Обеззараживание (дезинфекция) питьевой воды осуществляется с целью обеспечения эпидемической безопасности и предотвращения передачи через воду возбудителей инфекционных заболеваний.
В системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий и в области энергетики образование биопленок на трубопроводах и теплообменном оборудовании ведет к снижению теплоотдачи, ускорению коррозии, снижению пропускной способности трубопроводов.
-
Современные методы обеззараживания воды должны отвечать следующим требованиям: эффективность, безопасность, экономичность.
-
Для обеззараживания в промышленных объёмах применяются реагентные (химические) и безреагентные (физические) методы.
-
Реагентные методы основаны на использовании сильных окислителей (хлора, хлорсодержащих веществ, озона).
-
К безреагентным методам относятся: ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвука.
Иные реагенты и способы обеззараживания не нашли промышленного применения в силу различных причины: техническая сложность, экономическая нецелесообразность, побочные эффекты.
Электролизный гипохлорит натрия
Получают на месте потребления. Сырье – поваренная соль. Электролиз раствора поваренной соли позволяет получить раствор гипохлорита натрия с концентрацией около 8 г/л (0,8 %), данная концентрация гипохлорита натрия безопасна для человека и стабильна в течение длительного времени.
По обеззараживающему действию не уступает хлору, при этом стоимость 1 кг активного хлора в электролизном гипохлорите составляет от 35 до 45 рублей, что в разы ниже, чем в химическом гипохлорите. Получение обеззараживающего агента на месте потребления обеспечивает высокие экономические показатели, снижая себестоимость обеззараживания, технология производства гораздо проще и безопаснее, чем в случае с диоксидом хлора, т.к. в технологическом процессе отсутствуют вещества I-IIIклассов опасности. Безопасность дозирования обеспечивается применением современной автоматики.
Таким образом, по соотношению капитальных и эксплуатационных затрат, безопасности технологического процесса и обеспечению пролонгированной защиты воды от вторичного загрязнения не имеет аналогов.При этом безмембранный метод электролиза отличается простой эксплуатации, устойчивостью к некачественной соли и отсутствием побочных продуктов производства.
Химический гипохлорит натрия
По обеззараживающему эффекту аналогичен хлору, однако лишен его недостатков – не представляет такой опасности для окружающей среды и человека. Для его применения требуется лишь установка емкостного и дозирующего оборудования, однако, удельная стоимость 1 кг активного хлора в химическом гипохлорите значительно выше, чем у, собственно, хлора. В эксплуатационные затраты вносит существенный вклад логистическое плечо, что в случае транспортировки на расстояние более 200 км делает химический гипохлорит «золотым».
Гипохлорит марки А имеет концентрацию не выше 19 %, т.е. целевого содержание продукта только 190 кг на 1 тонну перевозимого груза. При этом химический гипохлорит нестабилен и теряет до 30 % активности за 10 дней, что исключает возможность разовой оптовой закупки.
Хлор – является, по сути, боевым отравляющим веществом, что подразумевает сложности с хранением и использованием, причем как технические, так и организационные. Необходимо также отметить высокие затраты на транспортировку с завода-производителя до места применения. Капитальные затраты минимальны, эксплуатационные зависят от стоимости товарного хлора.
Диоксид хлора. По дезинфекционным свойствам превосходит даже хлор. Получают на месте потребления электролизным способом, однако, в процессе производства используется большое количество агрессивных химических соединений. Образует большое количество побочных продуктов – хлоратов и хлоритов.
Ультрафиолет обладает таким важным преимуществом как отсутствие побочных эффектов, однако отличается высокими капитальными и эксплуатационными затратами (электроэнергия), имеет ряд ограничений (резко теряет эффективность в мутной воде, или при высокой концентрации железа и т.д.). Наиболее значимым недостатком является отсутствие пролонгированного эффекта, т.е. возможность повторного заражения воды после обеззараживания.
Ультразвук – обеспечивает комплексное обеззараживание, уничтожая все виды микроорганизмов, однако высокие как капитальные, так и эксплуатационные затраты, а также сложность эксплуатации оборудования не позволяют данному методу найти широкое распространение.
Озон - является сильным окислителем. Проникая сквозь оболочки микроорганизмов, он разрушает стенки клетки и убивает ее. Поскольку озон является крайне нестабильным соединением - время его существования составляет не более 20 мин, антисептические свойства исчезают, и вода вновь может подвергнуться загрязнению. К недостаткам относится высокая коррозионная активность, что приводит к повреждениям трубопроводов, и необходимость высокой точности дозирования, поскольку избыток озона приводит к образованию токсичных соединений. Озонирование характеризуется высокими капитальными и эксплуатационными затратами.
