Хімічні та безхімічні методи знезараження води

Дезінфекція води необхідна в різних секторах, таких як муніципальне водопостачання, промисловість та комерційне використання, щоб забезпечити безпеку та запобігти хворобам, що передаються через воду. Методи дезінфекції можна умовно поділити на хімічні та нехімічні. Обидва методи мають свої переваги і специфічне застосування залежно від типу забруднення, масштабу обробки і бажаних результатів. Нижче наведено огляд поширених хімічних і нехімічних методів знезараження води.

1. Дозування хлору та хлоратори

Хлор є одним з найбільш широко використовуваних дезінфікуючих засобів завдяки своїй ефективності у знищенні патогенних мікроорганізмів, таких як бактерії та віруси. Дозування хлору може бути досягнуто за допомогою ручного додавання або автоматизованих хлораторів. Ці хлоратори регулюють дозу хлору у воді, забезпечуючи адекватну дезінфекцію без перевищення порогів безпеки.

• Хлоратори – це пристрої, що використовуються для дозування хлору у водопровід. Вони можуть варіюватися від простих систем ручного дозування до складних автоматизованих пристроїв, які регулюють подачу хлору залежно від швидкості потоку та рівня забруднення води. Постійний моніторинг має вирішальне значення для підтримання оптимальних залишків хлору.

2. Генератори гіпохлориту натрію

Гіпохлорит натрію (NaOCl) – ще один широко використовуваний дезінфікуючий засіб, особливо в місцях, де використання газоподібного хлору може становити загрозу безпеці. Генератори гіпохлориту натрію виробляють NaOCl на місці шляхом електролізу солоної води.

• Генератори на місці мають перевагу, оскільки усувають необхідність транспортування і зберігання великої кількості рідкого хлору або хлорного газу. Це також знижує ризики безпеки, пов’язані з поводженням з хлором. Гіпохлорит натрію є менш небезпечною альтернативою, але він вимагає ретельного дозування, оскільки надмірні концентрації можуть призвести до утворення шкідливих побічних продуктів, таких як тригалометани (ТГМ).

3. Генератори діоксиду хлору

Діоксид хлору (ClO₂) є високоефективним засобом проти різних патогенних мікроорганізмів, включаючи бактерії, віруси та найпростіші. На відміну від хлору, він не вступає в реакцію з органічними речовинами з утворенням шкідливих побічних продуктів, таких як THM, що робить його кращим вибором у багатьох системах очищення води.

• Генератори діоксиду хлору виробляють ClO₂ на місці за допомогою кислотно-хлоритного або хлорно-хлоритного методу. Ці генератори ретельно контролюють змішування хімічних речовин, щоб забезпечити безпечне та ефективне виробництво ClO₂. Діоксид хлору особливо корисний у системах, де вода містить високий вміст органічних речовин, або для дезінфекції, що вимагає високої чистоти.

4. Аналізатори хлору та озону у воді та повітрі

Процеси дезінфекції води і повітря часто вимагають точного моніторингу рівнів дезінфектантів для забезпечення ефективності та безпеки. Аналізатори хлору та озону є важливими інструментами в цьому відношенні.

• Аналізатори хлору контролюють рівень вільного і загального хлору у воді для підтримки належної дезінфекції. Ці аналізатори гарантують, що дозування не є ані занадто низьким (що може призвести до недостатньої дезінфекції), ані занадто високим (що може призвести до утворення шкідливих побічних продуктів).
  
  
• Аналізатори озону вимірюють концентрацію озону як у воді, так і в повітрі. Оскільки озон у високих концентраціях може бути небезпечним для здоров’я людини, необхідний постійний моніторинг, щоб гарантувати, що рівень озону в лікувальних середовищах утримується в безпечних межах.

5. Генератори перекису водню

Перекис водню (H₂O₂) є ще одним потужним хімічним дезінфікуючим засобом, що використовується у водопідготовці. Він розкладається на воду і кисень, не залишаючи шкідливих залишків, що робить його ідеальним для застосувань, які вимагають екологічно безпечної дезінфекції.

• Генератори перекису водню виробляють H₂O₂ на місці шляхом електролізу води. Ці системи зазвичай використовуються в поєднанні з іншими методами дезінфекції, такими як ультрафіолетове випромінювання або озон, для посилення мікробного контролю. У деяких випадках перекис водню застосовується як самостійний дезінфікуючий засіб завдяки своїй окислювальній здатності і тому, що він швидко розкладається, не залишаючи токсичних побічних продуктів.

6. УФ-системи

Дезінфекція ультрафіолетовим (УФ) світлом – це нехімічний метод, який широко використовується для очищення питної води, стічних вод і в промисловості. УФ-системи опромінюють мікроорганізми ультрафіолетом, який пошкоджує їхню ДНК і робить їх неактивними.

• Відкриті та закриті системи:

  УФ-системи можна класифікувати як відкриті (де вода протікає над джерелом УФ-світла) або закриті (де вода протікає через камеру з УФ-лампами). Закриті системи більш поширені в середовищах під тиском, тоді як відкриті системи використовуються в системах самопливних або низького тиску.
  
  

• УФ середнього та низького тиску:

  УФ-лампи середнього тиску випромінюють ширший діапазон довжин УФ-хвиль і часто використовуються в промислових системах з високою пропускною здатністю. УФ-лампи низького тиску є більш енергоефективними і в основному використовуються в системах меншого масштабу.

7. Системи озонування

Озон (O₃) – це сильний окислювач, який використовується у водопідготовці завдяки своїй здатності інактивувати бактерії, віруси та найпростіші. Дезінфекція озоном не залишає шкідливих залишків, але швидко розкладається, що означає необхідність його генерації на місці.

• Генерація озону з повітря або кисню:

  Системи озонування виробляють озон, пропускаючи навколишнє повітря або чистий кисень (з кисневих балонів) через електричний розряд (коронний розряд). При використанні кисню з балонів концентрація озону, що виробляється, є вищою і ефективнішою. Кисневі балони (або генератори) часто використовуються в промислових цілях, де необхідний озон високої чистоти. Для систем меншого масштабу в якості газу зазвичай використовується повітря.

Вибір хімічного або нехімічного методу дезінфекції залежить від таких факторів, як тип води, що обробляється, регуляторні вимоги та експлуатаційні міркування. Хімічні методи, такі як хлор, гіпохлорит натрію, діоксид хлору та перекис водню, забезпечують надійну дезінфекцію, але потребують ретельного управління, щоб уникнути шкідливих побічних продуктів. Нехімічні методи, такі як ультрафіолетове випромінювання і озон, є потужними альтернативами з меншою кількістю хімічних залишків, але часто вимагають складнішого обладнання і систем моніторингу. Інтегруючи хімічні та нехімічні підходи, системи водопідготовки можуть досягти вищого рівня безпеки та ефективності.