Физические методы обеззараживания питьевой воды. Гиг.оценка и условия применения.

Обеззараживание УФ лучами основано на воздействии биологически активной части спектра на микроорганизмы. Эта часть излучения в диапазоне волн от 205 до 315 нм называется бактерицидным излучением. Максимум бактерицидного действия 250-270 нм.

Применяют лампы, заполненные смесью паров ртути и инертных газов и работающие в режима низкого и высокого давления. Надежность контроля работы установок УФ лучей обеспечивается датчиками измерения интенсивности УФ лучей в камере обеззараживания, системой автоматики, подающей звуковые и световые сигналы при снижении минимальной заданной дозы.

УФ лучи поглощаются как самой водой, так и веществами, находящимися в растворенном и взвешенном состоянии. Цифровое выражение поглощающей способности, коэффициент поглощения, указывает долю бактерицидного излучения, поглощенного слоем воды 1 см. Степень поглощения определяется физико-химическими свойствами обрабатываемой воды и толщиной её слоя.

На поглощение бактерицидной энергии влияют цветность, мутность воды, содержание в ней железа. Установлено, что с увеличением цветности воды на 1 градус, коэф. поглощения возрастает на 0.07-0.09.

Механизм бактерицидного действия УФ лучей заключается в необратимых повреждениях молекул ДНК и РНК микроорганизмов, находящихся в воде. Физико-химическое воздействие предполагает разрыв или изменения химических связей органической молекулы в результате поглощения энергии фотона. В основе вторичных процессов лежит образование свободных радикалов в воде, которые усиливают бактерицидный эффект УФ лучей.

Эффективность обеззараживающего действия УФ лучей зависит: биологических особенностей и количества микроорганизмов в воде, физ-хим показателей воды и условий, в которых осуществляется обеззараживание. Водные микроорганизмы имеют различную устойчивость к действию УФ лучей. Для получения равного бактерицидного эффекта при обеззараживании воды, содержащей споровые микроорганизмы бактерицидной энергии требуется в 2-3 раза больше,чем для вегетативных форм. УФ лучи не гарантируют уничтожение возбудителей паразитарных болезней. Это обеспечивается на этапах подготовки воды, предшествующих обеззараживанию (коагуляция, фильтрация).

Эффективность обеззараживания УФ лучами зависит от исходного бактериального загрязнения. чем оно выше, тем больше требуется бактерицидной энергии. Есть микроорганизмы,которые обладают устойчивостью. Их тем больше, чем выше начальная концентрация бактерий.

Эффективность зависит и от количества затраченной бактерицидной энергии. Её величина определяется произведением интенсивности бактерицидного облучения на ее продолжительность. Требуемое количество бактерицидной энергии зависит от условий: ограничение толщины слоя обрабатываемой воды, который должен поглощать не более 10% бактерицидной энергии.. При увеличении толщины слоя облучаемой воды бактерицидный эффект уменьшается пропорционально толщине.. Коэффициент не должен быть меньше 0,9. Использование ламп с более высоким значением коффициента приводит к резкому увеличению габаритов установок и их стоимости.

Эффективность обеззараживания не зависит от pH и температурыводы.

На этапе предварительного обеззараживания УФ лучи используется как альтернатива первичному хлорированию. Это снижает образование хлорорганических соединений, уменьшает микробное загрязнение и поддерживает санитарное состояние очистных сооружений. Совместное применение с хлором повышает надежность обеззараживания.

Плюсы УФ лучей: широкий спектр антимикробного действия, отсутствие опасности передозировки, сохранение органолептических свойств воды, минимальное время контакта(секунды).

Минусы: зависимость бактерицидного эффекта от мутности и цветности воды, отсутствие оперативного контроля эффективности. Метод не дает последействия, поэтому есть риск развития вторичному росту.

Ионизирующее гамма-излучение оказывает выраженное бактерицидное действие. Под его действием образуются свободные радикалы в процессе радиолиза воды, которые оказывают губительное влияние на клетку. 25000-50000 Р вызывают гибель практически всех бактерий.Возбудители кишечных инфекций располагаются по убыванию: сальмонелла паратифа- сальмонелла брюшного тифа-дизентерийная палочка.

В установках для обеззараживания можно использовать отработанные тепловыделяющие элементы (твэлы), это снижает затраты. Но Есть высокие требования к технике безопасности.

Бактерицидное действие ультразвука связано с механическим разрушением бактерий. Преимущества: широкий спектр антимикробного действия, отсутствие влияния на органолептику, независимость бактерицидного эффекта от физ-хим свойств воды. Минусы: трудность конструирования установок, техническая надежность и приемлемая стоимость.

Перспективный метод – ИЭР. Электрогидравлический эффект в возникает в результате выделения большого количества энергии между электродами, помещенными в воду. Разряд происходит за доли секунды и сопровождается мощными гидравлическими процессами с образованием ударных волн, явлений кавитации, УФ и УЗ импульсов. Появляются свободные радикалы.

Эффективность обеззараживания не зависит от вида и концентрации микроорганизмов, от состава воды и определяется техническими параметрами процесса.