3.7. Знезараження води випромінюванням або іншими способами

Наприкінці XIX ст. А.М. Маклаков установив бактерицидну дію ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 200 нм. Було доведено, що всі види бактерій і спор гинуть після кількох хвилин опромінювання.

Для розрахунку установки В.Ф.Соколов запропонував з метою знезараження води необхідно використовувати формулу:

F_р = Q α·Klg(p/p₀) / (1563,4·η₀ η), ( )

де: F_р – розрахунковий потік енергії, Вт; Q – витрата води, яку знезаражують, мг/м³; α – коефіцієнт поглинання, см^-1; K – коефіцієнт опору бактерій, який приймають 2500 мк·Вт·с/см²; p₀ – ком-індекс води до опромінення; p – ком-індекс води після опромінення, у відповідності з ДГСТ 2874-82 не більше 3; η₀ – коефіцієнт використання бактерицидного потоку, який враховує поглинання променів відбивачами (в апаратах із зануреним джерелом) або в кварцових чохлах (в апаратах із зануреними джерелами). Для попередніх розрахунків його можна прийняти 0,9.

Потрібну кількість бактерицидних ламп визначають за формулою:

n=F_р/F_л, ( )

де: F_л – розрахунковий бактерицидний потік однієї лампи, який приймають у відповідності до таблиці.

Витрати електричної енергії (Вт·год/м³) для знезараження води визначають за формулою:

Q_e=N·n/Q_, ( )

де: N – потужність лампи, Вт

Таблиця 3.5. Величина розрахункового бактерицидного потоку залежно від типу лампи.

Як джерело бактерицидного випромінювання використовують ртутно-кварцеві лампи високого тиску ПРК і РКС, ртутно-аргонові лампи низького тиску БУВ.

Особливо ефективно застосовують бактерицидне знезараження УФ випромінюванням на водогонах підземних, джерельних або під руслових вод. Таке знезараження води у 2 – 3 рази дешевше порівняно з хлоруванням. Витрати електричної енергії на знезараження води з підземних джерел водопостачання опроміненням не перевищують 10 – 15, а з поверхневих джерел – 30 Вт·год/м³.

Бактерицидний ефект має також ультразвук. Під дією ультразвуку відбувається механічне руйнування бактерій в результаті ультразвукової кавітації. Ультразвук на 95 % вбиває дизентерійні палички, сипно-тифозний вірус та інші через 1 – 2 хвилини після оброблення. Ефективність дії ультразвукових коливань залежить від природи мікроорганізмів, частоти ультразвукових коливань, тривалості та інтенсивності оброблення ультразвуком. Під дію ультразвуку гинуть як грам-позитивні, так і грам-негативні аеробні бактерії, паличкоподібні, кокові та позитивні, так і грам-негативні аеробні бактерії, паличкоподібні, кокові та інші форми мікроорганізмів. Особливо чутливі нитгаті форми мікроорганізмів, а найменше – кулясті. Основна маса бактерій гине під дією ультразвукових коливань частотою 20 – 30 кГц впродовж 2 – 5 секунд.

Бактерицидний ефект ультразвуку на залежить від каламутності (до 50 мг/дм³) і кольоровості води, яку обробляють. Ультразвукові коливання однаково впливають на вегетативні і спорові форми мікроорганізмів.

До інших способів знезараження води можна віднести термічний та обробку іонами срібла. Термічний спосіб використовують для знезараження невеликої кількості води переважно в лікарнях, санаторіях на транспорті. Під час кип’ятіння впродовж 5 – 10 хв. гинуть практично всі патогенні бактерії. Витрачається велика кількість енергії, тому на водогонах цей спосіб не використовується.

На особливу увагу заслуговує спосіб знезараження води іонами срібла. Оброблення води в якій міститься 0,05 – 0,2 мг/дм³ срібла, впродовж 30 – 60 хв дає змогу досягти санітарної норми.