ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМИ ЛУЧАМИ

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами - разрушающее воздействие на нуклеиновые кислоты и белки клетки микроорганизмов, приводящее к их гибели (инактивизации). Ультрафиолетовые лучи — коротковолновые, имеют низкую проникающую способность. Особенно сильным действием обладает ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 260 нм. Именно эту длину волны хорошо поглощают нуклеиновые кислоты, играющие важную роль в процессах жизнедеятельности микроорганизмов.
Минимальная удельная доза УФ-излучения для эффективной дезинфекции составляет 16 мВт/см . Она обеспечивает уничтожение 99,999% бактерий Е.Коли. Для других микроорганизмов доза, обеспечивающая такую же степень дезинфекции, может быть большей. На эффективность работы ультрафиолетовых установок большое влияние оказывают качество воды и интенсивность облучения. Глубина проникновения лучей в толщу воды определяется веществами, содержащимися в ней в растворенном или суспензированном состоянии. Уменьшение глубины проникновения происходит в результате поглощения УФ-лучей органиченными соединениями, гуминовыми кислотами, взвешенными частицами и солями, содержащими железо, марганец. Взвешенные частицы абсорбируют лучи только частично, значит, часть их рассеивается. Таким образом, перед обеззараживанием УФ-лучами вода должна быть предварительно обработана и не иметь мутности и цветности.
В качестве источников УФ-излучения используют в основном газоразрядные излучатели, которые изготовляют из кварцевого стекла, пропускающего УФ-свет. Чаще всего применяют ртутные лампы низкого давления, которые преобразуют около 40% потребляемой мощности в УФ-лучи. Они излучают более 80% энергии с длиной волны 254 нм. УФ-лампы высокого давления преобразуют УФ-лучи только около 8% потребляемой мощности.
Устройства для бактерицидной обработки воды подразделяют на два типа: с непогружными (открытыми) источниками УФ-лучей; с погружными (закрытыми) источниками УФ-лучей. Устройства первого типа отличаются простотой конструкции и удобством эксплуатации и имеют свободный доступ к УФ-источиикам, что облегчает уход за ними и упрощает замену. Однако в таких устройствах на прямое (эффективное) облучение воды направлена только нижняя часть потока УФ-излучения, вследствие чего снижается кпд излучателей, уменьшается производительность установок и повышаются затраты электроэнергии на обработку воды. В устройствах закрытого типа УФ-источники заключены в герметичные кварцевые трубки и работают в погружных условиях. Поскольку обрабатываемая вода обтекает УФ-источники со всех сторон, на облучение расходуется весь поток излучения УФ-ламп, благодаря чему кпд УФ-излучателей повышается. За счет этого устройства закрытого типа более производительны и экономичны.
Корпус установки, как правило, изготовляют из материала, хорошо отражающего УФ-лучи, например, нержавеющей стали, специально обработанной пластмассы, поливинилхлорида и тому подобного. Материал УФ-излучателей также различен. Они могут быть выполнены из кварца, тефлона, фторуглерода и т. п. Для обеспечения более надежного эффекта обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами применяют различные способы интенсификации процесса. Наиболее распространенный прием — создание конструкций, обеспечивающих перемешивание слоев воды вокруг излучателя. В процессе работы установок происходит обрастание ламп и корпуса солями жесткости и оксидами железа. Для предотвращения обрастания УФ-излучатели обычно помещают в кварцевые чехлы. Отложения с них снимают с помощью очистных устройств. Иногда лампы покрывают слоем фторированного этиленпропилена, препятствующим обрастанию. В некоторых случаях воду перед обеззараживанием обрабатывают ультразвуком при частоте вибрации 20—50 Гц (оптимальная частота 26 Гц), Контроль интенсивности излучения отдельных ламп УФ-установки и управление их работой осуществляются автоматически.
Метод обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами прост в конструктивном оформлении, удобен в эксплуатации, так как является безреагентным, не изменяет органолептические показатели воды и т.п. Однако его широкому практическому распространению препятствует то, что УФ-установки могут применяться только для обеззараживания вод, физико-химическими показатели качества которых отвечают стандартам на питьевую воду. При этом бактериальная загрязненность воды должна быть невысокой.
Совместное воздействие окислителей и УФ-облучения даже при обработке воды с показателями мутности, цветности и окисляемости, не соответствующими требованиям, предъявляемым к качеству питьевой воды, обеспечивает высокую степень очистки воды и бактерицидный эффект.
На водопроводных станциях допускается параллельное расположение в два — три яруса установок УФ-излучения. На каждые одну — пять установок должна быть предусмотрена одна резервная. Установки могут монтироваться как на всасывающей, так и на напорной линиях насосов. На подводящих и отводящих трубопроводах к каждой установке обязательно должны быть задвижки для регулирования расхода подаваемой воды. Поскольку ультрафиолетовые лучи не придают воде бактерицидных свойств, предохраняющих ее от повторного заражения, следует обращать особое внимание на санитарное состояние водопроводов и водопроводных сетей, по которым вода поступает к потребителю.