Системи ультрафіолетового знезараження води

Системи ультрафіолетового знезараження води

Ультрафіолетове випромінювання – це електромагнітні хвилі, що знаходяться в центральному діапазоні між видимими та рентгенівськими променями. Воно поділяється на три види і буває ближнім, середнім та далеким. Ультрафіолетові промені, звані також УФ випромінюванням, мають довжину хвиль від 10 до 400 нм або 7,5 · 1014-3 · 1016 Гц. При цьому коливання в діапазоні від 100 до 200 нм називають вакуумним або жорстким ультрафіолетом. Енергії цих коливань часто вистачає руйнування органічних молекул. Саме тому ультрафіолетове випромінювання давно і активно використовується для знезараження води із наземних та підземних джерел. Розроблена американськими вченими кілька десятиліть тому, ця технологія успішно поширилася у всьому світі, довівши свою високу ефективність у боротьбі з мікробами. Головною перевагою УФ обробки води є те, що даний спосіб знезараження відноситься до фізичних методів очищення, який не потребує небезпечних хімічних реагентів. Інші переваги та принципи роботи таких систем будуть описані далі.

Ультрафіолетові знезаражувачі води очищають найважливішу на планеті рідину безконтактним способом, не змінюючи її хімічний склад. Завдяки цьому її смак та запах залишаються нейтральними. Даний метод очищення можна назвати універсальним, оскільки він впливає різні види бактерій і мікроорганізмів. Промені ультрафіолету ефективно нейтралізують як вегетативні, так і спороутворюючі бактерії, які не так просто усунути навіть за допомогою хлорування. Пристрої такого типу відмінно підходять для попереднього та завершального очищення рідини і є одним з кращих варіантів співвідношення ціна-якість. Крім того, вони абсолютно екологічні та безпечні для навколишнього середовища. Системи УФ обробки води, вартість яких є цілком доступною, досить прості в обслуговуванні, оскільки не вимагають постійної заміни спеціальних реагентів для своєї роботи. Таким чином, висока ефективність, простота використання, а також помірні капітальні та експлуатаційні витрати роблять такий метод стерилізації ідеально підходящим як для промислового, так і для побутового використання.

Принцип роботи систем ультрафіолетового знезараження

Бактерицидний ефект нейтралізації різних мікроорганізмів має лише певна - "середня" частина спектра УФ випромінювання, з хвилями в діапазоні від 205 до 315 нм. Максимальна ефективність очищення досягається в області 250-270 нм. Тому для знезараження води ультрафіолетом використовують хвилі завдовжки 260 нм, які виробляються лампами низького ртутного тиску. Завдяки такій довжині хвилі відбувається пом'якшення рідини. Принцип дії цих систем очищення заснований на здатності УФ променів проникати крізь стінки клітин і діставатися їх інформаційного центру, яким є нуклеїнові кислоти ДНК і РНК. Як відомо, саме в ДНК міститься інформація, що відповідає за процеси розвитку та нормального функціонування організму. Суть знезараження полягає в поглинанні ультрафіолету нуклеїновими кислотами, внаслідок чого вони втрачають здатність ділитися. Таким чином, різні небезпечні мікроорганізми перестають розмножуватися і втрачають можливість завдавати шкоди, накопичуючись у великих кількостях. Крім того, вплив УФ променів призводить до порушень у структурах мембран та клітинних стінок бактерій, що також призводить до їхньої загибелі.

Незважаючи на ефективність та безпеку, технологія знезараження води ультрафіолетом має деякі обмеження у використанні, які можуть ускладнити нормальне функціонування такої системи. Найголовнішим фактором, що впливає на якість очищення, безумовно, є доза опромінення, що застосовується. Цей параметр розраховується з урахуванням інтенсивності променевого впливу та його тривалості, значення яких перемножуються. Необхідна доза УФ опромінення підбирається, виходячи зі стійкості до такого впливу мікроорганізмів, що знаходяться в рідині з певного джерела. Очевидно, що чим більшою є живучість бактерій – тим довше на них має бути відповідний вплив. Оскільки в ультрафіолетових фільтрах-знезаражувачах використовуються однотипні лампи, що випромінюють хвилі з певною довжиною та інтенсивністю, яку не можна просто збільшити для зручності використання, для нейтралізації стійких бактерій вода повинна перебувати довше в реакційній камері. Розмір ефективної дози УФ-опромінення також залежить від кількості мікробів у рідині.

Ще одним нюансом, що впливає на правильність функціонування очищувальних систем, є склад води, а точніше – кількість домішок, які в ній розчинені. Якщо вміст заліза, великодисперсних забруднювачів та кольоровості перевищує встановлені норми, то знезараження такої рідини ультрафіолетом або стає малоефективним, або взагалі марним. Справа в тому, що такі домішки та частинки заліза перешкоджають проникненню УФ променів у структуру рідини, стаючи своєрідним щитом для деякої кількості мікроорганізмів. Таким чином, знижується ефективність дезінфікуючого випромінювання, результатом чого стає погіршення якості води. З цієї причини для досягнення максимальної ефективності ультрафіолетового знезараження фахівці рекомендують проводити попереднє знезалізнення рідини . Щодо температури води та її кислотності рН, то ці характеристики майже не впливають на описані фотохімічні процеси. Якість рідини, очищеної за допомогою УФ фільтрів, оцінюється за рівнем вмісту в її складі кишкової палички - мікроорганізму, що має найбільшу стійкість до такого опромінення. Чим менше бактерій такого типу – тим чистішою є вода.

Переваги та недоліки фільтрів ультрафіолетового знезараження води

Як уже згадувалося раніше, метод обробки води УФ випромінюванням набув широкого поширення по всьому світу. Така популярність пояснюється наявністю цієї технології великої кількості переваг, частина яких була описана вище. А повний перелік переваг ультрафіолетового знезараження такий:

• Збереження фізико-хімічного складу рідини, що обробляється;
• Висока ефективність та універсальність – промені ультрафіолету нейтралізують різні види мікроорганізмів, серед яких як вегетативні, так і спороутворюючі бактерії;
• Відсутність у воді вторинних продуктів такої обробки;
• Швидкість процесу знезараження - завдяки тому, що бактерицидне опромінення справляє в рідині майже миттєвий ефект дезінфекції, після проходження через установку вона може відразу подаватися до системи водопостачання;
• Економічна вигода цієї технології;
• Відсутність обмежень для верхньої межі дози дезінфікуючого опромінення;
• Компактність та простота використання технологічного обладнання – ультрафіолетові фільтри легко вбудовуються у існуючі стандартні схеми систем водопостачання ;
• відсутність необхідності створювати запаси реагентів;
• Простота обслуговування, завдяки якій навіть промислові системи УФ знезараження не вимагають постійної присутності спеціально навченого персоналу;
• Відсутність необхідності організовувати особливу систему безпеки, як у випадку з хлоруванням та озонуванням;
• При монтажі такого обладнання на існуючих очисних спорудах можна обійтися без проведення значних робіт з будівництва та реконструкції.

Однак, як і в будь-якої іншої технології очисти води, у процесу дезінфекції рідини ультрафіолетом є і ряд мінусів, які також необхідно брати до уваги при покупці таких систем. Недоліки процесу УФ знезараження води такі:

• Значне зменшення ефективності методу у разі обробки каламутної, кольорової та насиченої різними домішками рідини;
• Відсутності ефекту «наслідку» - знезаражена вода може бути повторно насичена бактеріями внаслідок недотримання правильної комплексної технології очищення, а також при транспортуванні старими комунікаціями ;
• Необхідність у періодичному чищенні ртутних ламп від осаду та вапняного нальоту, що виникають при обробці жорсткої та каламутної води;
• Нездатність УФ фільтрів очищати рідину від клітинних стінок бактерій, грибів, білкових фрагментів вірусів, свинцю, азбесту та хімікатів, видаляти які необхідно за допомогою тонкої фільтрації та інших методів.

Такі переваги та недоліки систем ультрафіолетового знезараження води, аналіз яких дозволяє зробити висновок, що дана технологія найкраще підходить для рідини, яка пройшла попереднє очищення по залізу, каламутності та кольоровості. Таким чином, фільтри, що розглядаються, будуть максимально ефективні в локальних установках водопідготовки на завершальній стадії обробки. Тим не менш, даний метод застосовується і на початкових етапах комплексного очищення рідини, що дозволяє значно скоротити витрати хімічних реагентів-дезінфекторів, або витрати енергії на процес озонування та інші подібні технології.

Влаштування фільтрів для УФ знезараження води

Ультрафіолетовий стерилізатор для рідини є корпусом з нержавіючої сталі , в якому знаходяться ртутні лампи в міцних кварцових чохлах. Останні мають виключити безпосередній контакт лампи з водою. Принцип функціонування такого фільтра не відрізняється складністю – вода просто проходить крізь нього, омиваючи кварцовий чохол та отримуючи передбачену дозу УФ-опромінення. З його допомогою нейтралізуються мікроорганізми, розчинені у рідині. Очевидно, що найважливішою частиною установки ультрафіолетового знезараження є кварцова лампа – джерело необхідних хвиль. Промені, що дезінфікують УФ, утворюються в процесі випаровування деяких видів металів, що знаходяться всередині лампи. Найпоширенішим із них є ртуть. Необхідна довжина хвиль, що випромінюються, досягається за рахунок підбору тиску, під яким усередині лампи знаходяться ртутні пари. На сьогоднішній день найбільш широко використовуються ультрафіолетові лампи низького тиску, що продукують хвилі довжиною близько 260 нм, а також відрізняються значним терміном служби і економічно споживають електроенергію.

У комплектацію сучасних установок УФ знезараження води входить пульт управління, за допомогою якого контролюється їхня робота, і подаються сигнали про неполадки. Деякі модифікації даних пристроїв оснащені системами очищення кварцових чохлів, на внутрішній поверхні яких в процесі функціонування накопичуються органічні та мінеральні відкладення. При цьому багато передових очисних систем дають можливість видаляти такі відкладення без розбирання стерилізаторів та вилучення УФ ламп, завдяки чому ці моделі стають ще безпечнішими та зручнішими. Знезараження ультрафіолетовим випромінюванням застосовується для дезінфекції питної, стічної та технологічної води, а також води для басейнів. Існує два методи опромінення – імпульсне (широкий спектр хвиль) та постійне (вибраний діапазон хвиль). Відповідно до світових стандартів, для УФ знезараження питної води використовуються дози не менше 16 мДж/см ² , а для УФ знезараження стічних вод необхідна доза щонайменше 30 мДж/см ² . Для того щоб правильно вибрати таку установку, необхідно звернути увагу на авторитет компанії-виробника, наявність всієї необхідної документації, а також можливість заміни елементів, що мають обмежений термін використання.

Купити системи ультрафіолетового знезараження води можна, замовивши відповідний пристрій такого типу з каталогу нашого інтернет-магазину . Його продуктивність може коливатися від десятків літрів на годину для домашнього побутового використання, до тисяч кубічних метрів на годину – у випадку з промисловими та централізованими станціями очищення. Фільтри УФ знезараження, ціна яких залежить від їх можливостей та конструкції – це ефективний, безпечний та економічний метод дезінфекції, що дозволяє одержувати воду із незміненим хімічним складом.