Обзор и перспективы безреагентного обеззараживания воды
Обзор и перспективы безреагентного обеззараживания воды – «Уф Системы»
Загрязнение воды – одна из наиболее актуальных экологических проблем современности. Несмотря на то, что человек долго не может прожить без воды, он непрерывно продолжает засорять реки, озера, моря, океаны и грунтовые воды сбросами неочищенных сточных вод и промышленными отходами. Мы стремительно приближаемся к ощутимой нехватке пресной воды, особенно в больших городах. Это приводит к необходимости более разумного расходования и повторного использования воды.
Уникальная способность воды растворять огромное количество веществ становится ее главным недостатком, когда речь идет о загрязнении.
Используя воду, мы загрязняем ее так, что ее нельзя повторно применять без предварительной очистки. А так как наши потребности в воде превышают природные ресурсы чистой воды, приходится их повышать искусственным путем.
Важной задачей при обеззараживании промышленных, бытовых стоков, и особенно, питьевой воды является применение технологии, не использующей химические реагенты и не приводящей к образованию токсичных соединений при одновременном полном уничтожении патогенной микрофлоры.
Одним из наиболее распространённых современных методов безреагентного обеззараживания воды является ультрафиолетовое обеззараживание.
Для водообработки применяется ультрафиолет с двумя бактерицидными длинами волн – 254 и 185 нм. Ультрафиолетовое излучение длиной 254 нм проникает в ДНК клетки переносимого водой микроорганизма, и, прекращая процесс его воспроизводства, дезактивирует его. Ультрафиолетовый свет длиной 185 нм успешно разлагает молекулы органических веществ, содержащихся в загрязнённой воде.
Метод ультрафиолетового обеззараживания воды работает без внесения в воду нежелательных побочных продуктов, а также без ухудшения вкуса и запаха воды.
Однако в процессе эксплуатации ультрафиолетовых модулей обнаружились негативные явления, снижающие эффективность обеззараживания. Возникла необходимость периодической очистки поверхности защитных трубок от слоя экранирующего световой поток. К тому же выяснилось, что традиционные ультрафиолетовые лампы низкого давления малоэффективны при уничтожении спорообразующих бактерий, вирусов, грибков, водорослей и плесени.
Казалось, что безреагентное обеззараживание воды не получит широкого распространения, но тут на помощь пришла кавитация.
Оказалось, что кавитацию можно использовать как для уничтожения микроорганизмов, так и для разрушения загрязнений, препятствующих световому воздействию внутри модуля очистки.
Непосредственно в зоне кавитационного факела возникают короткоживущие парогазовые микросферы, которые появляются в момент локального снижения давления и схлопываются при «сжатии» воды. В окрестности точек схлопывания возникают экстремальные параметры – огромные температура и давление, которые полностью уничтожают патогеную микрофлору.
Предпосылки выглядели обнадёживающе, однако на практике размер кавитационного факела всегда оказывается небольшим, поэтому обеззараживаемую воду необходимо пропускать через него несколько раз. Поддерживать постоянную скорость течения технически сложно, а изменение скорости течения воды или попадание любой взвешенной частицы в поток приводит к исчезновению кавитационного факела.
Результативным с точки зрения эффективности безреагентного обеззараживания оказался метод комплексного воздействия ультрафиолетового излучения и ультразвука.
Производители установок комплексного безреагентного обеззараживания воды заявляют о превосходстве бактерицидности над установками уф обеззараживания. Однако цена установки с ультразвуковым кавитатором в 3,5-4 раза, а потребляемая мощность в 4-5 раз выше.Дальнейшее развитие комплексного метода — увеличение времени жизни ультрафиолетовых ламп, повышение интенсивности излучения и снижение их стоимости. С появлением ультрафиолетовых светодиодов рассматривается возможность их использования для обеззараживания воды. Ресурс времени жизни светодиодов в десятки раз больше, а энергопотребление в разы меньше, чем у газоразрядных ламп. Уже сейчас «Уф Системы» использует безозоновые ультрафиолетовые амальгамные лампы низкого давления мощностью до 750Вт с увеличенным сроком службы.
Среди современных методов безреагентного обеззараживания интересна электроимпульсная технология, воздействующая на жидкость ударными волнами, генерируемых импульсным электрическим разрядом, который вызывает дезинтеграцию и гибель микроорганизмов.
В объеме, занимаемом водой, формируется электрический разряд, который формирует ударную волну. Кратковременность электрического импульса позволяет создать ударную волну, толщина фронта которой меньше размера микроорганизмов. Прохождение такой волны вызывает мгновенный градиент давления, который приводит к механическому уничтожению биологического объекта.
Обеззараживание может быть проведено как в замкнутом объеме, так и в проточной воде, а ударная волна остаётся эффективной в объеме радиусом до 1 метра.
Применение электроимпульсной технологии позволяет обеспечить уничтожение всех видов микроорганизмов, включая вирусы и споры, независимо от количества взвешенных в ней твердых частиц и примесей.
На практике электроимпульсная технология также вызывает ряд проблем, связанных с кинетикой разряда. При его возникновении, как и при кавитации на остриях электродов создаются экстремальные условия, которые приводят к быстрой эрозии рабочих поверхностей электродов с потерей необходимой острийности и ухудшению качества разряда. К тому же ударная волна от электрического разряда способна деструктивно повлиять на стенки рабочей камеры установки.
Вызывает интерес использование для обеззараживания модель: в замкнутую камеру с водой нагнетается воздух до достижения давления около сотни атмосфер, при этом происходит растворение воздуха в воде аналогично тому, как насыщаются углекислым газом напитки.
Предполагается, что воздух при столь высоком давлении проникнет и через клеточные мембраны внутрь микроорганизмов. После этого вода выпускается через небольшие отверстия в камере. Падение давления на выходе из камеры приводит к «закипанию» воды – выделению избыточного воздуха. Резкое увеличение объема газа внутри клеток провоцирует разрыв клеточных мембран и гибель микроорганизмов. Затем камера вновь заполняется водой и цикл повторяется.
Периодичность данного процесса является его основным недостатком, и технических трудностей для реализации достаточно. Однако, в некоторых областях такой метод может быть предпочтительным.
Таким образом, спектр безреагентных методов обеззараживания представлен лишь несколькими видами, среди которых наиболее распространёнными являются ультрафиолетовое и совместное ультрафиолет-ультразвуковое обеззараживание.
Ограничения данных методов не сдерживают их развития в направлении увеличения ресурса службы и интенсивности светового потока ультрафиолетовых ламп. Ведутся работы и над совершенствованием ультразвуковых излучателей в аспекте снижения энергопотребления при сохранении выходной мощности. Другие методы обеззараживания пока не находят столь широкого применения, однако, в случае преодоления некоторых технических трудностей, они могут оказаться более актуальными. Так, например, гидродинамический кавитационный метод признаётся наименее энергозатратным при высокой производительности и в перспективе может вытеснить остальные.
Предприятие «Уф Системы» предлагает своим клиентам услуги по обеззараживанию воды при помощи использования метода современного ультрафиолетового излучения. Десятилетний опыт работы «Уф Системы» на отечественном рынке позволяет с уверенностью утверждать о высоком профессионализме нашей команды. Мы применяем оборудование, соответствующее международным стандартам качества, которое гарантирует отличный результат и полную безопасность. Собственное производство позволяет нам предоставлять клиентам максимально выгодные цены, а также осуществлять оперативную доставку оборудования.
По материалам сайта www.vmo.su