Стерилизация воды

Санитарная безвредность воды обеспечивается стерилизацией. Технически подходящий метод стерилизации воды должен обеспечивать лучшие результаты стерилизации, должен быть надежным и экономичным в части первоначальных и эксплуатационных расходов. Вода, которая выходит из стерилизатора, должна как можно дольше сохранять бактерицидные свойства.

Лучше всего всем этим требованиям отвечает хлорирование воды, которое в настоящее время в ЧССР является основным методом стерилизации воды для пивоваренных целей. Стерилизованная вода должна дехлорироваться, так как остаточный хлор придает пиву типичный привкус и кроме того его бактерицидное действие препятствует использованию воды при промывке ею технических культур пивоваренных дрожжей водой, а также хранению их под водой.

Кроме очень неприятного вкусового влияния хлора недостатком является также его ограниченное по времени действие, которое еще больше сокращается в результате дехлорирования. В то же время преимущество его в том, что хлор действует быстро, оборудование хлорирующего устройства простое, и первоначальные и эксплуатационные расходы довольно низкие.

Бактерицидное действие хлора преимущественно косвенное, хлор образует с водой сначала хлорную кислоту, диссоциированную в незначительной степени, которая легко отщепляет высокоактивный кислород, бактерицидно эффективный:

С1₂ + 2Н₂О = 2НСlO + О₂

2НСlO = 2НСl + О₂.

Одновременно образующаяся соляная кислота (НСl) нейтрализует компоненты временной жесткости воды, тем самым возрастает постоянная жесткость.

В качестве сильного окислителя хлор также окисляет органические вещества до воды и углекислого газа. Тем самым несколько улучшается вкус и запах воды. Поэтому в практике следует добавлять столько хлора, чтобы его концентрации хватило для надежной стерилизации воды с учетом потребности на окисление органических веществ. Это особенно важно в тех случаях, когда хлор дозируют прямо в поступающую воду, как это имеет место на водоочистных станциях при обработке поверхностных вод.

Если вода не содержит большого количества органических или других веществ, способных к окислению, то добавляют обычно от 0,2 до 0,3 г Сl/м³. Если результат стерилизации надежный, то предпочитают главным образом при неустойчивом загрязнении воды слабое перехлорирование. При избытке хлора от 0,5 до 0,7 мг/л вода приобретает неприятный запах хлора. Если в сырой воде присутствуют следы фенолов, то при хлорировании возникает неприятный хлорфенольный запах.

Для хлорирования воды в ЧССР используют исключительно газообразный хлор, который дозируется автоматическим прибором (хлоратором). Если расход хлора не превышает 1 кг за 24 ч, то для водоочистной станции пивоваренного завода достаточно двух приборов обычного типа, из них один резервный.

Для дехлорирования стерилизованной воды на пивоваренных заводах используются дехлорирующие скоростные фильтры с активированным углем различной зернистости. Собственно дехлорирование - это химический процесс, который выражается уравнением

С + 2С1₂ + 2Н₂О = СО₂ + 4НСl.

Углерод окисляется хлором в углекислый газ (агрессивный) при одновременном образовании соляной кислоты.

Одновременно с дехлорированием проявляются также адсорбционные свойства активированного угля, выражающиеся в устранении запаха (дезодорация) и улучшение цвета и вкуса воды.

Из специальных видов активированных углей для дехлорирования в ЧССР используется Norit R II голландского производства и Hydraffin германского производства. Современный чехословацкий активированный уголь - это Desorex SH2.

Содержание остаточного хлора в дехлорированной воде колеблется от 0,02 до 0,05 мг/л. Однако, если вода содержит следы фенолов или их производных, то остаточный хлор должен устраняться полностью, иначе вода приобретает хлорфенольный запах.

В ЧССР кроме газообразного хлора другие химические средства или физические методы (УФ-излучение, ультразвук), а также контактная катадинация и электрокатадинация не применяются. Только в исключительных случаях (например, после стихийных бедствий) непродолжительное время применяются олигодинамические препараты.

Известный за рубежом способ стерилизации воды озонированием из-за высоких первоначальных расходов рентабелен только для крупных предприятий. В то же время эксплуатационные расходы при этом способе очень низки, установки относительно небольшие и требуется минимальное количество обслуживающего персонала. Согласно последним данным, в Научно-исследовательском институте электротехники в Беховицах сконструирован экономичный озонатор, который можно использовать и на пивоваренных заводах. Действие озона мгновенно, однако сохранение эффекта стерилизации ограничено временем. Вкусовое влияние благоприятное.

При УФ-облучении также требуются большие первоначальные расходы, этот способ сложен в обслуживании и ремонте. Стерилизация хотя и совершенна, однако ее результат зависит от колебаний скорости протекания воды и от осадка солей на стенках. Повреждения выражаются главным образом в выходе из строя источника УФ-излучения.

Стерилизация воды под олигодинамическим действием ионов серебра и тяжелых металлов целесообразна при соблюдении рекомендуемого времени реакции, не влияет на вкус, вода сохраняет бактерицидные свойства вплоть до ее использования. У фильтровальных способов (контактная катадинация) повышаются первоначальные расходы из-за высоких цен на фильтровальный материал. Установка простая и работает без повреждений и без контроля. У электролитических способов (электрокатадинация) первоначальные расходы гораздо ниже.

В ЧССР некоторое время использовали олигодинамические препараты. Из препаратов отечественного производства применяли Movidyn, который был эффективен при разбавлении от 1 : 50 000 до 1 : 200 000. Отмечается, что этот препарат, основой которого является коллоидное серебро, быстро стареет при хранении. Известное олигодинамическое средство Sagen по сути дела является комплексным натриевосеребряным хлоридом. В практике водоснабжения обычно достаточно дозы 100 мг на 1 г воды, т е. наименьшей товарной упаковки (10 г) с содержанием 10 мг Ag на 1 м³ воды.