Обеззараживание воды современные методы. Как обеззараживать питьевую воду

Что подразумевается под термином «обеззараживание» питьевой воды? Как минимум, очищение питьевой воды от разного рода бактерий или вирусов, вызывающих заражение воды. Эта статья поможет раскрыть тему обеззараживания питьевой воды наиболее полно.

Из этой статьи вы узнаете:

Какие методы обеззараживания питьевой воды существуют

Как провести обеззараживание питьевой воды в домашних условиях

В чем преимущества таблеток для обеззараживания воды

Как провести обеззараживание воды в походных условиях

Методы обеззараживания питьевой воды

Требования к качеству питьевой воды постоянно повышаются. Это вызвано более «совершенными» источниками загрязнения. Если вода не очищена должным образом, то приготовленная на ней пища и напитки будут оказывать негативное влияние на наше здоровье. Потому обеззараживание питьевой воды является необходимым атрибутом современной жизни.

По-настоящему полезная питьевая вода должна содержать необходимую норму минералов и микроэлементов. Поэтому тотальное обеззараживание до уровня дистиллированной – не лучший выход из положения. Производители, выпускающие питьевую воду, не устают нам сообщать о новейших технологиях очистки, направляя немалые средства на рекламу своего продукта. Но какие критерии действительно важны для определения качества питьевой воды? Этих критериев немного, и они просты.

Вода для питья должна:

выглядеть чистой (без лишних примесей и вредных микроорганизмов);

быть вкусной и прозрачной.

Это базовый набор требований, который применим к любой питьевой воде. Конечно, есть случаи, когда необходимо применение специфических методов обеззараживания. Все чаще можно встретить такой термин, как «полезность воды». Его обычно употребляют, говоря о степени жесткости питьевой воды.

Каким бы ни было качество источника, у каждого производителя питьевой воды в процессе изготовления присутствует цикл обеззараживания.

По методу воздействия различают две группы средств для обеззараживания питьевой воды. Эти группы отображены в таблице ниже:

Самым известным и массово применяемым является обеззараживание питьевой воды хлором. Такая популярность обоснована его эффективностью, простотой внедрения и низкой стоимостью реагента.

Химические связи хлора, окисляясь в питьевой воде, оказывают губительное действие на вредоносные микроорганизмы.

Дезинфекция – не единственный эффект от хлорирования. Обеззараживание питьевой воды хлором влияет на органолептические показатели, останавливает размножение водорослей, способствует более долгому сроку службы фильтрующих элементов, очищает питьевую воду от различных форм марганца и железа, делает воду бесцветной.

Но хлорирование – далеко не идеальный способ обеззараживания. Специалисты давно бьют тревогу по поводу использования хлора для очищения питьевой воды. Результат соединений активного хлора с органикой может приводить к образованию крайне опасных для нашего здоровья тригалометанов. Эти вещества относят к канцерогенам, которые вызывают появление раковых образований в человеческом теле. Хлорированную воду нельзя кипятить, поскольку достаточная концентрация хлора может спровоцировать образование диоксина (мощнейший яд).

С соединениями хлора связывают развитие таких болезней:

рак органов пищеварения и печени;

нарушения работы сердца;

повышенное давление;

атеросклероз;

разновидности аллергических реакций.

Минусы и опасность использования хлорированной воды заставляют искать оптимальные методы обеззараживания. Одним из этих методов может быть применение гипохлорита натрия для обеззараживания питьевой воды. Его получают в конечной точке потребления методом электролиза 2–4%-го раствора поваренной соли или минеральной воды, в которой концентрация хлорид-ионов будет не менее 50 мг/л.

Обеззараживание питьевой воды гипохлоритом натрия схоже по действию с растворенным хлором, но с более продолжительным антисептическим действием.

Несомненными преимуществами применения для обеззараживания питьевой воды являются:

Безопасность для организма человека.

Существенно меньший урон природе, чем при хлорировании.

Имеет этот способ обеззараживания и свои недостатки :

Большой расход хлорида натрия. Конверсия соли не превышает 10–20 %. Остальное количество соли, вносимое в воду, лишь повышает ее концентрацию. Сэкономить на количестве соли не получится, поскольку автоматически увеличатся расходы на электроэнергию и на анодные материалы.

Многие эксперты сходятся во мнении, что использование гипохлорита натрия для обеззараживания питьевой воды вместо хлорирования ведет к существенному увеличению риска образования тригалометанов. Процесс их образования слишком долгий, а концентрация напрямую зависит от уровня Ph (чем он выше, тем большее количество тригалометанов образуется).

Можно сделать вывод, что более разумным способом снижения уровня хлорсодержащих соединений является понижение концентрации органики еще до этапа хлорирования.

Есть и другие способы обеззараживания питьевой воды. Например, применение серебра в качестве очистителя. Такой метод хоть и эффективный, но достаточно дорогостоящий. В качестве альтернативы предлагался и метод озонирования питьевой воды. Но взаимодействие озона с другими растворенными в воде веществами, например, с фенолом, приводит к образованию еще более токсичных соединений, чем при хлорировании. Ко всему прочему, озон недолго сохраняет свои антисептические свойства, поскольку быстро разрушается.

Кроме химических, существуют и физические способы обеззараживания питьевой воды. Наиболее популярным из них является воздействие ультрафиолетом. Обеззараживание происходит путем воздействия на внутриклеточный обмен и ферментную систему клетки бактерии. Ультрафиолет избавляет воду от всех вегетативных и споровых бактериальных форм, не меняя при этом органолептических качеств питьевой воды. Способ не получил должного распространения, поскольку он более затратный, если сравнивать с хлорированием, и не обладает последействием.

Таблетки для обеззараживания питьевой воды

Каждому человеку, в зависимости от его массы, в день необходимо 2-3 л питьевой воды. Находясь в «цивилизации», у вас есть возможность прокипятить воду или купить бутылку уже очищенной минеральной воды. Вы не испытываете в данном случае никаких трудностей.

Но в экстренных ситуациях или в условиях похода, когда на кипячение питьевой воды нет времени, ситуация совершенно иная. Вода из рек, озер, родников или прудов не всегда годится к употреблению в сыром виде. Отходы промышленной и сельскохозяйственной отраслей, химические удобрения попадают в водоемы и даже в грунтовые воды, потому очистка такой воды обязательна.

Оптимальным решением в этой ситуации может стать использование специальных таблеток для обеззараживания питьевой воды. Использование таблеток позволяет пить воду из открытых водоемов и родников без предварительной обработки. Способ особенно актуален в походных условиях и на дачных участках. Обеззараживание происходит за счет действия диоксида йода или хлора (в составе таблеток), которые уничтожают все патогенные микроорганизмы в питьевой воде. Используя таблетки для обеззараживания, можно пить воду из рек и болот, не опасаясь за свое здоровье.

Таблетки для обеззараживания питьевой воды поставляются в удобных влагозащитных блистерах, обеспечивающих их долгую сохранность.

Для обеззараживания питьевой воды в полевых условиях используют таблетки, в состав которых входит натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты. Одна таблетка может содержать 3,5; 8,5; 12,5; 17 мг этого вещества и, соответственно, 2; 5; 7,3 и 10 мг активного хлора. Как правило, одна таблетка рассчитана на литр воды.

Питьевая вода, не требующая тщательной очистки (из центрального водопровода, артезианской скважины или колодца (только бесцветная)), может быть обеззаражена таблеткой с 3,5 мг действующего вещества. Безопасность такой питьевой воды можно проверить по остаточному содержанию свободного хлора. Через полчаса после растворения таблетки его концентрация должна быть в пределах 0,3–0,5 мг/л.

Для питьевой воды, требующей более серьезной степени обеззараживания, применяют таблетки с 8,5; 12,5 и 17 мг действующего вещества и, соответственно, 5; 7,3 и 10 мг активного хлора. Воду с явными признаками помутнения или окрашивания следует предварительно процедить через фильтр из ткани. При этом количество остаточного содержания свободного хлора через полчаса после растворения действующего вещества должно находиться в пределах 1,4–1,6 мг/л.

Определить необходимую дозировку хлора можно методом тестового хлорирования. Он достаточно прост: в три емкости с питьевой водой объемом в один литр добавляют соответственно, по одной, две и три таблетки с количеством активного хлора 2 или 5 мг (в зависимости от исходного уровня загрязнения воды). После перемешивания воде дают отстояться в течение получаса и проверяют на наличие запаха хлора. Достаточно эффективной степенью обеззараживания считается такая, при которой питьевая вода имеет характерный запах хлора. Сильный запах хлора указывает на необходимость снижения концентрации действующего вещества.

Обеззараживание питьевой воды для индивидуальных нужд производят в плотно закрывающейся емкости (фляге, термосе и т. д.). После растворения таблетки в воде крышку завинчивают и тщательно взбалтывают воду. После этого крышка отвинчивается на пол-оборота и емкость несколько раз переворачивается. Это необходимо для того, чтобы действующее вещество, растворенное в питьевой воде, осело на резьбе крышки. Через полчаса после данной процедуры вода будет полностью пригодна для питья. Для очистки питьевой воды от избытка хлора и его соединений воду фильтруют при помощи активированного угля.

Обеззараживание питьевой воды в домашних условиях

Самым популярным методом обеззараживания питьевой воды остается кипячение. Под воздействием температурной обработки вода проходит процесс обеззараживания, уничтожаются все болезнетворные микроорганизмы. Для этого питьевую воду кипятят в течение 15 минут, не закрывая крышки.

Несмотря на простоту метода, он имеет существенные недостатки :

Хлор и его соединения полностью не удаляются из воды, преобразовываясь в опасное вещество – хлороформ (доказано, что он является причиной возникновения раковых заболеваний).

На стенках емкости, в которой кипятится питьевая вода, оседают отложения солей (самый простой пример – накипь на стенках чайника). Таким образом, концентрация солей тяжелых металлов и нитратов в кипяченой воде может быть выше, чем в исходном варианте (до кипячения).

С точки зрения полезности, кипяченая питьевая вода не представляет никакой ценности для нашего организма.

Еще один простой и доступный метод обеззараживания питьевой воды – обычное отстаивание. Достаточно дать воде отстояться в течение 8 часов, и все летучие соединения, в том числе и хлор, испарятся. Если время от времени перемешивать воду, процесс пойдет быстрее. Но этот метод не удаляет из питьевой воды соли тяжелых металлов, они лишь могут осесть на дно емкости. Поэтому используют только 2/3 части воды, оставляя 1/3 вместе с осадком в емкости для отстаивания.

Простой и эффективный метод обеззараживания питьевой воды – растворение в ней обычной поваренной соли. Пропорция, необходимая для фильтрации: одна столовая ложка соли на два литра воды. Через 20–25 минут вода очистится от солей тяжелых металлов и вредоносных микроорганизмов.

Главный недостаток такого способа очистки в том, что полученная вода непригодна для ежедневного употребления.

Нельзя не упомянуть о таком простом, но очень эффективном способе обеззараживания питьевой воды, как заморозка. Метод предельно прост: вода заливается в металлическую или пластиковую емкость (ни в коем случае не в стеклянную) и ставится в морозильную камеру. Не стоит заполнять емкость «до краев», поскольку вода при замерзании имеет свойство расширяться.

Поскольку чистая вода замерзает быстрее воды с примесями, следует контролировать процесс заморозки. Когда половина воды превратится в лед, оставшуюся воду, со всеми примесями солей, сливают. Получившийся лед растапливают нагреванием или естественным путем. Такая вода может использоваться как для приготовления пищи, так и для питья.

Стоит отметить особую полезность талой воды, выпитой непосредственно после размораживания. Такая вода имеет целебные свойства: активизирует восстановительные процессы в организме, придает силы, уменьшает неприятные ощущения при дерматите, стоматите, бронхиальной астме и аллергических реакциях.

Отличный способ обеззараживания питьевой воды – использование кремния. Метод выглядит следующим образом: маленький кусочек кремния (продается в аптеках) бросается в банку, наполненную водой, накрывается марлей и оставляется в освещенном, но удаленном от солнечных лучей месте. Вода становится очищенной по истечении 2-3 дней. Количество кремния должно соответствовать приблизительно 3–10 г на 1–5 литров воды. После приготовления воду аккуратно сливают, оставляя в посудине некоторое количество жидкости с осадком.

Еще одним народным средством для обеззараживания питьевой воды является шунгит. Для приготовления очищенной таким образом воды достаточно положить на три дня шунгитовый камень в емкость с водой. После приготовления воду сливают, оставляя в емкости осадок, как и в случае с кремниевой водой. Для ориентира, рекомендуют пропорцию: 100 г шунгита на 1 литр воды. Приблизительно раз в шесть месяцев, шунгитовый камень очищают от налета, при помощи жесткой губки или щетки.

Существует еще один эффективный способ обеззараживания питьевой воды в домашних условиях. Это обычный активированный уголь. Он является основным компонентом в фильтрующих системах для очистки воды от примесей и улучшения ее вкусовых качеств. Активированный уголь – отличный абсорбент. Он впитывает вредные компоненты, содержащиеся в воде и устраняет нехарактерные запахи.

Использовать такой метод обеззараживания достаточно просто. В марлю заворачивается активированный уголь и помещается в емкость с водой. Для эффективного обеззараживания достаточно одной таблетки на литр воды. Уже через 8 часов вы получите вкусную очищенную воду, готовую к употреблению.

Не стоит забывать и о таком действенном методе, как обеззараживание питьевой воды с помощью серебра. Этот благородный металл уничтожает все вредоносные микроорганизмы и нейтрализует химические соединения, нежелательные для нашего организма. В воду помещают любой серебряный предмет и оставляют его на 10–12 часов.

Эффективность бактерицидного действия серебра значительно выше, чем описанные ранее методы хлорирования и очищения активированным углем. Вопрос только в высокой стоимости серебра.

Существует немало народных методов обеззараживания питьевой воды. Среди них особо популярны:

Обеззараживание при помощи гроздей рябины. Она помещается в воду и уже через 2-3 часа вы получаете абсолютно чистую жидкость, ничем не уступающую по качеству воде, обеззараженной методом серебрения или при помощи активированного угля.

Известны и такие средства обеззараживания, как добавление в воду ивовой коры, шелухи лука, ветки можжевельника, листьев черемухи и другие. Они отлично зарекомендовали себя как простой способ получения очищенной воды. Для приготовления такой воды в среднем необходимо 12 часов.

Выполнить обеззараживание питьевой воды можно и при помощи уксуса, вина или йода. Для эффективной очистки на литр воды добавляют чайную ложку уксуса или три капли йода (5%-ный раствор), или 300 мл белого сухого вина. Достаточно выстоять воду с одной из этих добавок в течение 2–6 часов, и вы получите пригодную к употреблению жидкость. Правда, этот метод не способен полностью освободить воду от соединений хлора и некоторых вредоносных микроорганизмов.

Некоторые в качестве питьевой воды используют дистиллированную воду. Она не содержит абсолютно никаких примесей и микроорганизмов, но в ней нет и ничего полезного. А постоянное употребление такой воды приводит к вымыванию необходимых организму минералов.

Нельзя не упомянуть и про такой метод очистки, как воздействие на воду магнитами. Приверженцы данной технологии опоясывают сосуд с водой кольцом из магнитов и через 3–5 ч получают очищенную, по их мнению, воду. Кто-то даже устанавливает магниты на водопроводную трубу. Даже теоретически такой метод способен очистить воду только от соединений железа, а на практике эффективность технологии не подтверждена.

Есть еще несколько способов обеззараживания питьевой воды в домашних условиях. Один из них – это использование фильтра-кувшина с кремниево-угольным фильтром в сменном картридже. Он способен удалить из воды соединения хлора, соли тяжелых металлов и вредоносные бактерии. Более дорогой способ обеззараживания воды – использование стационарных фильтров. Стоят они значительно дороже фильтров-кувшинов, да и расходные материалы обойдутся недешево, но на сегодняшний день, это один из самых надежных методов обеззараживания воды.

Обеззараживание питьевой воды в походных условиях подручными средствами

Сегодня практически невозможно найти природный источник воды, из которого можно безопасно пить воду без предварительной обработки (обеззараживания). Конечно, сейчас не XIX век и заражение какой-либо инфекцией вовсе не смертельно, но вред здоровью может быть нанесен серьезный.

В условиях, когда нет возможности пропустить воду через фильтр или использовать традиционные домашние методы, в ход идут подручные средства для обеззараживания питьевой воды:

• Первичное очищение песком.

Такой фильтр легко изготовить из ненужной пластиковой бутылки. В дне проделывают несколько мелких отверстий и застилают его небольшим отрезом ткани. Поверх ткани насыпают песок на 2/3 всего объема емкости. Воду из источника набирают в бутылку, и она медленно вытекает из отверстий, оставляя в песке все примеси. Для более качественного обеззараживания процедуру требуется повторить несколько раз. По мере загрязнения песок нужно заменять.

Туристы часто применяют для обеззараживания древесный уголь. Его не нужно искать, он достается из остатков костра и всегда под рукой. Уголь дробят на мелкую фракцию и засыпают в емкость для очистки воды. Следует помнить, что для данного метода обеззараживания подойдет уголь, образовавшийся от сжигания лиственных пород деревьев. Уголь от хвойных пород может придать воде нехарактерный привкус.

• Обеззараживание хлорированием.

Мы упоминали уже о методе хлорирования питьевой воды. Несомненный плюс данного метода в длительном воздействии соединений хлора на воду. Это предотвращает такие процессы в воде, как цветение, появление мутного осадка или посторонних запахов. Но хлор вместе с тем попадает в наш организм, постепенно отравляя его. Использование хлора в нужной концентрации делает его более безопасным, а простые методы дехлорирования позволяют свести вероятность попадания хлора в организм к минимуму.

В условиях, приближенных к экстремальным, можно применять гипохлорит натрия для обеззараживания питьевой воды. Для этого отлично подходит отбеливающее средство «Белизна». В ее составе содержится только раствор гипохлорита натрия. В концентрированном виде она достаточно опасна. Поэтому при работе с ней необходимо пользоваться перчатками и очками. Но в разбавленном виде «Белизна» может послужить отличным обеззараживающим средством.

По нормам, для эффективного хлорирования воды, взятой из открытых источников, нужно использовать от 1 до 3 мг активного хлора на литр воды. 4%-ная «Белизна» содержит от 20 до 50 г/л активного хлора. Значит, для одного литра воды понадобится 0,075 мл отбеливателя. Для простоты измерения на канистру воды (20 л) добавляют 1,5 мл «Белизны».

• Обеззараживание природными средствами.

Хорошо, если в походе у вас под рукой оказались листья малины, ромашки, зверобоя, брусники или чистотела. Эти растения давно известны как отличные антисептики. Их можно просто бросить в кипящую воду, получив вкусный и полезный чай.

Такой распространенный в природе минерал, как кремний тоже является отличным антисептиком. Он создает электрически заряженное поле и притягивает в свои коллоидные соединения вредоносные микроорганизмы. Добавление двух граммов кремния на литр воды позволяет получить безопасную для питья воду и около суток хранить ее в закрытой емкости.

• Очистка воды с обеззараживанием промышленными средствами.

Большой популярностью у туристов пользуются переносные фильтры. С помощью таких фильтров можно без опаски пить воду практически из любого источника. Переносные фильтры способны удалить из воды все вредоносные микроорганизмы.

В продвинутых моделях портативных фильтров применяют современную трековую мембрану (полимерная пленка с 300 миллионов отверстий диаметром 0,2 мкм на 1 см² площади). Прототипом этой мембраны послужила обыкновенная живая клетка, получающая из множества таких мелких отверстий воду и полезные вещества.

Данные фильтры не требуют каких-либо расходных материалов (достаточно промыть скопившиеся остатки на мембране и фильтр вновь готов к эксплуатации). Уровень производительности фильтра можно повысить, состыковав картриджи между собой.

Если у вас возникли затруднения при выборе способа обеззараживания воды, вы можете обратиться к профессионалам. На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы компания предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;

разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

подобрать сменные материалы;

устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

В сутки человек потребляет около 2-3 литров воды – и это только для питья, не считая бытовых нужд. И само собой, что столь важная для нашего организма жидкость обязательно должна быть безопасной и безвредной – то есть в ней не должно быть вирусов и бактерий, способных навредить человеку.

Причем средства для обеззараживания воды актуальны не только для туристов, которым они необходимы в походных условиях – применять подобные методы следует и для своего дома. Ведь вода, поступающая из источника (скважины или колодца), вряд ли является идеально чистой, а значит – требует очистки.

1 Список примесей, которые могут содержаться в воде

Даже кристально чистая и прозрачная вода может содержать огромное количество микроорганизмов и примесей, невидимых человеческому взгляду . Конечно, не все они вредят нашему организму. В частности он не переносит:

1. Большого содержания марганца.
2. Большого содержания железа (от 2-3 мг/л, однако неприятный вкус появляется уже при концентрации в 0.3 мг/л).
3. Наличия тяжелых металлов – мышьяка, меди, свинца, ртути и так далее. Причем даже в небольшом количестве они вредны – поскольку аккумулируются в организме.
4. Наличия азотных соединений (продукты жизнедеятельности животных или человека, гниющие растения или трупы животных).
5. Наличия натрия в больших количествах. Повышенное содержание натрия существенно портит вкус воды.
6. Бактерии, относящиеся к группе кишечных палочек.

Помимо вышеупомянутых примесей в воде может содержаться кальций и магний. Для организма они не несут серьезной опасности, однако при большой концентрации их наличие приводит к появлению накипи – а значит, вредит оборудованию .

2 Походные способы обеззараживания

Очень часто способы обеззараживания воды интересуют туристов и любителей долгих походов. В таких случаях путешественники обычно берут с собой небольшой запас питьевой воды, и пополняют его из естественных водоемов.

Это, конечно, интересно и увлекательно, однако пить воду из озера или реки, предварительно не побеспокоившись об ее очистке – не слишком хорошая затея.

В первую очередь – по той причине, что в ней могут содержаться вышеупомянутые азотные соединения (гниющие растения, трупы или продукты жизнедеятельности животных), которые весьма и весьма опасны для организма, и могут привести к серьезному отравлению.

3 Очистка с помощью ультрафиолета

Методы для очистки воды в стационарных условиях куда более многообразны. Одно из таких средств – это . В этом случае нейтрализация микробиологических примесей происходит посредством излучения.

Такое средство для обеззараживания воды применяется как в коттеджах, так и в лабораториях, больницах, гостиницах, в промышленности – лампа может использоваться практически везде.

Преимущество такого способа заключается в том, что лампа с высокой вероятностью нейтрализует множество наиболее опасных для организма человека бактерий:

• кишечные палочки;
• гепатиты;
• грипп;
• сальмонелла;
• дизентерия;
• холера.

Вышеупомянутые бациллы не переносят излучения с дозировкой менее 10 мДж/см². При этом лампа может обеспечивать куда больший предел – от 30 мДж/см².

Установка водоподготовки, основой которой является лампа, работает следующим образом: вода попадает в реакционную камеру через нижний отсек корпуса. Проходя возле источника излучения (собственно – сама лампа) и устремляется вверх – к выходному отверстию.

Все – больше никаких других действий не требуется, то есть все предельно просто и быстро. Такой аппарат для обеззараживания воды хорош тем, что не создает вреда организму человека и не создает резкого запаха или привкуса (в отличие от того же хлора).

Да и стоит лампа также не слишком дорого – компактная установка такого типа может стоять даже на даче.

Лампа обладает еще одним преимуществом – установка такого типа можно без проблем монтировать и самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов.

Что касается срока службы – в среднем лампа рассчитана на 3-4 тысячи часов работы.

4 Очистка с помощью ультразвука

Бактерицидная установка, нейтрализующая вредоносные микроорганизмы ультразвуком – скорее промышленный, а не бытовой способ. Принцип его основывается на создании ультразвуковых волн (создаваемых специальным генератором), которые приводят к разрыву оболочки клетки – а значит, и ее гибели. Для максимальной эффективности такого способа частота звука должна быть около 48 тысяч Гц.

Одним из примеров устройств, очищающих жидкость ультразвуком, является аппарат для обеззараживания воды «Лазурь». Это – современная бактерицидная установка, которая используется в промышленности и для крупномасштабной водоподготовки. Она способна обеспечить практически полную нейтрализацию любых бактерий, переводя их в нейтральные соединения.

Совместно с ультразвуком (создаваемым генератором), установка «Лазурь» производит еще и ультрафиолетовую очистку – компонуя методы и повышая эффективность результата. Процедура производится одновременно – внутри корпуса работает и лампа, и ультразвуковая установка.

5 Химические способы очистки

– самый распространенный вариант очистки любого количества воды. Он, к примеру, применяется для бассейнов, для обработки воды горводоканалами, станциями водоподготовки.

Сам способ предельно прост: в воду просто дозируется действующий реагент, который нейтрализует микробы и бактерии. В качестве активного вещества используются следующие вариации:

1. Бактерицидная очистка хлором.
2. Очистка гипохлоритом натрия.
3. Применение хлорной извести.

Как вариант – могут применяться и другие соединения хлора. Наиболее популярным из вариантов является очистка гипохлоритом натрия – «жидким хлором».

Дозировка гипохлорита натрия в воду является дешевым, но не самым удачным решением:

• низкая эффективность;
• большое остаточное содержание гипохлорита натрия в воде – что вредно для организма.

Получается замкнутый круг: слишком большое количество гипохлорита натрия – невозможно, поскольку воду попросту нельзя будет пить. А слишком малое – снижает эффективность водоподготовки.

Проблема обычно решается комплексным методом – помимо гипохлорита натрия, вода очищается дополнительно любым из других способов. Это может быть как любой из упоминаемых выше, так и другой вариант – очистка воды от самого хлора.

Так можно использовать гипохлорит натрия в больших концентрациях – излишки затем фильтруются, сводя содержание вещества до безопасной отметки.

5.1 Походные способы обеззараживания воды (видео)

План

Введение.

1. Гигиенические задачи обеззараживания питьевой воды.

2. Реагентные (химические) методы обеззараживания питьевой воды.

2.1 Хлорирование.

2.1.2 Диоксид хлора.

2.1.3 Гипохлорит натрия.

2.2 Озонирование.

2.3 Другие реагентные способы дезинфекции воды.

3. Физические методы обеззараживания питьевой воды.

3.1 Кипячение.

3.2 Ультрафиолетовое облучение.

3.3 Электроимпульсный способ.

3.4 Обеззараживание ультразвуком.

3.5 Радиационное обеззараживание.

3.6 Другие физические методы.

4. Комплексное обеззараживание.

Заключение.

Список литературы.

Введение

Среди многих отраслей современной техники, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место. Ведь вода – это непременная часть всех живых организмов, жизнедеятельность которых без воды невозможна. Для нормального течения физиологических процессов в организме человека и для создания благоприятных условий жизни людей очень важно гигиеническое значение воды. В настоящее время обеспечение населения водой высокого качества стало настоящей проблемой.

Проблема питьевого водоснабжения затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. На питьевые и бытовые потребности населения, коммунальных объектов, лечебно-профилактических учреждений, а также на технологические нужды предприятий пищевой промышленности расходуется около 5-6% общего водопотребления. Технически обеспечить подачу такого количества воды нетрудно, но потребности должны удовлетворяться водой определённого качества, так называемой питьевой водой.

Питьевая вода – это вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека. Основные требования к качеству питьевой воды: быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, быть безвредной по химическому составу, обладать благоприятными органолептическими свойствами. Для удовлетворения этих требований в настоящее время используется целый комплекс мер по подготовке питьевой воды.

Конечно, в реках и других водоёмах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает очень медленно. Реки уже давно не справляются со сбросами сточных вод и другими источниками загрязнения. А ведь уровень бактерицидного воздействия в сточных водах часто превышает норму в тысячи и миллионы раз. Стоки попадают в реки и озёра, а большинство городских водоканалов берут воду именно из них. Таким образом, обязательными процессами в подготовке питьевой воды являются качественная очистка и обеззараживание сточных вод.

Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. В процессе первичной очистки вод задерживаются до 98% бактерий. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды – её обеззараживание.

При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, а при использовании подземных вод – только тогда, когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Но на практике использование для питья и подземных, и поверхностных вод практически всегда без обеззараживания невозможно.

1.Гигиенические задачи обеззараживания питьевой воды

Вода природных источников питьевого водоснабжения, как правило, не соответствует гигиеническим требованиям к питьевой воде и требует перед подачей населению подготовки - очистки и обеззараживания.

Очистка воды, включающая её осветление и обесцвечивание, является первым этапом в подготовке питьевой воды. В результате её из воды удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов. Но часть патогенных бактерий и вирусов проникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде. Для создания надёжного и управляемого барьера на пути возможной передачи через воду кишечных инфекций и других не менее опасных болезней применяется её обеззараживание, т.е. уничтожение живых и вирулентных патогенных микроорганизмов – бактерий и вирусов. Ведь именно микробиологические загрязнения воды занимают первое место в оценке степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы. Поэтому обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам, является обязательным условием получения воды питьевого качества.

В практике коммунального водоснабжения используют реагентные (хлорирование, озонирование, воздействие препаратами серебра), безреагентные (ультрафиолетовые лучи, воздействие импульсными электрическими разрядами, гамма-лучами и др.) и комбинированные методы обеззараживания воды. В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений. Безреагентные методы обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями. А в комбинированных методах используются одновременно химическое и физическое воздействия.

При выборе метода обеззараживания следует учитывать опасность для здоровья человека остаточных количеств биологически активных веществ, применяемых для обеззараживания или образующихся в процессе обеззараживания, возможность изменения физико-химических свойств воды (например, образование свободных радикалов). Важными характеристиками метода обеззараживания являются также его эффективность в отношении различных видов микронаселения воды, зависимость эффекта от условий среды.

При химических способах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой. Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчетными методами. Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.

При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта.

Существуют и другие ограничения в использовании того или иного метода обеззараживания воды. На этих ограничениях, а также на достоинствах и недостатках методов обеззараживания мы подробно остановимся ниже.

2.Реагентные (химические) методы обеззараживания питьевой воды

2.1 Хлорирование

Самый распространенный и проверенный способ дезинфекции воды – первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6 % воды. Причина этого заключается в повышенной эффективности обеззараживания воды и экономичности технологического процесса в сравнении с другими существующими способами. Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли железа и марганца. Другое важнейшее преимущество этого способа – его способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия.

Существенный недостаток хлорирования – присутствие в обработанной воде свободного хлора, ухудшающее ее органолептические свойства и являющееся причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС). Бόльшую часть ГСС составляют тригалометаны (ТГМ) – хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их образование обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Этот процесс растянут по времени до нескольких десятков часов, а количество образующихся ТГМ при прочих равных условиях тем больше, чем выше рН воды. Для устранения примесей требуется доочистка воды на угольных фильтрах. В настоящее время предельно допустимые концентрации для веществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различных развитых странах в пределах от 0,06 до 0,2 мг/л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья.

Для хлорирования воды используются такие вещества как собственно хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другие хлорсодержащие вещества.

2.1.1 Хлор

Хлор является наиболее распространённым из всех веществ, используемых для обеззараживания питьевой воды. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания.

Очень важным и ценным качеством использования хлора является его последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком, так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/л остаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде.

Однако, хлор является сильнодействующим токсическим веществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждению катастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтому ведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора и не имеющих его недостатков.

Одновременно с обеззараживанием воды протекают реакции окисления органических соединений, при которых в воде образуются хлорорганические соединения, обладающие высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью. Последующая очистка воды на активном угле не всегда может удалить эти соединения. Кроме того, что эти хлорорганические соединения, обладающие высокой стойкостью, становятся загрязнителями питьевой воды, они, пройдя через систему водоснабжения и канализации, вызывают загрязнение рек вниз по течению.

Присутствие в воде побочных соединений – один из недостатков использования в качестве дезинфектанта газообразного, а равно и жидкого хлора (Cl2).

2.1.2 Диоксид хлора

В настоящее время для обеззараживания питьевой воды также предлагается применение диоксида хлора (ClO 2), который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог и должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.

Действие на болезнетворную флору ClО2 обусловлено не только высоким содержанием при реакции высвобождающегося хлора, но и образующимся атомарным кислородом. Именно это сочетание делает диоксид хлора более сильным обеззараживающим агентом. Кроме того, он не ухудшает вкус и запах воды. Сдерживающим фактором в использовании данного дезинфектанта до последнего времени была повышенная взрывоопасность, осложнявшая его производство, транспортировку и хранение. Однако современные технологии позволяют устранить этот недостаток за счет производства диоксида хлора непосредственно на месте применения.

Методы обеззараживания воды классифицируются на физические (нереагентные) и химические (реагентные).

Нереагентные методы обеззараживания воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым (УФ) излучением, гамма-лучами, ультразвуком, электрическим током высокой частоты и пр. Нереагентные методы имеют преимущества, поскольку не приводят к образованию в воде остаточных вредных веществ.

Кипячение в течение 30 мин. применяется при местном водоснабжении вызывает на только гибель вегетативных форм, которая наступает уже при 80 0 С в течение 30 сек., но и спор микроорганизмов.

Обеззараживание воды коротковолновым УФ-излучением (l=250-260 нм) за счет фотохимического расщепления белковых компонентов мембран бактериальных клеток, вибрионов и яиц гельминтов вызывает быструю гибель вегетативных форм и спор микроорганизмов, вирусов и яиц гельминтов, устойчивых к хлору. Ограничение - метод не используется для воды с высокой мутностью, цветностью и содержащей соли железа.

Реагентные методы обеззараживания воды: обработка ионами серебра, озонирование, хлорирование.

Обработка ионами серебра приводит к инактивации ферментов протоплазмы бактериальных клеток, потери способности к размножению и постепенной гибели. Серебрение воды может осуществляться разными способами: фильтрацией воды через песок, обработанный солями серебра; электролизом воды с серебряным анодом в течение 2-х часов, что ведет к переходу катионов серебра в воду. Преимуществом метода является долгое хранение посеребренной воды. Ограничение - метод не используется для воды с большим содержанием взвешенных органических веществ и ионов хлора.

Озонирование основано на окислении органических веществ и других загрязнений воды озоном О 3 - аллотропной модификацией кислорода, обладающим более высоким окислительным потенциалом и в 15 раз большей растворимостью. Озон в большей степени расходуется на окисление органических и легко окисляющихся неорганических веществ, чем обеззараживание. Время, необходимое для обеззараживания озоном, составляет 1-2 мин. Применяемая доза озона составляет 0,5-0,6 мг/л. Обязательным условием озонирования является создание остаточного количества озона в воде (0,1-0,3 мг/л) для предотвращения роста и размножения патогенных микроорганизмов. Преимуществом метода является отсутствие остаточных веществ, дезодорирование воды, удаление цветности, короткое время реакции и уничтожение вирусов. Однако метод требует дешевых источников электроэнергии, поскольку озоновоздушную смесь получают при помощи энергоёмкого процесса - "тихого" электрического разряда на озонаторе.

Хлорирование – наиболее доступный и дешевый способ обеззараживания. Хлорирующие агенты делят на 2 класса: 1) анион Cl - (газообразный Cl 2 , хлорамин, хлорамины Б и Т, дихлорамины Б или Т); 2) т.н. "активный хлор" - гипохлорит-ион = анион ClO - [гипохлорит кальция Ca(OCl) 2 , гипохлорит натрия NaOCl, хлорная известь – смесь гипохлорита кальция, хлорида кальция, гидроокиси кальция и воды]. Бактерицидный эффект объясняется действием хлорноватистой кислоты, образующейся по реакции Cl 2 + H 2 O ® HOCl + HCl; активного хлора: HOCl ® OCl - + H + и хлористой кислоты НСlO 2 . Механизм обеззараживания связан с взаимодействием активных веществ с SH-белками клеточной оболочки бактерий. Недостатки метода: при хлорировании споры сибирской язвы, возбудители туберкулеза, яйца и личинки гельминтов, цисты амебы и риккетсии Бернета остаются жизнеспособными.

Обеззараживание воды хлорированием требует предварительного экспериментального определения концентрации активного хлора в хлорирующем препарате (в норме 25-35%) и хлорпоглощаемости воды, которая зависит от степени загрязнения воды органическими веществами и микроорганизмами, на окисление и обеззараживание которых расходуется хлор.

Условиями эффективного хлорирования являются соблюдение продолжительности контакта хлор-агента с водой и ее компонентами (30 мин. в теплый и жаркий период года, 60 мин. – в холодный); создание остаточного хлора 0,3-0,5 мг/л. Хлорпоглощаемость воды и концентрация остаточного хлора в сумме представляют собой хлорпотребность воды.

Ограничение применения обеззараживания воды препаратами, содержащими «активный хлор», касается воды, загрязненной промышленными сточными водами с содержанием фенола и других ароматических соединений, что требует «постпереломного» хлорирования, ведущего к образованию хлордиоксинов - веществ, обладающих высокой токсичностью и кумулятивностью в организме человека. Признаком их образования является сильный «аптечный» запах воды. Для предотвращения образования хлордиоксидов при хлорировании загрязненной промышленными стоками воды применяют газообразный хлор с преаммонизацией (предварительной обработкой воды аммиаком).

При невозможности экспериментального определения хлорпоглощаемости воды используют метод перехлорирования . Перехлорирование проводят избыточными дозами хлорирующего препарата (обычно в непроточной воде ограниченного объема). При выборе дозы активного хлора учитывают тип и степень загрязненности воды в источнике водоснабжения и эпидемическую ситуацию на территории сбора воды в используемый источник (обычно доза колеблется в пределах 10-20 мг активного хлора на 1 литр воды).

По способу воздействия на микробов методы обеззараживания воды раделяют на химические, физические и комбинированные. В химическом методе должный эффект достигается путем внесения в воду биологически активных соединений. Физические методы обеззараживания подразумевают собой обработку воды различными физическими воздействиями,ну а в комбинированных применяется одновременно химическое и физическое воздействие.

Головными сооружениями водопровода, питающегося водой из открытого водоема, являются: сооружения для забора и улучшения качества воды, резервуар для чистой воды, насосное хозяйство и водонапорная башня. От нее отходит водовод и разводящая сеть трубопроводов, изготовленных из стали или имеющих антикоррозийные покрытия.

Итак, первый этап очистки воды открытого водоисточника -- это осветление и обесцвечивание. В природе это достигается путем длительного отстаивания. Но естественный отстой протекает медленно и эффективность обесцвечивания при этом невелика. Поэтому на водопроводных станциях часто применяют химическую обработку коагулянтами, ускоряющую осаждение взвешенных частиц. Процесс осветления и обесцвечивания, как правило, завершают фильтрованием воды через слой зернистого материала (например, песок или измельченный антрацит). Применяют два вида фильтрования -- медленное и скорое.

Медленное фильтрование воды проводят через специальные фильтры, представляющие собой кирпичный или бетонный резервуар, на дне которого устраивают дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб с отверстиями. Через дренаж профильтрованная воды отводится из фильтра. Поверх дренажа загружают поддерживающий слой щебня, гальки и гравия по крупности, постепенно уменьшающейся кверху, что не дает возможности мелким частицам просыпаться в отверстия дренажа. Толщина поддерживающего слоя -- 0,7 м. На поддерживающий слой загружаютфильтрующий слой (1 м) с диаметром зерен 0,25-0,5 мм. Медленный фильтр хорошо очищает воду только после созревания, которое состоит в следующем: в верхнем слое песка происходят биологические процессы -- размножение микроорганизмов, гидробионтов, жгутиковых, затем их гибель, минерализация органических веществ и образование биологической пленки с очень мелкими порами, способными задерживать даже самые мелкие частицы, яйца гельминтов и до 99% бактерий. Скорость фильтрации составляет 0,1-0,3 м/ч.

Медленнодействующие фильтры применяют на малых водопроводах для водоснабжения сел и поселков городского типа. Раз в 30-60 дней поверхностный слой загрязненного песка снимают вместе с биологической пленкой.

Стремление ускорить осаждение взвешенных частиц, устранить цветность воды и ускорить процесс фильтрования привело к проведению предварительного коагулирования воды. Для этого к воде добавляют коагулянты, т. е. вещества, образующие гидроокиси с быстро оседающими хлопьями. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий -- Al2(SO4)3 ; хлорное железо -- FeSl^ сернокислое железо -- FeSO4 и др. Хлопья коагулянта обладают огромной активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, что позволяет им адсорбировать даже мельчайшую отрицательно заряженную взвесь микроорганизмов и коллоидных гуминовых веществ, которые увлекаются на дно отстойника оседающими хлопьями. Условия эффективности коагуляции -- наличие бикарбонатов. На 1 г коагулянта добавляют 0,35 г Са(ОН)2. Размеры отстойников (горизонтальных или вертикальных) рассчитаны на 2-3-часовое отстаивание воды.

После коагуляции и отстаивания вода подается на скорые фильтры с толщиной фильтрующего слоя песка 0,8 м и диаметром песчинок 0,5-1 мм. Скорость фильтрации воды составляет 5-12 м/час. Эффективность очистки воды: от микроорганизмов -- на 70-98% и от яиц гельминтов -- на 100%. Вода становится прозрачной и бесцветной.

Благодаря тому, что в процессе осветления происходит устранение мутности воды из-за снижения содержания в ней примесей, находящихся во взвешенном состоянии, такой процесс как обеззараживание воды , следующий за ним, значительно упрощается. Это и неудивительно, ведь вместе с песком и яйцами гельминтов в процессе осветления исчезает и значительная часть микроорганизмов.

Очистку фильтра проводят путем подачи воды в обратном направлении со скоростью, в 5-6 раз превышающей скорость фильтрования в течение 10-15 мин.

С целью интенсификации работы описанных сооружений используют процесс коагуляции в зернистой загрузке скорых фильтров (контактная коагуляция). Такие сооружения называют контактными осветелителями. Их применение не требует строительства камер хлопьеобразования и отстойников, что позволяет уменьшить объем сооружений в 4-5 раз. Контактный фильтр имеет трехслойную загрузку. Верхний слой -- керамзит, полимерная крошка и др. (размер частиц --- 2,3-3,3 мм).

Средний слой -- антрацит, керамзит (размер частиц -- 1,25-2,3 мм).

Нижний слой -- кварцевый песок (размер частиц -- 0,8-1,2 мм). Над поверхностью загрузки укрепляют систему перфорированных труб для введения раствора коагулянта. Скорость фильтрации до 20 м/час.

При любой схеме заключительным этапом обработки воды наводопроводе из поверхностного источника должно быть обеззараживание.

Итак, как обеззараживать воду , спросите вы? Достаточно просто, ведь сегодня существует множество методов, которые помогают полностью очистить воду, сделав ее абсолютно безопасной. Разумеется, пытаться обеззаразить воду самостоятельно не стоит, ведь сегодня создано множество специализированных установок, которые выполнят данную процедуру быстрее, и главное качественнее, чем вы сами.

При организации централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения небольших населенных пунктов и отдельных объектов (дома отдыха, пансионаты, пионерские лагеря) в случае использования в качестве источника водоснабжения поверхностных водоемов необходимы сооружения небольшой производительности. Этим требованиям отвечают компактные установки заводского изготовления "Струя" производительностью от 25 до 800 м3/сутки.

В установке используют трубчатый отстойник и фильтр с зернистой загрузкой. Напорная конструкция всех элементов установки обеспечивает подачу исходной воды насосами первого подъема через отстойник и фильтр непосредственно в водонапорную башню, а затем потребителю. Основное количество загрязнений оседает в трубчатом отстойнике. Песчаный фильтр обеспечивает окончательное извлечение из воды взвешенных и коллоидных примесей.

Хлор для обеззараживания может вводиться либо перед отстойником, либо сразу в фильтрованную воду. Промывку установки проводят 1-2 раза в сутки в течение 5-10 мин обратным потоком воды. Продолжительность обработки воды не превышает 40-60 мин, тогда как на водопроводной станции этот процесс составляет от 3 до 6 ч.

Эффективность очистки и обеззараживания воды на установке "Струя" достигает 99,9%.

Обеззараживание воды может быть проведено химическими и физическими (безреагентными) методами.

Остановимся немного поподробнее на каждом из этих методов, чтобы выяснить чем обеззараживают воду в каждом из них. Немного ниже приведены принципы обеззараживания воды в каждом из этих методов и описаны их преимущества и недостатки. И если вы именно сейчас выбираете как очистить воду, то внимательно ознакомьтесь с данной весьма полезной информацией.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование и озонирование. Задача обеззараживания -- уничтожение патогенных микроорганизмов, т. е. обеспечение эпидемической безопасности воды.

Россия была одной из первых стран, в которой хлорирование воды стало применяться на водопроводах. Произошло это в 1910 г. Однако на первом этапе хлорирование воды проводили только при вспышках водных эпидемий.

В настоящее время хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических мероприятий, сыгравших огромную роль в предупреждении водных эпидемий. Этому способствует доступность метода, его дешевизна и надежность обеззараживания, а также многовариантность, т. е. возможность обеззараживать воду на водопроводных станциях, передвижных установках, в колодце (при его загрязнении и ненадежности), на полевом стане, в бочке, ведре и во фляге. Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием.

Химизм происходящих процессов состоит в том, что при добавлении хлора к воде происходит его гидролиз:

т. е. образуются соляная и хлорноватистая кислота. Во всех гипотезах, объясняющих механизм бактерицидного действия хлора, хлорноватистой кислоте отводят центральное место. Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют хлорноватистой кислоте быстро пройти через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты (SH-группы;), важные для обмена веществ и процессов размножения клетки. Это подтверждено при электронной микроскопии: выявлено повреждение оболочки клетки, нарушение ее проницаемости и уменьшение объема клетки.

На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Используют, как правило, метод нормального хлорирования, т. е. метод хлорирования по хлорпотребности.

Имеет важное значение выбор дозы, обеспечивающий надежное обеззараживание. При обеззараживании воды хлор не только способствует гибели микроорганизмов, но и взаимодействует с органическими веществами воды и некоторыми солями. Все эти формы связывания хлора объединяются в понятие "хлорпоглощаемость воды".

В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода..." доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде содержалось 0,3-0,5 мг/л свободного остаточного хлора. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания. Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, называют хлорпотребностью.

Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа.

Модификации хлорирования: двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй -- как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.

Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты -- хлора. При этом в воде образуются хлорамины -- монохлорамины (NH2Cl) и дихлорамины (NHCl2), которые также обладают бактерицидным действием. Этот метод применяется для обеззараживания воды, содержащей фенолы, с целью предупреждения образования хлорфенолов. Даже в ничтожных концентрациях хлорфенолы придают воде аптечный запах и привкус. Хлорамины же, обладая более слабым окислительным потенциалом, не образуют с фенолами хлорфенолов. Скорость обеззараживания воды хлораминами меньше, чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч, а остаточный хлор равен 0,8-1,2 мг/л.

Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяет сократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получить надежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов: бактерий, вирусов, риккетсий Бернета, цист, дизентерийной амебы, туберкулеза и даже спор сибирской язвы. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникает необходимость дехлорирования. С этой целью в воду добавляют гипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированного угля.

Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях.

К недостаткам метода хлорирования следует отнести:

сложность транспортировки и хранения жидкого хлора и его токсичность;

продолжительное время контакта воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами;

образование в воде хлорорганических соединений и диоксинов, небезразличных для организма;

изменение органолептических свойств воды.

И тем не менее высокая эффективность делает метод хлорирования самым распространенным в практике обеззараживания воды.

Оно и понятно, ведь обеззараживание воды хлором это самый дешевый, и вместе с этим, действенный способ. К тому же, благодаря современной технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия сегодня можно значительно уменьшить вредность воздействия данного метода на окружающую среду. Само собой, по сравнению с традиционным жидким хлором этот метод более дорогой, но зато куда более безопасный.

В поисках безреагентных методов или реагентов, не изменяющих химического состава воды, обратили внимание на озон. Впервые эксперименты с определением бактерицидных свойств озона были проведены во Франции в 1886 г. Первая в мире производственная озонаторная установка была построена в 1911 г. в Петербурге.

В настоящее время метод озонирования воды является одним из самых перспективных и уже находит применение во многих странах мира -- Франции, США т. д. У нас озонируют воду в Москве, Ярославле, Челябинске, на Украине (Киев, Днепропетровск, Запорожье и др.).

Озон (О3) -- газ бледно-фиолетового цвета с характерным запахом. Молекула озона легко отщепляет атом кислорода. При разложении озона в воде в качестве промежуточных продуктов образуются короткоживущие свободные радикалы НО2 и ОН. Атомарный кислород и свободные радикалы, являясь сильными окислителями, обусловливают бактерицидные свойства озона.

Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов.Озон получают непосредственно на водопроводных станциях путем тихого электрического разряда в воздухе. Установка для озонирования воды объединяет блоки кондиционирования воздуха, получения озона и смешения его с обеззараживаемой водой. Косвенным показателем эффективности озонирования является остаточный озон на уровне 0,1-0,3 мг/л после камеры смешения.

Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде токсических соединений (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов и др.), улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин). Он более эффективен по отношению к патогенным простейшим -- дизентерийной амебе, лямблиям и др.

Широкое внедрение озонирования в практику обеззараживания воды сдерживается высокой энергоемкостью процесса получения озона и несовершенством аппаратуры.

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания преимущественно индивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженным бактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаются живыми и даже способными вызвать заболевание. Концентрации серебра, способные вызвать гибель большинства микроорганизмов, при длительном употреблении воды токсичны для человека. Поэтому серебро в основном применяется для консервирования воды при длительном хранении ее в плавании, космонавтике и т. д.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяются таблетированные формы, содержащие хлор.

Подобные таблетки для обеззараживания питьевой воды идеально подходят для максимально эффективного очищения воды, полученной из природных водных источников. Однако, данные препараты бывают разные, с совершенно различным содержанием хлора, поэтому необходимо внимательно следить за дозировкой. Кроме того, нужно внимательно следить и за сроком годности таких таблеток, иначе вы рискуете не получить нужного результата.

Аквасепт -- таблетки, содержащие 4 мг активного хлора мононатриевой соли дихлори-зоциануровой кислоты. Растворяется в воде в течение 2-3 мин, подкисляет воду и тем самым улучшает процесс обеззараживания.Пантоцид -- препарат из группы органических хлораминов, растворимость -- 15-30 мин., выделяет 3 мг активного хлора.

К физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами и др.

Преимущество физических методов обеззараживания перед химическими состоит в том, что они не изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств. Но из-за их высокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводных конструкциях применяется только ультрафиолетовое облучение, а приместном водоснабжении -- кипячение.

Ультрафиолетовые лучи обладают бактерицидным действием. Это было установлено еще в конце прошлого века А. Н. Маклановым. Максимально эффективен участок УФ-части оптического спектра в диапазоне волн от 200 до 275 нм. Максимум бактерицидного действия приходится на лучи с длиной волны 260 нм. Механизм бактерицидного действия УФ-облучения в настоящее время объясняют разрывом связей в энзимных системах бактериальной клетки, вызывающим нарушение микроструктуры и метаболизма клетки, приводящим к ее гибели. Динамика отмирания микрофлоры зависит от дозы и исходного содержания микроорганизмов. На эффективность обеззараживания оказывают влияние степень мутности, цветности воды и ее солевой состав. Необходимой предпосылкой для надежного обеззараживания воды УФ-лучами является ее предварительное осветление и обесцвечивание.

Преимущества ультрафиолетового облучения в том, что УФ-лучи не изменяют органолептических свойств воды и обладают более широким спектром антимикробного действия: уничтожают вирусы, споры бацилл и яйца гельминтов.

Ультразвук применяют для обеззараживания бытовых сточных вод, т. к. он эффективен в отношении всех видов микроорганизмов, в том числе и спор бацилл. Его эффективность не зависит от мутности и его применение неприводит к пенообразованию, которое часто имеет место при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма-излучение очень эффективный метод. Эффект мгновенный. Уничтожение всех видов микроорганизмов, однако в практике водопроводов пока не находит применения.