О перспективных технологиях обеззараживания питьевой воды, сточных и других вод

- традиционные бактериологические или химические методы, как правило, используют хлорирование. Для этого необходимо иметь запасы хлора, который является источником повышенной опасности, а разлагаясь в воде, хлориды образуют химические радикалы вредные для здоровья человека, в том числе и диоксин;

- метод озонирования воды. Озон является мощным дезинфектантом, его применение резко улучшает органолептические характеристики воды, однако внедрение озонирования осложнено высокой энергоемкостью метода и отсутствием должного отечественного оборудования. Помимо этого, необходима разработка методик контроля за содержанием в воде индивидуальных низкомолекулярных, кислотосодержащих соединений и других продуктов озонирования, не удаляемых в ходе водоподготовки;

- методы обработки питьевой воды ультрафиолетовым излучением, применяемые в России, не достаточно эффективны для уничтожения спорообразующих бактерий, вирусов, грибков, водорослей и плесени.

Действующие в России, плотности ультрафиолетового потока в 16-20 мДж/см.кв. для питьевой воды и 28-30 мДж/см.кв. для хозяйственно - бытовых и промышленных стоков не обеспечивают эффективной инактивации патогенной микрофлоры.

Более того необходимо учитывать повышение устойчивости микрофлоры к воздействию хлора, озона и ультрафиолета. Это естественный процесс эволюции. Микробиологи ведущих научных центров Америки, Азии и Европы показывают в своих отчетах, что за последние 15-20 лет устойчивость патогенной микрофлоры к хлору повысилась в 5-6 раз, к озону в 2-3 раза, к ультрафиолету в 4 раза. А это означает, что с учетом дальнейшего повышения устойчивости микроорганизмов спор, вирусов и простейших к перечисленным выше методам дезинфекции воды и стоков необходимо при проектировании закладывать уровни воздействия с учетом динамики роста сопротивляемости объекта воздействия. Именно поэтому, сейчас в экономически развитых странах минимальная доза воздействия ультрафиолетового излучения определена в 40 мДж/см.кв, а во всех проектируемых станциях по обработке воды и стоков закладывается доза ультрафиолетового излучения 70-100 мДж/см.кв. В этом случае наиболее перспективными являются методы комбинированного воздействия на воду различных дезинфицирующих средств и способов.

Одним из методов является одновременное воздействие на воду ультразвука и ультрафиолета применяемого в новой технологии обеззараживания воды под названием «Лазурь». В ее основе непрерывная обработка воды ультрафиолетовым излучением, с плотностью потока не менее 40 мДж/см.кв. и длиной волны 253,7 нм и 185 нм с одновременным ультразвуковым воздействием плотностью около 2 вт/см.кв. и акустическими колебаниями. Предлагаемая технология «Лазурь» успешно реализована и апробирована с 1997 г. в бактерицидных установках модульного исполнения серии «Лазурь–М». В процессе обработки проходящего потока воды ультразвуком от излучателя, размещаемого непосредственно в корпусе камеры ультрафиолетового облучателя, в воде образуются короткоживущие парогазовые «каверны». Они возникают в момент локального разряжения в воде и схлопываются, взрываются при сжатии воды в объеме модуля установки на неоднородностях с частотой в несколько десятков килогерц. При этом, за счет резкого изменения давления и температуры в воде полностью уничтожается патогенная микрофлора, образуются активные радикалы и пероксид водорода, так как в роли неоднородностей выступают споры грибков, бактерии, собственно и являющиеся мишенями обработки. Помимо этого, под воздействием ультрафиолетового излучения в объеме обрабатываемой жидкости, в модуле установки возникает процесс объемной дегазации – появление многочисленных, микроскопических воздушных пузырьков.

Если оценивать эффективность этого метода по степени инактивации патогенной микрофлоры в сравнении с ультрафиолетовым обеззараживанием, то при аналогичных энергетических затратах (для стоков 15-20 вт/м.куб) это воздействие эквивалентно 150мДж/см.кв, что практически недостижимо в приемлемых, экономически целесообразных вариантах ультрафиолетовых станций, производимых компаниями в США, Европе и в России.

Подобная эффективность ( Lg N вх / N вых = 5 - 6) позволяет гарантировать безусловную надежность обеззараживания 99,9999% на ближайшие 20-30 лет при сравнимых затратах на сооружение станций обеззараживания воды и стоков, что является наиболее привлекательным для любого заказчика. В этой связи, сравнивания установки Лазурь М-250 (250 м.куб/час) компании «Сварог» и ОС-36А; ОС-72А; УДВ-288 - компании "ЛИТ", то по всем основным показателям (стоимость, энергопотребление, весогабариты, эффективность, затраты на эксплуатацию) следует отметить безусловное превосходство установок серии «Лазурь». Дополнительным преимуществом этих установок является более низкие требования к прозрачности воды (до 50%), количеству взвешенных в воде частиц (до 20 мг/л). а также отсутствие необходимости периодической очистки защитных чехлов ламп от биообрастания и соляризации. (функции стиральной машины выполняют ультразвуковые колебания кавитаторов).

В заключении необходимо отметить, что, в настоящее время, в России заканчиваются работы по разработке регламентов по воде и стокам, а также институтом им. А. Н. Сысина пересматриваются методические указания в части применения ультрафиолетовых обеззараживающих устройств для очистки питьевой воды, стоков и других вод. При этом, минимальная доза ультрафиолетового излучения будет узаконена, начиная с 2007 года, на уровне не менее 40 мДж/см.кв и это обстоятельство особенно важно учитывать.