Химические способы обеззараживания воды

 

Для уничтожения вредных и опасных микроорганизмов применяют специальные технологии. Химическое обеззараживание воды можно выполнять с помощью разных комплектов оборудования. Для выбора оптимального варианта надо изучить особенности методик, правила работы с функциональными блоками, особенности действующих реагентов.

 

Для чего нужно обеззараживание воды?

 

Наличие возбудителей холеры, туляремии, других заболеваний определяется лабораторными методами. Прозрачная вода без специфических запахов может содержать опасные патогены. Специальная обработка уничтожает вирусы и бактерии. Эту технологию применяют обязательно при организации забора воды из поверхностных источников, колодцев. При подключении к артезианской скважине необходимость обеззараживания определяют по результатам проверки проб. Аналогичные методы используют для дезинфекции бассейнов.

 

Химические способы обеззараживания воды

 

Для уничтожения микроорганизмов применяют:

• хлорирование;
• озонирование;
• бромирование;
• иодирование.

 

Реагенты, добавленные в жидкость, активизируют процессы окисления. Токсичные вещества диффундируют в клеточные ткани, разрушают ядерный аппарат и другие функциональные компоненты микроорганизмов. Эффективность воздействия определяется дозой и длительностью процесса химической очистки.

 

Хлорирование

 

При выборе этой технологии надо учитывать стойкость к хлору:

• вирусов;
• цист простейших;
• спор;
• яиц гельминтов.

 

Однако такая обработка быстро уничтожает болезнетворные бактерии. После завершения процедуры дезинфицирующие свойства сохраняются. Эта особенность позволяет без дополнительных затрат поддерживать хорошее санитарное состояние системы водоснабжения.

Также надо подчеркнуть следующие преимущества метода:

• длительный опыт применения (более 100 лет);
• демократичную стоимость реагентов;
• небольшой расход хлора.

 

Для обеззараживания станций водоснабжения применяют жидкий хлор. При уменьшении давления вещество переходит в газообразное состояние, что улучшает растворимость. В ходе химических реакций образуются обеззараживающие соединения, ионы гипохлорита и кислота. Токсичные реагенты перевозят в соответствии с установленными правилами безопасности.

Применяют хлорную известь, чтобы упростить обращение со средствами для обеззараживания. В этом случае упрощается дозирующее технологическое оборудование. Однако придется использовать более крупные емкости, так как предполагается в 4-5 раз больше расход реагентов. При хранении происходит разложение соединений, которые загрязняют атмосферу в помещении склада. Для безопасности обслуживающего персонала необходимо применять производительную систему приточно-вытяжной вентиляции.

Эффективность хлорирования улучшают:

• большой концентрацией реагентов;
• повышением температуры;
• увеличением длительности обработки;
• предварительной подготовкой жидкости.

 

Чтобы сохранить плановую скорость процесса, поддерживают оптимальный уровень водородного показателя. На стадии первичной очистки из воды удаляют окисляемые химические соединения, взвеси. На выходе контролируют содержание остаточного хлора. В свободном или связанном состоянии допустима концентрация бактерицидных веществ не более 0,5 или 1,2 мг на дм куб. соответственно.

Действующий реагент в обеззараживающем растворе – хлорноватистая кислота. Это химическое соединение не является устойчивым, поэтому максимальная концентрация ее не превышает 30%. При температуре +20(±2) °C в кислой среде реакция замедляется. Нагрев и присутствие щелочных составляющих активизируют образование ионов хлора.

При наличии отдельных видов примесей технология усложняется. Стойкие соединения хлора и фенола, например, отличаются специфическим запахом. Для устранения этого недостатка в жидкость добавляют аммиак.

Для корректной оценки способа надо перечислить характерные недостатки хлорирования:

• сложность перевозки, хранения;
• необходимость соблюдения специальных мер безопасности;
• ограниченная эффективность при наличии в исходном составе вирусов.

 

Органические соединения хлора даже в малых дозах являются токсичными, обладают канцерогенными и мутагенными свойствами.

 

Озонирование

 

Этот газ отличается сильными окислительными характеристиками. Озон хорошо подходит для обеззараживания. Он разрушает пестициды, иные вещества техногенного происхождения. Озонирование укрупняет конгломерации примесей, упрощая последующую флокуляцию и задержание загрязнений механической фильтрацией.

Такая обработка эффективнее по сравнению с хлорированием уничтожает отдельные виды бактерий. Озонирование обеспечивает качественное обеззараживание даже при наличии вирусов, если увеличить длительность процедуры до 10-12 мин. Применение этого реагента устраняет цветность, привкусы и запахи. Очистка с использованием этого метода не сопровождается образованием канцерогенов.

Газ создают непосредственно на месте воспроизведения технологического процесса. Применяют специализированный генератор с высоковольтным разрядным устройством. Озон впрыскивают в магистраль с помощью эжектора. Для улучшения производительности уменьшают влажность используемого воздуха.

При выборе данного способа следует не забывать о токсичных и взрывоопасных свойствах озона. Предельно допустимая концентрация газа в атмосфере производственных помещений – 0,1 г на м куб.

 

Термическая обработка

 

Кипячение питьевой воды эффективно при длительности процедуры не менее 20 минут. Эта обработка выполняет несколько полезных функций:

• уничтожает биологические объекты;
• смягчает воду;
• активизирует выпадение коллоидов и солей в осадок;
• разрушает отдельные химические соединения;
• уменьшает содержание летучих веществ.

 

Очищенная вода, как и после озонирования, не сохраняет бактерицидные свойства. Эту особенность следует учитывать при разработке проекта. Кроме длительности процедуры недостатком является большое потребление энергетических ресурсов. Такая методика подходит для подготовки небольшого количества жидкости без использования реагентных технологий. Следует учитывать повышение температуры и уровня влажности в помещении. При высокой концентрации солей жесткости придется часто удалять с рабочей посуды твердую накипь.

 

Электромагнитный метод

 

Этот способ уничтожения бактерий действует при создании в рабочей зоне сильного электромагнитного поля. Такие условия воспроизводит преобразователь накипи Акващит профессиональной серии PRO.

В исходном состоянии отрицательный электрический заряд на оболочке микроорганизмов формирует слой из молекул воды с определенной ориентацией ионов. Прижимная сила этих фракций компенсирована давлением во внутренней части бактерии. Переменное электромагнитное поле нарушает равновесие системы. Осмотическое (наружное) давление увеличивается. На определенном уровне воздействия оболочка разрушается.

Действенность данного метода обеззараживания воды подтверждена результатами специализированного исследования. Независимая экспертиза доказала уменьшение жизнеспособных патогенных бактерий в 800 раз по сравнению с исходным количеством.

Исследовательский институт выполнил несколько серий опытов с контрольным изучением проб на разных стадиях процесса обработки. Применялась деионизированная и водопроводная вода. Система циркуляции обеспечивала до 6-7 оборотных циклов за час. При начальной концентрации бактерий стафилококка и кишечной палочки 1,2*10⁵ и 1,3*10⁵ соответственно установлены количества не более 1 СFU/ ml после воздействия переменным электромагнитным полем. Тем самым подтверждена эффективность методики по сокращению патогенов на 99,99%.

В отличие от химических методов обеззараживания воды электромагнитный преобразователь действует без добавления специальных реагентов. Аппарат Акващит PRO работает в автоматическом режиме. Не требуется ручная настройка, тщательный контроль. Кроме удобств для пользователя применение этой универсальной техники:

• обеспечивает защиту от накипи;
• удаляет старые отложения;
• препятствует возникновению коррозийных процессов.

 

Электронные преобразователи этого бренда применяют для решения бытовых, промышленных, коммерческих задач. На все изделия серии производитель оформляет официальную гарантию 7 лет.

 

Выводы и рекомендации

 

Химические и реагентные методы обеззараживания воды эффективны при точном соблюдении технологических правил. Процедуру хлорирования, например, выполняют на основании анализа исходного содержания примесей. Действующее вещество окисляет:

• двухвалентное железо;
• марганец;
• сульфиды;
• нитриты;
• бромиды.

 

Образованные соединения не уничтожают микроорганизмы, что ухудшает активность обеззараживания. Для решения проблемы применяют предварительную очистку, увеличивают концентрацию хлора и длительность обработки.

На промышленные станции реагенты поставляют в жидком состоянии. Для преобразования в газ используют испарительные колонны с встроенными змеевиками. Специальными устройствами обеспечивают дозирование, контролируют состояние атмосферы и содержание реагентов на выходе. Для исключения вредного воздействия на персонал в помещении организуют качественное проветривание. Концентрация хлора в воздухе более 100 мг на м куб. опасна для жизни.

Сильные окислительные свойства реагента ускоряют коррозию. С учетом это особенности подбирают подходящие части оборудования. Титан и некоторые металлы в порошкообразном виде способны самовозгораться при наличии хлора. Специалисты проектных институтов знают, что совокупные затраты на поддержание нормированного уровня безопасности превышают расходы на воспроизведение технологического процесса обеззараживания.

Аналогичные меры предосторожности применяют при работе с озоном. Токсичный газ при высокой концентрации вреден для здоровья. Контактирующие с ним рабочие поверхности создают из стойких к разрушительной коррозии материалов. Термическая обработка проще, чем реагентная. Однако использование этого метода ограничено существенными сопутствующими затратами на длительное повышение температуры жидкости при кипячении. Без специальных мер безопасности применяют электромагнитное обеззараживание. Создаваемое внутри магистрального трубопровода электромагнитное поле безвредно для человеческого организма. После обработки жидкости сохраняется исходный химический состав.