Обеззараживание воды

Опреснение воды.

Обеззараживание воды.

Методы обеззараживания и опреснения воды.

Лекция 13 (2ч).

Обеззараживание воды - процесс дезинфекции, в ходе которого происхо­дит уничтожение микроорганизмов. Су­ществуют несколько методов обеззара­живания воды:

Хлорирование воды. Это один из наиболее часто используемых в нашей стране методов обеззараживания воды, применяемый на водопроводных стан­циях. При этом производится обработ­ка воды хлором, что приводит к разру­шению многих органических примесей и гибели микроорганизмов. Иногда хло­рирование воды приводит к образова­нию сильно пахнущих хлорпроизводных продуктов распада. Особенно устойчи­выми и неприятными являются запахи, возникающие при содержании в обра­батываемой воде фенолов. Со време­нем эти запахи усиливаются и не исче­зают при нагревании. Но самое плохое, что может проис­ходить при хлорировании воды, это даже не запах, а то, что в процессе обработки происходит недо­статочно глубокое разложение органи­ческих веществ и возможен непроиз­вольный синтез новых, даже более ток­сичных веществ, чем исходные (напри­мер, хлорфенолов, хлораминов и др.). При этом следует учитывать и тот факт, что при хлорировании нельзя добиться полной стерилизации и в воде могут оставаться единичные сохраняющие жизнеспособность микроорганизмы. Отмечены случаи, когда содержа­ние в питьевой воде канцерогенных и других вредных веществ, которые обра­зуются в процессе хлорирования, при­водили к 8 - 10-кратному превышению их предельных концентраций.

Озонирование воды. Это более высокотехнологичный способ обработ­ки воды, распространенный в развитых странах. Бактерицидное действие озо­на связано с активным проникновени­ем этой химически активной формы кислорода через клеточные мембраны и последующим окислением органических веществ, что и вызывает гибель бакте­риальной клетки. Наряду с обеззаражи­ванием, озонирование приводит к улуч­шению вкуса, уничтожению запахов воды.

Обеззараживание воды сереб­ром. Бактерицидное действие серебра известно уже давно. Оно связано с про­цессом соединения ионов серебра с ферментными системами и оболочкой бактерий. Однако, если посмотреть повнима­тельнее на проблемы, связанные с этим методом дезинфекции, не все выглядит таким радужным, как это пытаются пре­поднести различные производители в своей рекламе. Не следует забывать что серебро - тяжелый металл, имеющий высокую степень опасности для здоро­вья (в одном ряду со свинцом, кобаль­том, мышьяком и другими веществами). Как и другие тяжелые металлы, сереб­ро способно накапливаться в организ­ме и вызывать заболевания (аргироз - отравление серебром). Кроме того, для бактерицидного действия серебра на бактерии требуются достаточно боль­шие концентрации, а в допустимых ко­личествах (около 50 мкг/л) оно способ­но оказывать лишь бактериостатическое действие, т.е. останавливать рост бактерий, не убивая их. А некоторые виды бактерий вообще практически не чувствительны к серебру. Все эти свойства ограничивают при­менение серебра. Оно может быть уме­стно только в целях сохранения исход­но чистой воды для длительного хране­ния (например, на космических кораб­лях). Часто используются серебрение фильтров на основе активированного угля. Это делается с целью предотвра­тить обрастание фильтра микроорганиз­мами, т.к. отфильтрованные органичес­кие вещества являются хорошей пита­тельной средой для многих бактерий.

Обеззараживание воды ульт­рафиолетовыми лучами. Данный метод основан на способности ультра­фиолетового излучения с определен­ной длиной волны губительно действо­вать на ферментные системы бакте­рий, вызывая их гибель. Качественной особенностью этого метода является то, что не происходит введения ника­ких химических соединений, а значит, вода не меняет своих физических, хи­мических и вкусовых свойств. В каче­стве источника излучения используют­ся ртутные лампы, изготовленные из кварцевого песка. Метод не требует сложного обору­дования и легко может применяться в бытовых комплексах водоподготовки в частных домах.

Ультразвуковая обработка воды. Колебания среды с частотами, превыша­ющими 20 000 Гц, называются ультразву­ковыми. При распространении ультразву­ка в воде, вокруг объектов, находящихся в ней и имеющих другую плотность, воз­никают микроскопические области очень высокого давления (десятки тысяч атмос­фер), сменяющегося высоким разрежени­ем. Это явление называют ультразвуковой кавитацией. Никакой микроорганизм не способен выдержать такие воздействия и происходит механическое разрушение бактерий. В настоящее время этот способ еще не нашел достаточного применения в системах очистки воды, хотя в медици­не он широко используется для дезин­фекции инструментария и т.п. в так на­зываемых ультразвуковых мойках.

Йодирование воды. Это метод де­зинфекции, при котором применяются йодсодержащие соединения. Как бакте­рицидный агент, йод известен доволь­но давно и широко применяется в ме­дицине. Сложности связаны с низкой растворимостью йода в воде, поэтому чаще всего используются его органичес­кие соединения. Йодированием часто дезинфициру­ют воду в плавательных бассейнах. Су­ществуют ряд препаратов (т.н. йодные таблетки), используемые для индивиду­альной дезинфекции воды в походных условиях. По некоторым оценкам это наиболее эффективные средства обез­зараживания малых объемов воды в полевых условиях.

Термический метод (кипячение). Это, наверное, самый старый и хорошо известный метод, которым мы пользу­емся ежедневно. Кипячение является исключительно бытовым методом обез­зараживания, однако он не дает полной гарантии гибели бактерий или их спор. Кроме того, при кипячении происходит удаление из воды растворенных в ней газов (кислорода, углекислого газа), что снижает ее вкусовые свойства. При кипячении происходит частич­ное смягчение воды из-за того, что в осадок выпадает часть солей кальция и магния, которые из растворимых гид­рокарбонатных солей переходят в не­растворимые карбонатные.