27.Методы обеззараживания воды. Классификация. Сфера применения. Методы обеззараживания воды

Обеззараживанием (или дезинфекцией) называется процесс устранения из воды болезнетворных и других микроорганизмов и вирусов.

Контроль процесса обеззараживания воды осуществляется путем определения общего числа бактерий (микробное число) и количества бактерий кишечной палочки (БГКП). По ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» в питьевой воде должно быть не более 100 бактерий на 1 мл воды и не более 3 бактерий группы кишечной палочки в литре (коли-индекс).

Кишечная палочка сама по себе безвредна, но она является надежным индикатором бактериальной загрязненности воды, так как кишечная палочка труднее других микроорганизмов поддается воздействию обеззараживающих реагентов.

В новом СанПиН число микробиологических показателей расширено. Добавились фекальные колиформы, патогенные микроорганизмы и коли-фаги. Кроме того, введены патологические показатели (клетки, цисты лямблий, кристоспоридий и т.п.). Здесь два показателя, но определение очень трудоемкое – нужно исследовать 25 л воды.

Методы обеззараживания воды делят на две группы:

а) безреагентные ,

б) реагентные.

К безреагентным методам относят:

1. Тепловой способ. Кипячение воды в течение 12-20 мин убивает все неспорообразующие микроорганизмы. Для уничтожения спор воды необходимо нагреть до 120 ⁰С под давлением, либо применяют дробную стерилизацию воды – ее кипятят 15 мин, охлаждают до 35 ⁰С, выдерживают 2 ч до прорастания спор, а затем снова кипятят.

Тепловая обработка не может применяться для хозпитьевого водоснабжения из-за больших количеств воды и огромных затрат электроэнергии.

2. Ультрафиолетовое облучение. При облучении воды свободной от взвеси и коллоидов ультрафиолетовыми лучами с длиной волн от 2200 до 2800 ангстрем происходит обеззараживание воды. Этот диапазон спектра называется бактерицидным, поэтому иногда такой метод называют обеззараживанием бактерицидными лучами. Наилучший эффект достигается при длине волны 254 нанометра.

Этот метод широко применяется при обеззараживании подземных вод, когда не нужны другие методы очистки воды. В этом случае не нужны очистные сооружения, площадка, обслуживающий персонал.

3. Ионизирующее излучение. По литературным данным облучение  и - лучами обеззараживает воду. Этот метод пока не нашел практического применения на станциях очистки воды.

4. Ультразвуковые колебания при интенсивности порядка 2 вт/см² при продолжительности озвучивания 5 мин дают обеззараживающий эффект.

5. Фильтрование. Большинство патогенных микроорганизмов имеют размер более 1-2 мкм, поэтому фильтрованием воды через фильтры с размером пор менее 1 мкм может быть обеспечено обеззараживание воды (однако вирусы при этом не удаляются). Для обеззараживания используют ультрафильтры из пористой керамики, фарфора, асбестоцементные мембраны и т.п.

6. Исследованиями последних лет установлено, что дезинфекция воды может быть достигнута воздействием электрических полей. В частности, некоторый бактерицидный эффект достигается при электрокоагуляции воды.

Из перечисленных безреагентных методов наибольшее распространение пока имеет обеззараживание бактерицидными лучами.

При реагентном обеззараживании в воду вводят окислители или соли тяжелых металлов. В качестве окислителей применяют хлор, бром, йод, двуокись хлора, соли хлорноватой и хлорноватистой кислот, озон, перманганат калия, перекись водорода и т.п.

Небольшие концентрации солей тяжелых металлов (серебро, медь, кадмий, четырехвалентный хром, цинк) вызывают гибель находящихся в воде микроорганизмов. Применение этих реагентов для обеззараживания требует особой осторожности при дозировании, так как летальные дозы для бактерий близки к предельно-допустимым концентрациям для человека.

Реагенты – соли тяжелых металлов (главным образом, серебра) находят применение для обеззараживания и консервации питьевой воды на водном транспорте, в коммунальном водоснабжении этот метод не применяется из-за дороговизны реагентов.

Выбор метода обеззараживания производится с учетом качества воды, эффективности ее очистки, надежности обеззараживания, состояния водопроводных сетей, технико-экономических соображений, возможности получения того или иного реагента, его стоимости с учетом доставки, возможности автоматизации и механизации работ, условий хранения реагентов и т.п.

Дополнительная информация об обеззараживании воды приведена в курсе «Интенсификация сооружений водопроводно-канализационного хозяйства».

Наиболее широко применяется в коммунальном водоснабжении для обеззараживания хлор.