Ультрафиолетовый обеззараживатель воды

Принцип работы подобных установок достаточно прост: вода, проходя через корпус фильтра УФ обеззараживания воды, омывает кварцевый чехол и получает необходимую дозу ультрафиолетового облучения. Как становится ясно из устройства установки, кварцевый чехол является необходимой мерой для предотвращения попадания воды в корпус самой лампы.

Основным элементом установок ультрафиолетового обеззараживания воды является лампа — источник ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение образуется в процессе испарения в корпусе лампы того или иного металла. Наиболее распространенным материалом для ламп является ртуть, которая и используется для УФ обеззараживания воды. Разумеется, для уничтожения болезнетворных микроорганизмов необходимо контролировать длину излучаемых лампами волн. Основным фактором, определяющим длину волн, является давление, под которым в лампе находятся пары ртути.

Разделяют три типа ламп ультрафиолетового излучения: лампы высокого, среднего и низкого давления. Для обеззараживания воды ультрафиолетом могут быть использованы только два типа ламп: лампы среднего и низкого давления. Наибольшее распространение сегодня имеют лампы низкого давления, так как они производят излучение длиной около 260 нм, чего достаточно для полного обезвреживания микроорганизмов, и, к тому же, обладают большим сроком службы и при работе употребляют меньше энергии.

Как и любой другой метод, обеззараживание воды ультрафиолетом имеет целый ряд ограничений, которые способны существенно затруднить полноценную работу установок ультрафиолетового обеззараживания воды.

Первым и одним из самых важных факторов, влияющих на качество водоочистки, является необходимая доза УФ облучения. Доза необходимого для проведения обеззараживания воды ультрафиолета рассчитывается на основе интенсивности облучения и его продолжительности. По сути, доза УФ облучение — это произведение интенсивности на продолжительность. Доза необходимого для эффективного обеззараживания воды ультрафиолетом облучения рассчитывается с учетом характером находящихся в воде микроорганизмов.
зависимости от вида и типа болезнетворных организмов меняется их устойчивость к облучение, что приводит к простому выводы: чем выше устойчивость, тем дольше должно быть время воздействия. Конечно, для эффективного УФ обеззараживания воды достаточно было бы всего лишь увеличить интенсивность излучения, однако с учетом однотипности ультрафиолетовых ламп, излучающих волны определенной длины и интенсивности, с увеличением устойчивости организмов растет время нахождения воды в реакционной камере. Не меньшее значения при расчеты необходимой дозы имеет количество бактерий и микробов, находящихся в воде.

Также огромное значения для успешного функционирования установок УФ обеззараживания воды имеют ее свойства, в особенности состав и количество содержащихся в ней примесей. Существуют определенные нормативы содержания в воде железа, крупнодисперсных загрязнителей, а также цветности, при превышении которых дальнейшее обеззараживание воды ультрафиолетом становится если не бесполезным, то малоэффективным. Крупнодисперсные примеси и частицы железа действуют на манер щита для какой-то части бактерий и микробов, находящихся в воде, в следствии чего последние не получают необходимой дозы облучения и, тем самым, негативно сказываются на качестве УФ обеззараживания воды, поэтому сначала необходимо провести обезжелезивание воды.

Эффективность ультрафиолетового обеззараживания воды определяется по уровню содержания в ней бактерий кишечной палочки — организма, который обладает наибольшей устойчивостью к УФ облучению. Контроль над установками УФ обеззараживания воды производится методом выявления в воде кишечной палочки и определению уровню ее содержания.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды считается одним из наиболее чистых методов очистки воды, так как ультрафиолет по своей сути представляет собой чистое, природное излучение, которое может каким-либо негативным образом сказаться на организме человека только при условии длительного действия на непосредственно на организм человека. УФ обеззараживание воды никаким образом не сказывается на физико-химических свойствах воды, что также исключает возможность косвенного влияний.

Не меньшим преимуществом по праву считается универсальность ультрафиолетового обучения воды, которое обезвреживает большую часть вредоносных микроорганизмов. В эффективности УФ обеззараживание воды уступает озонированию, однако в тех случаях, когда в воде не содержатся какие-либо особо устойчивые бактерии, применение УФ обеззараживания воды считается оптимальным методом в силу своей экономичности по сравнению с озонированием и другими дорогостоящими методами обеззараживания воды.

Не меньшую ценность при использовании УФ обеззараживания воды представляет собой высокая скорость реакции. Обеззараживание воды ультрафиолетом происходит в считанные секунды даже при условии использования максимальной дозы облучения.

УФ обеззараживание воды в силу своей безреагентной основы допускает использование сколь угодно высоких доз облучения, что невозможно в случаях с иными методами обеззараживания воды, где превышение верхней границы дозы грозит возможностью попадания реагента в воду.

Обеззараживание воды ультрафиолетом также может быть использовано в качестве предварительной меры обеззараживания. За счет своей достаточно высокой способности к дезинфекции УФ обеззараживание воды позволяет существенно сократить расходы химических реагентов-дезинфекторов или же расходы энергии на обеззараживание воды озонированием и любыми другими способами.

Основным недостатком обеззараживания воды ультрафиолетом считается его не универсальность в отношении некоторых микроорганизмов, которые обладают высокой устойчивостью к УФ излучение. Подобные микроорганизмы встречаются довольно редко, однако в тех случаях, когда вода содержит большое количество тех или иных стойких бактерий или вирусов УФ обеззараживание воды может быть использовано только в качестве предварительной меры.

Необходимость контролировать уровень железа и при необходимости проводить очистку воды от железа.

На эффективность функционирования бактерицидных установок, работающего по принципу обеззараживания воды ультрафиолетом, огромное влияние оказывает наличие в воде взвешенных частиц различных загрязнителей. Если в воде присутствует крупнодисперсная примесь, то она может сыграть роль своеобразного щита для болезнетворных микробов, которые впоследствии не получат необходимую дозу облучения и, соответственно, не будут обезврежены. Становится ясным, что чем выше уровень содержания в воде механических примесей, тем выше вероятность недостаточной эффективности влияния УФ излучения на отдельные микроорганизмы. Таким образом необходимым условием для полноценного функционирования установки обеззараживания воды становится применение дополнительных этапов водоочистки, предшествующих обеззараживанию воды ультрафиолетом и своей целью имеющих удаление из воды механических и других примесей.

Не меньшим по значению недостатком УФ обеззараживания воды служит отсутствие последействия дезинфицирующих мер. Ультрафиолет — излучение и, следовательно, оно не остается в воде после выхождения ее из корпуса бактерицидной установки. Действие ультрафиолетового обеззараживания одноразовое и прекращается сразу после потери контакта излучения с водой.

УФ обеззараживание воды сегодня применяется как в качестве самостоятельного метода очистки воды, так и в сочетании с другими методами дезинфекции.

Системы, в которых используются установки обеззараживания воды ультрафиолетом, различаются по многим критериям. Суть любой установки УФ обеззараживания воды не меняется — всегда используются ультрафиолетовые лампы в кварцевых чехлах, которые облучают воду, однако некоторые факторы позволяют утверждать, что не каждая системы ультрафиолетового обеззараживания воды универсально подойдет для работы в любых условиях.

На выбор установки УФ обеззараживания воды в первую очередь влияет производительность системы. В силу того, что установки УФ обеззараживания воды обладают принципом непрерывного действия, на производительность влияет часовая скорость пропуская воды через установку, т.е. расход воды. Накопительные баки могли бы увеличить производительность системы, однако в установках обеззараживания воды ультрафиолетом их применение недопустимо, так как УФ излучения не обладает последействием и, следовательно, допускает повторное заражение воды.

Не меньшее влияние на выбор установки оказывает коэффициент пропускания УФ излучения водой, который напрямую зависит от качеств самой воды. При высоком уровне мутности воды, при большом содержании в воде крупнодисперсных примесей коэффициент уменьшается, и следовательно, возникает необходимость в увеличении дозы облучения.

Последним параметром установок УФ обеззараживания является их мощность, то есть используемая при обеззараживании воды ультрафиолетом доза облучения. Необходимая доза УФ излучения определяется характером и количеством микроорганизмов, которые находятся в воде. В зависимости от вида бактерий и микробов меняется их устойчивость к облучению, и тем самым диктуется условия обеззараживания воды ультрафиолетом.

Наиболее простым параметром при выборе установки УФ обеззараживания воды является — производительность, для определения же коэффициента пропускания и дозы облучения необходимо проводить полный химический анализ воды.

Микробиологи ведущих научных центров Америки, Азии и Европы показывают в своих отчетах, что за последние 15 — 20 лет устойчивость патогенной микрофлоры к хлору повысилась в 5 раз, к озону — в 2 — 3 раза, к ультрафиолету — в 4 раза. Это означает, что с учетом дальнейшего повышения устойчивости микроорганизмов спор, вирусов и простейших, к перечисленным выше методам дезинфекции (обеззараживания) воды, необходимо при проектировании закладывать уровни воздействия с учетом динамики роста сопротивляемости объекта воздействия.
енно поэтому, сейчас в экономически развитых странах минимальная доза воздействия ультрафиолетового излучения определена в 40 мДж/см², а во всех проектируемых станциях по обеззараживанию воды закладывается доза ультрафиолетового излучения 70-100 мДж/см². В этом случае наиболее перспективными являются методы комбинированного воздействия на воду различных дезинфицирующих средств и способов.

www.svarog-uv.ru

Технологии обеззараживания:

• Хлорирование;
• Озонирование воды;
• Ультрафиолетовая обработка.

Хлорирование

Метод является самым небезопасным для жизни и здоровья человека. Вызывает мутации и различные тяжелые заболевания.

Хлорирование воды — это химический метод очистки от микробов. Однако, хлор вреден не только для микроорганизмов, но и для человека. Вода с его содержанием может быть причиной серьезных заболеваний и генетических мутаций. Большинство вирусов и простейших бактерий успешно мутировали и приспособились к когда-то вредному для них хлору. Чтобы обезвредить вирусы необходимо повысить количество химикатов, что приведет к ухудшению и самой питьевой воды. Реагенты надо хранить в закрытых специально оборудованных помещениях или складах.

Озонирование

Небезопасный метод для жизни и здоровья человека, однако в отличие от первого метода, для него не требуются опасные реагенты и их не надо хранить в закрытых специально оборудованных помещениях или складах.

Озон — самый опасный газ на планете.

И это еще один способ химического обеззараживания. Технология работы такого метода заключается в окислении и ликвидации всей органики при помощи аллотропной модификации кислорода, или иначе говоря с применением озона. Однако, применение озона, так же как и использование хлора, может привести к тяжелым последствиям. Кроме этого, сама технология требует большой расход энергии и денег.

Стоит отметить, тот факт, что озонирование имеет большое преимущество перед хлором, так как хранить опасные реагенты на складах нет необходимости.

Ультрафиолетовое обеззараживание

Ультрафиолетовое обеззараживание воды — это обработка без химических веществ. Этот метод обработки для человека намного безопаснее, чем два ранее описанных методов по обеззараживанию воды. Фотохимическая реакция, создаваемая ультрафиолетом, безвозвратно изменяют ДНК и РНК микробов, вследствие чего у них пропадает способность к регенерации и размножению. Кроме очистки, ультрафиолетовое излучение используется на различных промышленных объектах.

Норма ультрафиолета

Для воды разного назначения используется абсолютно разный ультрафиолет. Положенная норма Ультрафиолета для обеззараживания воды разного типа:

• Сточная вода — расход не меньше 30 мДж на см. кв;
• Питьевая вода – расход не меньше 25 мДж на см. кв.

Технологии применения ультрафиолета для обеззараживания

Обычно для создания ультрафиолетового излучения используются ртутные лампы высокого и низкого давления, в т.ч. и амальгамное оборудование. Несмотря на то, что ультрафиолетовые системы на амальгамных лампах не так компактны, как хотелось бы, они гораздо более эффективны в борьбе с различными стойкими микроорганизмами, чем обычные ртутные лампы. Амальгамные лампы для ультрафиолетовых систем используются для обеззараживания чаще, чем системы на ртутных лампах высокого давления.

Производители ультрафиолетового оборудования

Ультрафиолетовые Технологии

Организация «Ультрафиолетовые Технологии» оказывает услуги по очистке:

1. питьевой воды;
2. сточных вод;
3. воды в бассейне;
4. технической воды;
5. оборотной воды;
6. шахтных вод;
7. морской воды.

Смотрите также:  Метод Альфа — Уничтожение плесени и грибка без химии

Корпуса у всего оборудования, производимого компанией «Ультрафиолетовые технологии»- нержавеющая сталь.

ГОСТ вода

Компания «ГОСТ вода» занимается подготовкой воды и ее очисткой. В ее услуги входит целый комплекс инженерных услуг от разработки начального этапа и согласования ТЗ до проведения полного объема работ под ключ. Компания осуществляют обслуживание по гарантии и после послегарантийное обслуживание своих клиентов.

Компания оказывает услуги:

• Механическая очистка разных типов воды;
• Снижение концентрации марганца в воде;
• Снижение концентрации железа в воде;
• Удаление органических загрязнений водной среды;
• Уменьшению жесткости воды;
• Проведение безопасного обеззараживания воды.

В своей работе применяют российские и зарубежные технологии.

Ресурс

Организация «Ресурс» занимается поставкой систем очистки воды. Компания оказывает очень широкий спектр услуг по обеззараживанию воды, а также занимается поставкой оборудования. Сотрудники компании могут провести хим.состав воды, подбор необходимой техники, и осуществить поставку, монтаж и пусконаладочные работы. Ресурс осуществляет ремонт по гарантии и сервисное обслуживание.

Сварог

Организация «Сварог» помогает своим клиентам решить проблемы спецподготовки и чистки воды от различных химических и биологических загрязнений. За время своего существования эта организация зарекомендовала себя, как производитель качественных товаров. ТМ «Лазарь» выпускает бактерицидные установки, которые способны обезвредить любую воду от опасных микробов. Он также является владельцем «Лазерного центра», на котором производится изготовление корпусов для установок по очистки воды ультрафиолетом и ультразвуком.

Центральный научно-исследовательский институт судового машиностроения

ЗАО «Центральный научно-исследовательский институт судового машиностроения» — один из самых старых и главных научных центров России, расположенный в Северной столице страны, в городе Санкт-Петербург. Высококвалифицированные сотрудники института занимаются разработкой и поставкой изделий для машиностроения. ЦНИИ обладает большим опытом и универсальным подходом к решению сложных задач по модернизированию и созданию, наукоемкой, конкурентоспособной и уникальной продукции как для внутреннего, так и для внешнего рынка.

Выводы

Заказать услуги отчисти воды или приобрести ультрафиолетовое оборудования для очистки воды можно в любой из этих компаний. Это проверенные организации с высококвалифицированными специалистами и положительными отзывами в интернете, которые помогут и подскажут, какое решение подойдет конкретно вам.

Все компании прошли необходимые проверки и имеют сертификаты и лицензии, дающие им право осуществлять услуги по обезвреживанию воды и разработку, поставку и обслуживание специализированной техники для дома и промышленного предприятия.

dezbox.ru

Общая характеристика

Сегодня обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением является популярной методикой, которая применяется в сочетании с другими видами очистки. Представленную обработку проводят повсеместно. Это первичная стадия обеззараживания воды. Она позволяет избавиться от вредоносных микроорганизмов в жидкости.

В процессе применения этого безреагентного метода воду облучают ультрафиолетом определенной части спектра. Это электромагнитное излучение, длина волны которого может составлять от 250 до 270 нм. Следует отметить, что к ультрафиолетовой части спектра относят лучи, которые находятся в диапазоне от 10 до 400 нм. Современные установки, позволяющие обеззараживать воду, производят излучение с длиной волны 260 нм. В этом случае жидкость не только очищается, но и умягчается.

При использовании этого подхода применяют и другие методики. Это может быть хлорирование воды, а также гипохлорирование. Представленный этап обработки является обязательным, согласно ГОСТ при проведении очистки жидкости.

Принцип работы метода основан на способности ультрафиолета проникать сквозь мембраны клеток, разрушая их ДНК и РНК. Она теряет способность к делению. Представленная методика позволяет полностью устранить негативное влияние на организм человека микробов и бактерий, которые находятся в воде. Сила воздействия зависит от продолжительности облучения. Существуют определенные нормативы проведения подобного обеззараживания.

Стандарты и требования

Существуют определенные стандарты и правила, которые применяются при проведении очистки и исследования качества воды. Ими координируются действия служб, которые занимаются проведением обеззараживания жидкостей. К таким нормативным документам относятся методические указания МУ 2.1.4.719-98, утвержденные Министерством здравоохранения РФ, а также действующий ГОСТ «Вода питьевая» Р 56237-2014.

Представленные нормативные документы регламентируют порядок проведения очистки воды при помощи ультрафиолета.

Представленные методические указания описывают характеристики минимальной дозы облучения, которая применяется для питьевой воды. Этот показатель составляет 16 мДж/см². Исследования, проведенные учеными, показали, что при такой интенсивности обработки в воде значительно снижается количество патогенных бактерий. Этот показатель составляет 5 порядков. Количество вирусов при такой обработке снижается на 2-3 порядка.

Действующий ГОСТ «Вода питьевая» регламентирует порядок взаимодействия всех служб, которые обеспечивают обработку жидкости. Стандарт определяет основные требования к производству замеров качества и проведения очистки. Так, согласно этому документу, питьевой водой по своим качествам должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям. Она может применяться с целью удовлетворения питьевых и бытовых потребностей. При использовании подобной жидкости можно производить продукты, потребляемые человеком.

Эффективность метода

Чтобы получить чистую, прозрачную воду недостаточно применять только ультрафиолетовое облучение. Существует целый комплекс процедур, который способен продемонстрировать высокий результат обработки. Только после их проведения можно получить питьевую воду.

Эффективность ультрафиолетового обеззараживания имеет ряд условий. Чтобы получить высокое качество конечного результата, важно правильно выбирать дозу для обработки жидкости. Ее эффективность зависит от интенсивности и продолжительности обработки. Различные микроорганизмы в большей или меньшей степени устойчивы к подобным воздействиям. Для бактерий доза облучения может быть меньше. На вирусы подобная обработка имеет меньшее влияние. Следует отметить, что наиболее устойчивым микроорганизмом к подобной обработке является кишечная палочка. Поэтому перед обработкой определяют наличие бактерии в воде.

Также при расчете дозы определяется общее количество бактерий и микробов, которые находятся в жидкости.

Также большое значение имеют качества облучаемой воды. В ней может содержаться разное количество примесей. Чистая, прозрачная вода лучше поддается обеззараживанию, чем мутная жидкость. Это объясняется степенью прохождения воды вглубь слоев. Чтобы представленная обработка была эффективной, в субстанции должно определяться меньше предельно допустимого значения количество примесей.

Стандартами и указаниями предусмотрено, какое количество железа, крупных частиц загрязнителей, а также категория цвета воды должна быть у жидкости. Если эти показатели завышены, обработка будет малоэффективной. За этими мельчайшими частицами, как за щитом, могут скрыться часть бактерий, вирусов. Поэтому при обработке они не погибнут. Энергетические затраты будут бесполезными. Перед началом обеззараживания воду очищают от примесей железа.

Преимущества метода

Зная принцип действия ультрафиолетового обеззараживания сточных вод, следует выделить ряд преимуществ представленного метода. Процедура относится к категории наиболее чистых подходов. При ее проведении в воду не добавляют никаких химикатов, дополнительных веществ. Негативное воздействие ультрафиолета на организм человека может оказываться только при длительном облучении. Этот вид обеззараживания не меняет химических и физических качеств жидкости. Это исключает даже косвенное воздействие на организм.

К преимуществам метода также следует отнести его универсальность. Он эффективно действует практически на все микроорганизмы. Также это достаточно экономичный метод. Его применяют в большинстве случаев обеззараживания. При наличии в воде кишечной палочки или иных устойчивых к облучению ультрафиолетом микроорганизмов применяется озонирование. Этот подход считается более дорогостоящим.

Время облучения жидкости не превышает нескольких секунд. Это обеспечивает моментальный эффект при проведении подобного воздействия. При этом отсутствует опасность превысить дозу обработки. Вода может облучаться сколь угодно долго. При этом ее физические и химические качества не изменятся. Эффективность обработки при длительном воздействии будет выше.

При обеззараживании воды ультрафиолетовым излучением удается значительно сократить количество реагентов, которые применяются после проведения облучения. Также этот метод не требует высоких энергетических затрат, по сравнению, например, с озонированием. Поэтому его применяют повсеместно.

Недостатки

Чистая питьевая вода получается в ходе обработки жидкости разными методами. Недостатком ультрафиолетового облучения является невозможность оказать соответствующее воздействие на все микроорганизмы. Некоторые из них имеют высокую устойчивость к ультрафиолету. Если такие бактерии или вирусы в большом количестве содержатся в воде, ее обрабатывают иным способом.

Также одним из недостатков метода является необходимость проведения контроля уровня железа. Жидкость не должна содержать в себе различные взвешенные частицы загрязнителей. В противном случае обработка будет неэффективной. Чем выше в воде дисперсных примесей достаточно крупного размера, тем хуже будет конечный результат обработки.

Чтобы установка, выполняющая обеззараживание воды ультрафиолетом, смогла выполнить процедуру с высокой эффективностью, методика предполагает проведение предварительной очистки. Это позволяет убрать из воды примеси, крупнодисперсные частицы загрязнителей. Также после проведения процедуры нужно проводить хлорирование воды.

Действие ультрафиолетовой установки является единоразовым. Это не гарантирует, что после проведения обеззараживания в воде снова не появятся различные бактерии и вирусы. В силу своих недостатков представленная методика чаще всего применяется в сочетании с другими методами. Однако при отсутствии в воде иных загрязнителей, ультрафиолет может применяться как самостоятельный подход. Недостатки этого метода не могут перекрыть его достоинства.

Особенности обеззараживающих устройств

Установка УФ-обеззараживания воды не отличается высокой сложностью конструкции. Это делает оборудование простым в эксплуатации, снижает вероятность его поломок. Конструкция установки имеет вид вытянутой трубки из металла. Внутри нее находится ультрафиолетовая лампа. Также все модели имеют кварцевые чехлы. В них устанавливаются лампы.

Работа конструкции проста. Вода поступает внутрь установки. Она проходит с внутренней стороны кварцевого чехла. В это время жидкость получает необходимую дозу обеззараживания. Кварцевый чехол в конструкции предохраняет лампу от повреждения. Поэтому вода омывает именно эту часть установки.

Лампа представляет собой сложную конструкцию. В ее корпусе происходит испарение определенного вида металла. Чаще всего в этих приборах применяется ртуть. Этот металл чаще всего применяют в процессе обеззараживания воды. Лампа должна излучать ультрафиолетовые волны определенной длины. На этот показатель влияет давление внутренних паров ртути колбы лампы.

Ультрафиолетовое обеззараживание воды может происходить только в определенных условиях. В продаже представлены лампы высокого, низкого и среднего давления. Однако при обеззараживании воды применяются далеко не все конструкции. Для проведения подобной процедуры подойдут только те лампы, давление в которых будет низким или средним. Первый вариант предпочтительнее. Именно такие лампы способны издавать излучение с длиной волны 260 нм. Такие приборы отмечены высокой энергоэффективностью и продолжительным сроком эксплуатации.

Разновидности ламп

Сегодня в продаже представлены различные системы ультрафиолетового обеззараживания воды. Наибольшим КПД известны лампы низкого давления. Они обладают низким показателем номинальной мощности. Их лампы изготавливают из увиолевого стекла. Это позволяет значительно сократить потери энергии.

Со временем каждая лампа постепенно теряет свою интенсивность излучения. Как скоро лампа потеряет свои первоначальные качества, является важным аргументом в вопросе приобретения той или иной модели. В конце срока эксплуатации мощность лампы может составлять только ¼ часть от номинального первоначального значения.

Сегодня на рынке ультрафиолетовых излучателей представлена продукция как отечественного, так и зарубежного производства. Известными во всем мире компаниями являются UV-technik (Германия), Atlantic Ultraviolet (США), Hanovia (Великобритания). Последняя из названных компаний является старейшей в мире по производству подобных облучателей. В нашей стране также пользуются спросом лампы голландской компании Philips.

Все перечисленные лампы применяют в своих установках крупнейшие производители подобного оборудования. Также пользуются спросом лампы отечественного производства. Например, в популярных в нашей стране установках ультрафиолетового обеззараживания воды УДВ, которые изготавливает НПО «ЛИТ», применяются лампы собственного производства компании марки ДБ.

Разновидности установок

УФ-обеззараживание воды происходит при помощи разных установок. Одной из популярных фирм является BWT. Она выпускает устройства для проведения облучения воды под названием Bewades. Такие приборы характеризуются дозой облучения 40 мДж/см². Поэтому эти установки применяют для очистки как стоков, так и питьевой воды. В них применяются лампы Philips. Их продолжительность работы составляет 11-14 тыс. часов.

На рынке специальной продукции для очистки воды представлено множество установок отечественного производства. В них применяются качественные лампы как собственного, так и иностранного производства. Так, известна в нашей стране продукция компании «Национальные водные ресурсы». Она выпускает на рынок установки «Блеск». В этих приборах установлены лампы Philips.

Еще одним известным продуктом в нашей стране является установка «БАКТ». В ней также установлены лампы голландского бренда Philips. Многие конструкции отечественного производства имеют в составе систему контроля интенсивности облучения.

Большой выбор установок предлагает на отечественном и зарубежном рынке компания НПО ЛИТ. Выпускается около 30 разных модификаций установок. Можно заказать индивидуальный тип конструкции, позволяющий проводить обеззараживание воды в полевых условиях или иных разновидностей.

Особенности обработки воды

Чистая питьевая вода может применяться человеком в разных целях. Чтобы получить такую жидкость, потребуется произвести определенные манипуляции. Если вода поступает из поверхностного источника, доза облучения должна составлять 25 мДж/см². При этом коэффициент прозрачности жидкости должен составлять не менее 70%.

Для подземных источников доза облучения должна быть такой же, как и для поверхностных источников. Однако коэффициент пропускания ультрафиолетовых лучей должен составлять не менее 80%. Предварительно такую воду перед обеззараживанием обрабатывают при помощи сорбционных методик.

Жидкость из любого источника может быть очищена при использовании мембранных фильтров. В этом случае коэффициент пропускания лучей должен составлять 90%, а доза облучения – 25 мДж/см².

Дезинфекция питьевой воды отличается от обработки сточных вод. Для таких жидкостей доза облучения должна быть больше. Она составляет 30 мДж/см².

Рекомендации по выбору установки

Ультрафиолетовое обеззараживание воды будет эффективным при правильном выборе оборудования и метода очистки. Каждый агрегат, представленный в продаже, характеризуется разной производительностью. Действие облучения производится непрерывно. Поэтому на производительность влияет скорость, с которой вода протекает внутри установки.

Следует отметить, что производительность могла бы быть значительно увеличена при наличии в системе накопительного бака. Однако для представленного принципа обеззараживания такая доработка конструкции неприемлема. Действие лучей является единоразовым. Поэтому при смешении обработанной жидкости в баке с грязной водой, произойдет повторное ее заражение.

При выборе нужно учитывать, какой дозой облучает воду установка. Если вода достаточно мутная, потребуется оборудование высокой мощности. В противном случае подобное обеззараживание будет неэффективным. Также на показатель дозировки облучения влияет количество микроорганизмов в жидкости. Чем их больше, тем сильнее доза облучения должна производиться установкой.

Учитывая все перечисленные параметры можно подобрать оптимальный вариант оборудования. Так, отечественный производитель НПО ЛИТ предлагает большой выбор ультрафиолетовых облучателей. Их стоимость значительно меняется в зависимости от показателей производительности. Цена может составлять от 20,5 до 826 тыс. руб.

Рассмотрев особенности ультрафиолетового обеззараживания воды, можно правильно выбрать и применять оборудование для проведения облучения жидкости.

fb.ru

Развитие земной цивилизации всегда сопровождалось болезнями и страшными эпидемиями, которые уничтожали целые народы.
На протяжении всей истории человечества, люди искали способы избежать различных заражений болезнетворными микробами и вирусами.
Последние достижения науки способствовали значительному снижению инфекционных заболеваний.
Одним из главных способов дезинфекции — является применение ультрафиолетового излучения.

На сегодняшний день среди довольно большого числа предлагаемых безреагентных методов наибольшее распространение получил метод обработки воды ультрафиолетовым (УФ) облучением, так называемая бактерицидная фильтрация. Невидимое глазом электромагнитное УФ-излучение охватывает диапазон с длиной волны от 10 до 400 нм. Обеззараживающим (бактерицидным) эффектом обладает только часть спектра УФ-излучения в диапазоне волн 205–315 нм и максимальным проявлением действия в области 254 ± 10 нм. Обеззараживающий эффект УФ-излучения в первую очередь обусловлен происходящими под его воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекул ДНК и РНК, составляющими универсальную информационную основу аппарата воспроизводимости живых организмов. Результатом этих фотохимических реакций являются необратимые повреждения ДНК и РНК. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Все это в конечном итоге приводит к их гибели.

Эффективность обеззараживания (доля погибших под действием УФ-облучения микроорганизмов) пропорциональна интенсивности излучения (мВт/см 2 ) и времени его воздействия (с). Произведение этих двух величин называется дозой облучения (мДж/см 2 ) и является мерой бактерицидной энергии, сообщенной микроорганизму. Минимальная доза УФ-облучения , регламентируемая методическими указаниями Минздрава РФ для обеззараживания питьевой воды, – 16 мДж/см2 («Санитарный надзор за применением УФ-излучения в технологии подготовки питьевой воды»).

Для нормальной работы УФ-оборудования является правильный выбор необходимой дозы облучения, которая зависит от чувствительности к облучению микроорганизмов и их количества. Так для достижения степени обеззараживания 90% известного E . coli требуется доза УФ-облучения около 6 мДж/см2 , по данным опытов при дозе 16 мДж/см2

Степень обеззараживания возрастает до 99,9%. На практике величина дозы зависит от поглощения водой бактерицидного излучения. В первую очередь основное влияние на поглощение оказывает цветность воды, в меньшей степени мутность и содержание железа. Поэтому установки УФ-обеззараживания ставят на финальной стадии обработки воды после предварительной очистки и фильтрации.

Основным направлением работы предприятия "Лаборатория АкваПромЭКсперт" (ЛАПЭК) и его подразделения "УФ-ТЕХ" является проектирование, производство, монтаж и сервисное обслуживание систем очистки и УФ обеззараживание воды.
Поставляет, разрабатывает и производит оборудование имеющее предназначение — очистка воды, водоподготовка, фильтрация, умягчение, обезжелезивание воды, фильтры для удаления органики, УФ стерилизаторы.

Уважаемые фуромчане, мы хотим рассказать вам о необходимости обеззараживания воды.

www.forumhouse.ru

Основы распространенных способов: как эффективно бороться с бактериями в воде?

УФ обеззараживание может быть не каждому доступно и удобно, поэтому еще в народе придуманные способы часто применяются и в наше время, за счет чего не приобретается специальная установка. Благодаря различным препаратам человек может правильно дезинфицировать водопроводную воду без привлечения специальных служб. По санитарным и гигиеническим мерам, очистка воды является идеальной, после чего жидкость можно применять в пищу. Несколько слов о подручных методиках обеззараживания.

1. Уничтожение болезнетворных бактерий посредством серебра. Для этого в емкость с водой помещают ионы серебряного металла. Отлично подойдет и серебряная цепь или кольцо, разумеется необходимо рассчитывать количество грамм металла на объем воды. Например, на пол-литра жидкости достаточно 2 г серебра.
2. Очистка при помощи химических эквивалентных единиц йода. Считается что подобный раствор удаляет большинство вирусов, бактерий и кишечную палочку. Берем йод на 5% растворе спирта в количестве 1 мл и разбавляем с набранной из крана водой в составе 4 литра.
3. Применение хлора обычно сосредоточено в промышленных условиях либо для массового обеззараживания воды на станциях водоснабжения, откуда вода подается в жилые дома. Разумеется, сразу после дезинфекции использовать воду нецелесообразно, а когда в ней выветрится пар хлорида, смело применяйте, при этом не требуется дополнительная очистка и фильтрация.
4. Раствор марганца не менее эффективен. Его регулярно применяют в полевых условиях и берут с собой марганцовку в поход. Чтобы очистить 1 литр воды достаточно 4 микрокристалла. Карбонат марганца можно добавлять, как в холодную воду, так и перед кипячением. Использовать некипячёную воду можно только после того, как марганцовка полностью обесцветиться.

Важно! Дезинфекцию воды необходимо проводить строго одним способам, не следует мешать несколько химических реагентов в один раствор. Это не только не принесет ожидаемого результата, но и может быть вредным для здоровья.

Инженерные установки для очистки воды от бактерий

Ультрафиолетовое обеззараживание воды признано самым эффективным средством избавления водопроводной воды от органических соединений и микроорганизмов. Подобная установка может выступать в качестве бытовой и промышленной, при этом оказывают одинаковое действие. Обработка воды излучением, а именно посредством уф-волн длиной 200-400 нм, уничтожаются все патогенные организмы.

Кроме бактерицидных ламп применяется специальная установка с рабочим механизмом, основанном также на ультрафиолетовом излучении. Отдельные мощные конструкции способны не только бороться с размножающимися бактериями, но и удалять примеси тяжелых металлов и железа.

Помимо дезинфекции излучением применяют электролизные конструкции — это установка, разработанная на основе гидрохлорида. Она специализируется на очистке воды из подземных источников водоснабжения (скважин и колодцев).

Пользуясь излучением в воде удаляются все патогенные клетки и их ДНК, что препятствует дальнейшему размножению. Благодаря таким процессам теряется способность микроорганизмов наносить вред человеческому организму. Поэтому подобная установка пользуется популярностью в частных секторах.

При каких условиях будет работать УФ-обеззараживатель для воды? Насколько важно соблюдать их?

Ультрафиолетовая водоподготовка должна производиться с учетом правильной дозировки ультрафиолета и продолжительности его воздействия на воду.  Дозировку излучением определяют по существующим в воде микроорганизмам: чем больше их количество, тем интенсивнее должно быть обеззараживание.

Также стоит отметить, что дезинфицирующая установка приобретается в расчете содержащихся в воде примесей. К каждому ультрафиолетовому обеззараживателю указываются определенные нормативы относительно допусков в составе жидкости, которая будет поддаваться очистке от бактерий.

Определить эффективность, которой обладает установка, можно еще на момент выбора, для этого целесообразно изучить особые отметки об оборудовании в соответствующем документе.

Важно! УФ-установка для обеззараживания воды должна приобретаться с учетом способности уничтожать инфекцию в виде кишечной палочки. Если вода слишком переполнена железом, в первую очередь проводят обезжелезивание.

prokommunikacii.ru

Принцип действия

Метод УФ-дезинфекции воды впервые был испытан еще в начале ХХ века. В первых работах по исследованию воздействия ультрафиолетового излучения на живые организмы был обнаружен оптимум длин волн для инактивации микроорганизмов, находящийся в области 250–266 нм, и построена кривая бактерицидного действия (рис. 1). Установлено, что наибольшим бактерицидным действием обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 200 до 295 мкм. Максимум эффективности располагается около 254 мкм.

Рис. 1. Кривая бактерицидного действия УФ-лучей

Понимание механизма УФ-обеззараживания было достигнуто в 1960-х гг. при сопоставлении действия ультрафиолета с реакциями, происходящими в молекулах. Так, установлено, что инактивация бактерий происходит в основном за счет необратимых повреждений ДНК. Другим воздействием УФ-облучения на микроорганизмы является повреждение клеточных мембран. Формула для вычисления степени обеззараживания выглядит следующим образом:

где No – количество клеток до облучения;
N – количество клеток после облучения;
I – интенсивность УФ-излучения;
t – время облучения;
k – коэффициент, зависящий от вида микроорганизмов.

Сопротивляемость многих типов микроорганизмов к УФ-излучению значительно меняется: от малых доз (для бактерий) до сравнительно больших (для спор). В большинстве случаев микроорганизмы по степени сопротивляемости к УФ-излучению располагаются следующим образом: вегетативные бактерии < цисты простейших < вирусы < бактериальные споры.

Доза облучения D или количество энергии, сообщаемое микроорганизмам, является главной характеристикой установки УФ-обеззараживания. Она равна произведению средней интенсивности (I) облучения на среднее время нахождения под облучением (t):

D= I•t.

Поскольку, в отличие от вариантов с использованием химических реагентов, при применении УФ-обеззараживания отсутствует необходимость в ограничении верхнего предела дозы облучения, можно всегда выбрать оптимальную дозу для конкретных условий. Рекомендуется обеспечение в промышленных условиях доз УФ-облучения 25–40 мДж/см², в зависимости от качества подвергаемой обеззараживанию воды в эпидемической ситуации.

Время обеззараживания при УФ-облучении составляет 1–10 с в проточном режиме (отсутствует необходимость создания контактных емкостей). При этом современные УФ-лампы имеют высокий эксплуатационный ресурс.

Источники излучения

Основной элемент установки УФ-обеззараживания – лампа, служащая источником ультрафиолетового излучения. Существует два основных вида бактерицидных ламп: ртутные, газоразрядные низкого (НД) и высокого (ВД) давления. Лампы низкого давления имеют высокий КПД преобразования электрической энергии в излучение и сравнительно невысокую (до 200 Вт) единичную мощность, чаще всего – от 15 до 30 Вт (табл.).

Таблица. Характеристики ламп низкого и среднего давления

Параметр	Лампы НД	Лампы СД
КПД преобразования электрической энергии в бактерицидную, %	До 40	До 20
Единичная мощность лампы	До 350 Вт	До 10 кВт
Рабочая температура поверхности, °C	40–140	Более 600
Срок службы, ч	До 16 000	До 8000
Спад интенсивности излучения к концу срока эксплуатации, %	15–30	30–50

УФ-лампы высокого давления обладают большой (до 10 кВт) мощностью, что позволяет сократить их число и уменьшить габариты установки, но меньшим энергетическим КПД использования излучения. В спектре этих ламп присутствует коротковолновое излучение, способное приводить к образованию озона.

Все лампы для снижения потерь энергии выполнены из увиолевого стекла (стекло, обладающее повышенным пропусканием ультрафиолетового излучения) и имеют интенсивное излучение в области от 200 до 300 нм с максимумом при длине волны 253 нм. В процессе работы мощность УФ-лампы падает. Важные динамические характеристики УФ-лампы – скорость изменения мощности и срок службы источника излучения.

Влияние качества воды на эффективность работы УФ-установок зависит от типа ламп. При использовании ламп с высокой энергией излучения и «размытым» спектром излучаемых волн (СД) наряду с бактерицидным эффектом существует вероятность образования побочных продуктов, например, нитритов. В связи с этим, в Западной Европе нормативными документами запрещено использование ламп, имеющих в своем спектре излучения длину волн ниже 240 нм. Кроме того, вследствие высокой температуры лампы СД, кварцевый чехол сильно подвержен загрязнению.

В настоящее время чаще используют амальгамные лампы низкого давления повышенной (до 350 Вт) мощности.

Известными производителями УФ-ламп являются: Atlantic Ultraviolet (США), UV-technik (Германия), Philips (Голландия), Hanovia (Великобритания).

Оборудование

Для обеззараживания воды наибольшее распространение получили установки проточного типа (рис. 2), которые состоят из камеры облучения и щита управления. Как правило, камера облучения представляет собой цилиндрический корпус из нержавеющей стали, в котором располагаются один или несколько кварцевых «чехлов» для УФ-ламп. В корпусе имеются два штуцера для протока воды. Основные характеристики камеры – производительность и доза облучения, выраженная в количестве световой энергии, падающей на единицу площади (мДж/см²) водяного потока.

Рис. 2. Установки для УФ-обеззараживания

В мировой практике требования к минимальной дозе облучения варьируются от 16 до 40 мДж/см²: не менее 25 мДж/см² для воды поверхностных источников и не менее 40 мДж/см² для любого типа вод (при неблагоприятной эпидемической ситуации).

Доза определяется интенсивностью потока лучистой энергии, временем нахождения потока в зоне облучения (обычно 1–3 с) и прозрачностью обрабатываемой воды. Дело в том, что прозрачность воды влияет на количество поглощенной световой энергии, которая не расходуется на обеззараживание, и зависит также от толщины водного слоя.

Поэтому реальные величины дозы облучения пропорциональны коэффициенту пропускания ультрафиолетовых лучей. Для воды из подземного источника он составляет 0,95–0,80, для воды из реки – 0,85–0,70, а для сточной воды – 0,40–0,60.

Следует обратить особое внимание, что многие производители УФ-оборудования указывают дозу облучения, рассчитанную для коэффициента пропускания 0,9–0,96, что соответствует воде с высокой прозрачностью, и в реальных условиях такие установки могут проводить недостаточно эффективную обработку.

Как правило, чтобы обеззараживание воды проходило эффективно, ее прозрачность в УФ-диапазоне должна быть не ниже 70% (для питьевой воды); количество взвешенных частиц – не более 1,5 мг/л; жесткость – менее 7 ммоль/л; общее содержание железа – не более 0,3 мг/л; марганца – не более 0,1 мг/л; сероводорода – не более 0,05 мг/л; твердых взвешенных частиц – менее 10 мг/л; мутность – не более 2 мг/л по каолину; цветность – не более 35 градусов; число бактерий группы кишечной палочки – не более 10000 в 1 л.

Конечно, УФ-обработке можно подвергать и воду, имеющую значительные примеси, но в этом случае необходимо учитывать, что часть энергии будет утеряна. Помимо прозрачности воды, на эффективность облучения оказывают влияние конструкция и расположение кварцевых кожухов УФ-ламп: наличие турбулентности потока позволяет продлить время воздействия на воду. В проточной камере возможно и возникновение застойных зон.

Форма потока зависит от количества ламп, их размещения, диаметра и расположения патрубков, а также собственно формы и размеров камеры облучателя. Электрическая часть УФ-обеззараживателя включает пускорегулирующий аппарат, обеспечивающий зажигание лампы, пульт управления и датчик контроля ультрафиолетового излучения, который откалиброван на максимум эффективного излучения, соответствующий длине волны 254 нм.

aw-therm.com.ua

Технология и оборудование УФ обеззараживания питьевых, производственных, хозяйственных и сточных вод.

Средняя (оптическая) область спектра электромагнитных излучений (1нм–1мм) включает сегмент ультрафиолетового излучения (согласно CIE S 017:2011 «ILV: International Lighting Vocabulary» ultraviolet radiation (UV) это оптическое излучение, у которого длины волн меньше длин волн видимого излучения), впервые обнаруженное Иоганном Вильгельмом Риттером в 1801 году и сегодня классифицированное в ISO 21348:2007 на несколько видов по длине волны и энергии фотона.

Таблица. Виды УФ-излучения согласно ISO 21348:2007

Бактерицидным эффектом обладает излучение в диапазоне длин волн 226-329 нм с пиком эффективности около 250 нм, в нашей стране формализовано бактерицидное излучение длин волн от 205 до 315 нм с максимумом вирулицидного действия в области спектра 250-270 нм (МУ 2.1.4.719-98, МУК 4.3.2030-05 «Санитарно-вирусологический контроль эффективности обеззараживания питьевых и сточных вод УФ-облучением»).

Бактерицидный эффект ультрафиолетового излучения обусловлен способностью фотонов ультрафиолетового спектра:

• напрямую нарушать структуру бактериальных ДНК, препятствуя их репликации, и/или полностью разрушать клеточные мембраны

• переводить атомы кислорода воздуха, в том числе растворенного в воде, в возбужденное состояние (континуум Герцберга), в котором они с молекулами кислорода и образуют трехатомные молекулы озона с высокой реакционной способностью, способного деполимеризовывать органические молекулы (в основном образование озона происходит за счет облучения волнами диапазона вакуумного ультрафиолета (ВУФ) с пиком эффективности в районе длин волн 180 нм);
• при воздействии на водные растворы провоцировать интенсивное образование ОН-радикалов — сильнейших из известных окислителей

Таблица. Окислительные потенциалы некоторых окислителей в воде.

Справка: Активное поглощение озоном волн диапазона от 200 до 300 нм с почти симметричным пиком в области 254 нм приводит к его распаду на молекулярный кислород и атом синглетного кислорода – сильного окислителя, но нестабильного и достаточно быстро переходящего в состояние молекулярного кислорода. В целом по этой причине в отличие от требований по предельным концентрациям озона в воздухе рабочей зоны (МУ 2.3.975-00 «Применение ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздушной среды помещений организаций пищевой промышленности, общественного питания и торговли продовольственными товарами») нормативно-правовые акты не нормируют концентрацию синглетного кислорода при использовании бактерицидного УФ излучения для обеззараживания воздуха, а тем более питьевых и сточных вод, при бактерицидной очистке которых МУК 4.3.2030-05 не регламентирует контроль даже за концентрацией озона.

Важно: При использовании УФ излучения нужно учитывать требования нормативно-правовых актов по безопасности людей: при обеззараживании сточных вод УФ направленным излучением от не погружных установок — ГОСТ Р МЭК 62471-2013 «Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность», при обеззараживании воздуха и поверхностей МУ 2.3.975-00 и ГОСТ Р МЭК 62471-2013.

Маркеры бактериологической очистки питьевых, производственных, хозяйственных, сточных вод и требования к качеству воды, направляемой на ультрафиолетовое обеззараживание.

Для контроля над состоянием питьевых, производственных, хозяйственных, сточных после УФ обеззараживания используются маркеры и методики, регламентированные в:

• МУ 2.1.5.1183-03 «Санитарно эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий» — для воды технического водоснабжения;
• ТИ 95120-00334600-163-00 «Технологическая инструкция по обеззараживанию воды при производстве напитков с использованием ультрафиолетового излучения» — для воды, используемой для напитков;
• МУ 2.1.2.694-98 «Использование ультрафиолетового излучения при обеззараживании воды плавательных бассейнов» — для оборотных вод бассейнов, аквапарков;
• МУК 4.3.2030-05 «Санитарно-вирусологический контроль эффективности обеззараживания питьевых и сточных вод УФ облучением» — для питьевых и сточных вод.

В зависимости от санитарно-эпидемиологической обстановки и состояния водозабора могут определяться цисты патогенные кишечных простейших и яйца гельминтов по МУК 4.2.1884-04 Санитарно-микробиологический и санитарно-паразитологический анализ воды поверхностных водных объектов», но основным маркером вирусного загрязнения воды являются колифаги, и только при наличии колифагов в трехкратно последовательно отобранных пробах после УФ-облучения воду анализируют на наличие энтеровирусов.

Таблица. Вирусологические критерии эпидемиологической безопасности воды различных водных объектов по МУК 4.3.2030-05.

Таблица. Периодичность производственного санитарно-вирусологического контроля при обеззараживании УФ-облучением питьевой и сточной воды согласно рекомендаций МУК 4.3.2030-05.

Важно: Согласно МУК 4.3.2030-05 частота и степень контроля над УФ обеззараживанием воды определяется:

• сезонностью распространения различных групп вирусов в течение года;
• санитарно-гигиенической и эпидемической ситуацией (наличие «факторов предшественников») в верхних участках водотока;
• изменением или нарушением технологии очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод;
• авариями на водопроводных или канализационных очистных станциях;
• возникновением вспышки или эпидемии вирусных инфекций водного происхождения на данной территории.

Дозы облучения ультрафиолетом устанавливаются на основе экспериментальных исследований и/или с учетом требований МУК 4.3.2030-05.

Таблица. Дозы УФ-облучения в зависимости от качества обрабатываемой воды согласно МУК 4.3.2030-05.

Бактерицидные лампы и установки для ультрафиолетового обеззараживания воды.

Для генерации потока электромагнитного излучения ультрафиолетовой части спектра обычно используются газоразрядные лампы – наполненные инертными газами, реже вакуумные с внесением в рабочее пространство металлической ртути в виде шарика или осажденной на электродах. В последние годы отечественные и зарубежные производители начали выпускать газоразрядные лампы с наполнением амальгамой — твердого или жидкого раствора ртути в одном или нескольких металлах, что:

• существенно снижает эффект «пленения» фотона — безизлучательной релаксации возбужденных электронов за счет соударений, усиливающийся с ростом концентрации атомов ртути;
• позволяет оптимизировать температурный режим лампы и повысить мощность излучения за счет выхода на более пологую зависимость мощности от давления паров при более высоких температурах.

Переходящая при возникновении дуги между электродами в парообразное состояние ртуть, в том числе ртуть амальгамы излучает волны ультрафиолетового спектра с двумя резонансами, соответствующими длинам волн 185 и 253,7 нм, однако основные доли излучения зависят от давления паров ртути и приходятся для:

• ламп низкого давления (давление паров ртути от 0,01 до 1 мм рт. ст. или от 1,33 до 133 Па) на УФ-С диапазон 83%, УФ-В диапазон 2.8%, УФ-А диапазон 1.8%, видимый свет 12.4%;
• ламп среднего давления (от 1 до 3 атм или до 3×105 Па) на УФ-С диапазон 16.4%, УФ-В диапазон 21.5%, УФ-А диапазон 19.4%, видимый свет 42.7%;
• ламп высокого давления (до нескольких десятков атм. или от 3×105 до 107 Па) на УФ-С диапазон 4.4%, УФ-В диапазон 26.7%, УФ-а диапазон 21.2%, видимый свет 47.8%.

Т.е. оптимальной относительной энергией излучения для бактерицидной обработки диапазона УФ-С обладают лампы низкого давления (до 83% излучения в диапазоне УФ-С), однако световая отдача и допустимая мощность таких ламп существенно ниже, чем у ламп высокого давления.

Корректировка спектра ультрафиолетового излучения в пользу длин волн бактерицидного диапазона достигается:

• использованием специального стекла для колб – увиолевого, не содержащего в составе Fе2О3, Сr2O3, V2O3, сульфидов тяжелых металлов, преимущественно поглощающих излучение с длиной волн 280…320 нм и до 200 нм. Иногда такие лампы называют «безозоновыми», поскольку колба блокирует ВУФ диапазон, в том числе резонанс на длине волны 185 нм;

Важно: В ртутных лампах с колбами из увиолевого стекла спад потока излучения обычно составляет 30-50% за 3500 часов работы, что обусловлено «соляризацией» — потемнением стекла при окислении под действием УФ излучения, находящихся в структуре стекла следов FeO до Fe2O3, причем фактическая интенсивность излучения длины резонанса 254 нм синхронно уменьшается вместе с коэффициентом пропускания увиолевого стекла, а само окисление по данным научных исследований провоцируется диффузией ионов ртути в материал колбы. Для устранения этой проблемы, по факту сокращающей срок службы ламп, колбы покрывают изнутри защитным слоем, блокирующим проникновение ионов ртути в структуру материала колбы.

• наполнением ртутных ламп криптоном, аргоном, неоном, усиливающим выход излучения длины волны резонанса 253,7 нм;

• увеличением разрядного тока при одновременном повышении концентрации инертного газа, что позволяет повысить мощность лампы на резонансной длине волны 254 нм;

• подбором оптимального диаметра колбы лампы для получения максимального выхода УФ – излучения на резонансной волне 254 нм;

• применением светонаправляющих конструкций с элиптическими рефлекторами, в том числе с дихроичным многослойным покрытием для сепарации ИК-, видимого и УФ-А/В-излучения при обеззараживании воздуха, воды в безнапорных системах с помощью не погружных ламп.

Установки для ультрафиолетового обеззараживания воды, как правило, модульные из нескольких ламп низкого, среднего или высокого давления:

• погружные проточные напорные с расположением ламп вдоль или поперек потока обрабатываемой воды;

• погружные проточные безнапорные с расположением ламп вдоль или поперек потока обрабатываемой воды;

• не погружные со светонаправляющими конструкциями для обеззараживания воды в безнапорных системах.

www.eco61.ru

Продолжаем раздел "Вода" и подраздел "Дезинфекция" статьёй про ультрафиолетовое обеззараживание воды. Ранее мы говорили в основном про обеззараживание воды с помощью ультрафильтрации (разновидности мембранной фильтрации воды). И, касаясь темы ультрафиолетовой стерилизации, отзывались о ней не очень хорошо (мол де она не настолько экономична и прекрасна, как ультрафильтрация). Однако, тем не менее, большинство стерилизационных систем на сегодня — именно на основе ультрафиолета. О причинах этого явления мы и поговорим. 

Про ультрафиолетовое обеззараживание воды стоит начать разговор с интересных основ — с ультрафиолета как такового. Ультрафиолетовое излучение — это разновидность электромагнитного излучения (как и видимый свет), которое находится между фиолетовой границей видимого света и рентгеновским излучением. То есть, ультрафиолетовое излучение имеет достаточно широкий диапазон. 

На картинке этот диапазон (а именно длинны волн с 400 до 10 нм) можно продемонстрировать так: 

Соответственно, возникает вопрос — а что такого бактерицидного в ультрафиолетовом излучении? Ведь фиолетовый свет — он безвредный (кажется). А рентгеновское излучение связано с гамма-частицами и ядерным взрывом… Мы же не радиацией убиваем бактерий? 

Что ж, отвечаем на этот вопрос. 

Но для начала справка про единицы измерения ультрафиолетового излучения — нанометры: 

Наноме́тр (нм, nm) — единица измерения длины в метрической системе, равная одной миллиардной части метра (т. е. 10−9 метра). 

Так, многие слышали, что радиоволны бывают разной длины — метровые, километровые, сантиметровые. Так вот, можно сказать, что ультрафиолетовое излучение — это нанометровые радиоволны. Само по себе ультрафиолетовое излучение можно разделить на несколько групп. Так, это: 

1. Ближний ультрафиолет (УФ-А): длинны волн 400-315 нм
2. Средний ультрафиолет (УФ-В) — длинны волн 314-280 нм. 
3. Дальний — длины волн (УФ-С): 280-100 нм
4. Экстремальный ультрафиолет. Длинны волн 100-10 нм. 

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «черным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения. Для дальнего и экстремального диапазона часто используется термин «вакуумный», в виду того, что волны этого диапазона сильно поглощаются атмосферой Земли. 

Интересный факт, не имеющий отношения к нашей теме: 

Ультрафиолетовое излучение практически неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Мягкий ультрафиолет (300-380 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста[2]. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают.

Так что возвращаемся к ультрафиолетовому обеззараживанию воды.

Излучение с длиной волны 320—400 нм (ближний ультрафиолет) вступает в реакцию с кислородом, растворенным в воде, и производит высокоактивные формы кислорода (свободные радикалы кислорода и перекись водорода), которые могут уничтожать патогенные организмы.  Кроме того, установлено, что солнечный свет является губительным для микроорганизмов, содержащийся в питьевой воде в частности потому, что ультрафиолетовое излучение (средний ультрафиолет) влияет непосредственно на метаболизм и разрушает клеточную структуру бактерий.

Установлено, что при температуре воды около 30 °C (86 °F), и пороге солнечной радиации не менее 500 Вт/м2 (полный спектр) требуется около 6 часов облучения, чтобы добиться эффекта. Это соответствует примерно 6 часов обработки в средних широтах в солнечный летний день

Итак, ближний ультрафиолет — это "безопасный" ультрафиолет, к которому мы все достаточно сильно привыкли. Этот ультрафиолет даёт нам загар, витамин Д и может вызывать солнечные ожоги. Средний ультрафиолет может обеззараживать воду, но для этого необходимо не менее 6 часов облучения солнцем. 

Так что для дезинфекции воды в промышленных масштабах необходимо нечто иное — дальний ультрафиолет. Так, для дезинфекции воды в промышленных масштабах производители стараются, чтобы по крайней мере 86 % излучения приходилось на длину волны 254 нм. То есть, на середину дальнего ультрафиолета. Причина этого — ультрафиолет с данной длиной волны хорошо проходит через многие вещества (например, через оболочки бактерий) и поглощается собственно молекулами ДНК и РНК бактерий. Ну а поглощение ультрафиолета в больших дозах приводит к нарушению функционирования.

В случае с бактериями нарушается синтез ДНК-РНК (УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК), что приводит к накоплению мутаций и, в свою очередь, приводит к замедлению темпов размножения бактерий и их вымиранию. То что нам и нужно! 

Основные моменты использования ультрафиолетового обеззараживания воды.

Размер и вид организма. Теоретически, ультрафиолетовая радиация способна убить вирусы, бактерии, грибки и простейших. На практике большие организмы, такие как простейшие, могут потребовать большей дозы облучения. Так же многое зависит от вида организма: некоторые бактерии более устойчивы к облучению, чем другие.

Мощность ультрафиолетовой лампы. Количество произведенного ультрафиолета напрямую зависит от мощности самой лампы. Чем мощнее лампа — тем больше ультрафиолета она производит. К сожалению, способность ламп производить УФ-лучи падает со временем, так что лампы требуют замены раз в 4-6 месяцев. Оптимальная для выработки ультрафиолета температура — от 40 до 43'C. В более холодной среде продуктивность стерилизаторов падает.

Проникающая способность ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовые лучи способны проникать через воду. Однако, чем больше плотность воды — тем ниже их проникающая способность. Если УФ-лучи не в состоянии проникнуть на глубину (через воду), то толка от них мало. Мутная вода так же снизит продуктивность установки. Ультрафиолетовые стерилизаторы должны быть помещены после фильтров механической очистки воды. Иначе бактерии, попросту говоря, прячутся в тени, отбрасываемой механическими примесями. И спокойно себе дожидаются прекращения воздействия ультрафиолета. 

Так же имеет место момент солености: в пресной воде проникающая способность УФ лучей выше, чем в соленой. То есть, чем выше содержание солей в вашей воде, тем хуже будет работать ультрафиолетовая лампа. 

И наконец, важна чистота лампы и ее оболочки. Если лампу или оболочку покрывает известковый налет — он просто заблокирует излучение. А он начинает покрывать лампу в жёсткой воде с момента её включения. Поэтому лампу необходимо регулярно очищать от известкового налёта с помощью лимонной кислоты.

Кроме того, это означает, что ультрафиолетовую лампу при замене НЕЛЬЗЯ брать руками за стекло. Оставленные отпечатки пальцев снижают эффект обеззараживания воды ультрафиолетом.

Время работы стерилизатора. Чем больше вода подвергается воздействию УФ-излучения, тем больше погибает вредоносных микроорганизмов. Время контакта так же часто называют временем "выдержки". Время выдержки зависит от потока воды. Чем ниже скорость потока — тем больше время контакта. Длина лампы так же оказывает влияние. При длинной лампе время контакта воды со стерилизатором увеличивается. 

Температура обрабатываемой воды. УФ-лучи лучше всего распространяются в воде температурой 40-43'C. Так что если вы стерилизуете ледяную воду прямиком из скважины — то это не то же самое, как если бы вы решили стерилизовать уже нагретую воду. 

Следовательно, общие рекомендации по повышению эффективности работы ультрафиолетовой лампы для обеззараживания воды: 

• лампа должна быть чистой; 
• вода должна быть прозрачной;
• нужно обеззараживать мягкую воду (чтобы не было известкового налёта);
• в воде не должно быть растворённого железа (чтобы не снижалась мутность воды); 
• вода должна быть тёплой; 
• лампа должна быть как можно более длинной; 
• скорость воды должна быть как можно менее большой
• лампу необходимо регулярно менять (поскольку чем дольше работает лампа, тем хуже она излучает ультрафиолет);
• лампа должна быть как можно более мощной; 
• вода должна быть как можно менее солёной;
• бактерий в воде быть не должно ?

Так что даже если ваши средства позволяют установить лишь крохотную ультрафиолетовую лампу на кран питьевой воды — это не страшно, поскольку вы знаете, как повысить эффективность обеззараживания воды с помощью этой лампы. 

Кстати, ранее мы говорили, что ультрафиолетовые стерилизаторы воды более распространены, чем менее прихотливая и менее дорогая в эксплуатации мембрана ультрафильтрации. Причина этого явления — цена вопроса. Ультрафиолетовые лампы получаются дешевле — особенно если в их стоимость не входит стоимость умягчения воды (чтобы не дать образоваться известковому налёту) и механической очистки воды. 

interesko.info