Эффективность ультрафиолетовой обработки воды для ее дезинфекции известна больше 100 лет. Именно в это время в Германии и Франции построили первые в своем роде станции водоподготовки. Что положено в основу ультрафиолетового обеззараживания, как это работает и насколько эффективно?

Как это работает?

Электромагнитное излучение с волнами длиной 10-400 нм называется ультрафиолетовым. Для обработки воды и дезинфекции используется диапазон в 200-400 нм. Лучшие показатели эффективности по обеззараживанию достигаются в диапазоне 250-270 нм. Излучение обладает бактерицидным действием, что обусловлено их фотохимическим воздействием на РНК, ДНК (обрыв цепочек и невозможность дальнейшей репликации), клеточные стенки и мембраны, их повреждением и гибелью микроорганизмов.

Воздействие ультрафиолета на ДНК бактерий

Основная роль в УФ-обработке отводится ультрафиолетовому стерилизатору. Это металлическая емкость с кварцевой трубкой, внутри которой находится бактерицидная лампа. Вода контактирует с трубкой и подвергается УФ-излучению, вследствие чего обеззараживается. Количество ламп может варьироваться в зависимости от производительности установки.

Большинство лам выдают излучение с длиной волны 253,7 нм. 5 с такого облучения достаточно для достижения максимального бактерицидного действия.

Корпус устройства для обеззараживания воды ультрафиолетом

Эффективность обеззараживания воды определяют дозой ультрафиолетового излучения. Ее рассчитывают следующим образом:

D=E*t, мДж/см2,

где Е — интенсивность потока бактерицидного излучения, мВт/см2, t — время облучения, с.

Дозу УФ-излучения используют для оценки процесса отмирания бактерий (экспоненциальная зависимость):

p=p0exp(-D/k),

где p0 — начальное количество бактерий в ед. об.,
k — коэффициент сопротивляемости бактерий воздействию УФ-излучения.

Коэффициент k у разных микроорганизмов разный, что обусловливает широкий диапазон эффективных доз облучения: для бактерий достаточно небольших доз, для спор и простейших требуется гораздо более сильное облучение.

При расчетах дозировки также делают поправку на поглощение и рассеяние излучения в воде. Для оценки экспериментально устанавливают коэффициент поглощения водой а, см-1. Он зависит от примесей, содержащихся в воде, а также их количества. Приведем некоторые значения а в зависимости от качества воды:

  • 0,1 — вода бесцветная, обычно из глубоких подземных источников;
  • 0,15 — вода из колодцев и родников;
  • 0,3 — вода из поверхностных источников, прошедшая стадию предфильтрации.

Минимальная доза облучения, достаточная для обеспечения устойчивого эффекта, составляет 16-40 мДж/см2.

Когда это работает?

Эффективность УФ зависит от состава воды. Лучшие результаты метод показывает в комплексной обработке воды, после того, как она прошла многоступенчатую очистку. Целесообразно использовать такой тип обеззараживания при следующих показателях воды:

  • железо — в пределах нормы по СанПиН;
  • коли-индекс — < 10000 шт./дм3;
  • мутность — < 2 мг/дм3;
  • цветность — < 20 градусов по шкале Pt/Co.

Чтобы оценить, насколько эффективна технология УФ-обработки в том или ином случае, определяют содержание в воде кишечной палочки. При этом исходят от того, что бактерии этой группы имеют самый большой коэффициент сопротивляемости.

Достоинства и недостатки УФ-обеззараживания

Плюсы:

  1. простота и доступность технологии;
  2. безреагентный способ — наиболее естественный из всех существующих;
  3. не влияет на химический состав воды;
  4. эффективный в борьбе с вегетативными и спорообразующии бактериями;
  5. безопасная технология;
  6. невозможно превысить безопасную дозировку.

Ультрафиолетовая обработка воды

Минусы:

  1. требуется предварительная обработка воды;
  2. возможность вторичного заражения воды после обработки;
  3. обслуживание ламп — очистка от налета, снижающего эффективность облучения.

Сравнение с другими способами обеззараживания

Как мы говорили ранее, ультрафиолетовое облучение наиболее эффективно в связке с другими типами водоподготовки.

  • УФ эффективен против вирусов, что выгодно отличает этот способ обеззараживания от хлорирования.
  • УФ дешевле, чем озонирование.
  • УФ не консервирует воду, как это делает хлор.
  • УФ не меняет химический состав, что свойственно хлорированию и, иногда, озонированию.

Благодаря всем своим качествам ультрафиолет находит широкое применение при обработке питьевой воды, промышленных вод и стоков. Использование такого способа в бытовых условиях в большинстве случаев нецелесообразно. Для получения качественной и чистой воды достаточно установить современный фильтр. Какой именно? Спросите у наших консультантов в чате или по телефону. Они помогут выбрать из нескольких десятков моделей.