Обеззараживание воды: обзор и сравнение основных методов

Согласно данным ВОЗ, при употреблении воды либо контакте с ней основной риск для человека связан с её бактериальной загрязнённостью. Она гораздо опаснее для здоровья, чем отклоняющийся от нормы химический состав и органолептические свойства жидкости. Именно поэтому ключевым этапом водоподготовки становится обеззараживание. Какими методами можно уничтожить опасные микроорганизмы? Каковы плюсы и минусы каждой технологии?

На сегодняшний день наиболее распространенные способы обеззараживания воды — её хлорирование, озонирование и обработка ультрафиолетом. И если первые две технологии базируются на химическом воздействии на жидкость, то УФ-обеззараживание представляет собой физический метод. Рассмотрим все три варианта подробнее.

Хлорирование

Хлор и хлорсодержащие соединения имеют способность разрушать почти любую органику путем угнетающего действия на ферментативные системы патогенных микроорганизмов. В целях обеззараживания воды наиболее часто используют хлорную известь либо газообразный хлор. Метод имеет свои нюансы. В частности, при введении в жидкость хлорагента нужно обеспечивать их хорошее смешивание и достаточно продолжительный контакт — минимум 30 минут до подачи воды потребителю.

Хлорирование отличается высокой бактерицидной эффективностью, доступной стоимостью, экономичностью в расходе реагента, способностью устранять цветность воды. Однако при всех преимуществах метода он может иметь негативные последствия. Отличаясь высокой активностью, хлор вступает в реакции с самыми разными веществами органического и неорганического происхождения, включая ПАВ, фенолы, нефтепродукты, всевозможные красители. В результате образуются высокотоксичные хлорорганические соединения, которые обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, могут провоцировать серьезные заболевания. Примеры таких химических веществ — хлороформ, тетрахлорметан, дихлор-бромметан и пр. Кроме того, многие вирусы и цисты обладают высокой резистивностью к хлору. Это заставляет увеличивать дозы реагента в воде, что ухудшает ее органолептические свойства.

Озонирование

Как и хлор, озон — сильный окислитель. Он разрушает клеточные стенки микроорганизмов и вызывает их гибель. Реагент не только обеззараживает воду, но ее обесцвечивает и дезодорирует. Имея высокие антисептические свойства, озон убивает вредные микроорганизмы быстрее в сотни раз, нежели другие реагенты. В отличие от хлора, вещество справляется с почти всеми известными видами микроорганизмов.

Что касается недостатков метода, то к ним относится быстрый распад озона: через 20 минут после обработки вода уже может быть повторно заражена. Помимо этого, в процессе озонирования возможно образование ядовитых галогенсодержащих соединений, например, броматов и пероксидов. И наконец, данная технология обеззараживания энергозатратна и обходится довольно дорого.

Обработка УФ-излучением

Альтернативным «бесхимическим» методом обеззараживания воды является ее УФ-излучение. Суть технологии заключается в применении бактерицидного диапазона излучения, который наиболее эффективен в уничтожении патогенов. Длина таких волн составляет 250–270 нм. Конструктивно устройство представляет собой UV-лампу в кварцевом чехле, помещенную в стальной корпус. Для людей, например, персонала промышленного предприятия, такая техника безопасна, поскольку УФ-излучение не попадает во внешнее пространство.

Проходя через ультрафиолетовый фильтр, вода обеззараживается практически мгновенно (длительность облучения потока — 1-10 с) независимо от ее pH и температуры. Такая бактерицидная обработка уничтожает даже вирусы, бактерии, простейшие, устойчивые к хлорсодержащим реагентам. При этом в ходе УФ-обеззараживания не образуются токсичные побочные продукты даже при многократно увеличенной дозе облучения.

УФ-установка для обеззараживания воды

Однако технология имеет недостаток, препятствующий для ее повсеместного применения. Это отсутствие пролонгированного действия (как например, у хлорирования). В связи с этим УФ-обеззараживание не используют, если водопроводные сети изношены, или расстояние от места обработки к потребителю слишком большое. В обоих вариантах высок риск повторного бактериологического загрязнения. Однако современные производители водоочистных фильтров например, компания «Гейзер», предлагают решение для таких случаев — это локальная УФ-установка для обеззараживания воды.

Существует еще один важный нюанс УФ-стерилизации. Чтобы очистка воды от патогенных микроорганизмов было эффективным, в жидкости не должно быть чрезмерного объема взвесей, высокого содержания железа. В противном случае примеси становятся препятствием для УФ-облучения. Это нужно учитывать при дезинфекции и предварительно очищать воду до нужных параметров.