Бактерии, цисты и вирусы в воде

Более 80% инфекционных заболеваний во всем мире вызвано загрязненной водой. В ней содержатся не только вредные примеси, но и различные бактерии. В этот объем входят как наземные источники, так и водопроводная, скважинная вода.

1.    Чем опасны бактерии в воде и какие проблемы вызывают?

Вирусы и бактерии могут появиться в любой воде. Наземные источники подвержены заражению в период таяния снега, в связи с человеческой деятельностью, от всех форм земной флоры и фауны. Водопроводная вода получает загрязнения в процессе прохождения по трубопроводу. Скважинная вода – из различных источников, когда грунтовые воды проходят определенные пласты. Чем грозит использование такой воды? Из-за ее употребления страдает не только организм. Она наносит существенный вред оборудованию. Вирусы не видны визуально. Особенно если их концентрация мала, то обнаружить в вирусы в воде весьма сложно даже в лабораторных условиях санэпидемстанции. От органических загрязнений, в том числе бактерий, взвешенных веществ органического происхождения у воды появляется повышенная цветность, мутность, перманганатная окисляемость, неприятных запах и вкус, может появиться тонкая пленка на поверхности.

2.    Проблемы, которые вызывает вода, насыщенная вирусами

Загрязненная вода оказывает губительное воздействие не только на организм в целом, но и на бытовые приборы, трубы, оборудование. В организме человека в первую очередь страдает пищеварительный тракт, потому что бактерии проглатываются вместе с водой. Часто может происходить отравление и интоксикация организма: развитие острых кишечных заболеваний, гепатита А, паразитических инфекций: лямблиоз, аскаридоз и других. При отравлении  страдает иммунная система. Бактерии E. coli , или более простые Cryptosporidium parvum могут вызвать не только дискомфорт в желудке или кишечнике, но и холеру, дизентерию, брюшной тиф, гепатит, проблемы с дыхательной системой. Все это может привести не только к обострениям хронических болезней и появлению новых инфекционных, но и летальному исходу. Особый риск заболеваний у пожилых людей. Также к вирусам более восприимчивы люди со сниженным иммунитетом.

Что касается оборудования, то наличие вирусов в воде вызывает налет. Который со временем приводит приборы, сантехнику и трубы в негодность. Поэтому самым оптимальным способом решения проблемы является установка фильтра.

Современные решения позволяют выбрать из нескольких способов фильтрации. Но перед тем как приобретать фильтр, требуется сделать анализ воды.  Потому что у каждой системы обеззараживания свои требования к исходной воде и концентрации бактерий.

3.    Способы обеззараживания

3.1. Обеззараживание с помощью гипохлорита натрия (хлорирование)

Одним из самых первых методов обеззараживания было хлорирование. Но со временем нашли другие варианты удаления бактерий, более безопасные, но не менее эффективные. Избавиться от бактерий и вирусов можно с помощью сорбционных угольных фильтров, систем обратного осмоса и ультрафиолета. При реагентном методе обеззараживают с помощью гипохлорита натрия. Это более безопасная альтернатива хлору.

Условия применения:
- Перманганатная окисляемость более 5 мг/л;
- Высокая цветность (более 20 град), содержание органических веществ;
- Неприятных запах и привкус воды.

Принцип работы реагентной установки: Поток воды поступает в колонну, где происходит добавление гипохлорита натрия. Подается он дозированно, в соответствии с объемом воды. Далее вода проходит через угольный фильтр для доочистки от органических веществ, удаления остаточного хлора, улучшения вкуса и запахов. При взаимодействии гипохлорита натрия с бактериями могут оставаться продукты распада. Поэтому если вода используется в качестве питьевой, то финишная обработка обязательна.

Перед подачей гипохлорита натрия требуется обязательно произвести расчеты, в соответствии с техническими характеристиками воды. Подача строго дозировано. Промывка угольного фильтра осуществляется путем подачи воды в обратном направлении. Корпус установки должен быть защищен от коррозии. Гипохлорит натрия, являясь химическим элементом, способен вызывать отложения.

Рис. 1 Схема обеззараживания гипохлоритом натрия

Формула расчета дозы гипохлорита натрия для обеззараживания воды, обезжелезивания и деманганации воды (удаления марганца):

Все расчеты по формуле ведутся только когда известна концентрация железа, марганца и перманганатной окисляемости.

Доза активного хлора = 0,64*Fe+1,3*Mn+ПМО+0,5, мг/л

где Fe – содержание железа в исходной воде, мг/л.

Mn – содержание марганца в исходной воде, мг/л.

ПМО – перманганатная окисляемость исходной воды, мг/л.

0,5 – коэффициент запаса гипохлорита на окисление органических веществ.

3.2.        Применение систем ультрафильтрации, обратного осмоса

Еще один вариант обеззараживания ультрафильтрация или обратный осмос.

Условия применения:
- Применяется как правило для доочистки воды от бактерий, вирусов;
- Ультрафильтрация может применяться для обецвечивания, удаления железа, бактерий и вирусов скважинной воды с высокой цветностью или воды из поверхностных источников (рек, озер, колодцев и др.)

Принцип работы обратного осмоса: Мембранная технология способна справляться практически с любыми видами загрязнения, в том числе и с бактериями. Очищающий элемент – мембрана. Сквозь нее проходит вода под давлением и все патогены остаются на элементе и затем сливаются при промывке в дренаж. Элемент имеет множество мелких ячеек и способен пропускать только молекулы воды, задерживая все примеси. Диаметр их может быть разный, в зависимости от назначения мембраны. Используются в холодной воде, при определенном давлении. Если его не хватает, устанавливают насосы. Промывка системы осуществляется водой. При этом происходит очистка мембраны.

3.3.        Ультрафиолетовое обеззараживание воды

Ультрафиолетовое обеззараживание применяется уже очень давно, как для воздуха, так и для воды. Является одним из самых безопасных и быстрых средств обеззараживания на сегодняшний день, практически не имеет аналогов.

Условия применения: 
- Температура воды: 2-45°С. 
- Цветность: <20°. 
- Общее железо: <0.3мг/л. 
- Мутность: <2.6 ЕМФ.

Принцип работы ультрафиолетового обеззараживателя: Поток воды проходит через УФ лампы. Происходит фотохимическая реакция. Ультрафиолет способен разрушать саму структуру бактерии. Используются лампы с длиной волны от 260 нм низкого давления. Они считаются наиболее эффективными.

Рис. 3 УФ-обеззараживатель

При монтаже системы нельзя трогать лампу руками, так ка могут остаться отпечатки. Также запрещается смотреть на включенную ультрафиолетовую лампу т.к. это грозит получения ожогов сетчатки глаз. Они не будут пропускать освещение. УФ-обеззараживания является как самостоятельным методом фильтрации, так и финишным этапом в цепочке водоподготовки.

Промывка требуется только корпусу, в котором находится лампа. Потому что на ней со временем образуется налет, который снижает качество фильтрации.

3.4.        Обеззараживание сорбционными фильтрами

В качестве обеззараживателя может выступать сорбционный фильтр с угольной загрузкой. Такой тип загрузочного материала давно известен своей эффективностью.

Принцип работы сорбционного фильтра: Поток воды проходит через фильтрующую загрузку и уголь впитывает в себя все примеси. Его пористая структура позволяет не только обеззараживать, но и улучшать органолептические свойства воды. Такой метод считается высокоэффективным и безопасным. Так как не используются реагенты.

4.    Сравнение методов обеззараживания

Каждый способ будет актуален при определенных условиях. Установки обратного осмоса чаще всего используются в бытовом секторе, под мойку. Реагентная фильтрация применяется для удаления бактерий из скважинной воды. А ультрафиолетовые лампы могут применяться в любой сфере.

По качеству фильтрации системы одинаковые. Если брать вопрос расхода на эксплуатацию, то в этом случае будут различия. При реагентном обеззараживании придется приобретать гипохлорит натрия, в соответствии с расчётами. А также учесть пополнение угольного фильтра. Системы обратного осмоса требуют замены мембраны, по истечению её срока эксплуатации. То же самое касается и ультрафиолетовых ламп. У них есть свой срок выработки.

5.    Выводы

При выборе обеззараживающей системы сначала делается анализ воды. Это обязательная процедура, чтобы узнать концентрацию вредных веществ. Далее уточняется производительность системы.

При обеззараживании гипохлоритом натрия требуется точный расчет дозировки. Если подача реагента будет ниже нормы, то очистка от органики может происходить неэффективно. При повышенной дозе, будут оставаться продукты распада. Если вода будет использоваться в качестве питья, то доочистка от возможных остатков удаления патогенов обязательна. Комплектация системы может быть разной, зависит от производителя.

Обратный осмос также эффективен для решения проблемы удаления бактерий и вирусов. Однако, на мембране может оставаться бактериальный налет, что существенно сокращает ее срок службы. Поэтому необходима установка предфильтров для первичной очистки воды. Так же обязательна установка фильтров грубой очистки.

При выборе УФ-обеззараживателей, следует обратить внимание на длину волны. От этого зависит какие именно вирусы будут устранены. Корпус оборудования изготовлен из антикоррозийного материала.

Обеззараживание гипохлоритом натрия и ультрафиолетовыми установками позволяет очищать воду с высоким содержанием органических веществ, высокой перманганатной окисляемостью, цветностью, неприятным запахом и вкусом.

Перспективным для очистки воды из поверхностных источников представляется применение метода ультрафильтрации т.к. позволяет эффективно очищать большие объемы воды с очень высоким содержанием органических веществ, в том числе воды с поверхностных источников.

Монтаж любой системы обеззараживания проводится в соответствии с инструкцией. Периодически требуется обязательная проверка на качество фильтрации и сохранность всех элементов.