstajajo tudi sekundarni procesi, ki temeljijo na tvorbi prostih radikalov v vodi pod vplivom UV sevanja, ki krepijo virucidni učinek.

Stopnja inaktivacije oziroma delež ubitih mikroorganizmov pod vplivom UV sevanja je sorazmeren z jakostjo sevanja in časom izpostavljenosti.

Produkt intenzivnosti sevanja in časa se imenuje doza sevanja (mJ/cm 2) in je merilo virucidne energije. Zaradi različne odpornosti mikroorganizmov se odmerek ultravijolične svetlobe, ki je potreben za njihovo 99,9-odstotno inaktivacijo, zelo razlikuje, od nizkih odmerkov za bakterije do zelo visokih odmerkov za spore in praživali.

Shema namestitve UV dezinfekcije vode

6.2. Doza sevanja

Glavni dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost dezinfekcije naravnih in odpadnih voda z UV obsevanjem so:

– občutljivost različnih virusov na UV sevanje;

- moč svetilke;

– stopnja absorpcije UV-sevanja v vodnem okolju;

– raven suspendiranih snovi v dezinficirani vodi.

Različne vrste virusov pri enakih pogojih obsevanja se razlikujejo po stopnji občutljivosti na UV sevanje. Odmerki sevanja, potrebni za inaktivacijo posameznih vrst virusov za 99,0–99,9%, so podani v tabeli. 5.

Tabela 5

(Podatki so podani po MUK 43.2030-05 “Sanitarni in virološki nadzor učinkovitosti dezinfekcije pitne in odpadne vode z UV obsevanjem”).

Pri prehodu skozi vodo je UV-sevanje oslabljeno zaradi učinkov absorpcije in sipanja. Stopnjo absorpcije določajo fizikalne in kemijske lastnosti obdelane vode ter debelina njene plasti. Da bi upoštevali to slabljenje, je uveden koeficient absorpcije vode

Vrele vode, tj. segrevanje na 100 0 C, povzroči brezpogojno smrt vseh mikroorganizmov, vključno s patogenimi. Poleg tega lahko vrenje uniči nekatere toplotno labilne toksine (botulinum toksin) in strupene snovi. Vključno z OV. Za večjo zaščito pred virusi, odpornimi na vročino, je priporočljivo vreti še 10-15 minut. Uničenje spornih oblik se doseže s podaljšanjem časa vrenja na 2 uri. Enak učinek lahko dosežemo s segrevanjem vode na 110-120 o C 5-10 minut pri nadtlaku (avtoklav).

Prekuhavanje vode kot metoda dezinfekcije ima vrsto prednosti pred drugimi. Sem spadajo enostavnost, dostopnost in zanesljivost dezinfekcije, neodvisnost baktericidnega učinka od sestave vode ter odsotnost opaznega vpliva na fizikalno-kemijske in organoleptične lastnosti vode.

Metoda dezinfekcije vode s prekuhavanjem ima poleg prednosti tudi nekaj bistvenih pomanjkljivosti: ni ekonomsko donosna, zahteva veliko količino goriva in je relativno okorna zaradi nizko zmogljive opreme v obliki različnih vrst kotlov. V zvezi s tem se prekuhavanje za dezinfekcijo velikih količin vode ne uporablja. Pri obdelavi majhnih količin vode se široko uporablja tako v miru kot v vojni.

Metoda dezinfekcije vode ultravijoličnih žarkov ima pomembne prednosti, ki vključujejo širok antibakterijski spekter delovanja z izključitvijo spornih in virusnih oblik, nekajsekundno izpostavljenost, ohranjanje naravnih lastnosti vode, izboljšanje delovnih pogojev servisnega osebja zaradi izključitve škodljivih kemikalij - razkužila - iz prometa in ekonomske donosnosti.

Ugotovljeno je bilo, da ima ultravijolični del spektra največji baktericidni učinek, zlasti žarki z valovno dolžino od 200 do 280 mm (območje C).

Pomanjkljivost metode je pomanjkanje enostavnega in hitrega načina za nadzor popolnosti dezinfekcije vode ter velik vpliv fizikalno-kemijskih lastnosti vode (barva, motnost, vsebnost železa itd.) na dezinfekcijo. učinek.

4.6.2. Kemične metode dezinfekcije vode

Kemične metode dezinfekcije vode temeljijo na uporabi različnih snovi, ki imajo baktericidni učinek. Te snovi morajo izpolnjevati določene zahteve, in sicer: ne smejo škodovati zdravju vode, ne smejo spremeniti njenih organoleptičnih lastnosti, imeti zanesljiv baktericidni učinek v majhnih koncentracijah in v kratkem času stika, biti priročne za uporabo in varne za rokovanje, morajo biti shranjene za dolgo časa, njihova proizvodnja bi morala biti poceni in dostopna.

Klor in njegovi pripravki v največji meri izpolnjujejo te zahteve, kar lahko pojasni njihovo razširjenost v praksi komunalne in terenske oskrbe z vodo.

Za dezinfekcijo vode se uporabljajo tudi druge snovi - ozon, jod, vodikov peroksid, srebrovi pripravki, organske in anorganske kisline in nekatere druge.

Poleg pozitivnih lastnosti ima metoda kloriranja tudi slabosti. Glavna je nesposobnost klora in njegovih pripravkov v odmerkih, v katerih se običajno uporabljajo, za uničevanje trosnih oblik mikroorganizmov v vodi. Da bi dosegli ta cilj, se zatečejo k zelo velikim odmerkom klora in dolgotrajnemu stiku z vodo. Slabosti kloriranja so tudi težavnost doziranja in nevarnost rokovanja s klorom, nestabilnost pripravkov med skladiščenjem, neprijeten vonj klorirane vode, še posebej, če vsebuje kemikalije, kot so fenoli, pa tudi možnost nastanka trihalometani.

Učinkovitost kloriranja vode določajo lastnosti pripravka, ki vsebuje klor, koncentracija aktivnega klora v njem, fizikalno-kemijske lastnosti vode in čas stika klora z njo, stopnja kontaminacije vode z mikroorganizmi in njihovo vrsta.

Po mnenju večine raziskovalcev je 30 minutni stik klora z vodo dovolj za uničenje velikega števila vegetativnih oblik mikroorganizmov.

Najbolj zanesljiv način spremljanja učinkovitosti dezinfekcije vode je bakteriološko testiranje. Vendar so takšne raziskave dolgotrajne in kompleksne, zlasti v terenskih razmerah in bojnih situacijah. Nadzor nad popolnostjo dezinfekcije se izvaja z uporabo preostalega klora. Preostali klor je sestavljen iz prostega in vezanega. Ugotovljeno je bilo, da če v klorirani vodi 30 minut po dodajanju določene količine klora ostane 0,3 - 0,5 mg/l prostega ostanka klora, je voda praviloma zanesljivo dezinficirana.

Znano je, da skupaj s prostimi oblikami klora v reakcijo vstopa in se upošteva kombinirani klor, katerega osnova so kloramini in dikloramini. Njihov baktericidni učinek je mnogokrat manjši od učinka prostega klora. Zato ni dovolj poznati le skupno količino preostalega klora. V vsakem posameznem primeru je treba ugotoviti njegovo kvalitativno sestavo, da lahko pravilno sklepamo o zanesljivosti opravljene dezinfekcije vode. Po standardu mora biti koncentracija vezanega (kloramin) klora po vsaj enourni izpostavljenosti 0,8 - 1,2 mg/l.

V primeru epidemiološke neugodnosti se lahko vrednost rezidualnega klora poveča na 2 mg/l brez škode za javno zdravje. Preostali klor se uporablja za določitev potrebe po kloru v vodi.

Glavni metodi kloriranja vode sta kloriranje z običajnimi odmerki in kloriranje s povečanimi odmerki (hiperkloriranje).

Kloriranje v običajnih odmerkih najpogostejši, predvsem v praksi javnega vodovoda. Njegovo bistvo je v izbiri delovne doze aktivnega klora, ki po 60 minutah stika z vodo zagotavlja prisotnost 0,8 - 1,2 mg/l ostanka vezanega klora. Prednosti metode so razmeroma majhen vpliv na organoleptične lastnosti vode, kar omogoča uživanje vode brez naknadnega dekloriranja, in nizka poraba klora ali klor vsebujočih pripravkov. Slabosti metode so težavnost izbire delovne doze klora in možnost pojava vonja po klorofenolih zaradi nastajanja klorofenolov v vodi, ki vsebuje že zelo majhne količine kisline ali njenih homologov.

pri kloriranje vode z velikimi odmerki klora ji dodamo povečano količino aktivnega klora v pričakovanju kasnejšega dekloriranja. Odmerek aktivnega klora je izbran glede na fizikalne lastnosti vode (motnost, barva), naravo in stopnjo izboljšanja vodnega vira ter epidemično situacijo. V večini primerov je 20 - 30 mg/l s kontaktnim časom 30 minut.

Prednosti metode vključujejo:

Zanesljiv dezinfekcijski učinek tudi za motne, obarvane vode in vode, ki vsebujejo amoniak;

Poenostavitev tehnik kloriranja (ni potrebe po določanju potrebe po kloru v vodi);

Zmanjšanje barve vode zaradi oksidacije organskih snovi s klorom in njihove pretvorbe v neobarvane spojine;

Odprava tujih okusov in vonjav, zlasti tistih, ki jih povzroča prisotnost vodikovega sulfida, kot tudi razkrojne snovi rastlinskega in živalskega izvora;

Odsotnost vonja klorofenola v prisotnosti fenolov, saj v tem primeru ne nastanejo mono-, ampak poliklorofenoli, ki nimajo vonja;

Uničenje nekaterih strupenih snovi in ​​toksinov (botulinum toksin); uničevanje spornih oblik mikroorganizmov pri odmerku 100 - 150 mg/l aktivnega klora in trajanju kontakta 2-5 ur, kar bistveno izboljša pogoje za proces koagulacije vode.

Zaradi naštetih pozitivnih vidikov metode je zelo dragocena za prakso izboljšanja kakovosti vode na terenu, ko je izbira vodnih virov omejena in obstaja potreba po uporabi nekakovostne vode, predvsem zaradi nevarnosti uporabe bakteriološke in kemično orožje.

Slabosti metode, kot je bilo že omenjeno, vključujejo možnost tvorbe trihalometanov, zlasti pri kloriranju vode, ki vsebuje gospodinjske odpadke in huminske snovi, povečano porabo klora in potrebo po dekloriranju vode.

Kot sredstva za dekloriranje se uporabljajo kemikalije, ki vežejo presežek klora in sorpcijo klora na aktivno oglje. Kemikalije, zaradi katerih je klor neaktiven, običajno uvrščamo med reducente. Najboljši med njimi je natrijev tiosulfat (hiposulfit).

Dekloriranje vode lahko izvedemo z žveplovim dioksidom in žveplovim dioksidom, pa tudi s filtracijo skozi navadno ali aktivno oglje. Majhne količine vode lahko dekloriramo tako, da vodi dodamo prah oglja.

Uporablja se za dezinfekcijo vode vodikov peroksid (H 2 O 2) je tudi močan oksidant. Akceptor je atomski kisik. Zaradi težav pri pridobivanju velikih količin in visokih stroškov vodikov peroksid ni postal široko uporabljen v praksi oskrbe z vodo. V zadnjem času je bil razvit nov, cenejši način pridobivanja, zato je ta način vse bolj praktičen.

Vodikov peroksid ne spremeni organoleptičnih lastnosti vode in bistveno (do 50%) zmanjša njeno barvo, kar je zelo pomembno za dezinfekcijo obarvanih voda. Pomanjkljivosti metode vključujejo potrebo po uvedbi katalizatorjev za pospešitev sproščanja atomskega kisika in tekoče oblike zdravila, kar otežuje njegovo uporabo v terenskih pogojih.

Dezinfekcija vode srebro temelji na dejstvu, da ioni te kovine inaktivirajo bakterijske encime tako, da blokirajo njihove sulfhidrilne skupine. V praksi se metoda dezinfekcije s srebrom lahko uporablja pri manjših individualnih in skupinskih zalogah vode. V ta namen se uporabljajo posrebreni pesek, posrebreni keramični “Raschigovi obročki” in elektrolitsko raztopljeno srebro, t.j. srebrno elektrodo (anodo), raztopljeno s prehodom enosmernega toka skozi razkuženo vodo. Na ta način lahko dobite "srebrno vodo", ki ima baktericidne lastnosti. Vodo je mogoče razkužiti tudi z dodajanjem srebrovih soli.

Dezinfekcija vode s srebrom ne spremeni njenih organoleptičnih lastnosti in zagotavlja dolgotrajen baktericidni učinek, kar je še posebej pomembno v primerih, ko je treba vodo dolgotrajno hraniti.

Slabosti metode so težavnost doziranja, počasen in nezanesljiv baktericidni učinek, vpliv fizikalno-kemijskih lastnosti vode na baktericidni učinek, pa tudi potreba po kontroli ostankov srebra v pitni vodi.

Pri čiščenju vode je treba uporabiti metode dezinfekcije, ki odpravljajo nevarnost patogenih bakterij, ki ostanejo v njej po filtraciji in koagulaciji. Glavne so: kloriranje, ozoniranje, uporaba soli težkih kovin in fizikalne metode izpostavljenosti (ultrazvok in ultravijolično). Velike čistilne naprave uporabljajo kloriranje in čiščenje s snovmi, ki vsebujejo klor. Vendar, ali je ta metoda tako učinkovita in varna?

Uporaba klora in snovi, ki ga vsebujejo

Bistvo te metode dezinfekcije vode je ustvariti pogoje za nastanek kemičnih reakcij redoks tipa. Učinek klora na organske spojine moti presnovo bakterijskih celic, kar vodi v njihovo smrt.

Učinkovitost reagenta je odvisna od prisotnosti prostega ali vezanega klora v njegovi sestavi, pa tudi od njegove koncentracije. Optimalna možnost je uskladiti količino reagenta s koncentracijo bakterij, kar bo vodilo do popolne oksidacije vseh nečistoč različnega izvora. V primeru prekomerne porabe klora se v vodi pojavijo kosmiči in grudice, ki nastanejo zaradi adsorpcije suspendiranih snovi. Posledično se izkaže, da bakterije in mikrobi v njih ostanejo v zaščitenem, nedotaknjenem stanju, kar je nesprejemljivo.

Pri procesu dezinfekcije vode pride do uničenja, razgradnje ali mineralizacije nečistoč. Če odpadna voda vsebuje topne in netopne elemente, lahko reakcija povzroči neprijeten vonj zaradi razgradnje produktov, ki vsebujejo klor, ter organskih snovi in ​​organizmov. Fenoli in aromatske spojine veljajo za najbolj neprijetne, saj se okus vode spremeni, če so prisotni le v enem desetmilijontskem delu. Stanje se lahko še poslabša, ko se temperatura dvigne v obliki obstojnega vonja.

Komponente, ki vsebujejo klor, pomagajo tudi pri filtriranju in bistrenju odpadne vode:

1. Hipoklorova kislina je šibka, zato mora biti njeno delovanje zagotovljeno z aktivnostjo okolja in ustreznim tipom kemične reakcije.
2. Klorov dioksid je najbolj zanimiv pri dezinfekciji, saj po obdelavi ne nastanejo fenoli, zato je zagotovljena odsotnost neprijetnega vonja.

Da bi se izognili pojavu vonja in okusa v vodi, se izvaja kloriranje in amoniak. V procesu hidrolize kloraminov se zaradi počasne reakcije pokaže antibakterijska lastnost.

Kljub vsem prednostim kloriranja pa ima ta metoda resno pomanjkljivost, to je pomanjkanje popolne sterilnosti vode. Bakterije, ki tvorijo spore, in nekatere vrste nevarnih virusov ostajajo v vodi v posameznih količinah. Da bi jih uničili, je treba znatno povečati koncentracijo klora in kontaktni čas.

Ozonizacija vode

Metoda ozoniranja vključuje visoko difuzijo ozona skozi lupine mikroorganizmov, raztopljenih v vodi, čemur sledi njihova oksidacija in smrt. Z visokim antibakterijskim učinkom lahko ozon pod enakimi pogoji uniči patogene bakterije nekajkrat hitreje kot klor. Največja učinkovitost je dosežena, ko so uničene vegetativne bakterije. Mikroorganizmi, ki tvorijo spore, so zelo odporni in jih je veliko težje uničiti.

Pomembna točka pri tej metodi je izbira koncentracij ozona v vodi, saj to neposredno določa, katere bakterije bodo uničene in katere ne. Na primer, za uničenje zebrastih školjk bo potreben odmerek 3 mg/l, ki je popolnoma varen za nadaljnji obstoj vodnih pršic in hiromonidov. Zato je treba določiti kemično sestavo vode in določiti vrste mikroorganizmov, ki se v njej nahajajo, torej stopnjo onesnaženosti vode. Običajno je odmerek v območju 0,5-4,0 mg/l.

Stopnja dezinfekcije in bistritve vode z ozonom se s povečano motnostjo bistveno poslabša. Vendar je stopnja čiščenja praktično neodvisna od temperature vode.

Med prednostmi metode so naslednje:

1. Izboljšanje okusa vode in popolna odsotnost dodatnih kemično aktivnih snovi ali njihovih spojin.
2. Če je koncentracija ozona presežena, dodatni ukrepi niso potrebni, kot na primer pri kloriranju.
3. Sposobnost ustvarjanja ozona s kemično reakcijo neposredno v vodni raztopini ali z uporabo ozonizatorjev.

Sodeč po zgoraj navedenem je metoda varna in učinkovita, vendar je njena široka uporaba pri čiščenju postala potreba po porabi velike količine električne energije, pa tudi zahtevnost njene tehnične izvedbe.

Uporaba srebrovih ionov

Dezinfekcija vode s srebrovimi ioni temelji na nastajajočih kemičnih procesih, ki niso popolnoma razumljeni. Vendar so bile postavljene naslednje hipoteze:

1. Ioni motijo ​​​​presnovo bakterij z zunanjim okoljem, kar vodi v njihovo smrt.
2. Ioni zaradi adsorpcije na površini mikroorganizmov opravljajo katalitično vlogo in v prisotnosti kisika oksidirajo plazmo.
3. Ioni prodrejo v notranjost škodljive celice in se zanesljivo povežejo s protoplazmo, motijo ​​njeno delovanje in jo s tem uničijo.

Hitrost kemijske reakcije narašča z večanjem koncentracije reaktantov in z naraščanjem temperature okolja. Pri segrevanju na 10 0 se hitrost reakcije po določenem času večkrat poveča. Zato popolno dezinfekcijo z optimalno hitrostjo in v najkrajšem možnem času dosežemo s segrevanjem na določen temperaturni nivo, ki je odvisen od stopnje kontaminacije.

Kovinsko srebro se uporablja tudi za čiščenje vode, saj vsebuje srebrove ione z nizko koncentracijo, ki delujejo kot čistilci. Njihovo kopičenje spodbuja prisotnost povečanega območja stika s kovinskim srebrom. Zato pri tej metodi dosežejo povečanje kontaktne površine zaradi nanosa na material z razvito površino, skozi katero prehaja voda.

Tehnično se ta metoda izvaja z ustvarjanjem elektrolitskih procesov, ko srebro deluje kot anodni material. S prilagajanjem električnih parametrov je mogoče doseči želeno koncentracijo ionov in zelo natančno regulirati proces dezinfekcije vode. Za natančno odmerjanje srebrovih ionov se uporabljajo ionizatorji. Koncentracijo uravnavamo z oceno vsebnosti soli, ki povzročajo spremembe potenciala med elektrodama. Zato se "srebrna voda" pripravlja ločeno.

Ko primerjajo metodo ionizacije srebra s kloriranjem, znanstveniki izpostavljajo prvo, ker je sposobna učinkoviteje uničiti bakterije in mikroorganizme. Vendar se mu je precej težko spoprijeti z nekaterimi vrstami bakterij, na primer coli (Escherichia coli). Je najbolj stabilen, zato je po njegovi prisotnosti v raztopini mogoče kvalitativno oceniti stopnjo čiščenja vode. Tako kot pri ozoniranju tudi tu na hitrost čiščenja vplivata motnost raztopine in količina suspendiranih delcev.

Dezinfekcija vode z ultrazvočnimi valovi

Ultrazvočna dezinfekcija temelji na ustvarjanju elastičnih valov, katerih frekvenca presega 20 kHz in ima določeno jakost. Spreminjajo lastnosti tekočine in uničujejo organske snovi s povečanjem tlaka okolice za 10 5 atmosfer (učinek kavitacije). To pomeni, da do smrti bakterij ne pride zaradi kemične reakcije, temveč zaradi mehanskega uničenja, ki povzroči razgradnjo beljakovinske komponente protoplazme. Najbolj ranljivi so enocelični mikroorganizmi, monogenetski metljaji, pa tudi večji organizmi, ki onesnažujejo vodo.

Obstaja več načinov za ustvarjanje sevanja:

1. Piezoelektrični učinek. Ko se ustvari električno polje, se kristali kremena lahko deformirajo in oddajajo ultrazvočne valove. Uporabljajo se kremenčeve plošče enake debeline in določene oblike, polirane in tesno nalepljene na obe strani debele jeklene plošče. Ko na masivno ploščo v električnem polju teče tok, ta oddaja ultrazvok.
2. Učinek magnetostrikcije. Temelji na magnetizaciji feromagnetnih predmetov pod vplivom magnetnega polja, spreminjanju njihovih geometrijskih dimenzij in prostornine z naknadnim premikom osne črte. Učinek je odvisen od kota uporabe polja glede na kristalno os, če govorimo o posameznem kristalu. Kar zadeva ultrazvočne meritve ravni, je ta metoda učinkovitejša od prve.

V laboratorijskih študijah je bilo ugotovljeno, da lahko ultrazvok uniči več kot 95 % E. coli v največ dveh minutah. Vendar je vredno razumeti, da so hkrati s škodljivimi bakterijami uničene tudi koristne bakterije. Zlasti je bila ugotovljena kršitev flore in favne morskega planktona. To pomeni, da lahko sklepamo, da je metoda zelo učinkovita, vendar voda, ko je izpostavljena njej, izgubi svoje koristne lastnosti, kar je njena glavna pomanjkljivost.

Toplotna obdelava

Metoda temelji na prekuhavanju vode s povišanjem temperature nad 100 0 C. Dokaj učinkovita metoda dezinfekcije vode, vendar počasna v primerjavi z drugimi metodami in zahteva precejšnjo porabo energije za ogrevanje. Zato se uporablja le v primerih, ko je količina vode minimalna. Je preprost in ne zahteva posebnih veščin in znanja, zato se je razširil za pridobivanje manjših količin pitne vode v menzah, bolnišnicah itd. Zaradi svoje obsežnosti in ekonomske neizvedljivosti se ne uporablja v industrijskem ali manjšem obsegu.

Ena od pomanjkljivosti je dejstvo, da toplotna obdelava vode ne more odstraniti patogenih spor. Zato te metode ni mogoče uporabiti pri dezinfekciji vodnih raztopin z neznano kemično sestavo.

Ultravijolične svetilke

Ultravijolično dezinfekcijo dosežemo z uporabo žarkov z valovno dolžino v območju 2000-2950 A, ki spremenijo obliko bakterij in jih popolnoma uničijo. Učinek je odvisen od energije, ki jo daje sevanje, vsebnosti suspendiranih snovi v raztopini, števila mikroorganizmov, motnosti in absorpcijske sposobnosti vodnega okolja. Zato je običajno razlikovati med naslednjimi stopnjami vpliva izpostavljenosti sevanju:

1. Varen odmerek sevanja, ki ne ubije bakterij.
2. Najmanjši odmerek, ki povzroči smrt nekaterih bakterij določene vrste. Vendar pa bakterije, ki so bile v mirovanju, začnejo aktivno rasti in se razmnoževati v posebej stimuliranem okolju. Ob dolgotrajni izpostavljenosti izumrejo.
3. Polna doza, ki vodi do dezinfekcije vode.

E. coli so najbolj odporne na UV sevanje. Zato je po njihovi količini mogoče kvalitativno določiti stopnjo dezinfekcije vode v odsotnosti bakterij, ki tvorijo spore. Če so prisotni, je merilo čistosti vode pojav odpornosti bakterij, ki tvorijo spore, na sevanje.

Viri UV sevanja so živosrebrne, argon-živosrebrne ali živosrebrno-kvarčne sijalke. Učinkovitost in izvedljivost njihove uporabe je neposredno odvisna od absorpcijskega koeficienta. Svetilke z nizkim tlakom imajo največji bakterijski učinek, vendar imajo moč do 30 W, in z visokim - manjši učinek, vendar povečana moč.

Prednosti metode so:

1. Ni potrebe po uporabi fizikalnih ali kemijskih lastnosti vode ali uporabi reagentov.
2. Brez padavin ali nečistoč.
3. Skladnost barve in okusa vode ter odsotnost tujih vonjav.
4. Enostavnost izvedbe.

To pomeni, da je UV metoda najvarnejša in najučinkovitejša pri izvajanju postopka dezinfekcije vode in je popolnoma brez slabosti vseh zgoraj opisanih metod. Pred uporabo pa je treba izvesti predobdelavo, da se zmanjša vsebnost nečistoč.

Če morate vodo očistiti z dezinfekcijo, se obrnite na strokovnjake, ki lahko ocenijo sestavo in pravilno izberejo najučinkovitejše metode. Podjetje EGA bo zahvaljujoč usklajenemu delovanju ekipe izkušenih strokovnjakov lahko opravilo zadane naloge v najkrajšem možnem času. Posledično bo voda varna za uporabo kot pitna voda.

Video