Очистка и обеззараживание питьевой воды: методы и способы

Основные определения и классификация методов

Под соответствующими мероприятиями понимают действия по уничтожению микроорганизмов, которые провоцируют возникновение аллергических реакций, опасные заболевания. Обеззараживание питьевой воды выполняется с применением следующих способов:

• химических;
• физических;
• комбинированных.

В первом варианте применяют губительные для биологических объектов химические соединения. Во второй группе представлены методики повышения температуры, другие физические воздействия. В последней категории – комбинации нескольких разных  технологий. Далее рассмотрены наиболее распространенные методики. Для определения критериев сравнения можно изучить подробнее кипячение.

Эта технология без затруднений воспроизводится в домашних условиях. Достаточно взять подходящую посуду, применить нагрев с помощью типовой кухонной техники. При температуре от +60°С начнется процесс уничтожения органики. После непродолжительного кипячения будет получен необходимый результат.

Позитивные параметры перечислены в следующем списке:

• простота;
• высокая эффективность;
• отсутствие загрязнений после обработки.

Для объективности надо привести недостатки:

• длительность процедуры;
• большие затраты энергетических ресурсов;
• необходимость охлаждения жидкости и тщательного контроля рабочих операций.

Эти причины ограничивают сферу применения технологии обработкой относительно небольших объемов жидкости.

Но в некоторых ситуациях необходима современная очистка и обеззараживание питьевой воды в постоянном режиме. Для этого надо найти подходящую инструкцию по обеззараживанию. Уточняют необходимость ее применения с помощью лабораторного анализа. В простейшем варианте работники профильного учреждения проверяют количество бактерий E.coli в 1 мл жидкости. Соответствие действующим санитарным нормам отмечается по каждой позиции в результатах исследований.

Не стоит забывать, что кроме реагентных методов есть и НЕ химические средства для обеззараживания воды, такие, как: электромагнитные и УФ установки, которые уже десятилетия применяются, как в быту, так и предприятиями (на фото уф установка "Xzone" и электромагнитный фильтр "АкваЩит"):

Обеззараживание питьевой воды хлором

Эта технология отличается хорошими потребительскими показателями в комплексе, поэтому широко применяется на практике. Кроме дешевизны опытные эксперты обращают внимание на продолжительное последействие средства. Его концентрацию рассчитывают таким образом, чтобы по завершении обработки в 1 литре жидкости оставалось около 0,4 мг хлора. Это предотвращает повторное заражение микроорганизмами (при хранении, в процессе перемещения по трубопроводу).

Главным недостатком является потенциальная опасность самого средства для человеческого организма. Следует принимать специальные защитные меры при транспортировке, обращении, в режиме хранения. После такого обеззараживания питьевой воды хлором в ней остаются вредные соединения хлора с органикой, которые отличаются канцерогенными свойствами.

Чтобы исключить отмеченные недостатки можно использовать диоксид. Но такое химическое соединение на основе хлора стоит дороже. Его в нужном количестве создают непосредственно на месте применения. Соответствующее сложное технологическое оборудование используют для решения масштабных производственных задач.

Гипохлорит натрия, другие менее вредные и недорогие химические соединения занимают много места. Они достаточно быстро разлагаются, поэтому не так эффективны, как жидкий или газообразный хлор.

Для безопасности в быту применение препаратов этой группы ограничивают дезинфекцией санузлов, обеззараживанием воды в бассейнах. В любом случае необходимо помнить о том, что соединения хлора активизируют разрушительные процессы коррозии. Если предполагается долговременный контакт с металлом необходимо применять изделия из нержавеющей стали.

В чем преимущества и недостатки установок обеззараживания питьевой воды озоном

Озон - действующий реагент интенсивно разлагается при добавлении в воду. Свободные атомы кислорода оказывают губительное влияние на микроорганизмы. Они же соединяются с растворенным железом, различными солями. Данный процесс сопровождается образованием твердых осадков, которые без лишних трудностей удаляют механической фильтрацией. Одновременно из жидкости удаляется сероводород, другие газовые фракции.

В этом случае речь идет о комплексной обработке, которая отличается высоким качеством очистки и обеззараживания питьевой воды. Однако наряду с «плюсами» следует не забывать о недостатках озона, как метода:

• Озон, это токсичный, взрывоопасный газ! Его предельная концентрация в комнате не должна превышать уровень 0,1 г на 1 м куб.
• Обеззараживание питьевой воды озоном выполняется не менее чем за 8-10 мин при содержании 6 мг на 1 литр.
• Далее концентрацию надо уменьшить в 10 раз, чтобы убрать специфический привкус.
• Озон – мощный активатор окислительных процессов. В его присутствии увеличивается риск коррозийных повреждений.

Отечественные и зарубежные производители предлагают готовые решения (генераторы озона) для оснащения квартир и частных коттеджей. Но будущим владельцам надо знать и в точности выполнять правила применения данной технологии. Отсутствие тщательного контроля может стать причиной разных проблем.

Иные реагентные методы, способы удаления новообразованных загрязнений

Вместо хлора в середине прошлого века применяли таблетки йода, брома. Они обеспечивали высокую эффективность, но стоили дороже!!! Ограничением является относительно сложная методика. Сегодня таблетки йода применяют в специальных наполнителях (ионных смолах). Поток жидкости при правильном дозировании вымывает из них необходимое количество активных таблеток для обеззараживания питьевой воды.

Если реагентным методом предусмотрено значительное изменение химического состава после обработки, ее дополняют специальной фильтрацией. В простейшем варианте применяют абсорбцию с наполнителями из активированного угля, других пористых материалов. В проточных установках обеззараживания размещают последовательно несколько ступеней для качественной очистки.

Для удаления мельчайших примесей с надежными гарантиями применяют реагентные технологии - озон или хлор. Известный пример – бытовая установка обратного осмоса. Она оснащена преградой, которая не пропускает частицы, крупнее молекул воды. Задерживаются не только сложные химические соединения, но и вирусы, микробы, бактерии.

Физические методы - гипохлорит натрия

Возникает естественный вопрос: «Почему бы не применить именно гипохлорит натрия для обеззараживания питьевой воды?». На самом деле так и поступают. Это – одна из действенных методов, который базируется на физическом отделении относительно крупных примесей из потока жидкости. Непрерывный полезный процесс позволяет немедленно получить нужный результат. Качество удаления загрязнений сопоставимо с дистилляцией. Но в данном варианте нет значительных энергетических затрат.

Ограниченное распространение метода обеззараживания питьевой воды гипохлоритом объясняется несколькими факторами:

• Производительность не слишком дорогих наборов бытовой категории составляет 200-240 литров за сутки.
• В предварительных фильтрах накапливаются органические примеси, химические соединения. Эти картриджи надо регулярно менять.
• Для сохранения номинальной работоспособности необходимо поддерживать давление от 2 атм. и выше (определено инструкциями производителя). В некоторых ситуациях приходится применять насосную станцию.
• На каждый литр чистой воды приходится направлять 2-3 л гипохлорита натрия вместе с загрязнениями в дренаж.

Уф технология очистки и обеззараживания питьевой воды

Мембранные технологии не предотвращают вторичное заражение. По этой причине некоторые производители добавляют в комплект обратного осмоса специальный блок уф обеззараживания питьевой воды. В типовой конструкции применяют герметичную емкость, которая трубками подсоединяется к трассе очистки. Внутри в колбе из кварцевого стекла устанавливают мощный излучатель УФ-диапазона. Оптимальный уровень энергетического воздействия обеспечивается от 20 до 35 мДж на см куб. В таких условиях уничтожаются не только бактерии, но и более стойкие вирусы.

По эффективности этот способ очистки сопоставим с насыщением озоном с продолжительностью 12-14 мин. Для обеспечения производительности 0,5-0,8 м куб/час достаточно использовать современную УФ лампу с мощностью потребления 15-20 Вт, долговечностью 10-12 тыс. часов. Такие показатели вполне приемлемы для постоянного применения в домашних условиях.

Главным недостатком уф обеззараживания и очистки является отсутствие последующего воздействия. После такой уф установки монтируют дополнительный угольный фильтр от железа и для задержания фрагментов уничтоженных микроорганизмов. Следует отметить значительно снижение эффективности при загрязнении оболочки излучателя, в мутной жидкости.

Другие современные способы и методы

Воздействие ультразвуком достаточной мощности разрушает оболочки клеток, уничтожает бактериофаги, вирусы, иные микроорганизмы. Соответствующее оборудование можно использовать для обеззараживания питьевой воды. Как и в предыдущем случае здесь нужна дополнительная фильтрация, задерживающая мелкие механические загрязнения.

В этих установках не надо поддерживать чистоту прозрачной колбы. Но надо помнить, что сильные ультразвуковые колебания способны разрушить слой краски на поверхности трубы, сварное соединение. При определенной интерференции частот образуются звуки в слышимом диапазоне, вызывающие дискомфорт.

Безопасным для оборудования и совершенно бесшумным является метод электромагнитной обработки. Его часто применяют, как эффективное средство от образования накипи. Генераторы в мощных моделях создают поля, которые изменяют электрический потенциал на оболочках микроорганизмов вплоть до их разрыва. Если приобрести современную технику, соответствующие полезные функции она будет выполнять при минимальном потреблении электроэнергии (до 20 Вт/час ).

Менее распространены метода и способы, создающие сильные электрические разряды в жидкости. Такие бытовые фильтры для очистки питьевой воды образует ударную волну с одновременной генерацией молекул озона. При соответствующей настойке его можно применять для очистки и обеззараживания питьевой воды.

В любом случае для точного анализа надо учитывать перечисленные выше важные факторы в комплексе. Если ухудшается исходный химический состав необходимо использовать дополнительные фильтры для задержания вредных примесей.