Под понятиями дезинфекции и обеззараживания питьевой воды принято понимать ряд комплексных мероприятий, которые направлены на уничтожение различных вирусов, бактерий, а так же полное или частичное удаление из жидкости химических примесей и других, опасных для здоровья организма веществ. Дезинфекция воды может осуществляться как на специальных инженерно-технических сооружениях в промышленных масштабах, так и для локального обеззараживания в целях быстрого употребления. В данной статье мы рассмотрим основные методы обеззараживания питьевой воды и коротко опишем их особенности.

Методы обеззараживания воды

Перед тем как обеззаразить воду, при выборе средства для обеззараживания воды следует понимать, что полная очистка воды от всех бактерий, минералов сделает ее непригодной для употребления в пищу. Поэтому, выбирая способ для дезинфекции воды, нужно подходить внимательно. Существует несколько способов воздействия на вредоносные для человека микроорганизмы:

• Химические методы обеззараживания воды (реагентные);
• Физические методы (безреагентные);
• Комбинированные методы воздействия на микроорганизмы.

Химический метод включает в себя использование различных реагентов-коагулянтов, добавляемых в воду для обеззараживания. А также к данному методу относится: хлорирование, озонирование, применение серебра, кремния, гипохлорита натрия и других веществ, способных как минимум остановить размножение бактерий, и максимум – полностью от них избавиться.

Физическое, безреагентное воздействие производится с применением уф обеззараживания воды, электроимпульсным и другими способами.

Комбинированные методы включают и химическое и физическое воздействие попеременно. Данные методы считаются наиболее эффективными при обеззараживании и очистке от различных примесей, содержащихся в воде.

Обеззараживание воды химическими способами

При использовании химического метода обеззараживания крайне важно уметь определять или знать точную дозировку, а также необходимое время воздействия вещества на воду.

Необходимая доза определяется как пробным обеззараживанием, так и расчетными методами. Как переизбыток, так и недостаток вещества, способен сделать воду непригодной для использования.

Пример неверной дозировки: Слишком малая доза озона способна убить только часть бактерий и, образовав особые химические соединения, создаст идеальную среду для размножения ранее спящих бактерий.

Для создания длительного эффекта уничтожения микроорганизмов после дезинфекции, как правило, дозу реагента берут с избытком. Однако, такой избыток не должен быть опасным для людей, поскольку большинство реагентов довольно токсичны.

Хлорирование воды

Хлор и его производные до сих пор применяются на территории нашей страны для обеззараживания воды, несмотря на наличие множества современных методов очистки. Данный реагент показывает хорошие характеристики, в плане дезинфицирования, даже при минимальном избытке. Так, при концентрации остаточного хлора в размете 0,5 мг/л, рост патогенных микроорганизмов в соде не происходит.

Однако этот реагент имеет ряд существенных минусов: высокая степень токсичности, мутагенности, канцерогенности. И даже последующая очистка воды активированным углем не способна полностью удалить образовавшиеся хлорные соединения. А если такие воды идут в сток и попадают в грунтовые или речные воды вниз по течению, то степень пагубного воздействия на природу довольно велик.

Использование хлора, в большей степени связано с дешевизной и доступностью этого реагента, и высокой степенью эффективности в отношении патогенной флоры, роста водорослей, ряда грибков. Под его воздействием разрушается сероводород, удаляется железо, марганец. Он обладает способностью обесцвечивать, благодаря чему хлор является основным компонентом большинства отбеливателей.

Диоксид хлора обладает большей степенью воздействия на вирусы и бактерии, чем обычный хлор, однако загрязняет окружающую среду гораздо меньше. Но, этот реагент довольно дорогостоящий и требует приготовления непосредственно на месте применения.

Хлор образовывает, так называемые тригалометаны (производные метана), которые обладают сильным канцерогенным воздействием на организм человека, приводя к росту раковых клеток. А при кипячении воды, под воздействие высоких температур, происходит образование диоксина – очень сильного яда.

В результате исследования ученых из разных стран показали, что сам хлор и его производные могут вызывать всевозможные нарушения и болезни внутренних органов людей со стороны: ЖКТ, сердечно-сосудистой системы, печени, почек. Разрушают белок в организме, вызывают атеросклероз, гипертонию, всевозможные виды аллергических проявлений. Пагубно воздействуют на кожу и волосы.

Озонирование воды

Озонирование, путем разложения частиц озона в воде, образует атомарный кислород. В результате разрушается ферментная система клетки микробов. Кроме этого окисляется часть соединений, что вызывает довольно неприятный запах, ускоряется коррозия металла (в том числе кухонной утвари, водопроводных систем и т.д.). Поэтому, при применении озона, нужна точная дозировка.

При этом, данный метод считается самым лучшим из химических, обеспечивающих максимально быстрое и безопасное для окружающей среды и человека обеззараживание воды.

Для этого метода нужна специальная дорогостоящая аппаратура, большой расход электроэнергии, а также высококвалифицированное обслуживание. Все это делает данный дорогостоящий способ дезинфекции применимым, в основном, в централизованном водоснабжении.

Связано это с тем, что озон опасен в процессе производства, взрывоопасен и токсичен. Поэтому крайне важно высококлассное профессиональное обслуживание такого оборудования или установок.

Кроме того, последние исследования показали, что одного только озонирования недостаточно для качественной дезинфекции воды, так как после его воздействия начинается разложение фенольных групп гуминовых веществ. Эти вещества способствуют активации ранее «спящих» микроорганизмов.

Транспортируется вода, обработанная озоном, в специальных емкостях из отдельных видов пластмассы, асбестоцемента, бетона и др. Пред тем, как пустить такую воду по трубам и другим металлическим емкостям, необходимо выждать период распада озона.

Антисептики, полимерные реагенты

Обеззараживание полимерными реагентами, относящимися к полимерным антисептикам – это отдельный способ очистки воды. Биолаг – самый известный из этого класса реагентов. В сравнении с озоном и хлором Биолаг имеет ряд преимуществ:

• Не наносит вреда здоровью;
• Не оказывает местного раздражения на кожу и слизистую;
• Не вызывает аллергических реакций;
• После очистки у воды отсутствует вкус, запах и цвет;
• Не портит ткань (купальных костюмов);
• Не оказывает коррозийного действия на металлические поверхности;
• Обладает долговременным эффектом дезинфекции.

Другие реагенты

Дезинфекция с помощью реагентов требует определенных специфических знаний, так как в данном методе важна тонность дозировки и других расчетов. Используются разнообразные соединения тяжелых металлов, таких как йод, бром и др. Такой метод выделяют отдельно, как олигодинамическое обеззараживание воды.

При использовании благородных металлов для очистки воды, например с помощью серебра, происходит не полное обеззараживание, а временное сдерживание роста числа бактерий. Кроме того при данном методе крайне важно соблюдать дозировку, так как серебро имеет свойство накапливаться в человеческом организме и очень медленно и тяжело выводится.

Другие, более редко встречающиеся реагенты, такие как сильные окислители (гипохлорит натрия), применяются в тех случаях, когда показатели воды часто изменяются и крайне не стабильны. Примером нестабильности воды может служить наличие в ней органических веществ, планктона. По химико-бактерицидным свойствам гипохлорит натрия подобен хлору, но при этом не так вреден для человеческого организма и окружающей среды, обладает длительным бактерицидным действием. Получают данный реагент путем электролиза 2-4% раствора хлорида натрия (поваренной соли) или минерализованных вод.

Недостатком данного метода считается то, что на удаление соли из воды уходит гораздо больше энергетических затрат, чем на хлорирование. Однако неоспоримым преимуществом можно назвать безопасность для человека и окружающей среды.

Обеззараживание воды физическими методами

К физическим методам относят воздействие ультразвуком, обеззараживание воды ультрафиолетом и другими методами. При этом проводится предварительная фильтрация, коагуляция воды, с целью удаления взвесей, яиц гельминтов и различных микроорганизмов.

Очистка УФ-лучами

Для уф обеззараживания воды высчитывают объем жидкости, чтобы рассчитать необходимые затраты энергии. Для обеспечения эффективности необходимо рассчитать мощность излучения и время воздействия, а также учесть степень зараженности биоорганизмами (число микробов на 1 мл воды).

Определяют наличие БГКП (индикаторные бактерии, относящиеся к группе кишечной палочки). Данные бактерии присутствуют в воде, загрязненной фекальными массами, и обладают крайне высокой сопротивляемостью к любым процессам обеззараживания. По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01, максимально допустимое число колифомных бактерий не должно быть больше 50 на 100 мл жидкости.

Обеззараживание ультрафиолетом эффективнее воздействует на различные биоорганизмы, чем хлор. А с методом озонирования, по эффективности очистки, уф обеззараживание примерно равно по эффективности.

Лучи ультрафиолета воздействуют на ферментные системы клеток бактерий и на клеточный обмен. УФ-лучи способны уничтожить вегетативные и споровые бактерии, в борьбе с которыми другие методы мало эффективны. При этом не изменяется вкус, цвет и запах воды, не образуются токсические вещества, не возможна передозировка воздействия.

Однако данный метод имеет свой недостаток – отсутствие последействия. При этом имеется неоспоримый плюс - небольшие установки индивидуального пользования по себестоимости процесса стоят в одном ряду с хлорированием, и дешевле, чем озонирование. Что делает данный метод применимым для использования в частных домах.

Чтобы этот обеззараживающий метод сохранял свою эффективность, нужно следить за чистотой кварцевых ламп, на которых могут скапливаться минеральные солевые отложения. Чтобы решить эту проблему в воду добавляют пищевую кислоту (уксус, лимонную), и данный раствор запускают в циркуляцию по системе. В частности уксус очень хорошо справляется с проблемой солевых отложений. Также можно применить механическую очистку поверхности ламп.

Стоит отметить, что обработка воды с помощью ультрафиолета проводится только после предварительной очистки воды от способных экранировать лучи веществ. Длина волн излучения может колебаться от 200 до 295 нм, однако наиболее часто используется оптимальная величина – 260 нм, при которой активно разрушается цитоплазма клеток. Срок службы одной УФ-лампы составляет порядка несколько тысяч часов непрерывной работы.

На сегодняшний день, ультрафиолетовое излучение – это самый эффективный дезинфицирующий воду способ.

Обработка воды ультразвуком

Обработка воды при помощи ультразвука основано на физическом явлении –кавитации, то есть способности образовывать пустоты, создающие разницу в давлении. Такой диссонанс ведет к гибели бактерий в результате разрыва клеточных оболочек. Этот эффект зависит от степени интенсивности звуковых колебаний.Установки по очистке ультразвуком требуют квалифицированного обслуживания и довольно дорогостоящие.

Магнитострикционные или пьезоэлектрические установки создают частоту звука в 48 000 Гц. При более низких частотах рост бактерий не только не останавливается, но и усиливается, поэтому точность настройки и качественное обслуживание такого оборудования обязательны. Воды кипячением

Обеззараживание воды кипячением

Кипячение – самый популярный и распространенный бытовой способ дезинфекции воды в ходе которого (в зависимости от длительности процесса) погибает огромное количество болезнетворных организмов: бактерии, бактериофаги, вирусы и др. Также устраняются газы, растворенные в воде, уменьшается жесткость (рН), при этом вкусовые качества практически не изменяются.

Комплексные методы очистки воды

Комплексный подход к очистке включает в себя и реагентные методы, и безреагентные методы. Продезинфицировать воду можно, например, сначала УФ-лучами, а затем, обеззараженный объем жидкости, обработать хлором. В результате устраняются вредоносные микроорганизмы, и исключается вторичное заражение.

Комбинированные методы экономят средства, затрачиваемые на реагенты, и улучшают состояние воды.

Подобным образом продезинфицировать воду можно сначала озоном, а затем провести хлорирование. В этом случае, содержание в воде токсичных соединений содержащих хлор резко снижается.

Фильтрование показывает хорошие результаты только в случае, когда обеззараживаемый объем воды проходит через ячейки, меньшие по размеру, чем микроорганизмы. А если учесть, что большинство бактерий имеют размер около 1 микрона, а вирусы еще меньшими габаритами, то, чтобы обеззараживать воду, фильтрующие элементы должны иметь поры 0,1-0,2 мкм.

Системы типа «Пурифайер», включают в себя сразу несколько систем очистки воды с довольно эффективной системой фильтрации. Такое оборудование имеет широкий спектр применения и пользуется популярностью, как в домашних условиях, так и в офисных помещениях.

Новые системы обеззараживания воды

Относительно новые средства обеззараживания воды: электроимпульсный и электрохимический метод. Суть заключается в том, что воду пропускают через диафрагменный электрохимический реактор, который разделен металлокерамической мембраной. Эта мембрана способна проводить ультрафильтрацию на катодную и анодную область. После подачи тока в анодные и катодные камеры, образуется щелочной и кислый растворы, и, как следствие, электролитическое образование, так называемый активный хлор. Такое средство для обеззараживания воды способно обеспечитьбыструю гибель почти всех вредоносных микроорганизмов.

Метод электроимпульсного воздействия способен обеззараживать электрическим зарядом, после которого возникает ударная волна сверхвысокого давления и световое излучение. В результате образовывается озон, который оказывает губительное действие на микроорганизмы.

Новые способы очистки достаточно дорогостоящие и не применимы в бытовых домашних условия ввиду сложности протекающих процессов и необходимости постоянного квалифицированного обслуживания.

Обратите внимание! Санитарные нормы не подразумевают полного уничтожения всех микроорганизмов, содержащихся в воде. Требуется удаление и обезвреживание только опасных для человека бактерий, вирусов и других включений, способных вызывать нарушения со стороны здоровья. Полностью стерильная вода так же не менее вредна для человека, как и зараженная бактериями.

Прежде чем проводить дезинфекцию и делать выбор того или иного способа очистки, необходимо предварительно сделать анализ на степень загрязнения воды: минеральными, биологическими соединениями и микроорганизмами. По результатам анализа подбирается оптимальный вариант качественной дезинфекции и очистки воды.

Причиной загрязнения становится попадание в нее мусора и грязи, трупов птиц и животных, пролегание рядом с колодцем канализации, стока сельскохозяйственных химикатов с близлежащих полей, паводки, обильное таяние снега. При подозрении на наличие в колодце болезнетворных микробов проводится обеззараживание питьевой воды.

Способы обеззараживания

Дезинфекция воды осуществляется тремя способами:

1. Физическим
2. Химическим
3. Комбинированным

Каждый из способов имеет несколько разновидностей и особенностей применения. Для очистки используется плановое обеззараживание или экстренное.

Химические способы

Если для уничтожения болезнетворных микробов используются химические вещества или их соединения, то говорят, что применяются химические . К ним относятся:

• Обработка йодом - 3 капли на литр
• Обработка марганцовкой - 1 г на ведро
• Использование алюминиевых квасцов
• Использование серебра или кремния
• Озонирование
• Хлорирование

Очистка колодезной воды или дезинфекция скважины проводится хлорированием и марганцовкой.

Использование хлора для обеззараживания

Хлорирование воды - самый распространенный способ дезинфекции. Мероприятие проводится с использованием жидких, твердых или газообразных форм химического элемента и его соединений.

Для обеззараживания применяется:

1. Растворенный в воде хлор - формула хлорной воды содержит молекулы хлора, хлорноватистую и соляные кислоты. Используется для
2. Твердое соединение - хлорная известь
3. Жидкий раствор для бытовых нужд «Белизна» - проводится натрия, который входит в

Раз в год проводится полная дезинфекция колодезной воды. Для ее реализации осуществляются следующие этапы:

• Осушение колодца
• Проверка целостности шахты, при необходимости ее восстановление
• Дезинфекция шахты
• Дезинфекция дна
• Устройство новой подсыпки
• Дезинфекция воды

Для этих целей в магазине, который продает средства для дезинфекции, покупаются специальные хлорсодержащие препараты. Если нужно провести экстренное хлорирование питьевой воды, то используется «Белизна» или хлорная известь.

Все работы по дезинфекции хлорсодержащими препаратами проводятся в респираторе.

Обеззараживание организовывается по следующей схеме:

1. Когда откачка воды из колодца закончена, хлоркой чистятся его стенки. Для работы удобно использовать пульверизатор или валик на длинной палке. Подойдет обычная швабра, обмотанная тряпкой. Раствор можно наносить губкой. «Белизна» разводится из расчета пол-литра на ведро
2. проводится после того, как она снова заполнила шахту. Используется раствор «Белизны» - 1 литр на одно кольцо или хлорная известь - 200 г, которые разведены холодной водой
3. Подготовленные средства выливаются в колодец, вода перемешивается ведром
4. Верх колодца затягивается пленкой, закрывается крышкой
5. Дезинфекция колодцев занимает 12-24 часа, после чего вода несколько раз откачивается. Признаком того, что ее снова можно употреблять, станет отсутствие запаха хлорки из кранов

Если используется хлорка для дезинфекции, микробы гарантированно уничтожаются, при этом после обработки источника желательно сдать воду для проведения бактериологического анализа.

Обеззараживание марганцовкой

Продезинфицировать колодец можно марганцовкой. Обработка относится к щадящим методам. Чайная ложка порошка разводится ведром воды и выливается в колодец. Скважина откачивается 2-3 раза. На дно кладется кремниевая крошка, помещенная в капроновую сетку. Кремний дезинфицирует воду.

Озонирование

Дезинфекция воды при помощи озона позволяет уничтожить любые содержащиеся в воде болезнетворные микроорганизмы. Процесс очистки не влияет на кислотно-щелочные показатели, не образует дополнительных солей, то есть не имеет побочных эффектов. Приборы для озонирования устанавливаются двумя способами: после источника и прохождения грубой фильтрации или под раковиной.

Помимо обеззараживания, обработка озоном позволяет избавиться от , марганца, сероводорода. Твердые фракции фильтруются встроенным в озонатор . Пить воду после озонатора можно через 20-25 минут. За это время озон успеет разложиться.

Установка озонатора - дорогостоящее предприятие, которое кроме денежных вложений требует тщательного контроля за работой оборудования.

Применение таблетированных средств

При необходимости применяются такие таблетки для очистки воды и колодца, как «Акватабс», «Экобриз», «Септолит». В их состав входит хлор. Предварительная дезинфекция шахты проводится раствором из 4 таблеток на ведро. Используются «Экобриз» или «Септолит».

Через полчаса после очищения стенок обеззараживается содержимое колодца. Используются таблетки «Акватабс» из расчета 40 г на кубометр. Раствор заливается в колодец, который плотно укутывается пленкой и накрывается крышкой. Через 6 часов проверяется состояние воды. Если она не пахнет хлором, то таблетки для обеззараживания воды дополнительно добавляются в количестве 10 г на кубометр. Через 4 часа начинается откачка колодца.

Для любых видов очистки с использованием хлора рекомендуется следующие два дня после обработки кипятить и отстаивать колодезную воду.

Прочие методы химической очистки

Йод, серебро, поваренная соль, алюминиевые квасцы используются для индивидуального очищения. Приготовленные растворы употребляются для питья через полчаса после смешивания воды с каким-либо из средств.

Физические способы очистки

Обеззаразить воду можно следующими способами:

• Кипячение - проводится в течение 10 минут, а для очень грязной воды полчаса
• Фильтрация
• Ультразвук
• Ультрафиолет

Это физические методы обеззараживания воды, среди которых особого внимания заслуживает ультрафиолетовая очистка.

Установка УФ-систем для дезинфекции является одним из самых перспективных методов. В этом приборе используется только действие света при полном отсутствии дополнительных реагентов. Электронная система подачи отлажена таким образом, что в обеззараживатель воды автоматически входит определенное количество жидкости и автоматически его покидает после очистки.

Ультрафиолет губителен для всех видов микробов - вегетативных и споровых. Метод УФ-дезинфекции не имеет верхнего предела в дозе устанавливаемого излучения, поэтому она подбирается для любой концентрации болезнетворных микроорганизмов.

По затратам метод стоит между хлорированием и озонированием. Ультрафиолетовые лампы для обеззараживания воды со временем выгорают. Их обслуживание составляет 10% в год от стоимости установки. Вторым недостатком УФ-обеззараживателей является возможность повторного загрязнения уже очищенной воды.

Использование УФ-лучей для дезинфекции воды не единственный способ их применения. Проводится ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод, что предотвращает загрязнение водоносного слоя, находящегося близко к поверхности.

Комбинированная очистка

Дезинфекция - процесс комплексный. Для достижения наилучших результатов используются комбинированные методы очистки, то есть совмещаются физические и химические способы. Фильтрация и озонирование, ультрафиолетовое облучение с последующей обработкой хлором и другие комбинации позволяют провести качественное обеззараживание колодезной воды.

Если вода плохо пахнет

Обязательно нужно обращать внимание на то, как пахнет вода. Отсутствие видимого загрязнения не гарантирует ее чистоту. Неприятный запах из источника воды может рассказать о многом:

• Если вода в колодце пахнет тухлыми яйцами, то в ней присутствует сероводород. Соединение образуется при гниющей органике. Запах самостоятельно никуда не денется, поэтому необходимо выяснить причину и избавиться от него. Сероводород токсичен и опасен для здоровья
• Если пахнет болотом, то причиной тому является серный колчедан. присутствует в источниках воды, которые питаются от жилы, расположенной в пределах торфяного болота

Употреблять воду с запахом серы нельзя - сначала нужно устранить причину запаха, то есть конкретный вид микроорганизмов, который его вызывает. Для ликвидации сероводорода используются следующие методы:

1. - молекулы сероводорода задерживаются мембраной
2. Химический - очистка и обеззараживание воды от сероводорода проводится гипохлоритом натрия
3. Аэрационный - в качестве окислителя используется кислород с последующей фильтрацией серных фракций, которые выпадают в осадок

Бывают случаи, когда вода из источника не имеет запаха, а вот вода из бойлера воняет. Причиной становятся колонии микроорганизмов, которые поселились внутри нагревательного прибора или в трубах. Проблема устраняется дезинфекцией при помощи хлорной извести или прогревом агрегата в течение ночи. Запах сероводорода из бойлера перестанет появляться, если прибор постоянно используется и греется.

Почему вода горькая

Часто испорченные продукты имеют горький вкус, однако, причина плохого вкуса лежит в другой области. Микроорганизмы не имеют к этому никакого отношения. Горькая вода в колодце бывает из-за ее чрезмерной жесткости. Магниевые и кальциевые соли, которые присутствуют в источнике в больших количествах, грозят образованием камней в почках, испорченными волосами, поврежденной кожей. Вода становится жесткой при прохождении через известняковые породы. Очистка воды из скважины от извести проводится следующими способами:

• Фильтрация при помощи обратноосмотической мембраны
• Ионозамещающий метод вытягивает соединения кальция и магния, оставляя их на специальной смоле фильтра
• Настольный фильтр-кувшин смягчает воду пропусканием через угольный порошок
• Кипячение оставляет соли на стенках электроприборов

Дезинфекция и очистка колодца помогают вернуть, сохранить или улучшить качество используемой воды. Постоянный контроль необходим для предотвращения тяжелых заболеваний и медленного отравления организма. Обеспечить правильный уход и эксплуатацию источника помогают системы фильтрации и доступные способы обеззараживания на основе физических, химических и комбинированных методов.

А А А Размер текста

Как обеззараживать питьевую воду

При помощи различных способов фильтрации из воды удаляются механические взвеси и растворенные вещества. Ее умягчают, освобождают од органических и неорганических соединений. Однако после фильтрации в воде могут оставаться загрязнения биологического характера. С бактериями и вирусами, многие из которых вызывают заболевания человека, может справиться далеко не каждый фильтр. Чтобы устранить биологическое загрязнение, выполняют обеззараживание питьевой воды.

Для обеззараживания применяют целый ряд методов. Все они делятся на три основные группы: физические, химические и комбинированные.

Химические методы обеззараживания

К этой группе относятся методы, в которых применяются химические реагенты. Жидкость обрабатывают хлорсодержащими веществами или хлором, озоном и некоторыми другими составами воздействующими на биологические объекты. При использовании химических средств важно точно определить количество реагента и время воздействия. Вещества в малых дозах не всегда могут убить всех бактерий, некоторые остаются и быстро восстанавливают численность.

Увеличивать дозу больше необходимого тоже нельзя. Многие вещества токсичные и при употреблении человеком могут вызвать отравление. Кроме того, они образуют мутагенные и канцерогенные соединения.

Хлорирование

Распространенным способом обработки воды является хлорирование. Это старый метод, который остается популярным до настоящего времени. Популярность объясняется дешевизной компонентов, эффективностью, длительным последействием, благодаря которому не происходит повторного роста микроорганизмов.

Однако хлор обладает высокой токсичностью, он создает мутагенные и канцерогенные соединения. Далеко не всегда они удерживаются фильтрами. Только очень тонкая очистка позволяет освободить воду от таких компонентов.

Рис. 1 Очистка и обеззараживание воды хлором

Наибольший вред человеку наносят соединения тригалометаны, обладающие высокой канцерогенностью. Хлор и производные способны вызывать заболевания пищеварительной системы, сердца и сосудов, а также некоторые другие.

Для обеззараживания воды используют хлорную известь, непосредственно сам хлор и другие соединения.

Озонирование

При внесении озона в воду происходит его распадение на атомарный кислород, который обладает сильной окислительной активностью. Он разрушает системы микробных клеток, устраняет ряд запахов. Но при излишнем внесении озон сам создает неприятный запах и усиливает коррозионные процессы, что разрушает металлические трубы.

Данный метод является одним из наиболее безопасных для здоровья человека. Его малое распространение объясняется высокими затратами и сложностью. Для использования озонирования требуется специальное сложное оборудование и специалисты, которые могут с ним работать. При таком методе обеззараживания увеличивается расход электроэнергии.

Рис. 2 Метод очистки и обеззараживания воды озоном

Сам озон токсичен и в некоторых случаях взрывоопасен. Для частного домовладения такой метод обеззараживания окажется весьма затратным. Потребуется не только дорогостоящая установка, но и регулярное посещение специалиста для обслуживания системы.

Другие реагенты

Группа других реагентов весьма обширная. В нее входят полимерные антисептики, которые эффективны и не вредят организму человека. Сюда же можно отнести соединения тяжелых металлов, бром и йод. Они используются не часто, поскольку требуют точных расчетов и определенных знаний, но их применение позволяет эффективно очистить воду от бактериального загрязнения.

Рис. 3 Домашний способ обеззараживания

Обеззараживают воду и сильные окислители. К ним относят гипохлорит натрия, перманганат калия, перекись водорода и некоторые другие. При их использовании надо правильно рассчитать дозу, а в случае перманганата калия еще и удалить соединения марганца.

Физические способы обеззараживания

Физические методы основаны на применении ультрафиолетовых лучей, ультразвука и других методов, которые убивают микроорганизмов. Предварительно воду очищают от взвеси, поскольку мутность снижает эффективность воздействия.

Обеззараживание ультрафиолетом

Ультрафиолетовые лучи оказывают действие на обмен веществ в бактериальной клетке и на ее ферментные системы. Уничтожаются и споры бактерий. При этом вкус, цвет и запах воды не изменяются. Токсические вещества при воздействии не образуются, поэтому можно увеличивать дозу облучения.

Рис. 4 Чтобы обеззаразить воду ультрафиолетом нужна установка

Для выполнения ультрафиолетового обеззараживания потребуется специальная установка. Стоимость ее будет выше, чем стоимость хлорирования, но дешевле озонирования.

Используют ультрафиолет только после очистки воды от механических взвесей. Замутненность препятствует проникновению лучей.

Эффективность работы установки снижается при отложении на поверхности лампы минеральных солей. Очищают их механическим способом или создавая кислую среду проходящей жидкости.

Ультразвуковая обработка

Использование ультразвука для обеззараживания воды является относительно новой методикой. Звуковые волны, имеющие определенную частоту, создают в воде пустоты с большой разницей в давлении. Это давление разрывает оболочки бактериальных клеток.

Характер бактерицидного воздействия и эффективность обеззараживания зависит от особенностей звуковых колебаний. Особенную роль играет их интенсивность.

Такая обработка безопасна для человека. Она не изменяет характеристики воды, но требует дорогостоящего оборудования. Оборудование нужно периодически обслуживать, а услуги специалистов также не дешевы.

Создается ультразвук специальным генератором. Он может быть пьезоэлектрическим или магнитострикционным.

Применяя ультразвук для уничтожения микроорганизмов, следует помнить, что низкая частота звука усиливает рост бактерий. Очень важно правильно настроить прибор.

Кипячение

Самым простым вариантом физического обеззараживания является кипячение. С его помощью уничтожаются все виды микроорганизмов. Помимо них при кипячении из воды выводятся антибиотики, растворенные газы и снижается жесткость.

Рис. 5 Очищение кипячением

Широкое промышленное применение такого метода обеззараживания невозможно из-за его высокой энергозатратности.

Комбинированные способы обеззараживания

Чтобы увеличить эффективность обеззараживания воды, методы применяют в комплексе. Сочетают обычно безреагентные способы с реагентными.

Примером такого воздействия становится сочетание ультрафиолетовой обработки с последующим хлорированием. Ультрафиолет убивает все возможные бактерии, вирусы и их споры, а хлорирование предотвращает повторное заражение. В результате не только вода длительное время оказывается не зараженной микроорганизмами, но и значительно сокращается количество используемых реагентов. С уменьшением концентрации хлора снижается и негативное воздействие на организм человека.

Существуют и другие варианты комбинированного обеззараживания. Так вода подвергается воздействию сразу двух физических методов: ультразвука и ультрафиолета. На выходе получают полностью обеззараженный объем жидкости. Существуют приборы, в которых объединены эти два способа.

Какой бы вариант ни был выбран, обязательно требуется предварительный анализ биологической загрязненности. На основании этого подбирается дозировка реагентов, длительность воздействия и необходимость доочистки. В домашних условиях оптимальными будут ультрафиолетовые установки.

Исключительно важной характеристикой воды является её микробиологическая безопасность. Информация о безопасности или загрязнении воды вирусами или бактериями может быть получена в результате полного микробиологического анализа воды в специализированных лабораториях. Если для удовлетворения питьевых нужд используется вода из колодца, скважины, либо какого-то другого источника (например, родника), необходимо не реже 2-х раз в году проверять её на безопасность, если пользователь не применяет устройств для дезинфекции воды. В случае присутствия или только подозрения на микробиологическую загрязненность следует произвести обеззараживание воды .
Главная цель дезинфекции воды состоит в снижении уровня патогенных и болезнетворных микроорганизмов. Существует большое количество физических и химических подходов, позволяющих продезинфицировать воду и сделать её пригодной для питья.
В воде может встретиться большое разнообразие микроорганизмов. В крупных городах вода из системы централизованного водоснабжения подвергается дезинфекции. Коттеджные поселки, садовые товарищества, частные дома, потребляющие воду из колодцев и скважин, должны уделять особое внимание дезинфекции воды по результатам микробиологического анализа.

Дезинфекция ультрафиолетом

Бактерицидные свойства ультрафиолетовой радиации были известны уже давно, задолго до того как она была впервые использована для дезинфекции воды. Бактерицидное действие ультрафиолетового света подобно солнечным лучам, которые убивают бактерии в поверхностных водах.
Ультрафиолетовое излучение применяется для дезинфекции воды из подземных и поверхностных источников в процессе подготовки воды для её использования в домах, офисах, фермерских хозяйствах. Механизм действия состоит в образовании поперечных сшивок в ДНК микроорганизмов, что вызывает инактивацию клеток.
Система ультрафиолетовой дезинфекции состоит из одной или нескольких ультрафиолетовых ламп, заключенных в кварцевые чехлы. Ультрафиолетовые лампы излучают электромагнитные волны (длина волны 254 нанометра). УФ-лампа подобна люминесцентным лампам, однако, они не имеют флуоресцентного покрытия на внутренней части трубки, преобразующего ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Кварцевый чехол, окружающий каждую лампу, защищает ее от охлаждающего действия воды, так как лампы должны поддерживать постоянную температуру, обеспечивающую нужную бактерицидность.
Бактерицидный эффект достигается за счет сочетания интенсивности лампы и длительности воздействия. Интенсивность луча, произведенного бактерициднойлампой, достаточна чтобы убить микроорганизмы за долю секунды. Интенсивность, конечно, уменьшается с расстоянием и зависит от среды, через которую проходит. Помимо мутности, даже следы соединений железа, которое обычно присутствует в воде, уменьшают интенсивность луча, поэтому до подачи в ультрафиолетовую камеру вода должна быть отфильтрована, чтобы предотвратить возможность экранирования микроорганизмов. Эффективность УФ системы повышается при активном перемешивание потока воды, так как при этом микроорганизмы более равномерно подвергаются воздействию УФ- излучения. В связи с этим конструкция ультрафиолетовых систем предусматривает прохождение воды вокруг ламп в виде тонкослойного потока. Небольшие ультрафиолетовые устройства рассчитаны на скорость потока от 3 до 20 л/мин. На входе и выходе таких устройств установлены ограничительные шайбы, ограничивающие поток воды. Для эффективной работы ультрафиолетового устройства воду нужно предварительно фильтровать, для того чтобы только чистая вода проходила через ультрафиолетовую камеру. Чтобы вода подвергалась воздействию лучей максимальной интенсивности, лампу необходимо вынимать и очищать, по крайней мере, четыре раза в год, так же как и кварцевый чехол.Соли кальция и магния, а так же железо, присутствующие в воде, могут образовывать накипь на кварцевом чехле, препятствуя прохождению ультрафиолетового излучения. Лампы следует менять не реже одного раза в год.

Ультра-, нанофильтрация и обратный осмос

Мембраны , используемые в этих системах очистки воды , физически отсекают и удаляют многие микроорганизмы, присутствующие в воде, включая патогенные бактерии. Однако при неправильной эксплуатации может произойти биообрастание мембран или подмес части неочищенной воды через технологические стыки, поэтому эти фильтры не могут быть единственным дезинфицирующим фильтром, особенно при обработке небезопасной или непригодной для питья воды. применяются в сочетании с другими дезинфицирующими средствами .

Дезинфекция воды озоном

Озон (О3) - высокоактивный ядовитый газ, образующийся из кислорода при электрическом разряде, возникающем при высоком напряжении. Он имеет характерный запах. Озон самый сильный окислитель, используемый в водоподготовке . Он разрушает органические вещества без образования тригалометанов (ТНМ), убивает практически все бактерии и вирусы.
Озон не стойкий газ, разрушается в течение 15-45 минут. Обычная доза при дезинфекции 0,5-5 мг/л, включая расход на окисление органических веществ. При комбинации с ультрафиолетом или перекисью водорода (Н 2 О 2) образуется свободные радикалы (ОН-). Свободные радикалы - чрезвычайно активные соединения с очень коротким периодом существования, способные к исключительно эффективной дезинфекции воды . Однако, озонирование воды, содержащей бромиды, может привести к образованию броматов, являющихся токсичными.
Все бактерии и вирусы являются носителями отрицательных электрических зарядов, поэтому существуют методы дезинфекции, основанные на использовании устройств содержащих среды, заряженные положительно. Когда вода проникает через такие среды, бактерии электростатически притягиваются к ним. Существуют картриджи, нити которых заряжены положительным зарядом. Среди гранулированных загрузок для седиментных фильтров известны положительно заряженные цеолиты.
Недостатком всех описанных выше технологий дезинфекции воды является тот факт, что они не обладают пролонгирующим действием, то есть не воздействуют на микробиологическое состояние водопроводных систем.

Обезараживание химическими соединениями

Дезинфекция хлором

Для дезинфекции питьевой воды используют три основные формы хлора: газообразная, жидкая,таблетированная, порошковая. На централизованных станциях водоочистки (водоканалах) в основном использовался газообразный хлор (Cl2). Однако, эта форма хлора достаточно дорогая и может представлять опасность при обработке небольших объемов воды. Хлор также доступен в сухой форме, например,гипоплорит кальция, который используется в виде растворимого порошка или таблеток. Эти соединения считаются высококачественным гипохлоритом и содержат 65-75% хлора.
Наиболее распространенным способом хлорирования является использование гипохлорита натрия, дозируемого с помощью поршневого или диафрагменного насоса для введения раствора в водный поток.
При расчете обеззараживания гипохлоритом натрия необходимо учитывать несколько факторов: уровень дозирования в мг/л, потребление хлора, остаточный хлор и необходимое время контакта. Дозировка - это количество хлора в мг/л, подаваемого в водную магистраль. Определенное количество добавленного в воду хлора окисляет или взаимодействует с другими компонентами воды, например, двухвалентным железом, марганцем, сероводородом или органическими веществами. Количество хлора, используемого во время реакции с элементами, содержащимися в воде, называется «потреблением хлора». Хлор, оставшийся в воде после обработки и взаимодействия с другими веществами, называется «остаточным хлором». Если в воде присутствует аммоний, хлор взаимодействует с ним с образованием хлораминов, обладающих умерено дезинфицирующей способностью. Если в воде аммония нет, оставшийся хлор называют «остаточным свободным» хлором, и его дезинфицирующая активность в 35-100 раз выше, чем у хлораминов.Время контакта - период времени, которое остаточный хлор сохраняется в воде. Оптимальное время контакта составляет 20-30 минут, а количество дозируемого хлора должно быть достаточным для того, чтобы концентрация свободного остаточного хлора составляла 0,2-0,5 мг/л. Хлор эффективен по отношению к большому спектру патогенных микробов, работает в широком диапазоне рН и температуры и может контролироваться с помощью простых тест-систем.

Диоксид хлора ClO 2

Эффективным дезинфицирующим реагентом является диоксид хлора, широко применяемый в европейских странах. Для целей дезинфекции воды рекомендуемая доза диоксида хлора 0,2 мг/л. Количество побочных веществ в результате реакции диоксида хлора с органическими загрязнителями воды настолько мало, что никак не отражается на органолептических и токсикологических свойствах воды. Диоксид хлора не вступает в реакцию с аммонийным азотом и первичными аминами, хлорамины не образуются. Не образует тригалометаннов. Также как гипохлорит диоксид хлора разрушает фенолы, окисляет железо, марганец и сероводород. Диоксид хлора образуется в результате реакции хлористого натрия (NaClO 2) и хлора (Cl 2) при низком рН. Побочным продуктом реакции может быть значительное количество свободного хлора, что сводит на нет положительный эффект при использовании его в качестве дезинфиктанта, предотвращающего появление хлораминов и тригалометанов.

Сравнение методов дезинфекции, обезараживания

Таблица 1. Эффективность методов дезинфекции

Таблица 3. Эффективность дезинфекции относительно определенных видов патогенных микроорганизмов.

Хороший
++ - Удовлетворительный
+ - Недостаточный

Статья расскажет о том, какие проблемы могут возникнуть при использовании колодезной воды для водоснабжения загородного дома. Вы узнаете о вредных и опасных примесях, об их взаимосвязи с глубиной колодца. В статье приведены рекомендации по сборке УФ-дезинфектора и цены на лампы.

Колодец устраивают в случае, когда это позволяет уровень грунтовых вод (УГВ). При глубине до 8 метров устройство колодца оправдано — это дополнительная возможность круглогодичного забора воды, не требующего электричества и насосов. При большей глубине УГВ устраивают скважину — по сути, тот же колодец, но настолько узкий, что поднять из него воду можно только специальным насосом.

Особенности водоснабжения из колодца

Правило № 1. Чем выше УГВ, тем менее чистой будет вода. Это связано с меньшим слоем грунта и почвы, которые фильтруют вредные примеси.

Зависимость качества воды от глубины УГВ:

1. От 2 до 12 метров. Вода может содержать примеси тяжёлых металлов — ртуть, свинец, хром, цинк, кобальт, никель и т. д., а также пестициды и нитраты. Проверка в лаборатории обязательна.
2. От 12 до 35 метров. Вода может содержать вредные примеси и соединения, которые накапливаются в организме — соли, оксиды, хлориды и т. д. Проверка в лаборатории рекомендуется. Другими словами, такая вода не представляет явной угрозы организму, но длительное её употребление в нефильтрованном виде может развить проблемы со здоровьем.
3. Более 35 метров. Безопасная вода (столовая). При заборе с глубины от 60 метров может обладать лечебными свойствами.

Правило № 2. Если вы приобрели участок с колодцем, не доверяйте рассказам соседей и местных об «изумительном качестве» местной воды. Только лаборатория СЭС даст точный и объективный ответ на этот вопрос.

Правило № 3. Состав воды в колодце меняется постоянно. Это зависит от многих факторов, но на практике значит одно: будьте готовы подстраиваться под эти изменения. Выбирайте разборные обслуживаемые многофункциональные фильтры и держите наготове разные картриджи для них.

Из-за малой глубины колодцы поставляют нам воду низкой очистки — в ней можно обнаружить даже следы деятельности промышленных предприятий, расположенных в округе. Кристальной чистотой и безопасностью могут похвастать только колодцы, расположенные в отдалённых от цивилизации районах. Поэтому подготовка воды — не роскошь, а необходимая потребность.

Преобладающие примеси в колодезной воде

Поскольку колодец из-за особенностей конструкции является самым легкодоступным для загрязнения водозаборным сооружением, в него может попасть буквально всё, что угодно. Вот примерный список наиболее распространённых проблем:

1. Соли металлов — из-за постоянных процессов окисления, проходящих в почве (грунте), также от промышленных предприятий.
2. Бактерии — они есть везде, где есть жидкость.
3. Удобрения и ядохимикаты — от сельскохозяйственной деятельности в районе.
4. Проникновение фекалий* (тоже бактерии) — при наличии хотя бы одного грунтового септика или скотного двора в радиусе 100 м.

* Вопреки ассоциациям, такие продукты не имеют цвета и запаха, но могут привести к тяжёлым отравлениям.

Если ваш район имеет репутацию экологически чистого, не спешите безгранично доверять подземным источникам воды — они могут принести примеси по подводным рекам за много километров. Далее мы рассмотрим, как справиться с первоочередной задачей — дезинфекцией воды.

Как обеззараживать воду из колодца

Бактерии, удобрения, ядохимикаты, следы фекалий, вирусы, дрожжи, плесень, простейшие -смертельные враги здоровья человека. Проблемы с ними могут появиться даже при ничтожном количестве примесей органики — ведь вода в колодце находится постоянно и её полная замена может быть растянута во времени на месяцы. На стенках колодца образуется банальная плесень, вода принимает зеленоватый оттенок и неприятный привкус. Появление этих свойств, — сигнал к действию, что воду нужно обеззараживать.

Первичный (пассивный) метод обеззараживания — это уход за стволом колодца. В этом смысле колодец ничем не отличается от любой другой ёмкости. В заброшенном и запущенном виде он будет поставлять воду, кишащую инфекциями.

Меры пассивной дезинфекции

Очистка стенок колодца от образований грибка. Не ждите пока стены позеленеют полностью, норма паузы между чистками — 1 год. Если это летняя дача, необитаемая зимой, чистите стенки при открытии каждого дачного сезона.

Ремонт стенок. Вода камень точит — это про колодец. Заделку сколов и швов можно проводить одновременно с очисткой.

Очистка дна, замена фильтрующих слоёв. Минимум — один раз в 5 лет.

Крышка колодца. Предотвратит случайное попадание сора в ствол.

Меры активной дезинфекции

Самый простой и надёжный способ — хлорирование. Его можно выполнить двумя способами.

Непосредственное («ручное») хлорирование. Добавление раствора хлорной извести в пропорции 800 мл на 1 куб. м воды.

Хлор-патроны. Это цилиндрические перфорированные ёмкости, которые дозировано добавляют дезинфицирующий состав в воду в «автоматическом» режиме. Такой патрон постоянно находится под водой и непрерывно обеззараживает колодец. Применение такого устройства нужно согласовать с СЭС и вообще — доверить эту работу им, т. к. тонкости состава воды сильно влияют на «настройки» патрона.

Эффективность хлорирования настолько неоспорима, что этот приём до сих пор широко используют в странах, которые принято называть экономически развитыми. Этот метод простой, дешёвый и надёжный, но связан с изменением состава воды.

Ультрафиолетовый дезинфектор (УФД)

Однако есть и современный способ дезинфекции — он совершенно безопасен, т. к. полностью отсутствует риск случайной передозировки реагентами. Для того чтобы сделать воду безопасной, необходимо воздействовать на неё дозой ультрафиолета от 25 до 40 мДж/см 2 . Такое облучение убивает 99,9% известных бактерий, оставляя полезные свойства воды неизменными.

По сути, УФД это кварцевая лампа длиной от 240 до 950 мм и диаметром от 60 до 220 мм, интегрированная в колонну или трубовидный корпус, который имеет входное и выходное отверстие с резьбой.

Главный показатель УФД — производительность. Её рассчитывают до того, как приобретать прибор, исходя из объема потребления воды. От производительности напрямую зависят следующие три показателя — размеры (вес) изделия, энергопотребление и цена.

Преимущества:

1. Бесконтактная обработка. Прибор не имеет подвижных деталей, препятствующих ходу воды, не даёт дополнительной нагрузки на насос.
2. Дезинфекция проходит без добавок к воде.
3. Устанавливается в систему на любом этапе — чаще всего внутри дома, в котельной.

Недостатки:

1. Требуется напор в системе.
2. Энергозависимость.

Такой прибор можно собрать своими руками. В его основе — кварцевая лампа. Всё, что нужно сделать, это установить её в герметичный сосуд (колбу, цилиндр, трубу) и обеспечить ток воды, прохождение её по лампе. Правильно подобрать параметры лампы, исходя из потребностей дома, поможет таблица.

Таблица. Зависимость показателей лампы от расхода воды

* Модели предусматривают электрический блок (шкаф).

Первичное обеззараживание воды из колодца должно стать нормой жизни для любителя дачи или хозяина загородного дома. Даже если не проводить дополнительных очисток и фильтраций, употребление обеззараженной воды с жёсткими примесями в течении одного сезона убережёт от серьёзных последствий для организма. Но если пренебречь этим этапом, велика вероятность получить отравление, которое может привести к госпитализации. В следующей статье мы расскажем о дальнейших этапах водоподготовки колодезной воды.

Виталий Долбинов, рмнт.ру