12.7. Ультрафиолетовое облучение воды

УФ-облучение воды может обеспечиваться:

– расположением устройств на водозаборном кране;

– раположением ламп над потоком воды;

– то же внутри потока воды;

– использованием монохроматических ламп низкого давления (длина волны 253,7 нм);

– то же полихроматических ламп среднего давления (от 200 до 800 нм);

– использованием импульсных ксеноновых ламп.

УФ-облучение воздействует на структуру ДНК органических клеток, делая их неспособными к репродукции.

Использование УФ-облучения в комбинации с сенсибилизаторами (УФ + Н₂О₂; УФ + Н₂О₂ + О₃) позволяет получить ультрачистую воду при полной минерализации всех примесей под воздействием свободных радикалов (примеси для этого необходимо еще удалить из воды).

УФ-метод более эффективен для коротких, промытых и санированных сетей, например, для баз отдыха, поселков, котеджного строительства. УФ-метод не имеет пролонгированного действия, поэтому если в сеть не подавать остаточный свободный хлор менее (0,3…0,5 мг/л), то возможно вторичное микробиологическое загрязнение воды.

При небольших объемных расходах воды эффективно расположение бактерицидных ламп над потоком воды при оптимальных расстояниях между лампами и до дна лотка и оптимальном времени экспозиции. Необходимый уровень УФ дозы – 145 МДж/cм² (13000 Мвт/сек/см²). Обычно применяется минимальный уровень 40 МДж/см² или последовательно этот уровень дважды, но и тогда фиксируется проскок по колифагам. Лампы низкого давления с длиной волны 253,7 нм, (до 260 нм). Чтобы этот способ эффективно работал, необходимо иметь:

• электрический ток в соответствии с требованиями ГОСТа (т. е. желательна отдельная подстанция);

• установку ультрафиолетовых датчиков, определяющих уровень УФ дозы;

• счетчик времени наработки ламп;

• сигнализацию об аварийных ситуациях;

• защиту ламп (при установке их внутри потока) прочным кварцевым стеклом и блоком промывки щавелевой кислотой. Время промывки – до 5 часов (2…5 ч) через каждые примерно 2000 ч эксплуатации при условии, что в воде взвешенных веществ менее 1,5 мг/л, содержания железа менее 0,3 мг/л.

Кроме этого, необходимы предварительные испытания с анализом исходной воды (по взвешенным веществам, содержанию железа) и подбором оптимальной модификации установок.

Далее следует проектирование узла обеззараживания, автоматизации процесса. При эксплуатации необходимо обеспечить обучение персонала, постоянный и непрерывный контроль за дозой облучения с использованием селективного УФ-датчика и токовых контроллеров.

Также следует иметь в виду, что гарантированное время работы ламп от 8000 до 12000 ч, после использования 60% этого времени возможно снижение интенсивности излучения до 85%.

Расчет дозы облучения выполняется ежедневно. Существенное влияние на этот расчет имеет равномерность потоков в камере, т. е. коэффициент сопротивления (ζ) должен быть одинаков в батарейных соединениях ламп.

Преимущества этого способа – отсутствие генотоксичности, мутагенности и образования вредных веществ для ламп низкого давления и эффективное обеззараживание воды.

Недостатки:

– относительная дороговизна способа. По данным НПО "ЛИТ", его стоимость составляет от 5 до 10% от стоимости капитальных затрат на строительство водоочистной станции;

– отсутствие пролонгированной антибактериальной устойчивости воды;

– при недостаточном уровне УФ-дозы возможно возникновение вторичного микробиологического загрязнения воды;

– при длине волны ниже 240 нм и чем выше доза, тем выше концентрация побочных продуктов, например, нитратов, более высокая канцерогенность.

Итак, УФ-излучение должно быть дополнено сорбцией и окислителем при подаче питьевой воды в сеть.