Dezynfekcja i dezynfekcja wody światłem ultrafioletowym
W ramach koncepcji dezynfekcji i dezynfekcji wody pitnej zwyczajowo rozumie się szereg złożonych środków, które mają na celu zniszczenie różnych wirusów, bakterii, a także całkowite lub częściowe usunięcie zanieczyszczeń chemicznych i innych substancji niebezpiecznych dla zdrowie organizmu z cieczy. Dezynfekcja wody może być przeprowadzana zarówno w specjalnych obiektach inżynieryjno-technicznych na skalę przemysłową, jak i do dezynfekcji miejscowej w celu szybkiego spożycia. W tym artykule rozważymy główne metody dezynfekcji wody pitnej i krótko opiszemy ich cechy.
Przed dezynfekcją wody, wybierając środek do dezynfekcji wody, należy zrozumieć, że całkowite oczyszczenie wody ze wszystkich bakterii i minerałów sprawi, że nie będzie ona nadawała się do spożycia przez ludzi. Dlatego wybierając metodę dezynfekcji wody, musisz być ostrożny. Istnieje kilka sposobów wpływania na mikroorganizmy szkodliwe dla człowieka:
- Chemiczne metody dezynfekcji wody (odczynnik);
- Metody fizyczne (bez odczynników);
- Połączone metody narażenia na mikroorganizmy.
Metoda chemiczna obejmuje stosowanie różnych odczynników koagulujących dodawanych do wody w celu dezynfekcji. A także ta metoda obejmuje: chlorowanie, ozonowanie, stosowanie srebra, krzemu, podchlorynu sodu i innych substancji, które mogą przynajmniej powstrzymać reprodukcję bakterii, a maksymalnie - całkowicie się ich pozbyć.
Fizyczne, bezodczynnikowe oddziaływanie odbywa się za pomocą UV dezynfekcji wody, elektropulsu i innych metod.
Metody łączone obejmują naprzemiennie zarówno efekty chemiczne, jak i fizyczne. Metody te uważane są za najskuteczniejsze w dezynfekcji i czyszczeniu z różnych zanieczyszczeń zawartych w wodzie.
Dezynfekcja wody metodami chemicznymi
Przy stosowaniu chemicznej metody dezynfekcji niezwykle ważna jest możliwość określenia lub znajomości dokładnej dawki, a także wymaganego czasu ekspozycji substancji na działanie wody.
Wymagana dawka jest określana zarówno na podstawie próbnej dezynfekcji, jak i metod obliczeniowych. Zarówno nadmiar, jak i brak substancji może sprawić, że woda stanie się bezużyteczna.
Przykład nieprawidłowego dozowania: Zbyt mała dawka ozonu może zabić tylko część bakterii, a tworząc specjalne związki chemiczne stworzy idealne środowisko do rozmnażania się uśpionych wcześniej bakterii.
Aby stworzyć długotrwały efekt niszczenia drobnoustrojów po dezynfekcji, z reguły dawka odczynnika jest pobierana w nadmiarze. Jednak taki nadmiar nie powinien być niebezpieczny dla ludzi, ponieważ większość odczynników jest dość toksyczna.
Chlorowanie wody
Chlor i jego pochodne są nadal używane w naszym kraju do dezynfekcji wody, pomimo obecności wielu nowoczesnych metod czyszczenia. Odczynnik ten wykazuje dobre właściwości dezynfekcyjne, nawet przy minimalnym nadmiarze. Tak więc przy stężeniu resztkowym chloru 0,5 mg / l nie występuje wzrost patogennych mikroorganizmów w sodzie.
Odczynnik ten ma jednak szereg istotnych wad: wysoki stopień toksyczności, mutagenności i rakotwórczości. A nawet późniejsze oczyszczanie wody węglem aktywnym nie jest w stanie całkowicie usunąć powstałych związków chloru. A jeśli takie wody trafiają do kanalizacji i dalej do wód gruntowych lub rzecznych, to stopień negatywnego wpływu na przyrodę jest dość duży.
Stosowanie chloru jest w dużej mierze spowodowane taniością i dostępnością tego odczynnika oraz wysokim stopniem skuteczności przeciwko patogennej florze, wzrostowi glonów i wielu grzybom. Pod jego wpływem siarkowodór ulega zniszczeniu, żelazo i mangan są usuwane. Ma zdolność wybielania, dzięki czemu chlor jest głównym składnikiem większości wybielaczy.
Dwutlenek chloru ma większy wpływ na wirusy i bakterie niż zwykły chlor, ale znacznie mniej zanieczyszcza środowisko. Ale ten odczynnik jest dość drogi i wymaga przygotowania bezpośrednio w miejscu użycia.
Chlor tworzy tzw. trihalometany (pochodne metanu), które mają silne działanie rakotwórcze na organizm człowieka, prowadząc do wzrostu komórek nowotworowych. A gdy woda się zagotuje, pod wpływem wysokich temperatur powstaje dioksyna - bardzo silna trucizna.
W wyniku badań przeprowadzonych przez naukowców z różnych krajów wykazali, że sam chlor i jego pochodne mogą powodować różnego rodzaju zaburzenia i choroby narządów wewnętrznych ludzi od przewodu pokarmowego, układu krążenia, wątroby i nerek. Zniszczyć białko w organizmie, spowodować miażdżycę, nadciśnienie, wszelkiego rodzaju objawy alergiczne. Szkodliwy dla skóry i włosów.
Ozonowanie wody
Ozonowanie, rozkładając cząsteczki ozonu w wodzie, tworzy tlen atomowy. W rezultacie system enzymatyczny komórki drobnoustroju zostaje zniszczony. Ponadto niektóre związki ulegają utlenieniu, co powoduje raczej nieprzyjemny zapach, przyspiesza się korozja metali (m.in. przybory kuchenne, instalacje wodno-kanalizacyjne itp.). Dlatego przy stosowaniu ozonu potrzebne jest dokładne dawkowanie.
Jednocześnie metoda ta uważana jest za najlepszą z chemicznych, zapewniającą najszybszą i najbezpieczniejszą dezynfekcję wody dla środowiska i człowieka.
Ta metoda wymaga specjalnego, drogiego sprzętu, dużego zużycia energii, a także wysoko wykwalifikowanej obsługi. Wszystko to sprawia, że ta kosztowna metoda dezynfekcji znajduje zastosowanie głównie w scentralizowanym zaopatrzeniu w wodę.
Wynika to z faktu, że ozon jest niebezpieczny w procesie produkcyjnym, wybuchowy i toksyczny. Dlatego niezwykle ważna jest profesjonalna konserwacja takich urządzeń lub instalacji na wysokim poziomie.
Ponadto ostatnie badania wykazały, że samo ozonowanie nie wystarcza do wysokiej jakości dezynfekcji wody, ponieważ po jej ekspozycji rozpoczyna się rozkład grup fenolowych substancji humusowych. Substancje te przyczyniają się do aktywacji wcześniej „śpiących” mikroorganizmów.
Woda uzdatniona ozonem transportowana jest w specjalnych pojemnikach wykonanych z określonych rodzajów tworzyw sztucznych, cementu azbestowego, betonu itp. Przed wprowadzeniem takiej wody rurami i innymi pojemnikami metalowymi należy odczekać okres rozpadu ozonu.
Antyseptyki, odczynniki polimerowe
Dezynfekcja odczynnikami polimerowymi związanymi z polimerowymi środkami antyseptycznymi jest oddzielną metodą oczyszczania wody. Najbardziej znanym z tej klasy odczynników jest Biolag. W porównaniu z ozonem i chlorem Biolag ma szereg zalet:
- Nie szkodzi zdrowiu;
- Nie powoduje miejscowego podrażnienia skóry i błon śluzowych;
- Nie powoduje reakcji alergicznych;
- Po oczyszczeniu woda nie ma smaku, zapachu i koloru;
- Nie psuje tkaniny (stroje kąpielowe);
- Nie działa korozyjnie na powierzchnie metalowe;
- Ma długotrwałe działanie dezynfekujące.
Inne odczynniki
Dezynfekcja za pomocą odczynników wymaga określonej wiedzy, ponieważ w tej metodzie ważny jest ton dawki i inne obliczenia. Stosowane są różne związki metali ciężkich, takie jak jod, brom itp. Ta metoda jest izolowana oddzielnie jako oligodynamiczna dezynfekcja wody.
Gdy do oczyszczania wody stosuje się metale szlachetne, na przykład za pomocą srebra, nie dochodzi do całkowitej dezynfekcji, ale do chwilowego zahamowania wzrostu liczby bakterii. Ponadto przy tej metodzie niezwykle ważne jest obserwowanie dawkowania, ponieważ srebro ma tendencję do gromadzenia się w ludzkim ciele i jest bardzo powolne i trudne do usunięcia.
Inne, rzadsze odczynniki, takie jak silne utleniacze (podchloryn sodu), są stosowane w przypadkach, gdy wartości wody często się zmieniają i są bardzo niestabilne. Przykładem niestabilności wody jest obecność w niej substancji organicznych, planktonu. Pod względem właściwości chemicznych i bakteriobójczych podchloryn sodu jest podobny do chloru, ale nie jest tak szkodliwy dla organizmu człowieka i środowiska, ma długotrwałe działanie bakteriobójcze. Odczynnik ten otrzymuje się przez elektrolizę 2-4% roztworu chlorku sodu (sól kuchenna) lub wód zmineralizowanych.
Wadą tej metody jest to, że usuwanie soli z wody wymaga znacznie więcej energii niż chlorowanie. Jednak niezaprzeczalną zaletę można nazwać bezpieczeństwem dla ludzi i środowiska.
Dezynfekcja wody metodami fizycznymi
Metody fizyczne obejmują ekspozycję na ultradźwięki, dezynfekcję wody światłem ultrafioletowym i inne metody. Jednocześnie przeprowadza się wstępną filtrację, koagulację wody w celu usunięcia zawiesin, jaj robaków i różnych mikroorganizmów.
Czyszczenie UV
W przypadku dezynfekcji wody UV obliczana jest objętość płynu w celu obliczenia wymaganych kosztów energii. Aby zapewnić skuteczność, konieczne jest obliczenie mocy promieniowania i czasu ekspozycji, a także uwzględnienie stopnia porażenia bioorganizmami (liczba drobnoustrojów na 1 ml wody).
Określić obecność BGKP (bakterie wskaźnikowe należące do grupy Escherichia coli). Bakterie te są obecne w wodzie zanieczyszczonej fekaliami i są wyjątkowo odporne na wszelkie procesy dezynfekcji. Zgodnie z SanPiN 2.1.4.1074-01 maksymalna dopuszczalna liczba bakterii colipoma nie powinna przekraczać 50 na 100 ml płynu.
Dezynfekcja ultrafioletowa ma skuteczniejszy wpływ na różne bioorganizmy niż chlor. A przy metodzie ozonowania, pod względem skuteczności czyszczenia, dezynfekcja UV jest w przybliżeniu równa skuteczności.
Promienie ultrafioletowe wpływają na układy enzymatyczne komórek bakteryjnych i metabolizm komórkowy. Promienie UV są w stanie niszczyć bakterie wegetatywne i zarodnikowe, w walce z którymi inne metody nie są zbyt skuteczne. Jednocześnie smak, kolor i zapach wody nie ulegają zmianie, nie powstają substancje toksyczne, a przedawkowanie nie jest możliwe.
Jednak ta metoda ma swoją wadę - brak następstw. Jednocześnie jest niewątpliwy plus - małe instalacje do indywidualnego użytku kosztem procesu dorównują chlorowaniu i są tańsze od ozonowania. Co sprawia, że ta metoda ma zastosowanie w domach prywatnych.
Aby ta metoda dezynfekcji była skuteczna, konieczne jest monitorowanie czystości lamp kwarcowych, w których mogą gromadzić się osady soli mineralnych. Aby rozwiązać ten problem, do wody dodaje się kwas spożywczy (ocet, kwas cytrynowy) i ten roztwór krąży w systemie. W szczególności ocet bardzo dobrze radzi sobie z problemem odkładania się soli. Możesz również zastosować mechaniczne czyszczenie powierzchni lamp.
Należy zauważyć, że uzdatnianie wody promieniowaniem ultrafioletowym odbywa się dopiero po wstępnym oczyszczeniu wody z substancji zdolnych do ekranowania promieni. Długość fali promieniowania może wahać się od 200 do 295 nm, ale najczęściej stosowaną optymalną wartością jest 260 nm, przy której cytoplazma komórki jest aktywnie niszczona. Żywotność jednej lampy UV to około kilka tysięcy godzin ciągłej pracy.
Do tej pory promieniowanie ultrafioletowe jest najskuteczniejszą metodą dezynfekcji wody.
Ultradźwiękowe uzdatnianie wody
Uzdatnianie wody ultradźwiękami opiera się na fizycznym zjawisku kawitacji, czyli zdolności do tworzenia pustek, które powodują różnicę ciśnień. Taki dysonans prowadzi do śmierci bakterii w wyniku pęknięcia błon komórkowych. Efekt ten zależy od stopnia natężenia drgań dźwiękowych.Myjki ultradźwiękowe wymagają wykwalifikowanej konserwacji i są dość drogie.
Urządzenia magnetostrykcyjne lub piezoelektryczne wytwarzają dźwięk o częstotliwości 48 000 Hz. Przy niższych częstotliwościach rozwój bakterii nie tylko nie zatrzymuje się, ale również nasila, dlatego dokładność strojenia i wysokiej jakości konserwacja takiego sprzętu jest obowiązkowa. Wrzątek
Dezynfekcja wody przez gotowanie
Gotowanie to najpopularniejsza i najbardziej rozpowszechniona w gospodarstwie domowym metoda dezynfekcji wody, podczas której (w zależności od czasu trwania procesu) ginie ogromna liczba patogenów: bakterie, bakteriofagi, wirusy itp. Eliminowane są również gazy rozpuszczone w wodzie, twardość (pH ) maleje, podczas gdy walory smakowe praktycznie się nie zmieniają.
Zintegrowane metody oczyszczania wody
Zintegrowane podejście do czyszczenia obejmuje zarówno metody odczynnikowe, jak i metody bezodczynnikowe. Wodę można dezynfekować np. najpierw promieniami UV, a następnie dezynfekowaną objętością płynu, poddając działaniu chloru. W rezultacie szkodliwe mikroorganizmy są eliminowane, a wtórna infekcja jest wykluczona.
Metody łączone pozwalają zaoszczędzić pieniądze na odczynnikach i poprawiają jakość wody.
Podobnie wodę można najpierw zdezynfekować ozonem, a następnie chlorować. W tym przypadku zawartość toksycznych związków zawierających chlor w wodzie jest znacznie zmniejszona.
Filtracja daje dobre rezultaty tylko wtedy, gdy zdezynfekowana objętość wody przechodzi przez komórki mniejsze od mikroorganizmów. A biorąc pod uwagę, że większość bakterii ma rozmiar około 1 mikrona, a wirusy są jeszcze mniejsze, w celu dezynfekcji wody elementy filtrujące muszą mieć pory o wielkości 0,1-0,2 mikrona.
Systemy typu oczyszczającego obejmują kilka systemów oczyszczania wody jednocześnie z dość skutecznym systemem filtracji. Taki sprzęt ma szerokie zastosowanie i jest popularny zarówno w domu, jak i w pomieszczeniach biurowych.
Nowe systemy dezynfekcji wody
Stosunkowo nowe sposoby dezynfekcji wody: metoda elektropulsacyjna i elektrochemiczna. Najważniejsze jest to, że woda przechodzi przez membranowy reaktor elektrochemiczny, który jest oddzielony membraną metalowo-ceramiczną. Ta membrana jest zdolna do ultrafiltracji do obszaru katody i anody. Po doprowadzeniu prądu do komór anodowych i katodowych powstają roztwory alkaliczne i kwaśne, a w efekcie elektrolityczne tzw. aktywny chlor. Taki środek do dezynfekcji wody może zapewnić szybką śmierć prawie wszystkich szkodliwych mikroorganizmów.
Metoda działania elektropulsacyjnego umożliwia dezynfekcję ładunkiem elektrycznym, po czym powstaje fala uderzeniowa o bardzo wysokim ciśnieniu i promieniowanie świetlne. W efekcie powstaje ozon, który ma szkodliwy wpływ na mikroorganizmy.
Nowe metody czyszczenia są dość drogie i nie mają zastosowania w domowych warunkach domowych ze względu na złożoność toczących się procesów i konieczność stałej, wykwalifikowanej konserwacji.
Notatka! Normy sanitarne nie oznaczają całkowitego zniszczenia wszystkich mikroorganizmów zawartych w wodzie. Wymagane jest usuwanie i neutralizowanie tylko bakterii, wirusów i innych wtrąceń, które są niebezpieczne dla człowieka i mogą powodować problemy zdrowotne. Całkowicie sterylna woda jest tak samo szkodliwa dla ludzi, jak zanieczyszczona bakteriami.
Przed przeprowadzeniem dezynfekcji i dokonaniem wyboru takiej lub innej metody czyszczenia należy najpierw przeanalizować stopień zanieczyszczenia wody: związki mineralne, biologiczne i mikroorganizmy. Na podstawie wyników analizy wybiera się najlepszą opcję wysokiej jakości dezynfekcji i oczyszczania wody.
