Обеззараживание осуществляется химическими и физическими методами.
Физические методы обеззараживания:
– кипячение;
– ультразвуковое воздействие;
– воздействие электрическим разрядом;
– ультрафиолетовое облучение.
Химические методы обеззараживания:
– обработка воды сильными окислителями: озоном, хлорсодержащими веществами;
– олигодинамия (воздействие ионами тяжелых металлов – серебра, меди и других).
Эффективность обеззараживания воды химическими и физическими методами во многом зависит от свойств воды и биологических особенностей микроорганизмов – их устойчивости к этим воздействиям.
Экономичность (экономическая целесообразность) обеззараживания воды тем или иным методом определяется составом воды, местоположением и мощностью водопроводной станции, стоимостью реагентов и оборудования дезинфекции и финансовой возможностью собственника водопровода.
Краткое описание методов обеззараживания.
Важно понимать – ни один из методов обеззараживания не является универсальным и самым лучшим! Каждый метод обладает своими достоинствами и недостатками.
Кипячение воды при атмосферном давлении в течение 10–12 мин убивает все неспорообразующие микроорганизмы. После охлаждения споры в этой воде прорастут (вторичное загрязнение). Кипячение требует большого расхода энергии и не обладает пролонгированным эффектом.
Этот метод используется для обеззараживания малых объемов воды: в быту, полевых условиях, лабораториях, малых водоочистных установках и других подобных случаях.
Ультразвуковое воздействие убивает большинство микроорганизмов при интенсивности излучения не менее 2 Вт/см² и времени обработки не менее 5 мин. Работа генератора ультразвука требует большого расхода энергии и не обладает пролонгированным эффектом.
Этот метод, также как и кипячение, используется для обеззараживания малых объемов воды.
Электрический разряд в воде обладает высоким бактерицидным эффектом. При разряде образуются ударные волны и свободные радикалы, обладающие сильными окисляющими свойствами. В результате происходит гибель большинства микроорганизмов. Электрический разряд в воде требует большой мощности высоковольтного генератора. Поэтому расход электроэнергии составляет около 2 кВт×ч на 1 м³ обрабатываемой воды.
Ультрафиолетовое облучение убивает микроорганизмы, но клеточные стенки бактерий, грибков, белковые фрагменты вирусов остаются в воде. УФ излучение требует большого расхода энергии и не обладает пролонгированным эффектом. УФ лампы содержат ртуть (класс опасности 1) и требуют специальных мер по утилизации.
Озонирование – самый эффективный и дорогой метод обеззараживания воды, требует большого расхода электроэнергии, больших затрат на приобретение и обслуживание оборудования.
Использование озона для обеззараживания производится в очищенную воду. В этом случае озон будет затрачиваться лишь на дезинфекцию. Если после очистки в воде остались не окисленные соединения (органические загрязнения, не окисленное железо, марганец и т. п.), расход озона значительно возрастет.
В обработанной озоном воде иногда наблюдается рост бактерий, поскольку разложение фенольных групп, входящих в состав гуминовых веществ, способствует активации микроорганизмов, ранее находящихся в подавленном состоянии. Поэтому остаточный озон не всегда гарантирует высокое качество воды по микробиологическим показателям у потребителя. Кроме этого остаточный озон разрушает металлические трубопроводы, особенно стальные, поэтому перед подачей воды в распределительные сети необходимо некоторое время выдержать ее в контактных резервуарах для полного разложения озона. Использовать остаточный озон для защиты воды от вторичных загрязнений в трубопроводе в период транспортирования возможно лишь для труб из материалов, стойких к воздействию озона (некоторые пластмассы, асбестоцемент, бетон и т. д.). Поэтому в воду чаще добавляют хлорсодержащие вещества.
Поскольку озон (класс опасности 1) представляет высокую опасность для персонала, в зале озонаторов и в помещениях распределительных камер должна предусматриваться приточно-вытяжная вентиляция как постоянно действующая, так и аварийная на случай превышения допустимой концентрации озона. Вентиляционные системы автоматизируются на тепловой режим и степень загазованности. Вентиляционное оборудование выполняется во взрывобезопасном варианте.
Обеззараживание воды ионами тяжелых металлов. Небольшие концентрации ионов тяжелых металлов (серебра, меди, цинка и др.) вызывают гибель находящихся в воде микроорганизмов. Наибольшими бактерицидными свойствами обладает серебро (класс опасности 2). В настоящее время разработаны технологии и устройства для электролитического растворения серебра. Получаемая «серебряная вода» содержит ионы серебра и является эффективным веществом для дезинфекции и консервирования питьевой воды. Но следует учитывать, что серебрение воды, во-первых, дорогой метод обеззараживания, во-вторых, концентрации серебра, которые разрешены действующими нормативами, способны лишь притормозить рост бактерий в воде. Как и большинство тяжелых металлов, серебро медленно выводится из организма и при его постоянном поступлении может накапливаться. При длительном накоплении серебра возможно проявление признаков отравления.
