Как обеззаразить воду ультрафиолетом

Ультрафиолетовое обеззараживание воды: смысл, плюсы и минусы

Водопроводная вода нуждается в регулярной очистке. Но не все микробы погибают после кипячения или хлорирования. Современное УФ обеззараживание воды практически стопроцентно справляется с патогенными микроорганизмами и «не оставляет следов» – реагентов и иных побочных продуктов.

Суть и принцип действия ультрафиолетовых установок

Системы УФ-фильтров воздействуют на патогены излучением в диапазоне 250-270 нм. Научные исследования подтверждают, что этот порог дает максимально результативное обеззараживание. У пораженных клеток исчезает способность к репродукции. В этом состоянии они безопасны для человека.

Современное ультрафиолетовое обеззараживание воды мгновенно устраняет почти все виды болезнетворных бактерий и вирусов. Как этот процесс происходит в оборудовании?

Установки имеют простую конструкцию. Это металлические трубы, по которым вода направляется к резервуару. Там находятся ультрафиолетовые лампы в водонепроницаемом кварцевом чехле. Движущийся водный поток непрерывно омывает его, получая при этом необходимый заряд облучения. Его источником служит газоразрядная лампа. Как правило, для обеззараживания воды в таких лампах используется ртуть. Давление ртутных паров и определяет длину излучаемых волн.

УФ обеззараживание НЕ влияет на физико-химический состав воды

И это не единственное преимущество очистки ультрафиолетом. Разработанный американскими учеными метод, благодаря высокой результативности и легкости обслуживания, стал популярным практически во всех странах мира.

Современные системы УФ-очистки – это масса преимуществ:

1. Высокая эффективность – погибают как вегетативные, так и спорообразующие бактерии, которых «не берет» хлорирование.
2. Стабильность химических показателей и физических свойств воды после деактивации.
3. Удобство в эксплуатации – в отличие от химических методов, обеззараживание воды ультрафиолетом не требует много хлопот:
   • специальных знаний;
   • вспомогательной системы безопасности;
   • дополнительного персонала по обслуживанию.
4. Нет ограничений по верхней дозе излучения.
5. Компактность УФ-стерилизаторов.
6. Безопасность для экологии.
7. Относительно невысокая стоимость.

Недостатки УФ обеззараживания, о которых следует знать

Прежде чем начать обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением, необходимо сделать тщательный ее анализ. По результатам легко определиться, подходит ли ультрафиолетовое обеззараживание воды конкретно к вашим условиям.

Очищение воды ультрафиолетом, как и любой другой способ, имеет некоторые минусы:

1. Не действует при очистке мутной воды – требуется предварительная фильтрация.
2. При длительном контакте с водой повышенной жесткости, нужна постоянная очистка ламп от известковых отложений.
3. Не очищает от химикатов, свинца, азбеста.
4. Есть риск повторного загрязнения.

Рекомендации по применению УФ фильтров

Дезинфекцию ультрафиолетом питьевой, технической, сточных вод желательно проводить после предварительного микробиологического анализа. Если пробы воды превышают допустимые показатели по мутности, цветности и содержанию железа, проблемы следует устранить с помощью реагентов.

Следующий шаг – использование ультрафиолетовых фильтров. Их разнообразие позволяет выбрать оптимальный вариант по мощности и цене.

Следуя этой логике, вы добьетесь эффективного очищения. Как результат – свободная от вредных веществ и примесей чистая вода, которую не страшно использовать для питья и других нужд.

Источник

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Патогенные микроорганизмы живут везде, в том числе и в воде. Чтобы сделать ее пригодной для питья, используют различные способы очистки и дезинфекции. Одним из самых действенных методов считается обеззараживание воды ультрафиолетом.

Для этого используются специальные лампы и установки, но, чтобы правильно их использовать, следует заранее изучить, каким действием обладает УФ излучение, и как правильно использовать установку, чтобы она уничтожила патогенную микрофлору.

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 (рисунок 1).

Среднее излучение имеет волну длиной 200-300 нанометров, но в некоторых установках длина волны может доходить и до 400 нанометров. Для качественного обеззараживания воды в частном доме придется купить специальную установку, о которой мы расскажем ниже.

Гораздо больше внимания следует уделить самум принципу УФ-обеззараживания:

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

Рисунок 1. УФ установка поможет улучшить качество питьевой воды в частном доме

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 (рисунок 2).

Рисунок 2. 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.

Конструкция установки для обеззараживания воды

Конструкция всех установок для очистки воды ультрафиолетом одна. Такая конструкция состоит из нескольких ламп (как правило, их четыре), находящихся в чехлах из кварца. Они омываются водой, и под действием ультрафиолета жидкость очищается от бактерий.

Чтобы выбрать установку для очистки, учитывают такие критерии:

1. Производительность: поскольку такие приборы постоянно воздействуют на жидкость, их мощность рассчитывают в зависимости от количества обрабатываемой воды. Соответственно, производительность устройства подбирают в зависимости от объема воды, которую нужно обеззаразить. Если есть необходимость повысить мощность устройства, к нему подсоединяют накопительный резервуар.
2. Пропускная способность: данный показатель зависит от химических и физических свойств жидкости. Другими словами, чем она жестче и грязнее, тем мощнее должно быть оборудование.
3. Мощность: в случае с установкой для УФ очистки воды, эта характеристика показывает, какая доза облучения будет воздействовать на воду. Этот показатель рассчитать самостоятельно не получится, так как он зависит от видового разнообразия микроорганизмов и их устойчивости к облучению, а этот показатель можно рассчитать только в лаборатории.

Плюсы и минусы

Определяясь, стоит ли устанавливать прибор для очистки воды ультрафиолетом дома, стоит рассмотреть плюсы и минусы подобных конструкций (рисунок 3).

К преимуществам данного типа очистки относятся:

1. Универсальность: ультрафиолетовое излучение уничтожает большинство патогенных микроорганизмов, живущих в воде.
2. Скорость: под действием ультрафиолетового излучения микробы погибают уже через несколько секунд воздействия, но этот показатель напрямую зависит от мощности установки.
3. 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 (рисунок 4).

Рисунок 4. 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.

Источник

Обеззараживание воды ультрафиолетом: особенности ультрафиолетового облучения питьевой жидкости — плюсы и минусы такой обработки

Обратим внимание на один из уже традиционно используемых методов очистки. Рассмотрим обеззараживание воды ультрафиолетом: плюсы и минусы, все этапы его проведения, применяемое оборудование и так далее. Максимум полезной информации, чтобы вы могли составить верное впечатление о том, насколько способ эффективный, и понять, подойдет ли он вам.

Сразу отметим, что данная технология внедряется на начальной стадии комплексного воздействия на жидкость и поэтому может предшествовать хлорированию. Она получила широкое распространение и остается актуальной еще и потому, что безреагентная. Это важный момент, позволяющий исключить попадание побочных продуктов в рабочий поток и не изменяющий физико-механические или органолептические свойства H2O.

Что означает УФ-обеззараживание воды

Это ее обработка (с целью очистки) электромагнитным излучением, длина которого составляет 10-400 нм. Оно может быть ближним, средним или дальним; обычно актуален второй вариант, в 200-270 нм, так как для эффективности нужны сравнительно узкие рамки спектра.

Основы технологии

В большинстве случаев установки оборудуют лампами низкого ртутного давления, так как именно они продуцируют волну в 260 нм, обеспечивающую максимальное бактерицидное воздействие на жидкость. Одновременно осуществляется и умягчение, что тоже важно.

Нужный результат достигается за счет особенности УФ проходить через стенки клеток и быстро добираться до ДНК и РНК, то есть до информационного центра, контролирующего развитие и функционирование микроорганизмов. Лучи обеспечивают поглощение нуклеиновых кислот, из-за чего последние перестают делиться. Благодаря этому бактерии теряют репродуктивную способность, а так как они опасны только тогда, когда попадают к нам внутрь и активно размножаются, угроза устраняется.

Технология проведения обработки воды ультрафиолетом

Процесс достаточно прост и понятен – его можно представить в виде следующей схемы:

• поток пропускается сквозь систему;
• проходя через фильтр, он омывает кварцевый чехол, защищающий от контакта с жидкостью лампу;
• последняя испаряет ртуть (или другой металл), в результате чего и образуются лучи с нужной длиной волны;
• H2O получает необходимое количество УФ, стерилизующего микроорганизмы.

Условия применения метода

Эффективным на практике способ окажется только при соблюдении ряда требований:

1. Правильная дозировка, зависящая от интенсивности и длительности продуцирования УФ, которые вычисляются исходя из количества микроорганизмов и их устойчивости; если она будет недостаточной, бактерии не потеряют способность размножаться, если чрезмерной, рабочая среда окажется перенасыщенной железом.
2. Допустимые доля и состав примесей – если они больше нормы, они крупнодисперсные или меняют цветность, это серьезным образом ухудшает результаты, и зачастую даже делает процесс бесполезным. Значительные по размерам частицы забивают фильтр, превращаясь в некий щит для бактерий, ну а ухудшение органолептики – это минус сам по себе.
3. Отсутствие кишечной палочки – у нее максимальная устойчивость к лучам, значит, если она будет содержаться в жидкости, это затруднит обезвреживание других микроорганизмов и, совершенно точно, сделает H2O опасной для использования в быту.

Сферы, в которых используются УФ-стерилизаторы

Всевозможные системы и установки обработки воды ультрафиолетовым излучением нашли широкое применение в самых разных областях, и основные из них – это:

MBFT-75 Мембрана на 75GPD

SF-mix Clack до 0,8 м3/ч

SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч

• Пищевая – делают жидкость пригодной для приготовления напитков и блюд.
• Общепит — помогают обеспечить должный уровень гигиеничности персонала и помещений.
• Оздоровительная – защищают сниженный иммунитет гостей лечебниц, приезжающих восстановить силы и особенно уязвимых к вирусам и болезням.
• Добыча и снабжение – они участвуют в очистке потока, получаемого из колодцев и скважин.
• Животноводство и рыбное хозяйство – способствуют созданию подходящей среды обитания в дельфинариях и аквариумах.
• Массовое купание – оберегают от бактерий посетителей аквапарков и бассейнов.
• Коммунальная – становятся залогом эффективного удаления микроорганизмов из стоков, чтобы жителям населенных пунктов не грозили эпидемии.

Отсюда вывод – важность и актуальность такого оборудования сложно переоценить, оно используется повсеместно.

Преимущества ультрафиолетового обеззараживания воды

Основные плюсы заключаются в следующем:

• Используемые лампы достаточно мощные и способны стабильно поддерживать подходящую длину волны, чтобы обезвреживать до 99% существующих сегодня бактерий.
• Метод полностью безопасен для здоровья человека, даже в долгосрочной перспективе – доказано еще в XX веке.
• Технология позволяет обезвреживать возбудителей инфекций и переносчиков заболеваний, то есть самые опасные бактерии.
• В ходе воздействия волны не меняют структуру жидкости, не вносят в нее инородные вещества и не провоцируют их образование; органолептические свойства тоже сохраняются.
• Систему очистки не составляет труда оборудовать выключателями, с которыми запуск оборудования будет осуществляться автоматически, и выбор необходимой дозировки излучения – тоже без участия человека.
• Процесс функционирования аппаратуры легко контролируется, а изменение норм ультрафиолета (как в большую, так и в меньшую сторону от рекомендуемых величин) не несет угрозы конечным потребителям.
• Полный цикл выполнения задачи длится до 10 секунд – за это время волны из ламп способны пройти сквозь весь объем жидкости; аналогов по быстроте у способа просто нет.
• Прошедшую подобную подготовку H2O можно использовать сразу же – ее необязательно хранить, что вычеркивает из бюджета расходы на обустройство резервуаров или каких-либо других хранилищ.

Отдельным преимуществом является совместимость с другими технологиями. На практике все перечисленные плюсы однозначно доминируют над минусами, которые тоже есть и объективности ради нуждаются в рассмотрении.

Недостатки обеззараживания воды УФ-излучением

• Ультрафиолет обезвреживает все микроорганизмы, кроме тех, у которых есть к нему устойчивость, например, с кишечной палочкой он не справится, в случае с нею придется искать другой метод.
• Для получения результатов жидкость необходимо предварительно очищать – механически удалять из нее крупнодисперсные частицы и другие примеси, а по завершении полного цикла процедуры еще и проводить хлорирование.
• Нужно контролировать уровень железа – следить, чтобы он не превышал допустимую норму, иначе его фракции будут осаждаться на кварцевом чехле и снижать эффективность процесса.
• Отсутствует накопительный эффект – действие одноразовое, и если после него H2O будет какое-то время отстаиваться в резервуаре, вирусы или бактерии могут завестись в ней повторно.

Источник бактерицидного излучения

Это прибор или элемент, продуцирующий волны в диапазоне 205-215 нм. Получил общее название «бактерицидная лампа», самая распространенная разновидность которой – разрядная ртутная низкого давления. Она под действием электричества испаряет смесь из металла и аргона, и свыше 60% данного вещества преобразуется в УФ со спектром в 253,7 нм, то есть с максимальной эффективностью действия против бактерий.

Среди других преимуществ, обеспечивающих широкое использование, – большой ресурс, от 5 до 8 тысяч часов. Срок службы аналогов примерно в 10 раз короче. Еще одно достоинство – значительная единичная мощность, достигающая 1000 Вт, благодаря чему число источников в системе можно сократить до минимума.

И, наконец, еще один плюс – колба из увиолевого или другого специального стекла, блокирующего выход волн до 185 нм и таким образом не дающего O3 попадать в жидкость. Особенности исполнения таких ламп мы рассмотрим ниже.

Сравнение основных способов дезинфекции: хлорирование, озонирование, УФ-облучение воды

Все методы по своей природе подразделяются на 3 типа: они могут быть химическими, физическими или комплексными (комбинированными). В первую категорию входят те, при реализации которых в H2O добавляют растворимые реагенты, угнетающие или убивающие микроорганизмы.

При этом насыщение потока из источника тем же Cl обладает своими особенностями:

• дозировку приходится строго контролировать – если вещества будет слишком мало, это не принесет эффекта, а когда чересчур много, жидкость станет токсичной;
• эта технология не является экологичной – она загрязняет окружающую среду;
• побочные продукты реакций несут угрозу организму – способствуют образованию раковых клеток и нарушают нормальное функционирование жизненно важных систем;
• при кипячении выделяется диоксин – достаточно сильный яд.

SF-mix ручной до 0,8 м3/ч

АМЕТИСТ — 02 М до 2 куб.м./сут.

Аэрационная установка AS-1054 VO-90

Добавление O3 дает более быстрый эффект, ведь газ буквально за минуту обезвреживает бактерии, но и у этого способа есть нюансы, мешающие ему стать повсеместно используемым:

• оборудование стоит дорого, а его эксплуатация сопряжена с высокими затратами электроэнергии;
• реагент является взрывоопасным, поэтому применять его следует с особой осторожностью;
• жидкость приобретает неприятный запах, и ее нельзя сразу подавать к точкам конечного потребления – необходимо отстаивать ее, ожидая, пока распадутся все соединения O3.

А вот ультрафиолетовая обработка воды, как лучший пример физической технологии, лишена этих недостатков. Она доступна, полностью экологична, производится за считаные секунды, не дает побочных эффектов, никак не меняет свойства жидкости. Если сравнивать ее с другими методами, то она дешевле, проще, быстрее и безопаснее в реализации и именно поэтому доминирует, являясь приоритетным вариантом. Такие способы, как кипячение, проигрывают еще больше, так как полный цикл их проведения требует значительных затрат времени. Комбинированные же предусматривают строительство сложных комплексов техники, поэтому подходят лишь для промышленных производств и сходных с ними по масштабам объектов.

Оборудование для УФ-обработки воды

Современный выбор установок достаточно богат: есть бюджетные, с возможностями надстройки, обещающие быть актуальными еще в течение долгих лет. И все из них (обладающие достаточно высоким качеством) могут похвастать еще и универсальностью: их эксплуатируют в различных температурных условиях.

Наиболее эффективные системы, естественно, обладают внушительными габаритами, но удобно, что для домашнего использования вполне хватит и мощностей аппаратуры с упрощенной конструкцией, без механических улавливателей. Ей по силам справиться с задачей забора жидкости из пруда или приусадебного озерца, впоследствии используемой для орошения растительности.

Как действуют и чем отличаются установки для ультрафиолетового облучения воды

Все они работают по одной схеме (уже приведенной выше) – кратко повторим ее:

1. жидкость пропускается через систему;
2. при прохождении мимо кварцевого чехла фильтра она насыщается волнами с частотой 260 нм, блокирующими способность микроорганизмов размножаться;
3. после чего поток сразу же распределяется по конечным точкам потребления или, реже, отправляется в резервуары.

Между собой оборудование различается следующими параметрами:

• Производительность – сводящаяся к скорости прохождения среды в час; чем она выше, тем лучше, что вполне понятно.
• Коэффициент пропускания волн нужной длины – он напрямую зависит от свойств забираемой H2O (снижается в мутной или загрязненной крупными фракциями).
• Мощность – выраженная в дозе, выдаваемой за раз; с ее ростом уменьшается количество ламп-источников, необходимых для эффективного функционирования одной системы и определенного объема жидкости.

Из каких частей состоит установка для УФ-дезинфекции воды

У каждой из них, вне зависимости от характеристик, одинаковый набор основных конструктивных узлов. Рассмотрим их подробнее.

Лампы низкого давления

Общепринятое сокращение – НД. Самым востребованным вариантом являются разрядные ртутные амальгамные модели, в которых металл находится в связанном состоянии, вместе с аргоном, и испаряется под действием электричества. Они так популярны потому, что дают волну с максимально эффективной длиной – 260 нм.

Кварцевые чехлы

Закрывают собой источники (УФИ), чтобы те не контактировали с жидкостью, а также поддерживают заданную температуру. Должны быть частично прозрачными – с пропускной способностью в 254 нм, чтобы предотвращать доступ коротких волн к H2O.

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

Это пусковые устройства, также ответственные за регулировку ламп. Чем выше их качество, тем большее число циклов включения/выключения обеспечивают, и тем дольше работает система по ультрафиолетовому обеззараживанию питьевой воды. Например, при условии стабильного напряжения питания она прослужит до 16 тысяч часов.

УФ-датчики

Это контроллеры, автоматически проверяющие отклонение волны и другие изменения, которые не способен зафиксировать человеческий глаз. Их наличие повышает конечную стоимость системы, поэтому ими не оснащаются бюджетные установки, но профессиональному оборудованию они просто необходимы.

Пульт управления

Нужен для дистанционного задания команд: подключается к ПК, отличается высоким классом безопасности, защищенностью от влаги и пыли, интуитивно понятным интерфейсом.

Камера обеззараживания

В ней располагаются лампы для ультрафиолетовой дезинфекции воды и распределители потоков, обеспечивающие нормальное распределение и компенсацию жидкости. Должна быть достаточно просторной, чтобы вмещать эти элементы, а также прочной, герметичной, обладающей антикоррозионными свойствами, не выделяющей вредных веществ в процессе эксплуатации. Обычно исполняется из дуплексной стали (для агрессивных сред) или из нержавейки марок AISI 304 или 316.

Системы очистки чехлов

На кожухи налипают взвешенные частицы, на их поверхности протекают фотохимические реакции – все это оборачивается появлением загрязнений. Чтобы они не снижали эффективность функционирования оборудования, их удаляют – механически или с помощью реагентов. Первый вариант хорош тем, что не требует отключать установку, второй же надежнее и позволяет вернуть оптические показатели защитного корпуса.

Как правильно выбрать установку для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами

Вариантов много, поэтому, чтобы не ошибиться, следует исходить из того, что нужно лично вам, а значит делать покупку исходя из следующих показателей:

• Концентрация и тип микроорганизмов, от которых требуется избавиться, – важно, чтобы у них не было устойчивости, как у кишечной палочки; плюс, их количество определяет дозировку действующего вещества, поэтому предварительно стоит провести анализ загрязнений.
• Уровень стерилизации – для жидкости, впоследствии употребляемой в пищевых целях, он должен быть 100%, для стоков достаточным окажется и результат поскромнее.
• Температура среды – если она не достигает +16-20 0С, нужна модель с лампами низкого давления, если же доходит до 85 0С, понадобится уже вариант с испарителями средней категории.
• Прозрачность – то количество волн с длиной 260 нм, которые может пропустить кварцевый чехол и должна получить жидкость.

Когда можно пользоваться УФ-обеззараживателем

Только в случае предварительно и правильно проведенной подготовки, иначе результат будет или недостаточно эффективным, или вовсе нулевым. Необходимо физически очистить поток от посторонних предметов, железа, солей жесткости, крупных фракций, кишечной палочки. При этом важно, чтобы корпус ламы оставался незагрязненным, иначе волны испарений просто не будут сквозь него проходить.

Упростить выбор системы поможем вам мы, компания «Воды Отечества». В нашем каталоге представлено большое разнообразие установок для дезинфекции, и мы в рамках консультации определим, какая из них лучше всего подходит для ваших задач. Обращайтесь, вместе мы сделаем УФ-обеззараживание питьевой воды максимально эффективным, в том числе и с экономической и бытовой точки зрения.

Источник