Каким способом можно удалить имеющиеся в воде микроорганизмы? - VITC33.RU

Каким способом можно удалить имеющиеся в воде микроорганизмы?

Обеззараживание воды: самые эффективные методы

При употреблении питьевой воды в организм попадают не только молекулы кислорода и водорода, но и иные вещества. Это ионы кальция и магния, хлориды и сульфаты, цинк, марганец, железо, фтор и многие другие.

Даже примеси токсичных металлов могут содержаться в строго дозированных количествах, установленных СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода…», однако существуют компоненты, присутствие которых под строгим запретом. Это касается болезнетворных бактерий. Они могут быть в водопроводной, колодезной Н2О, скважине или открытом источнике. Большинство фильтров, кроме обратноосмотических, не способны справляться с устранением инфекционных агентов, поэтому на финальном этапе очистки используют дополнительные методы обеззараживания воды.

  1. Микроорганизмы в воде: опасно или нет?
  2. Современные методы обеззараживания воды
  3. Химические методы
  4. Хлорирование
  5. Озонирование
  6. Физические методы
  7. Ультрафиолетовые очистители
  8. Воздействие ультразвуком
  9. Кипячение
  10. Смешанные методы
  11. Таблетки для обеззараживания воды

Микроорганизмы в воде: опасно или нет?

Задача современных систем очистки воды состоит не в том, чтобы довести ее до совершенства, то есть состояния чистой H2O, а сделать безопасной для человека, устранить примеси, вызывающие заболевания.

При лабораторном анализе микробиологические и паразитологические показатели должны быть равны:

При употреблении зараженной воды симптомы не заставят долго ждать. Инфицированных мучают спазмы живота, диарея, у детей может развития гемолитический уремический синдром, провоцирующий острую почечную недостаточность. При общем ослаблении организма, незрелости систем, хронических заболеваниях почек может возникнуть инсульт, кома, летальный исход.

Вывод один — Н2О необходимо чистить, регулярно контролировать ее состав, передавая образцы в лабораторию, и устранять патогенные микроорганизмы с помощью систем фильтрации.

Современные методы обеззараживания воды

Чистота воды — залог хорошего самочувствия, но какой способ очистки выбрать, чтобы она не утратила вкусовые качества, полезность. Выбор оптимально варианта зависит от места водоподачи, исходных показателей лабораторного исследования.

Химические методы

Когда жидкость из крана приобретает запах хлора, становится понятно: идет обеззараживание. Это яркий пример

Химические методы

применения химической обработки для устранения патогенных инфекций.

Суть методов заключается в проникновении химических веществ сквозь защитную оболочку бактерии и дальнейшей инактивации клетки.

Для обеззараживания воды используют хлорную известь, озон, гипохлорит натрия, двуокись хлора и другие. Средства помогают очистить Н2О для питья, сточные воды, однако после их применения рекомендуется использовать фильтры от удаления остатков химических веществ.

Наиболее эффективными считаются способы хлорирования, озонирования.

Хлорирование

Под воздействием реагента происходит одновременное окисление и нейтрализация инфекций. В качестве очистителей используют:

  • гипохлорит натрия;
  • гипохлорит кальция;
  • газообразный хлор полученный из жидкого Cl или методом электролиза.

Для обработки оборудования бассейнов используют хлорную известь.

Преимущества производных хлора перед остальными — консервирующий эффект.

Недостаток — образование побочных продуктов — хлороформа и тригалометана, обладающих канцерогенным эффектом.

Внимание! При кипячении в хлорированной Н2О образуется диоксин. Это токсин, подавляющий иммунитет, провоцирующий развитие онкозаболеваний и нарушения работы эндокринной системы, пороки развития плода при беременности. 90% диоксинов проникают в организм с водой и едой. Они откладываются абсолютно во всех клетках организма, вызывая его общее ослабление. Такое состояние называют «химический СПИД».

Поскольку дезинфекция Н2О для бытового потребления происходит с использованием хлора, во избежание возникновения проблем со здоровьем рекомендуется применять фильтрующие системы, способные уловить не только патогенные организмы, но и потенциально вредные вещества.

Альтернатива применения чистого хлора — использование NaClO (гипохлорита натрия). Его получаю электролизом раствора пищевой соли или минеральной воды, насыщенной ионами хлорида (от 50 мг/л). Эффективность применения гипохлорита не ниже, чем жидкого Cl, однако такой способ не исключает образование тригалометана и увеличивает содержание соли.

Озонирование

Очищение озоном осуществляется после механической чистки. Жидкость контактирует с О3, возникшем в результате воздействия электрического поля на О2. Время воздействия озона для обеззараживания — до 15 минут.

Озонирующие фильтры работают при давлении воды 2-6 атмосфер и способны очистить до 10 л жидкости/мин.

Конструкция состоит из компонентов: блоков питания, автоматики, озоносорбции; инжектора; колбы с картриджами для дополнительной очистки.

Обеззараживание воздействием озона имеет ряд преимуществ по сравнению с хлорированием:

  • H2O обогащается кислородом;
  • рН остается на прежнем уровне;
  • жидкость становится готова к употреблению, при этом не несет угрозы;
  • бактерии уничтожаются за считанные минуты.

У метода есть и недостатки:

  • высокая токсичность озона, что требует тщательного контроля процесса обеззараживания;
  • высокая стоимость прибора;
  • озонированная вода вызывает коррозию металла, поэтому необходимо использование труб из полиэтилена, бетонных конструкций, приборов из нержавеющей стали;
  • отсутствие пролонгированного антибактерицидного действия;
  • формирование благоприятных условий для повторного развития микроорганизмов.

В промышленных целях целесообразно применение комбинированных методов с использованием хлора.

Озонирующие установки обеззараживания воды для бытового использования эффективны, способствуют улучшению ее вкуса, запаха, цвета, но имеют высокую стоимость — около 20 тыс. руб.

Физические методы

Методы удаления инфекционных агентов без применения реагентов называют физическими. Среди них выделяют обработку ультрафиолетом, ультразвуком.

Ультрафиолетовые очистители

В основе метода пагубное влияние ультрафиолетового излучения на обменные системы патогенных микроорганизмов, цитоплазму клеток, структуру белков.

Продолжительность воздействия ультрафиолетом не ограничена. Длительным облучением можно добиться максимального положительного эффекта. Оптимальной считается длинна волн, составляющая 260 нм.

Существенный недостаток — отсутствие пролонгированного эффекта.

Чтобы уничтожить вирус гепатита С, достаточно воздействовать на него ультрафиолетом несколько секунд.

Стоимость лампы для обеззараживания колеблется от 4 до 30 тыс. руб. в зависимости от производительности модели, чистоты очистки (99-99,9%).

Воздействие ультразвуком

Установка представляет собой генератор ультразвука. При его включении возникает кавитация — образование пузырьков, которые впоследствии лопаются. В результате такого «микровзрыва» возникает перепад давления, и клеточная оболочка микроорганизма лопается. Происходит гибель всех вирусов, бактерий.

Ультразвуковые установки нашли применение в промышленности (бактерицидная установка для обеззараживания воды «Лазурь»), при необходимости обработки водонакопителей (прибор «Колодец»), для устранения инфекций в Н2О дома (прибор «Водопровод»).

Для приобретения бытового ультразвукового агрегата придется потратить около 5 тыс. руб.

Кипячение

Это самый простой метод обеззараживания, но, увы, не самый эффективный.

Внимание! Кипячение не всегда помогает устранить угрозу инфекционного заражения. Например, чтобы уничтожить вирус гепатита «А», воду придется кипятить 4 минуты, вирус «В» — 1 час с добавлением соды или 5 минут в автоклаве, вирус С — 2 минуты. В быту Н2О считается кипяченой при появления первых «пузырей», при этом она остается небезопасной.

Длительность кипячения должна быть не менее 5-10 минут. Жидкость при этом станет мягче за счет оседания солей жесткости на стенки сосуда, но вкусовые качества изменяться не в лучшую сторону.

Смешанные методы

Комбинировать методы очистки можно как угодно. Наибольшая эффективность наблюдается при последовательном применении хлорирования с УФ–фильтрацией, озонированием.

Таблетки для обеззараживания воды

Один из наиболее актуальных вопросов для любителей активного отдыха — как можно обеззаразить воду, предназначенную для питья, если источник не вызывает доверия? Есть проверенный способ — использовать хлор- и йодсодержащие таблетки, уничтожающие микроорганизмы.

На рынке предложения таблеток для чистки жидкостей наибольшим спросом пользуются средства:

  1. Акватабс (Ирландия. Аналоги средства — Аквабриз, Аква-хлор (Россия)). В качестве активного вещества препараты содержат натриевую соль дихлоризоциануровой кислоты — источник активного хлора. Они относятся к 3 классу умеренно опасных веществ, поэтому при использовании таблеток следуйте инструкции. Для нейтрализации инфекций достаточно бросить 1 таблетку 3,5 мг на 1л жидкости. При необходимости применения в колодце, бассейне объемом около 2,5м3, используют 15 таблеток 8,68 мг одновременно.

Внимание! В продаже имеется 11 разновидностей средства Акватабс, отличающихся концентрацией. Перед покупкой следует проконсультироваться со специалистом.

  1. Пантоцид (Россия) — содержат активный хлор. При растворении таблетки уничтожают вирусы, бактерии, споры грибов. Выделяемый хлор и кислород приводят к изменению структуры белков микроорганизмов и их гибели. Оптимальная температура использования — от 10 ˚С, время воздействия до применения Н2О — от 15 мин. до получаса. На 0,5 л жидкости понадобится 1 таблетка, при сильном загрязнении — 2.
  2. Portable Aqua (производитель — США) — содержат активный компонент — иодин. Каждая таблетка весит 20 мг и при растворении выделяет двухатомный йод, йодноватистую кислоту. Оба вещества обладают антибактериальными свойствами. Дополнительно Portable Aqua содержит компонент, нормализующий рН. Для чистки 1 л необходимо растворить 2 таблетки. Время воздействия до употребления — 30 минут.

Внимание! Использовать таблетки можно только в экстренных случаях, например, в походе, поскольку их активные компоненты считаются умерено опасными для организма. Накануне применения препаратов необходимо очистить воду от глины, песка с помощью подручный средств. В полевых условиях для этих целей подойдет бумага, свернутая «кулек».

Выбирая метод обеззараживания следует помнить, что хлорсодержащие реагенты хороши для кратковременного применения, например, в природных условиях. Если планируется длительное использование установки, лучше применять методы безреагентной очистки, максимально сохраняющие структуру и качество воды.

Способы обеззараживания воды: необходимость, нормы, описание методов

Обеззараживание воды относится к обязательным требованиям к ее очистке и подготовке. Это прописано в СанПиНе, ГОСТе, других нормативных документах. Дезинфицируют химическими, физическими или комбинированными методами.

Необходимость обеззараживания воды

Очистка (осветление) хозяйственной и питьевой воды через фильтры помогает убрать из нее взвешенные частицы солей, осадка, других примесей. Но в жидкости останутся болезнетворные микроорганизмы. Ее нужно дезинфицировать.

Цель дезинфекции — уничтожение паразитов, возбудителей холеры, тифа, туберкулеза, других патогенов разной этиологии. Обеззараживание препятствует вспышкам заразных инфекций среди населения.

Читайте также  Чем дешевле отапливать дом газом или углем?

Смотрите передачу Галилео:

Способы очистки воды

На станциях централизованного водоснабжения используют фильтрование через механические или химические системы тонкой очистки. Обязательно обеззараживание реагентами или физическими методами.

Родники и подземные источники проходят самоочищение, протекая через песок, известковые пласты, другие природные фильтры.

В походных условиях при взятии воды из открытых водоемов используют 3 этапа очистки:

  • фильтрация через песок;
  • очистка реагентами;
  • очистка от реагентов активированным углем.

Дома воду очищают через бытовые угольные либо другие фильтры, станциями обратного осмоса. Обеззараживание проводят кипячением с последующим отстаиванием.

Сточные воды очищают фильтрами, биологическими очистительными системами (УФ, озонирование, другое), дезинфицируют, обрабатывают осадок. В частном секторе или на дачах воду берут из колодца и скважины. Самый простой способ — откачка жидкости с осадком, очистка от глины, иных отложений.

Смотрите видео про способы обеззараживания:

Химические методы обеззараживания воды

К химическому способу относят обеззараживание дезсредством с веществами для уничтожения вирусов, микробов, спор, грибков. Нередко бактерицидное действие препаратов дополняют обработкой ультрафиолетом или иным безреагентным методом.

После обеззараживания надо удалять остатки патогенов, токсины от их жизнедеятельности, химические соединения. Повторно применяют фильтрующие материалы для тонкой очистки воды.

Они могут задерживать частицы 1–5 микрон, включая химикаты и бактерии холеры, кишечной палочки. Чтобы остановить также возбудителей брюшного тифа, пользуются фильтрами супертонкой очистки.

Хлорирование

Дешевый и эффективный метод. Хлором обеззараживают питьевую воду в очагах эпидемии или чрезвычайной ситуации, водопроводе, отстойниках, других местах.

Хлорсодержащие средства токсичны, вызывают коррозию железных поверхностей. Важно соблюдать дозировку вещества. По нормам СанПиНа остаточное количество реагента через 30 минут не должно превышать 0,5 мг/л. Определение изначальной дозы хлора для обеззараживания воды подбирают экспериментально.

Дезсредства по обеззараживанию воды для питья, хознужд или в бассейнах:

  • гипохлорит натрия;
  • диоксид хлора;
  • растворы хлорной извести;
  • гипохлорит кальция.

Метод подходит для очистки воды в бассейне своими руками. В домашних надувных и каркасных емкостях обеззараживают зеленкой в пропорции 200 мл на 500 л. Для аквапарков покупают «Хлориклар», другие хлорсодержащие растворы, таблетки, гранулы для бассейна для дезинфекции воды.

Иодирование и бромирование

Для обеззараживания используют йод либо бром. У них высокая противомикробная активность. Не рекомендовано для дезинфекции питьевой воды: вещества противопоказаны при болезнях щитовидной железы и ряда других патологий.

Озонирование

Один из современных методов дезинфекции. Обеззараживание делают оборудованием, образующим озон. Газ разлагается с выделением кислорода и разрушает клетки микробов, вирусов, грибков.

Бактерицидный эффект наступает при остаточной дозе озона 0,5 мг/1 дм3. При большей концентрации газа вода начинает неприятно пахнуть.

Бактерицидное действие озона длится до 20 минут. После возможно повторное инфицирование.

Озонирование активно против вирусов, бактерий, паразитов, грибков. Не образует канцерогенов, вредных соединений. Подходит для коттеджа, централизованного и индивидуального водоснабжения. Есть бытовые установки для жилья с простым монтажом.

Олигодинамия

Название метода произошло от комбинации слов dynamis + oligos (сила в малых дозах). Олигодинамическое действие заключено в токсическом влиянии на патогены ионами серебра, свинца, меди, золота, других металлов.

Олигодинамия выполняется ионаторами воды. Обеззараживание уничтожает:

  • водоросли;
  • споры;
  • плесень и другие грибки;
  • сложные вирусы;
  • опасные бактерии;
  • паразитов;
  • другие инфекции.

Обеззараживание питьевой воды ионами металла редко применяют из-за опасности их накопления и отравления. Нельзя использовать большие дозы, а малые — не уничтожают патогены.

Полимерные реагенты

Второй современный способ обеззараживания. По противомикробной активности превышает действие озонирования, УФ-лучей или УЗ-волн, безопаснее хлорирования.

Часто используемые полимерные реагенты:

  • «Неотабс»;
  • «Аквадез»;
  • «Биопаг»;
  • другие средства с полигексаметиленгуанидина гидрохлоридом.

Обеззараживание полимерными реагентами не портит вкус, цвет или запах воды для питья, в бассейне. Способ редко используют для очистки в водопроводе.

Физические методы обеззараживания воды

Один из методов очистки — обеззараживание заморозкой на протяжении 10 часов при температуре -7 ºC. Это трехступенчатый способ. Применяют в домашних условиях для питья или в промышленности для опреснения морской воды.

Алгоритм действий при замораживании дома:

  1. Неочищенную воду из водопровода, колодца, другого источника пропускают через фильтр любого типа для удаления органических загрязнений.
  2. Водопроводную воду отстаивают или кипятят «белым ключом» для снижения концентрации хлора.
  3. Подготовленную жидкость переливают в банку на 2/3 объема, накрывают крышкой.
  4. На полку морозилки кладут картонный лист, сверху ставят банку.
  5. Замораживают, пока не образуется на поверхности и по стенкам корочка льда.
  6. Незамерзшую жидкость сливают в другую банку. Замораживают, пока 2/3 не станет льдом.
  7. Незамерзшую жидкость сливают в раковину, лед вытаивают и пьют.

Также обеззараживание проводят УФ-лампами, ультразвуком, кипячением, электроимпульсными токами или комплексными способами. Эти физические методы применяют в быту, промышленности, медицине и в экстренных ситуациях.

УФ-излучение

Обеззараживают УФ-системой со встроенными UF-лампами, запаянными внутри кварцевых трубок. Вода протекает вдоль источника ультрафиолета и дезинфицируется UF-лучами с длинной волны 253–315 нанометров. Обеззараживатели, стерилизаторы и установки стоят по 2,5–140 тысяч рублей.

  • эффективно уничтожает до 99 % вирусов, простейших, бактерий;
  • не ухудшает качество или вкус;
  • не образует опасных соединений.

Бактерицидный эффект снижается при мутности жидкости больше 2 мг/л или концентрации железа более 1 мг/л. После обеззараживания источниками ультрафиолета также нужна тонкая фильтрация для очищения от остатков патогенов.

Ультразвуковое обеззараживание

Применяют для дезинфекции в бассейнах, колодцах, открытых источниках. Обеззараживают аппаратами или установками, образующими ультразвуковые волны высокой интенсивности.

  • налет;
  • фрагменты органических загрязнений;
  • споры;
  • оболочки кишечных палочек, других болезнетворных бактерий;
  • водоросли, простейшие.

Ультразвуковые аппараты не уничтожают вирусы, яды, токсины. Мутность или концентрация примесей не влияют на бактерицидный эффект. УЗ-оборудование для очистки жидкостей стоит от 10000 рублей.

К просмотру сюжет:

Термическая обработка воды

Кипячение — самый дешевый способ. Прибегают в быту или полевых условиях.

Особенности термического метода обеззараживания:

  • беспрерывно кипятят на медленном огне под крышкой минимум 5 минут (в регионах с эпидемией — до часа);
  • после кипячения отстаивают 3–4 часа;
  • после отстаивания отделяют и используют верхний (прозрачный) слой жидкости.

Обеззараживание кипячением делает воду мягче, но ухудшает ее вкус. Есть риск сохранения дееспособности спор, сибирской язвы или иной опасной инфекции. Метод не уничтожает яды, пестициды, токсины от продуктов жизнедеятельности микробов.

Электроимпульсный способ

Метод подходит для дезинфекции мутной воды, экологически безопасен, но дорогостоящий. Используют аппараты, образующие серию электрических зарядов.

Их направляют в жидкость, где возникают электрогидравлические ударные и ультразвуковые волны. Импульсы разрушают все виды вирусов, бактерий, грубые частицы органических загрязнений.

Комбинированные способы

При комбинированном методе сочетают обеззараживание химическими средствами и физическими способами, только дезпрепаратами либо безреагентными видами очистки. Это самая надежная дезинфекция воды.

Распространенные комбинации для обеззараживания:

  • хлорирование + обработка ультрафиолетом;
  • озонирование + ультрафиолетовое облучение;
  • хлорирование + озонирование;
  • химреагент + ультразвук;
  • озон + ионы серебра;
  • химреактивы + электролиз.

Обеззараживание комбинированными методами применяют для очистки воды в колодцах, сооружениях по водоснабжению, бассейнах.

Обеззараживание питьевой воды в походных условиях

Кипячение — самый простой способ очищения воды в полевых условиях. При температуре выше +85 ºC в течение 5–30 минут погибают все болезнетворные микробы и паразиты. Емкость накрывают крышкой и убавляют огонь на минимум (жидкость меньше испарится).

Кипячение можно заменить, поместив в посуду с водой раскаленные камни. Их оставляют до полного остывания.

Марганцовка (порошок калия перманганата) — самый надежный способ обеззараживания. Она уничтожает бактерии и продукты их жизнедеятельности.

Бросают несколько кристаллов на 4 л воды. Раствор делают еле розовый, концентрация препарата должна быть 0,01–0,1 %. Жидкость отстаивают 0,5–1 час, используют верхние 2/3 части для питья. Остаток выливают.

В полевых условиях обеззараживание также проводят «аварийными» методами:

  • йодом — 15 капель/1 л;
  • перекисью водорода — 1–2 ст. л/1 л.

Воду с йодом, марганцовкой либо перекисью отстаивают от 30 минут. Затем пропускают через самодельный фильтр с активированным углем. Это улучшит вкус.

Нормативные документы водно-санитарного законодательства

Нормы, правила и другие требования к качеству прописаны в нормативных документах. Это:

Группа Подгруппа Документ Номер
Для питьевой воды Для систем питьевого водоснабжения, колодцев, других источников СанПиН (санитарно-эпидемиологические правила и нормы) 2.1.4.1074-01
ГОСТ (межгосударственные стандарты) 2874-82
РД (руководящий документ) 24.032.01-91
СНиП (строительные нормы и правила) 2.04.01-85* (переиздание)
2.04.02-84*
Для безалкогольной и водочной продукции Технологические инструкции (ТИ) 10-5031536-73-10

Также разработаны требования по безопасности оборудования и реагентов, задействованных в поставке, очистке, обеззараживании. Правила описаны в СанПиН 2.1.4.2652-10.

Воду обеззараживают для профилактики эпидемий кишечных инфекций. Методы дезинфекции и дозы отличаются для источников питьевого и бытового назначения.

А вы каким пользуетесь способом обеззараживания воды? В чем его преимущества? Комментируйте статью и делайте репост в соцсети. Всего доброго.

Очистка воды от микроорганизмов: методы, принципы

Вода – жизнь, не стоит спорить с данным утверждением. Человек состоит на 90% из воды, поэтому она является одним из важных ключей здорового образа жизни. Ценить и беречь воду необходимо, но также следует знать, что вода является средой обитания для многих других организмов, которые могут быть опасны для человека. В природе не существует идеально чистой воды, в любом состоянии в ней кишат микробы, бактерии, другие живые существа. Помимо этого, вода содержит тяжелые металлы, соли, илистые соединения, песок. Использовать неочищенную воду в быту смерти подобно, хотя многие придерживаются иной точки зрения. Употребление неочищенной воды может привести к ухудшению здоровья, вывести из строя бытовую технику, а также убить инженерные системы дома. Поэтому сегодня все больше уделяется внимание к современным методам очистки воды, которые позволяют утверждать с точностью на 95%, что вода не содержит вредных веществ. Рассмотрим современные и классические методы очистки воды от микроорганизмов.

Озонирование воды

Метод очистки, озонирования воды пользуется большой популярностью в странах Старого Света и Северной Америки. Принцип очистки основан на технологии насыщения воды азотом. Молекулы азота проникают в клеточную мембрану микроорганизмов, вызывают окисление, убивают их наповал. Помимо того, технология позволяет избавить воду от неприятного запаха, улучшить вкусовые качества. Стоимость технологии невысока, поэтому данный метод очистки воды от микроорганизмов интересует многих специалистов России и стран СНГ.

Обработка ультрафиолетом

Метод водоочистки путем действенного применения ультрафиолета считается самым безопасным. Принцип технологии предполагает использование ультрафиолетовых лучей для последующей обработки воды. Коротко говоря, жидкость проходит через ультрафиолетовую мембрану, она действует губительно на микроорганизмы, находящиеся в воде. Преимущества данного метода:

  • безопасность и экологически чистый принцип;
  • использование недорогого оборудования;
  • химический состав и вкусовые качества воды остаются неизменными;
  • мобильность установки, компактность;
  • процесс водоочистки занимает минимум времени.

Отметим, что использование метода обработки воды ультрафиолетом в домашних условиях практически невозможно, поэтому еще чаще применяют на заводах и предприятиях.

Обратный осмос

Очистка воды от микроорганизмов методом обратного осмоса была разработана в ХХ веке. Первоначально ее применяли для опреснения морской воды, но результат был настолько ошеломляющим, что сегодня практически все используют данный метод очистки воды. В настоящее время большинство водоочистных установок домашнего пользования применяют данную технологию. Принцип работы прост: жидкость проходит через полупроницаемую мембрану, которая пропускает только молекулы воды. Микроорганизмы, соли, ржавчина, иные загрязнения застревают в фильтрующем элементе. Некоторые ученые предполагают, что технология также очищает воду от полезных для человека веществ. Спорить с утверждением не стоит, это так, но если не брать во внимание данный факт, обратный осмос является самым эффективным способом очистки воды от микроорганизмов.

Йодирование воды

Данная технология водоочистки используется при наличии большого объема воды. Чаще ее применяют в бассейнах, общественных водоемах. Йодирование – один из быстрых способов очистки. Метод активно применяют в полевых условиях, на озерах, родниках. Сегодня компании производители предлагают специальные таблетки йода, которые необходимо поместить в емкость с водой, дождаться полного растворения, безбоязненно употреблять воду в пищу.

Очистка серебром

Один из древнейших способов очистки воды основан на использовании серебряной посуды. В древности воду хранили в серебряных сосудах, использовали различные серебряные предметы: ложки, монеты, украшения. Принцип очистки основан на реакции ионов серебра и оболочки бактерий, последние из которых погибают. Но часто использовать данный метод нельзя, серебро является тяжелым металлом, поэтому вода, наполняясь частицами вещества, попадает в организм человека, где может вызвать расстройство и ухудшение здоровья. Поэтому длительное употребление очищенной воды от микроорганизмов таким способом не рекомендуется.

Способы обеззараживания воды

Качественная, чистая вода является необходимостью для различных хозяйственных и производственных процессов. Если в ней имеются различные болезнетворные бактерии и вирусы, такая жидкость становится непригодной, а зачастую и опасной для здоровья человека. Обеззараживание воды – удаление из исходной жидкости вредных вирусов и бактерий, способных вызывать инфекционные болезни. Способы очистки зависят от степени загрязненности воды, а также условий, в которых будет применяться очищенная жидкость (например, в фармакологии, либо в промышленности).

Степень зараженности питьевой воды определяется бактериологическим анализом, который помимо общего количества бактерий показывает также число индикаторных бактерий группы кишечной палочки (сокращенно БГКП) на 1 мг воды. Бактерии E.coli (основная разновидность БГКП) позволяют выявить фекальные загрязнения. Согласно нормам СанПиН, общее допустимое число данных бактерий может составлять до 50. Показатель зараженности определяется коли-индексом, сообщающим содержание E.coli на 1 л воды.

Способы обеззараживания воды

Основными способами удаления вирусов и бактерий из питьевой воды являются:

  • химический, предполагает использование специализированных химических растворов с биологически активными веществами, ионизации. При реагентном обеззараживании необходимо придерживаться точных доз химических веществ и времени их реакции.
  • физический, производится путем использования ультрафиолетового излучения. Исходную жидкость сначала очищают от механических примесей с помощью соответствующих фильтров, далее удаляют микроорганизмы, гельминты, а затем применяют методики обеззараживания.
  • комбинированный, предполагает использование сразу реагентных и безреагентных методов.

Хлорирование воды

Хлорирование является методикой реагентного обеззараживания воды. Оно отличается доступностью и относительно невысокой ценой реагентов, жидкого и газообразного хлора, легкой реализацией и обслуживанием.

К плюсам метода можно отнести последействие хлора. Процессы повторного разрастания бактерий и вирусов останавливаются при невысоком содержании хлора в воде, который не вреден для человека.

Особенности хлорсодержащих реагентов

Достаточно высокими бактерицидными характеристиками отличается диоксид хлора. В процессе использования он не выделяет хлорорганические соединения, повышает общие показатели качества воды. В отличие от хлора, вещество безопасно при перевозке, а раствор готовится непосредственно перед применением.

Другие содержащие хлор реагенты: гипохлорит кальция и натрия, хлорная известь также обеспечивают более безопасное обеззараживание воды. Однако вещества предполагают применение значительных объемов раствора (в пять раз больше, чем раствора хлора), но длительное хранение невозможно в виду того, что хлорсодержащие реагенты подвергаются разложению с уменьшением количества действующего вещества.

Метод озонирования

Если подвергать воду обеззараживанию способом озонирования, то возможно образование неприятного запаха жидкости. Данные явления могут возникать в следствии выделения кислорода, неблагоприятно воздействующего на клетки микроорганизмов — происходит их окисление. Исходя из анализа воды и сделанных выводов о количестве загрязнений в исходной воде, определяется нужная доза озона для обеззараживания, как правило, его количество мало. Превышение этих норм может вызвать появление неприятного запаха, а также возможность повреждения деталей системы неблагоприятной коррозией.

Озонирование позволяет получить постоянные качественные показатели. При соблюдении всех норм и требований к процессу обеззараживания воды озонированием можно наблюдать хорошие и допустимые показатели содержания органики в итоговой воде и желаемое отсутствие продуктов, содержащих токсины, в ней. Озонирование подходит для использования при централизованном водоснабжении, обеззараживания сточных вод на промышленных предприятиях, жилищно-коммунальных объектах, сельскохозяйственных производствах, так как требует значительного количества электричества, квалифицированного обслуживания, специального оборудования. В сравнении с методом хлорирования, озонирование экологично, но требует больших затрат и имеет непродолжительное действия.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды

Самым современным и наиболее используемым методом обеззараживания воды является применение установок ультрафиолетовой стерилизации.

Технология способа предполагает использование специальных ламп с УФ-излучением. Если же рассмотреть саму конструкцию установки, то можно заметить ее простоту и в то же время надежность. Основу системы составляют ультрафиолетовые лампы, которые размещены в металлических трубках. Неотъемлемой частью установок является наличие кварцевых чехлов куда помещаются сами лампы.

Если говорить о принципе работы, то можно заметить его простоту и быструю скорость достижения необходимого качества воды. Так, вода попадает в металлический корпус, где омывает именно кварцевый чехол, не соприкасаясь с самой лампой. Внутри корпуса она получает необходимую дозу облучения ультрафиолетовыми лучами. УФ-лучи удаляют самые мельчайшие образования и бактерии, при этом состав, по показателям полезных и нужных веществ, остается неизменным. Выделение ядовитых веществ в следствие применения бактерицидных ламп не происходит, что способствует безвредному увеличению дозы облучения. Метод подходит и для частного, и для промышленного применения, поскольку отличается простотой в обслуживании и довольно невысокой стоимостью.

Так как особенности системы водоснабжения на разных объектах индивидуальны, обычно для качественного комплексного обеззараживания воды требуется применение комбинированных вариантов. Например, широко применяется УФ-стерилизация или озонирование с периодическим хлорированием. Для максимально точного подбора фильтрующих устройств, требуется проведение предварительного анализа воды на содержание болезнетворных вирусов других всевозможных примесей.

Достоинства и недостатки способов обеззараживания воды

Главным недостатком методов хлорирования и озонирования можно считать то, что ни являются реагентными, что имеет ряд последствий. Так, к методу хлорирования требуется дополнительное внимание и применение дополнительных мер по транспортировке и хранению хлорсодержащих веществ. Невозможно допущение никаких утечек, так как вред здоровью человека, наносимый соединениями хлора, непоправим. Неблагоприятное действие может быть оказано не только на человека, но и на системы трубопроводов явлением коррозии.

Использование же озонирования, как основополагающего метода обеззараживания, так же не эффективно и имеет ряд ограничений. Например, данные системы требуют больших затрат как на ее приобретение, так и на обслуживание. Все это обусловлено высокой техникой безопасности при эксплуатации установок. Повышенные требования применимы и к рабочему персоналу, здоровье которых напрямую зависит от их квалификации и условий безопасной работы. Необходимость приобретения дорогостоящего оборудования обусловлена тем, что соединения озона с кислородом вызывают явление коррозии и подвергают системы ей.

Таким образом, самым надежным, используемым и доступным способом обеззараживания воды является обработка ультрафиолетом. Данные установки практически не имеют недостатков, при этом имея ряд полезных и немаловажных достоинств. Так, например, УФ-обеззараживатели эффективно удаляют различного рода микроорганизмы, более того, они предотвращают дальнейшее их образование и размножение. Большим плюсом систем является способность сохранять без изменений физико-химический состав воды. Требования к персоналу не высоки и нет специальных условий безопасности. Не наблюдается выделение побочных продуктов обработки. Отсутствие больших объемов реагентов и систем их хранения также относится к плюсам данных систем. И основополагающим достоинством как для производственных нужд, так и для частного использования, является соответствие таких показателей как цена и качество.

Специалисты компании Diasel помогут подобрать индивидуальные средства обеззараживания воды для вашего дома или производственного сооружения, проведут установку оборудования, станций очистки «под ключ». Данные услуги предоставляется не только по Москве и области, но и по любым другим регионам РФ.

Живая вода: пять прогрессивных технологий очистки

По оценкам ООН, к 2050 году на Земле будут жить 9,8 млрд человек. Изменение климата, а также развитие сельского хозяйства и промышленности для удовлетворения потребностей постоянно растущего населения приведут к серьезному сокращению доступных водных ресурсов.

Согласно исследовательскому проекту WaterAid, 60% населения планеты уже сейчас живет в районах, где водоснабжение не может или скоро прекратит удовлетворять спрос. Водный кризис наиболее болезненно проявляется на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и Северной Африке.

Россия в рамках прогнозного горизонта 2040 года находится в зоне низко-среднего риска.

Главные тренды рынка

Как развитые, так и развивающиеся страны сталкиваются с одной общей проблемой — ростом объемов промышленных и городских сточных вод. Это, в свою очередь, побуждает разработчиков из разных стран к поиску новых и все более совершенных технологий очистки воды.

Традиционные методы очистки включают использование адсорбентов, обратного осмоса, ионного обмена и электростатического осаждения. Их недостатки — высокая стоимость, плохая возможность повторного использования и низкая эффективность. Несмотря на прогресс, достигнутый в разработке новых технологий за последнее десятилетие, их использование ограничено в основном из-за свойств материалов и стоимости.

Согласно аналитическому агентству Mordor Intelligence, в 2020 году объем мирового рынка технологий очистки воды оценивался на уровне $50,5 млрд. До 2026-го рынок ежегодно будет расти примерно на 7% из-за быстро сокращающихся ресурсов пресной воды во всем мире. Спрос растет также со стороны разработчиков месторождений сланцевых углеводородов, производителей биотоплива и др.

Негативно повлияла на рынок пандемия COVID-19. Но она же привела к появлению новой технологии, которая позволяет обнаружить коронавирус в сточных водах. Метод позволяет измерить присутствие РНК-генетического материала SARS-CoV-2 (рибонуклеиновая кислота) в человеческих фекалиях в системе сбора сточных вод. Исследования в Нидерландах показали связь между объемом вирусного материала в сточных водах и количеством случаев заражения в данном районе и помогают отслеживать эпидемиологическую ситуацию и эволюцию вирусов. Эта методика была также протестирована в 2020 году в более чем 40 штатах Америки, причем в университете Аризоны помогла предотвратить вспышку коронавируса, где выявили двух человек с бессимптомным течением болезни.

Перечислим пять наиболее инновационных, по нашему мнению, технологий очистки воды.

1. Мембранное разделение

Это давний и популярный метод очистки воды от примесей и загрязнителей. Есть много технологий, которые работают как фильтр: пропускают воду через пленку с микроскопическими отверстиями. Вода проходит, а загрязняющие частицы застревают на мембране.

Методы современного мембранного разделения, такие как обратный осмос (удаляет частицы даже размером 0,001-0,0001 мкм — соли жесткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, красители и т.д.), могут очистить воду от 99,5% примесей. Но для этого размер пор должен быть менее микрона. Основной недостаток технологии — высокая стоимость обслуживания (мембраны часто забиваются).

2. Облучение

Как следует из названия, этот процесс основан на воздействии радиации на сточные воды, чтобы уничтожить органические загрязнители. Источники излучения — от гамма-лучей до ультрафиолетового света.

Облучение обычно используют для обеззараживания, но некоторые методы, например, ионизирующее облучение, в сочетании с добавлением озона или перекиси водорода улучшают эффективность разложения органических примесей, включая пестициды и фенолы.

Современные системы УФ-обработки предлагают применять светодиодные лампы. Сейчас такие лампы начинают активно внедрять в коммунальном секторе, а также используются NASA в космических разработках агентства.

Второй способ — это гидрооптические технологии. Они позволяют использовать несколько раз энергию фотонов, так как ультрафиолетовые лучи отражаются от стенок кварцевой камеры. Это повышает эффективность дозы УФ-облучения для уничтожения сложных вирусов, например, коронавируса или аденовируса.

Артур Душенко, главный инженер VODACO, Россия:

«Вирусы и бактерии, поступающие в водоемы со сточными водами, в дальнейшем могут попадать в системы коммунального водозабора на том же водоеме. Современные системы реагентной дезинфекции с использованием гипохлорита натрия или жидкого хлора не способны обезвредить все бактерии, так как многие из них, такие как Cryptosporidium или Giardia (криптоспоридии или лямблии. — РБК Тренды), устойчивы к воздействию хлора так же, как и сложные формы вирусов — аденовирус и коронавирус (как яркий пример — SARS-CoV-2).

Системы УФ-дезинфекции на базе технологии HOD UV обеспечивают дозу воздействия на данные микроорганизмы в 120 mJ/cm2 и выше — это необходимое условие для обезвреживания вируса, разрушения цепочки РНК и угнетения способности к восстановлению. В России стандарт воздействия ограничен на законодательном уровне — 30 mJ/cm2».

3. Очистка наночастицами

Люди давно используют такие вещества, как древесный уголь, для очистки воды путем адсорбции. При очистке наночастицами используется та же механика, но с частицами в наномасштабе. Различные типы наноматериалов — металлические наночастицы, наносорбенты, биоактивные наночастицы, нанофильтрационные (NF) мембраны, углеродные нанотрубки (УНТ), цеолиты и глина — оказались эффективными материалами для очистки сточных вод. Их использование устраняет пестициды и тяжелые металлы в воде. Углеродные нанотрубки также рассматривают как прорывную технологию для опреснения морской воды до стадии питьевой. Основной недостаток технологии — стоимость.

4. Биоаугментация

Органический способ очистки представляет собой добавление в воду смеси микроорганизмов, которая разрушает и удаляет загрязнения. Эти микроорганизмы включают ферменты и безопасные бактерии, которые естественным образом разлагают загрязняющие вещества, такие как масла или углеродные продукты. Но биоаугментация может влиять на экосистему микрофлоры и, как следствие, нарушать процесс очистки. Поэтому эту технологию пока нельзя использовать для получения питьевой воды.

5. Мембранная биоаугментация

Мембранные биореакторы (MBR) — гибридная технология, которая включает мембранное разделение и биоаугментацию. Сточные воды после биологической очистки при помощи активного ила подают в емкость, называемую биореактором. В этой емкости располагаются мембраны, которые разделяют сточные воды на два потока — активный ил, используемый повторно для биологической очистки, и чистую воду.

На рынке представлены два основных типа MBR — это системы с вакуумным (или гравитационным) потоком и системы под давлением. Вакуумные системы погружаются в воду и имеют мембраны, установленные либо внутри биореакторов, либо в последующем резервуаре. Второй тип MBR, где поток управляется давлением, представляет собой внутритрубные картриджные системы, расположенные вне биореактора.

Преимущество мембранной биоаугментации — небольшая площадь для биологической очистки. MBR-реакторы увеличивают мощность очистных сооружений без увеличения площади конструкций.

Ольга Рублевская, директор Департамента анализа и технологического развития систем водоснабжения и водоотведения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»:

«Нева — это основной источник водоснабжения в Санкт-Петербурге. Благодаря программе прекращения сброса сточных вод без очистки в Неву и Финский залив в 2021 году уровень очистки достиг 99,5%. К 2030 году весь объем стоков будет перерабатываться на очистных сооружениях. Сейчас наша технологическая схема очистных сооружений состоит из механической, химической и биологической очистки.

  • Механическая очистка включает решетки, песколовки, отстойники, в том числе прессование и отмыв отбросов (дополнительное поступление органических веществ в стоки) и преферментацию сырого осадка на стадии отстаивания (увеличение летучих жирных кислот).
  • Биологическая очистка основана на технологических схемах UCT (технология Кейптаунского университета) и JHB (технология Йоханнесбургского университета).
  • Химическая обработка применяется для удаления фосфатов. Используемый реагент — сульфат алюминия.

Так как в Санкт-Петербурге нет дефицита воды, то в городе нет ни вторичного использования очищенной воды, ни планов по применению таких технологий».

Необходимость через отвращение

Повторное использование сточных вод для орошения и других непитьевых целей стало обычным явлением и существует уже не одно десятилетие. Так, например, в Израиле, почти 90% сточных вод страны используется повторно в сельском хозяйстве.

Для доочистки сточной воды до состояния питьевой необходима надежная технологическая схема, которая включает как минимум пять стадий. Повторно используют очищенные сточные воды питьевого качества Австралия, Сингапур, Намибия, Южная Африка, Кувейт, Бельгия, Великобритания и США (штаты Калифорния и Техас). В этих странах очищенной водой пополняют подземные или поверхностные водные источники (плотины).

Речная вода, используемая в различных городах для производства питьевой воды, содержит в себе большие объемы сточных вод. Переработанная вода безопасна для питья, но некоторые люди не могут преодолеть чувство отвращения. Периодически во всем мире проходят акции по преодолению психологических барьеров. Так, основатель Microsoft Билл Гейтс выпил стакан жидкости, которая была переработана из человеческих фекальных масс в питьевую воду по технологии Omniprocessor Фонда Билла и Мелинды Гейтс. А французская компания Veolia запустила в Чехии совместный проект с пивоварней Čížová, которая из переработанных стоков сварила пиво.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: