Качество питьевой воды (1094363), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

- Мгновенный бактерицидный эффект (время обеззараживания 0,5-5с).
- Низкая стоимость обеззараживания (стоимость обеззараживания 1000 м3 воды составляет 2,6-3,0 USD).
- Простота в эксплуатации.
- Кумулятивное действие коротковолнового УФ излучения позволяет проводить многоступенчатое и повторное обеззараживание облучением на различных этапах обработки, транспортирования и распределения воды.
- Вода, обеззараженная коротковолновым УФ излучением, не претерпевает (в отличие от хлорирования) каких-либо изменений физико-химического состава и полностью сохраняет свои вкусовые и органолептические качества.
- Вода, обеззараженная коротковолновым УФ излучением, полностью безвредна для здоровья человека.

Важным преимуществом метода УФ-обеззараживания является возможность его внедрения в существующие традиционные технологические схемы без их значительного переустройства. В то же время применение УФ-обеззараживания не противоречит возможности дальнейшего развития очистных сооружений. Существуют примеры, когда УФ-облучение используется совместно с такими технологиями, как инфильтрация через почву, активированные угли, озонирование.

Таблица 3. Характеристики основных дезинфектантов воды

Физико-химические основы УФ-метода обеззараживания воды. Факторы, влияющие на эффективность УФ-метода.

УФ-облучение обладает высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам. Наиболее оптимальными источниками излучения являются ртутные лампы низкого давления, излучающие на длине 253,7 нм. Средний срок службы лампы лежит в пределах от 8 000 до 12 000 ч работы (доза излучения составляет приблизительно 40 мДж/см²).

Действие УФ на разные типы микроорганизмов имеет одинаковую природу, основной механизм заключается в прямом воздействии излучения на нуклеиновые кислоты. Входящие в состав ДНК пиримидиновые основания — тимин и цитозин, отличающиеся высокой фотохимической активностью в области 250-280 нм, образуют под воздействием облучения сшивки (димеры). Этот фотопродукт обнаружен при использовании коротковолнового УФ-излучения в биологических дозах у самых различных объектов. Многочисленные факты свидетельствуют об определяющей роли димеров в летальном, мутагенном и других эффектах УФ-излучения, при этом внешняя структура микроорганизма оказывает минимальное влияние на эффективность УФ-излучения.

Анализ работ, в которых имеются данные о действии УФ-излучения, показывает, что дозы, необходимые для инактивации различных патогенных микроорганизмов, включая вирусы, отличаются незначительно. Несмотря на некоторые различия в приведенных данных, связанных с методикой проведения экспериментов, дозы УФ-облучения для обеззараживания на один порядок имеют в среднем следующие значения: бактерии — от 1,5 мДж/см² для некоторых штаммов Shigella dysenteriae до 10 мДж/см² для энтеро- кокков и фекальных стрептококков; энтеровирусы — от 4,5 мДж/см² для полиовирусов (Mahoney) до 11 мДж/см² для ротавирусов. Из приведенных данных видно, что дозы УФ для бактерий и вирусов отличаются незначительно, в то время как при обеззараживании хлором требуемые дозы имеют различие до 50 раз. Для снижения на один порядок содержания цист лямблий необходимы дозы 40-80 мДж/см². До последнего времени считалось, что для удаления криптоспоридий необходимы дозы более 200-300 мДж/см², однако в 1997-1999 гг. был проведен цикл исследовательских работ, показавших, что УФ-облучения дозами 40-120 мДж/см² достаточно для инактивации ооцист на 4 порядка . Результаты были подтверждены при эксплуатации промышленных УФ-систем .

Диапазон физико-химических показателей качества воды, приемлемых для применения метода УФ-обеззараживания, является достаточно широким.

Фотохимические процессы практически не зависят от рН и температуры воды, поэтому в отличие от хлорирования изменение этих параметров качества воды оказывает минимальное влияние на инактивацию микроорганизмов УФ-облучением. Присутствие в воде ряда органических и неорганических веществ, поглощающих УФ-излучение, приводит к снижению фактической дозы облучения, обеспечиваемой УФ-установками. Влияние качества воды на пропускание водой излучения должно быть учтено при выборе УФ-оборудования.

В 1995-1997 гг. специалистами НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана проведен цикл работ по определению влияния обобщенных показателей качества воды (цветность, мутность, окисляемость, ХПК, БПК) на эффективность УФ-обеззараживания. Облучению подвергалась речная вода с цветностью в пределах 20-50 град, мутностью 1-30 мг/л, БПК₅ 5-10 мг/л и ХПК 29-63 мг/л, перманганатной окисляемостью 6-14 мг/л. В результате исследований выявлено, что изменение показателей в указанных пределах не влияет на дозу облучения, необходимую для достижения нормативных показателей по колииндексу и ОМЧ.

Аналогичные данные получены в процессе модельных испытаний на работающих УФ-станциях. Обеззараживание воды до нормативных показателей достигалось при модельном облучении воды р. Волги в г. Твери при цветности 80 град и р. Камы в г. Перми при цветности до 48 град. УФ-станция в г. Тольятти в течение более четырех лет стабильно обеспечивает нормативное обеззараживание при цветности воды 20-35 град, перманганатной окисляемости 4-10 мг/л.

Наличие в воде взвешенных веществ может привести к снижению эффективности обеззараживания при любом его методе. При УФ-облучении присутствие взвеси может экранировать микроорганизмы от воздействия излучения, однако при правильно выбранной дозе необходимая степень обеззараживания может быть достигнута и при значительном содержании взвешенных веществ. Так, мутность воды, поступающей на УФ-станцию в г. Тольятти, достигала 10 мг/л, концентрация железа в воде -- 0,3мг/л; при эксплуатации УФ-установок в период паводка 1998-1999 гг. в г. Отрадном при мутности исходной воды до 145 мг/л и колииндексе до 30000 после УФ-облучения достигалось отсутствие общих колиформ в 100мл.

Критерий выбора УФ-оборудования.

Выбор УФ-оборудования для обеззараживания воды определяется по необходимой степени снижения концентрации патогенных и индикаторных микроорганизмов. В таблице 4 приведена зависимость степени обеззараживания от различных доз облучения [степень обеззараживания — это десятичный логарифм или количество порядков отношения исходной и конечной концентрации микроорганизмов lg (No/N)]. Доза облучения 16 мДж/см² — это минимальная доза, установленная нормативами для применении УФ при обеззараживании питьевой воды [МУ 2.1.4.7.1998], которая обеспечивает не менее 5 порядков снижения для патогенных бактерий и 1,6-6 порядков по индикаторным бактериям. Для вирусов доза облучения 16 мДж/см2 обеспечивает снижение на 1,8-2,9 порядка, достижение более значительной степени обеззараживания обеспечивается дозой 40 мДж/см² (более 4 порядков). Доза облучения 80 мДж/см² инактивирует цисты на 1-4 порядка.

Таблица 4.

Поскольку в отличие от химических реагентов при применении УФ-обеззараживания отсутствует необходимость в ограничении верхнего предела дозы облучения, ее всегда можно выбрать достаточной для конкретных условий. Обеспечение в промышленных условиях доз УФ-облучения 40 и 80 мДж/см² является вполне реальным с технической и экономической точек зрения.

Характеристика, отражающая зависимость уменьшения концентрации микроорганизмов от дозы УФ облучения, называется кривой обеззараживания.

Характеристики

Список файлов реферата