Как происходит обеззараживание воды ультрафиолетом и что для этого нужно

Хлорирование

Метод является самым небезопасным для жизни и здоровья человека. Вызывает мутации и различные тяжелые заболевания.

Хлорирование воды — это химический метод очистки от микробов. Однако, хлор вреден не только для микроорганизмов, но и для человека.

Вода с его содержанием может быть причиной серьезных заболеваний и генетических мутаций. Большинство вирусов и простейших бактерий успешно мутировали и приспособились к когда-то вредному для них хлору.

Чтобы обезвредить вирусы необходимо повысить количество химикатов, что приведет к ухудшению и самой питьевой воды. Реагенты надо хранить в закрытых специально оборудованных помещениях или складах.

Озонирование

Небезопасный метод для жизни и здоровья человека, однако в отличие от первого метода, для него не требуются опасные реагенты и их не надо хранить в закрытых специально оборудованных помещениях или складах.

И это еще один способ химического обеззараживания. Технология работы такого метода заключается в окислении и ликвидации всей органики при помощи аллотропной модификации кислорода, или иначе говоря с применением озона.

Однако, применение озона, так же как и использование хлора, может привести к тяжелым последствиям. Кроме этого, сама технология требует большой расход энергии и денег.

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Стоит отметить, тот факт, что озонирование имеет большое преимущество перед хлором, так как хранить опасные реагенты на складах нет необходимости.

Ультрафиолетовое обеззараживание

Ультрафиолетовое обеззараживание воды — это обработка без химических веществ. Этот метод обработки для человека намного безопаснее, чем два ранее описанных методов по обеззараживанию воды.

Фотохимическая реакция, создаваемая ультрафиолетом, безвозвратно изменяют ДНК и РНК микробов, вследствие чего у них пропадает способность к регенерации и размножению. Кроме очистки, ультрафиолетовое излучение используется на различных промышленных объектах.

Таблица воздействия ультрафиолета на микроорганизмов

Технологии применения ультрафиолета для обеззараживания

Обычно для создания ультрафиолетового излучения используются ртутные лампы высокого и низкого давления, в т.ч. и амальгамное оборудование.

Несмотря на то, что ультрафиолетовые системы на амальгамных лампах не так компактны, как хотелось бы, они гораздо более эффективны в борьбе с различными стойкими микроорганизмами, чем обычные ртутные лампы. Амальгамные лампы для ультрафиолетовых систем используются для обеззараживания чаще, чем системы на ртутных лампах высокого давления.

Схема ультрафиолетового обеззараживания воды

Компания оказывает услуги:

В своей работе применяют российские и зарубежные технологии.

Ресурс

Организация «Ресурс» занимается поставкой систем очистки воды. Компания оказывает очень широкий спектр услуг по обеззараживанию воды, а также занимается поставкой оборудования.

Сотрудники компании могут провести хим.состав воды, подбор необходимой техники, и осуществить поставку, монтаж и пусконаладочные работы. Ресурс осуществляет ремонт по гарантии и сервисное обслуживание.

Сварог

Организация «Сварог» помогает своим клиентам решить проблемы спецподготовки и чистки воды от различных химических и биологических загрязнений. За время своего существования эта организация зарекомендовала себя, как производитель качественных товаров.

ТМ «Лазарь» выпускает бактерицидные установки, которые способны обезвредить любую воду от опасных микробов. Он также является владельцем «Лазерного центра», на котором производится изготовление корпусов для установок по очистки воды ультрафиолетом и ультразвуком.

Видео: Обзор ультрафиолетовой лампы для чистки воды

Один из распространенных способов обеззараживания воды – обработка ультрафиолетовым излучением. Она применяется в самых разных областях водоподготовки – питьевой, энергетической, очистке сточных вод. Вниманию читателей предлагается обзор установок ультрафиолетового обеззараживания, поставляемых на российский рынок.

Основной элемент установки УФ-обеззараживания – специальная лампа, служащая источником ультрафиолетового излучения. Существует два основных вида бактерицидных ламп: ртутные, газоразрядные низкого (НД) и высокого (ВД) давления.

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Лампы низкого давления имеют высокий КПД преобразования электрической энергии в излучение и сравнительно невысокую (до 200 Вт) единичную мощность, чаще всего – от 15 до 30 Вт.

УФ-лампы высокого давления обладают большой (до 10 кВт) мощностью, что позволяет сократить их число и уменьшить габариты установки, но меньшим энергетическим КПД использования излучения. В спектре этих ламп присутствует коротковолновое излучение, способное приводить к образованию озона.

Все лампы для снижения потерь энергии выполнены из увиолевого стекла и имеют интенсивное излучение в области от 200 до 300 нм с максимумом при длине волны 253 нм. В процессе работы мощность УФ-лампы падает.

Скорость изменения мощности и срок службы источника излучения – важные динамические характеристики УФ-лампы. Практика показывает, что в конце срока службы мощность излучения лампы составляет только четверть номинального значения.

Известными производителями УФ-ламп являются Atlantic Ultraviolet (США), UV-technik (Германия), а также Hanovia (Великобритания), старейший мировой производитель такого оборудования. В настоящее время в России популярны УФ-лампы TUV фирмы Philips (Голландия), которые имеют гарантированный срок службы в непрерывном режиме до 12 тыс.

ч со спадом мощности бактерицидного потока после 5 тыс. ч не более 15 %.

Изделия названных компаний используются многими отечественными и зарубежными производителями, выпускающими установки для обеззараживания воды. Однако в последнее время приобретают популярность новые амальгамные УФ-лампы низкого давления и повышенной (до 200–350 Вт) мощности.

Эта конструкция позволяет создавать компактные УФ-системы большой производительности.

Отечественная промышленность выпускает ртутные лампы низкого давления мощностью от 10 до 100 Вт (например, марки ДБ), а также амальгамные лампы мощностью от 200 до 300 Вт. Среди российских производителей следует отметить НПО «ЛИТ», которое производит УФ-лампы мощностью от 75 до 300 Вт со сроком службы 8–12 тыс.

ч, оснащая ими обеззараживающие установки собственного производства.

Как правило, камера облучения представляет собой цилиндрический корпус из нержавеющей стали, в котором располагаются один или несколько кварцевых «чехлов» для УФ-ламп. В корпусе имеются два штуцера для протока воды.

Основные характеристики камеры – производительность и доза облучения, выраженная в количестве световой энергии, падающей на единицу площади (мДж/см 2 ) водяного потока.

Нормы ряда западноевропейских стран и США требуют, чтобы доза при обеззараживании воды была не менее 40 мДж/см 2 . В ближайшем будущем ожидается ужесточение требований к УФ-обработке воды. С учетом этого уже сейчас проектируются установки с дозой облучения 50–100 мДж/см 2 .

Доза определяется интенсивностью потока лучистой энергии, временем нахождения потока в зоне облучения (обычно 1–3 с) и прозрачностью обрабатываемой воды. Дело в том, что прозрачность воды влияет на количество поглощенной световой энергии, которая не расходуется на обеззараживание, и зависит также от толщины водного слоя.

Поэтому реальные величины дозы облучения пропорциональны коэффициенту пропускания ультрафиолетовых лучей. Для воды из подземного источника он составляет 0,95–0,80, для воды из реки – 0,85–0,70, а для сточной воды – 0,40–0,60.

Следует обратить особое внимание, что многие производители УФ-оборудования указывают дозу облучения, рассчитанную для коэффициента пропускания 0,9–0,96, что соответствует воде с высокой прозрачностью, и в реальных условиях такие установки могут проводить недостаточно эффективную обработку воды.

Конечно, УФ-обработке можно подвергать и воду, имеющую значительные примеси, но в этом случае необходимо учитывать, что часть энергии будет утеряна. Помимо прозрачности воды, на эффективность облучения оказывают влияние конструкция и расположение кварцевых кожухов УФ-ламп: наличие турбулентности потока позволяет продлить время воздействия на воду.

В проточной камере возможно и возникновение застойных зон.

Форма потока зависит от количества ламп, их размещения, диаметра и расположения патрубков, а также собственно формы и размеров камеры облучателя. Электрическая часть УФ-обеззараживателя включает пускорегулирующий аппарат, обеспечивающий зажигание лампы, пульт управления и датчик контроля ультрафиолетового излучения, который откалиброван на максимум излучения, соответствующий длине волны с 253,7 нм.

Преимущество УФ-обеззараживания перед химическими методами заключается в том, что оно не оказывает влияния ни на вкус, ни на запах воды. Другие достоинства – высокая скорость обработки и ее безопасность.

Основной недостаток применения УФ-излучений для обработки воды состоит в отсутствии пролонгируемого эффекта – обработанная вода может вновь быть подвергнута заражению.

Срок службы лампы (TUV компании Philips) –10–14 тыс. ч работы.

Встроенный турбулизатор обеспечивает равномерное облучение обрабатываемой жидкости.

В УФ-установках канадской компании R-CAN (торговая марка Sterilight) используются лампы марки, которые обеспечивают дозу облучения 16, 30, 40 мДж/см 2 (производительность предлагаемых установок – от 0,24 до 13,6 м 3 /ч; зависит от интенсивности облучения). Некоторые модели этой фирмы дополнительно укомплектованы УФ-датчиком с выносным контроллером.

Среди других зарубежных производителей популярных моделей УФ-установок следует упомянуть продукцию фирм Pentair Water, Италия (производительность – от 0,3 до 2,7 м 3 /ч, доза – 30 мДж/см 2 , используются лампы Philips); Wedeco, Германия (0,55–3000 м 3 /ч, 40 мДж/см 2 , Philips), Aqua Pro, Тайвань (0,25–16,0 м 3 /ч, доза – 30 мДж/см 2 ).

УФ-обеззараживатели выпускает и ряд отечественных предприятий. Так, московская компания «Национальные водные ресурсы» изготавливает установки для обеззараживания воды серии «Блеск» (0,3–50 м 3 /ч, 2,2–182 Вт, Philips).

Модели этой серии, имеющие в маркировке индекс «Е», снабжены специальным блоком включения, обеспечивающим более продолжительный срок службы ламп, а также экономию электроэнергии.

Лампами TUV оснащаются и установки серии БАКТ (0,3–5,0 м3/ч, 2,1–15 Вт, Philips) производства компании «Энергосистемавтоматика» (Москва). Дополнительно в это оборудование вмонтирован датчик контроля интенсивности ультрафиолетового потока излучения DUV-24 немецкого производства.

Уже упомянутое в этой статье НПО «ЛИТ» серийно выпускает свыше 30 модификаций установок серии УДВ (0,5–500 м 3 /ч; 16 мДж/см 2 ), используя в них лампы собственного производства марки ДБ. Эта же продукция применяется и в системах водоподготовки фирм «Центр водных технологий» и «Экодар» (Москва).

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
НПО «ЛИТ» экспортирует УФ-обеззараживатели и на европейский рынок – под торговой маркой Philit. Ассортимент компании включает выпускаемые по индивидуальным заказам установки обеззараживания воды производительностью до 50 тыс.

м 3 /ч.

Специалистами НПО «ЭНТ» (Санкт-Петербург) и входящим в его состав РНЦ «Прикладная химия» создана серия установок УОВ, предназначенных для обработки питьевой воды, воды технологического назначения, плавательных бассейнов (0,3–500 м 3 /ч; 16 мДж/см 2 ; Philips). Они могут применяться в составе стационарных и мобильных установок.

Еще одна санкт-петербургская компания – «ЭГА-XXI Век» – также предлагает установки серии УОВ (на сайте фирмы отмечено, что они выпускаются совместно с ведущими предприятиями Северной столицы): для УФ-обработки питьевой воды (0,3–1000 м 3 /ч; 16 мДж/см 2 ), сточных вод (0,5–3000 м 3 /ч; 30 мДж/см 2 ) и глубокого обеззараживания воды на предприятиях пищевой промышленности (1–30 м 3 /ч; 45 мДж/см 2 ).

ЗАО «Сварог» (Москва) производит установки серии «Лазурь-М» для систем хозяйственно-питьевого, оборотного водоснабжения, обеззараживания сточных вод и воды плавательных бассейнов (0,5–50 м 3 /ч; 40 мДж/см 2 ; тип лампы – ДБ).

Международная компания «Гидротехинжиниринг» (HT engineering) выпускает, используя лампы фирм Philips и Hanovia, УФ-обеззараживатели серий UVD производительностью от 0,78 до 400 м 3 /ч (торговая марка – Hydro Tech UF). Они обеспечивают дозу облучения 32, 40 и 60 мДж/см 2 .

Еще один производитель–ООО «Лаборатория прикладной экологии» («ЛАПЭК») из подмосковного Сергиева Посада. Оно выпускает УФ-обеззараживатели для питьевой воды (0,5–100 м 3 /ч; 16 мДж/см 2 ; UV-technik) и сточных вод (1,0–100 м 3 /ч, 30 мДж/см 2 , UV-technik) ОВОД.

ООО «Озония» (Нижний Новгород), российское дочернее предприятие международной группы компаний Ozonia, предлагает УФ-обеззараживатели серии SMP (25–1000 м 3 /ч; 30, 40 мДж/см 2 ; используются лампы категории Smartdrive производства Ozonia Triogen, Великобритания).

ЗАО «Роса-Центр» (Екатеринбург) выпускает установки «Роса-УФ» (0,5–10 м 3 /ч; 24, 30 мДж/см 2 ).

Из продукции стран СНГ можно упомянуть серию установок «Водограй», изготавливаемую ООО «Харьковская электротехническая компания» (Украина) для обеззараживания питьевой, оборотной воды, очищенных сточных вод (1–3000 м 3 /ч; 16 мДж/см 2 , Philips).

Условия применения метода

Обеззараживание УФ-излучением рекомендуется применять для обработки воды, соответствующей требованиям:

мутность – не более 2 мг/л (прозрачность по
шрифту ? 30 градусов);
цветность – не более 20 градусов платино-кобальтовой шкалы;

Для оперативного санитарного и технологического контроля эффективности и надежности обеззараживания воды ультрафиолетом, как и при хлорировании и озонировании, применяется определение бактерий кишечной палочки (БГКП). Их использование для контроля качества воды, обработанной ультрафиолетом, основывается на том, что основной вид этой группы бактерий Е-коли обладает одним из самых больших коэффициентов сопротивляемости к этому типу воздействия в общем ряду интеробактерий, в том числе и патогенных.

Опыт применения ультрафиолета показывает: если в установке доза облучения обеспечивается не ниже определенного значения, то гарантируется устойчивый эффект обеззараживания. В мировой практике требования к минимальной дозе облучения варьируются в пределах от 16 до 40 мДж/см 2 . Минимальная доза, соответствующая российским нормативам, – 16 мДж/см 2.

Положительные и отрицательные качества метода

наименее «искусственный» – ультрафиолетовые лучи;
универсальность и эффективность поражения различных микроорганизмов – УФ-лучи уничтожают не только вегетативные, но и спорообразующие бактерии, которые при хлорировании обычными нормативными дозами хлора сохраняют жизнеспособность;
физико-химический состав обрабатываемой воды сохраняется;
отсутствие ограничения по верхнему пределу дозы;
не требуется организовывать специальную систему безопасности, как при хлорировании и озонировании;
отсутствуют вторичные продукты;
не нужно создавать реагентное хозяйство;
оборудование работает без специального обслуживающего персонала;
в соотношении «качество обеззараживания цена» метод лучше других.

падение эффективности при обработке плохо очищенной воды (мутная, цветная вода плохо
«просвечивается»);
периодическая отмывка ламп от налетов осадков, требующаяся при обработке мутной и жесткой воды;
отсутствует «последействие», то есть возможность вторичного (после обработки излучением) заражения воды.

2 Какие применяются технологии обеззараживания?

Как вы знаете, ультрафиолетовый свет распространяет специальная лампа, которая выдает излучение в диапазоне от 100 до 400 Нм (это интервал, который находится между диапазоном, видимым человеческому глазу, и рентгеновским излучением).

Ученые, которые в своё время изучали УФ-излучение, выяснили, что лучи, длина волны которых составляет от 200 до 295 Нм, при прямом воздействии имеют свойство уничтожать патогенные микроорганизмы.

Этот диапазон был назван бактерицидным, и на сегодняшний день УФ-лампа с длинной волны 245-Нм (самая высокая эффективность бактерицидного воздействия) широко применяется как в медицине, так и в сфере стерилизации всевозможных веществ, в том числе и воды.

Уничтожение бактерий объясняется тем, что у микроорганизмов, которые попадают под ультрафиолетовые фильтры, в молекулах РНК и ДНК происходят фотохимические реакции, которые изменяют их структуру, также наблюдается нарушение целостности мембран и стенок клетки, что и приводит к их гибели.

Эффективность любой установки для УФ дезинфекции питьевой, либо сточных вод, измеряется в том, какую интенсивность излучения она может обеспечить.

Чем выше эта интенсивность (мВтсм), тем меньше времени необходимо для обеззараживания условно взятого количества жидкости, и тем большую дозу облучения (мДжсм?) получают микроорганизмы. Установлено, что для уничтожение большинства патогенных бактерий достаточно дозы излучения в 15 мДжсм?.

В целом, для того чтобы точно определить, какая лампа вам необходимы для обеззараживающей установки, нужно выполнить расчет коэффициента пропускания воды (это требуется по той причине, что УФ излучение может поглощаться механическими загрязнениями и растворимыми в жидкости веществами).

Чем меньше коэффициент, тем более сильные фильтры нужны (переусердствовать тут не получится, так как верхняя доза облучения при УФ обеззараживании не ограничивается).

Установка для обеззараживания ультрафиолетом, вблизи.

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Если коэффициент меньше допустимой нормы, то есть вода сильно загрязненная (часто наблюдается при обработке сточных вод) то необходима её дополнительная механическая очистка перед облучением.

Ультрафиолетовая очистка воды, в сравнении с другими технологиями дезинфекции, обладает следующими преимуществами:

Высочайшая эффективность работы, так как обработку ультрафиолетовым излучением не переживают 99% известных вирусов, бактерий, спор и других микроорганизмов.

Эта система водоподготовки гарантирует уничтожение в питьевой воде возбудителей таких опасных болезней как холера, тиф, полиомиелит, дизентерия.

Если сравнивать эффективность воздействия ультрафиолетовой установки и обеззараживания посредством широко распространенного метода хлорирования, то хлорирование полностью проигрывает излучению по всем параметрам, особенно в вопросе уничтожения вирусов.

Экологичность и безопасность для организма человека. Такие фильтры не изменяют химическую структуру воды и не добавляют в неё никаких токсичных соединений, что часто встречается при использовании химических дезинфицирующих реагентов.

Невозможность передозировки или вредного воздействия на организм. Если вы превысите допустимую норму дезинфицирующего вещества при хлорировании, или любом другом реагентном способе обеззараживания, то такая вода станет непригодной для дальнейшего использования.

В случае обработки ультрафиолетовым излучением какая-либо передозировка невозможна, что существенно упрощает контроль за процессом.

Принцип работы ультрафиолетовой очистительной установки.

Минимальные затраты времени на работу. Для полного обеззараживания сточных вод в проточном режиме требуется от 5 до 10 секунд, для питьевой воды и того меньше. Это исключает необходимость создания дополнительных рабочих емкостей для накопления воды, что снижает итоговые финансовые затраты;

Высокая надежность аппаратуры и всего оборудования. Современные обеззараживающие установки обладают высоким ресурсом работы, так, сама ультрафиолетовая лампа может эксплуатироваться без замены на протяжении 9000 часов (около 1 года).

Минимальные сопутствующие расходы, так как основную часть расходов на обеззараживание воды излучением, составляет первоначальная стоимость оборудования, после того как ультрафиолетовая установка приобретена никаких существенных расходов не предвидится.

Затраты на электроэнергию намного меньше как в сравнении с затратами на хлорку и дехлораторы, при хлорировании, так и в сравнении с оплатой электроэнергии для устройств озонирования (ультрафиолетовая лампа экономнее в среднем в 3-5 раз).

Компактность, мобильность и функциональность необходимого оборудования. Ультрафиолетовые фильтры имеют минимальные размеры, при этом их установка не требует практически никаких монтажных работ.

Не лишен данный метод и недостатков, что несколько ограничивает его универсальность, в прочем, можно говорить о том, что в сравнении с преимуществами минусы ультрафиолетового обеззараживания не столь значительны:

Необходимость предварительной механической очистки;
Возможность повторного заражения воды.

Возможность повторного заражения объясняется тем, что ультрафиолетовое излучение не оказывает никакого последействия на воду, что приводит к возможности её вторичного загрязнения вирусами,

А вот предварительная механическая очистка совершенно необходима, в случае обработки сильно загрязненной воды. Это влечет за собой надобность устанавливать дополнительные фильтры, которые будут удалять крупные механические частицы.

Промышленные установки для обеззараживания.

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Для питьевой воды этот минус не особо актуален, а вот для дезинфекции излучением сточных вод установка фильтра необходима, так как крупно дисперсные вещества могут играть роль своеобразного «щита».

Он же в свою очередь будет ограничивать попадание излучения внутрь потока, вследствие чего вирусы не будут получать необходимую дозу УФ лучей;
к меню

В чем особенности УФ-обеззараживания?

Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей особо явно проявляются при конкретной длине волны нанометров. В существующих установках такое значение достигается с помощью ртутных ламп. Также важно отметить, что длина волны около 260 нанометров способствует удалению из воды солей жесткости.

Суть действия метода заключается в том, что УФ-лучи проникают сквозь плазматическую мембрану бактерии и добираются до ее нуклеоида – информационного центра, где содержатся ДНК и РНК клетки. Нормальная ДНК и РНК генетически детерминирует рост, развитие и размножение микроорганизма, но при поглощении ультрафиолетовых лучей изменяют свою структуру и перестают выполнять основные функции.

В итоге бактерии перестают размножаться и вовсе погибают.

Даже если клетка перестает размножаться и не погибает, она может попасть в организм человека с питьевой водой. Но в этой ситуации не стоит волноваться, ведь бактерия, лишенная возможности делиться, не сможет нанести нам вреда.

Установки для УФ-обработки воды

Оборудование для устранения вредных бактерий из воды УФ-способом имеет достаточно простую конструкцию. В специальных трубках из металла располагают УФ-лампы, расположенные в прочных и надежных кварцевых чехлах. Они необходимы для того, чтобы защитить осветительные элементы от попадания воды и короткого замыкания.

Очищаемая вода протекает через ультрафиолетовый фильтр и соприкасается с чехлом из кварца. Ультрафиолетовые лучи пронизывают воду и уничтожают патогенные бактерии.

Наиболее важная часть установки УФ-обработки воды – это непосредственно лампа. Внутри нее происходит испарение металла, в результате чего образуются ультрафиолетовые лучи.

В большинстве случаев в качестве такого металла задействуют ртуть. Мы уже знает, что длина УФ-волны должна быть строго определенной, поэтому она контролируется давлением ртутных паров в лампе.

В соответствии с высотой давления выделяют три вида обеззараживающих ламп:

Для эффективной ликвидации бактерий из воды задействуют только лампы со средним и низким давлением. Более всего популярны лампы низкого давления – именно они дают лучи с длиной волны 260 нанометров, а также менее энергозатратные и очень долговечные.

В чем плюсы УФ-обработки очищаемой воды?

Ультрафиолет – это естественное излучение, которое попадает к нам с солнечным светом. Оно не имеет негативного влияния на используемую нами воду, поэтому данный метод считается самым востребованным сегодня. УФ-лучи могут навредить только в том случае, если в течение долгого времени воздействуют на тело человека.

К прочим достоинствам ультрафиолетового обеззараживания воды можно отнести:

Многофункциональность. Данный тип излучения влияет на большинство болезнетворных бактерий. Если в жидкости нет резистентных к УФ микробов, метод можно считать эффективным и оптимальным по соотношению цена/качество. В противном случае придется прибегнуть к более дорогому и сложному озонированию.
Большая скорость реакции. Жидкость считается обеззараженной уже через несколько секунд обработки ультрафиолетом, даже ели доза облучения была максимальная.
Дозы ультрафиолета могут быть как высокими, так и более низкими, ведь метод не подразумевает применения химикатов. Что касается реагентных методик, повышение дозировки чревато попаданием токсичных веществ в воду.
Ультрафиолетовое облучение может выступать в качестве подготовительного обеззараживания перед реагентной обработкой. В таком случае дозы химических веществ будут куда ниже.

Обеззараживание воды ультрафиолетом в частном доме

Ультрафиолет – это особый тип излучения с длиной волны от 10 до 400 нанометров. Если следовать физическим закона, то по спектру УФ лучи находятся где-то между видимым светом и рентгеновским излучением.

Ультрафиолетовые лучи способны проникать сквозь плазматическую мембрану бактерии. Там они уничтожают нуклеотид – своего рода информационный центр, где содержатся клетки ДНК и РНК.
Нормальные ДНК и РНК отвечают за нормальное развитие и размножение микроорганизмов. Под действием ультрафиолета эти процессы нарушаются, бактерии прекращают размножаться и постепенно погибают.

УФ установка поможет улучшить качество питьевой воды в частном доме

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Для такого воздействия требуется некоторое время, но, даже если клетка не погибнет и попадет в организм, она не причинит человеку вреда. Дело в том, что под действием УФ лучей микроорганизмы не могут размножаться, а значит – не вызовут никаких патологий.

В бассейне

Обеззараживание питьевой воды и воды в бассейне с помощью ультрафиолета имеет схожую схему. Однако для повышения качества дезинфекции в воду бассейнов часто добавляют хлор.

Для очистки бассейнов используют большие установки со сложной конструкцией

Это вещество при попадании в организм способно вызвать отравление, а попадая на кожу, может спровоцировать шелушение и раздражение кожи. Именно поэтому после обеззараживания воды в бассейне ультрафиолетом и хлором не рекомендуется в ней купаться в течение 4-6 часов.

Плюсы и минусы

Определяясь, стоит ли устанавливать прибор для очистки воды ультрафиолетом дома, стоит рассмотреть плюсы и минусы подобных конструкций.

Универсальность: ультрафиолетовое излучение уничтожает большинство патогенных микроорганизмов, живущих в воде.
Скорость: под действием ультрафиолетового излучения микробы погибают уже через несколько секунд воздействия, но этот показатель напрямую зависит от мощности установки.
Экологичность: очистка воды УФ излучением не предполагает использование химикатов, поэтому жидкость становится полностью пригодной для использования человеком и не нуждается в дополнительной фильтрации.

Но у данного метода есть и недостатки. Во-первых, в воде могут находиться микроорганизмы, устойчивые к такому излучению. Они встречаются редко, но, если были обнаружены в воде, очистку ультрафиолетом придется дополнить другими средствами.

Во-вторых, сильно загрязненную воду необходимо предварительно очистить от крупных частиц мусора и других примесей, так как УФ лучи их не ликвидируют.

Рисунок 3. Чертежи и схема работы классической установки

Кроме того, не стоит забывать о том, что вода становится чистой только в момент контакта с установкой и микробы могут появиться в ней повторно. Но это проблема несущественна, если вы уверены в качестве и герметичности системы очистки.

Как сделать обеззараживающую установку своими руками

Теоретически, установку для обеззараживания воды ультрафиолетом можно собрать самостоятельно из кварцевой лампы. Но, если сборка конструкции завершится успешно, придется решать много сопутствующих проблем.

Самодельные установки не всегда обладают достаточной мощностью для качественного обеззараживания

Например, необходимо предусмотреть защиту, что лучи не выходили наружу, а внутри конструкции была максимальная доза излучения. Кроме того, придется предусмотреть отвод образующегося озона. Самостоятельно справиться с этими трудностями сложно, поэтому лучше сразу купить готовую установку для обеззараживания.

Подобные устройства лучше покупать в специализированных магазинах по очистке воды. В них продаются модели различной мощности: для бассейнов, водопроводов и даже компактные погружные устройства для быстрого обеззараживания воды из колодца.

Если вы все же решили изготовить УФ установку для обеззараживания своими руками, рекомендуем ознакомиться с видео.

Обеззараживание ультрафиолетом – это один из необходимых этапов при подготовке качественной питьевой воды. Как правило, и в поверхностных, и в большинстве подземных вод живут вредные для человека бактерии, которые не всегда в полном объеме могут быть устранены обычными способами фильтрации.

Существует несколько способов обеззараживания воды:

– химическое обеззараживание, осуществляемое с использованием реагентов (хлор, йод, озон и т.п.),

– физические методы (кипячение, обеззараживание ультразвуком и ультрафиолетом).

Обеззараживание воды ультрафиолетом получило широкое применение, благодаря отсутствию необходимости использовать дополнительные вещества. Данное обстоятельство позволяет производить очистку воды, не вводя в ее состав вспомогательных химических элементов, сохраняя ее полезные свойства.

Установка ультрафиолетовый обеззараживатель воды

Ультрафиолетовое обеззараживание распространенная на сегодняшний день методика и ее успешно реализуют во многих отраслях человеческой деятельности:

– детские сады, школы, здравоохранительные учреждения,

С целью обеззараживания устанавливают фильтры с ультрафиолетовыми волнами среднего диапазона. Причем наибольший бактерицидный эффект можно достичь при генерации волны длиной от 250 до 270 нм.

Ультрафиолетовые лучи способны проникать в клеточную структуру бактерий и нейтрализовать излучение нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), функциями которых является контроль бесперебойной работоспособности клетки. В результате поглощения лучами ультрафиолета излучения ДНК и РНК клетка лишается способности к репродукции.

Таким образом, пресекается процесс размножения вредных микроорганизмов.

2.1 Устройство и принцип действия ультрафиолетовых обеззараживателей воды

Обеззараживающие приборы, работающие на ультрафиолетовом излучении, обычно имеют следующую конструкцию:

– ультрафиолетовые лампы, расположенные в кварцевые чехлы,

Схема работы фильтрующей установки: протекая в полости корпуса фильтра, вода обтекает кварцевый чехол, в результате облучаясь ультрафиолетом. Кварцевые чехлы защищают лампу от контактирования с водой.

Ультрафиолетовая лампа – самый важный элемент описываемого прибора, так как является источником бактерицидного излучения. Корпус лампы наполнен металлом (обычно, ртуть), который при нагревании начинает испаряться. За счет процесса испарения возникают ультрафиолетовые волны, обеззараживающие воду.

Длина волны, обеспечивающая уничтожение бактерий, определяется давлением в корпусе лампы, которое воздействует на ртутные пары.

Мнение эксперта
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет
Ультрафиолетовые лампы различают нескольких видов: низкого, среднего и высокого давления. Для обеззараживания нужны лампы низкого давления, поскольку именно оно создает волны длиной около 260 нм – как раз необходимой для максимального бактерицидного эффекта.

Лампы низкого давления экономны в потреблении электроэнергии и характеризуются длительным сроком эксплуатации.

Установка ультрафиолетового обеззараживателя воды

Плюсы и минусы УФ фильтра: как он очищает воду

Бактерицидная обработка воды УФ лампами является наиболее эффективным и безопасным способом для человека, в отличие от хлорирования или озонирования. УФ излучение не воздействует непосредственно на человека. При облучении в жидкость не попадают посторонние реагенты и не создают в результате опасных примесей или опасного окислителя в виде озона.

Ультрафиолетовые лампы имеют широкий диапазон действия и убивают большинство известных патогенных микробов. И если не обнаружено бактерий, устойчивых к ультрафиолетовому излучению, то применение УФ лампы для обеззараживания воды считается универсальным методом очистки.

Еще один плюс – быстрота обработки. Для дезинфекции достаточно 2–3 секунд работы УФ лампы, чтобы получить чистую жидкость. Допускается максимальная интенсивность излучения, поскольку ультрафиолетовые волны не меняют структуру воды.

Однако применение УФ ламп для обеззараживания от бактерий с особой устойчивостью к облучению ультрафиолетом не эффективно. Дополнительно применяется озонирование. Такие бактерии распространены редко. Но, чтобы исключить их попадание в воду, нужно провести лабораторное исследование.

Бактерицидные аппараты не очищают от вредных примесей, железа, цинка и взвешенных частиц. Кроме того, если есть значительная концентрация крупнодисперсных взвесей, резко снижается эффективность ультрафиолетовой обработки.

Стерилизаторы могут применяться для индивидуального (бытового объема), но не справляются с дезинфекцией для промышленного потребления. После стерилизации УФ лампой вода может повторно загрязняться, поскольку прекращается облучение.

Как выбрать

Первый этап, на основе которого производится выбор ультрафиолетовой лампы для воды – это лабораторное исследование.

На основании экспертного заключения можно сделать выбор по следующим параметрам:

Бактериологический состав воды. Разные виды микроорганизмов по разному устойчивы к УФ излучению. Мощность лампы будет зависеть от вида и количества бактерий.
Температура жидкости.
Уровень очистки. Питьевая вода должна максимально обеззараживаться. Для технической такого жесткого требования нет.
Мощность напора. Определяется максимальное и минимальное значение скорости потока.
Прозрачность. Замутненная жидкость меньше пропускает УФ излучение и требуется большая интенсивность облучения.

ТОП-производителей

AquaPro UV-S1 (с датчиком потока воды) . Система предназначена для обеззараживания питьевой воды непосредственно перед краном, после первичного фильтра. Устройство имеет держатели для горизонтального и вертикального крепления. Производительность уф очистителя до 250 л/час. Заявленный срок службы не менее 12 мес. Имеет звуковой и световой датчик оповещения, если аппарат отключен. Корпус выполнен из нержавеющей стали и имеет размеры: 24х8х8 см. Удобен для домашнего применения семьей до 5 чел. Стоит УФ устройство от 4800 руб.

УФ обеззараживатель

Очистка воды ультрафиолетом позволяет обработать воду лучше, чем хлор. Но физический фильтр стоит дороже химии. Лучи ультрафиолета будут эффективны только после предварительной фильтрации воды от грязи, примесей, яиц гельминтов, микроорганизмов.

Жидкость, которую планируется пропускать через подобный метод очистки, должна иметь до 50 полиморфных бактерий на 0,1 литр жидкости. В противном случае потребуются дополнительные фильтры.

Результат сохраняется недолго после обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением. Перед ее употреблением или использованием в других целях процедуру очистки нужно повторять.

Ультрафиолетовая стерилизация требует предварительных расчетов как и прочие методы. Необходимо знать объем жидкости, который будет пропущен через аппарат, время работы лампы, количество микробов на 1 мл. Результатом расчетов станет количество электроэнергии требуемое для процедуры.

Автор статьи
Смирнов Александр Станиславович
Инструктор по выживанию в дикой природе. Опыт преподавания более 15 лет