Можно ли использовать для санитарной обработки воду из разного вида прудов

Общее описание загрязнений

Плавание в бассейне относится к одному из наиболее популярных видов отдыха и спорта. При этом мы находимся лишь на начальном этапе понимания химических процессов в воде плавательного бассейна и рисков, которым подвергаются его посетители. Это обусловлено сложностью химического состава воды, возрастающей по мере продвижения воды от природного источника до заполненного посетителями бассейна.

Исходная вода, содержащая низкие концентрации сотен веществ природного и антропогенного происхождения, подвергается различным видам обработки, включая обеззараживание, на станции водоподготовки. Далее вода поступает в плавательный бассейн, где снова претерпевает изменения, зависящие от условий эксплуатации бассейна, а также в результате обеззараживания и контакта с посетителями бассейна. В результате исходная вода подвергается значительной трансформации, и каждый бассейн обладает уникальным набором характеристик воды, делающим весьма непростой задачу определения степени полезности или вреда от его посещения.

Значительное усложнение химического состава воды бассейна и ее потенциальной токсичности обусловлено присутствием посетителей, которые привносят в воду средства личной гигиены (лосьоны, солнцезащитные кремы пр.), а также выделяют в процессе плавания биологические жидкости (слюна, пот, моча), а также частички кожи и любого рода загрязнения, находящиеся на поверхности кожного покрова.

Совместное пользование бассейном многими людьми приводит к накоплению в воде патогенных микроорганизмов. Для водоподготовки и обеззараживания воды распространено использование различных дезинфектантов, в результате взаимодействия которых с присутствующими в воде органическими веществами образуются побочные продукты обеззараживания (ППО) воды, токсичность которых является предметом исследований на протяжении уже нескольких десятков лет.

Способы очистки воды в бассейне

Вода для заполнения чаши бассейна и компенсации потерь поступает из общественных водораспредедлительных сетей. Система рециркуляции и водоподготовки в бассейне включает очистку воды, предусматривающую удаление механических примесей и обеззараживание физическими, химическими или биологическими методами для предотвращения развития патогенных микроорганизмов. Схемы водоподготовки определяются качеством воды и особенностями системы рециркуляции и должны отвечать требованиям экономичности, простоты и безопасности.

Методы очистки воды:

1. Физическая очистка проводится для удаления механических примесей средствами быстрой и медленной фильтрации в восходящем и нисходящем потоках с использованием однослойной (кварцевый песок) или многослойной (гравий, песок, уголь) фильтрующих сред, а также мембранной фильтрации.
2. Химическая очистка проводится только в случае немодернизированных систем и предусматривает использование сульфата алюминия и карбоната натрия для образования хлопьев с целью их задержания при быстрой фильтрации тонких и сверхтонких суспензий. В случае, если вода в бассейне не подвергается нагреву в течение 5-7 сут для разрушения клеток водорослей рекомендуется обработка сульфатом меди.
3. Биологическая очистка воды в бассейне заключается в использовании мембранных фильтров, задерживающих патогенные микроорганизмы в процессе медленной фильтрации в результате образования биопленки на поверхности мембраны через 1-3 сут после запуска системы. В таких случаях последующее обеззараживание может не потребоваться.

Обеззараживание воды

Для обеззараживавния воды в плавательном бассейне применяют хлор, диоксид хлора, гипохлорит натрия или кальция, хлорную известь, бром, хлорированные изоцианураты, бромохлородиметилгидантоин, озон, ультрафиолетовое излучение, смешанные оксиданты, патентованные дезинфицирующие таблетки и реагенты различных производителей (например, препарат TwinOxide). Общими требованиями к дезинфектантам являются быстрая инактивация патогенных микроорганизмов, высокая стабильность, отсутствие побочного токсического действия, сохранение органолептических характеристик воды и воздуха при их использовании.

Способы обеззараживания воды:

1. Хлор. К наиболее часто используемым дезинфектантам относится хлор, характеризующийся целым рядом преимуществ в части инактивации микроорганизмов. К недостаткам хлора относятся проблемы безопасности его применения. Кроме этого, избыточное содержание хлора в воде ведет к образованию побочных продуктов обеззараживания (тригалогенметанов, например), обладающих канцерогенными свойствами. С избытком хлора также связано ухудшения качества воздуха в закрытых плавательных бассейнах.
2. Диоксид хлора известен в качестве эффективного дезинфектанта питьевой воды и пищевых продуктов. В процессах предварительной обработки этот реагент способствует удалению железа и марганца из подземной воды, устраняет неприятные вкус и запах воды. Диоксид хлора обеспечивает деструкцию целого ряда прекурсоров, присутствие которых в воде приводит к образованию побочных продуктов обеззараживания тригалогенметанов и галогенуксусных кислот.
3. Бром является сильным окислителем с высоким уровнем бактерицидной активности. Эффективен при необходимости удаления микроскопических и нитчатых водорослей.
4. Гипохлорит натрия относится к эффективным дезинфектантам, получаемым методом электролиза. Раствор гипохлорита натрия характеризуется рН 8-8,5, максимальной эквивалентной концентрацией хлора 6-8 г/л и стабильностью свойств при длительном хранении. Преимущества гипохлорита натрия: безопасность применения и простота хранения. Основным недостатком применения гипохлорита натрия является повышение рН выше 8,2 через 10-14 сут после обеззараживания, что ведет к коагуляции оксида алюминия.
5. Ультрафиолетовое обеззараживание воды в бассейне (длина волны 100-300 нм) проводят с использованием ртутных ламп. Наряду с хорошими бактерицидными свойствами метод исключает взаимодействие с компонентами воды в плавательном бассейне и, соответственно, минимизирует образование побочных продуктов обеззараживания.
6. Озон является высокоэффективным дезинфектантом. Его применяют во многих случаях для инактивации бактерий, вирусов и удаления водорослей. В результате озонирования улучшается вкус, запах и цвет воды.
7. Pеагент TwinOxide представляет собой раствор, содержащий диоксид хлора, разработан в Университете г. Дуйсбург, Германия, и рекомендован для применения в плавательных бассейнах. Этот реагент полностью инактивирует бактерии и вирусы, удаляет биопленку, не вызывает аллергических реакций. Применение TwinOxide не вызывает неприятных запахов и не приводит к образованию тригалогенметанов и других побочных продуктов обеззараживания воды. Передозировка реагента не связана с риском для посетителей бассейна и не приводит к образованию свободного хлора и хлорсодержащих соединений, что ограничивает применение традиционных дезинфектантов на основе хлора. Реагент рекомендуют применять после предварительного обеззараживания озонированием или ультрафиолетовой обработкой. Реагент рекомендуют применять ежемесячно для дезинфекции песочных фильтров или фильтров с активированным углем, установленных в схеме водоподготовки бассейнов [1].

Автор статьи: Кофман Владимир Яковлевич

Вода – это фактор, который напрямую влияет на качество жизни человека. От ее цвета и запаха зависит настроение человека утром после умывания, а от состава – самочувствие и здоровье организма.

Вода, являясь основой жизни, легко распространяет инфекционные заболевания. Чтобы предотвратить передачу болезнетворных микроорганизмов через питьевую воду, применяют обеззараживание и дезинфекцию жидкости. Эти процессы позволяют уничтожить грибки, бактерии, неприятный привкус и цвет, что обеспечивает безопасность питьевой воды.

Очистка и обеззараживание питьевой воды для подачи в жилые дома проводится на станциях водоподготовки централизованного водоснабжения. Также существуют методы и установки для локального использования – в виде небольших систем очистки воды из скважины или способов, позволяющих очищать воду, набранную в бутылку.

Классификация методов обеззараживания воды

Чтобы правильно выбрать способ обеззараживания, проводят анализ загрязненной воды. Исследуется количество и вид микроорганизмов, степень побочной загрязненности. Также определяется объем воды, которая будет проходить очистку, и экономический фактор.

Вода, прошедшая очистку, прозрачна и бесцветна, не пахнет и не имеет вкуса и привкуса. Чтобы добиться такого эффекта, применяют следующие группы методов:

• физические;
• химические;
• комбинированные.

Каждой группе присущи свои отличительные признаки, но все методы так или иначе позволяют удалить патогенные микроорганизмы из воды. Получить подробную информацию по оборудованию для очистки и обеззараживания воды можно в компании «КВАНТА+» в г. Тюмень.

Химический метод – это работа с реагентами, добавляемыми в воду. Физическое обеззараживание выполняется за счет температуры или различных излучений. Комбинированные методы сочетают работу этих двух групп.

Наиболее эффективные способы

Инфекционная безопасность воды – это важная и актуальная проблема, из-за чего изобретено множество методик для избавления воды от микроорганизмов. Способы дезинфекции не прекращают улучшаться. Они становятся более результативными и доступными. В наше время самыми лучшими считаются следующие методы:

• термообработка с помощью высоких температур;
• озонирование;
• ультразвуковая обработка;
• реагентные методы;
• ультрафиолетовое облучение жидкости;
• высокомощные электрических разрядов.

Физические методы обеззараживания воды

Перед ними вода обязательно должна проходить очистку от взвесей и примесей. Для этого применяется коагуляция, сорбция, флотация и фильтрация.

К данному виду методов относится применение:

• ультразвука;
• ультрафиолета;
• высоких температур;
• электричества.

Обеззараживание ультрафиолетом

Дезинфицирующее действие ультрафиолетового излучения известно очень давно. Его работа сходна с солнечным светом, успешно уничтожающим неприспособленные микроорганизмы за пределами озонового слоя Земли. Ультрафиолет воздействует на клетки, создавая поперечные сшивки в ДНК, вследствие чего клетка теряет возможность делиться и погибает (Рис. 2).

Установка состоит из ламп, помещенных в кварцевые чехлы. Лампы производят изучение, мгновенно уничтожающее микроорганизмы, а чехлы не позволяют лампам остывать. Качество обеззараживания при использовании этого метода зависит от прозрачности воды: чем чище поступающая жидкость, тем дальше распространяется свет и тем меньше загрязняется лампа. Для этого перед обеззараживанием вода проходит другие стадии очистки, в том числе механические фильтры.Резервуар, через который протекает вода, обычно оборудован мешалкой. Перемешивание слоев жидкости позволяет процессу дезинфекции проходить более равномерно.

Конструкция установки УФ-обеззараживания

Важно знать, что лампы и чехлы требуют регулярного ухода: конструкцию необходимо разбирать и очищать не менее одного раза в квартал.

Тогда результативность процесса не будет ухудшаться из-за появления накипи и других загрязнений. Сами лампы подлежат замене раз в год.

Установки ультразвукового обеззараживания

Работа таких установок основана на кавитации. Из-за интенсивных колебаний, которым подвергается вода благодаря высокочастотному звуку, в жидкости образуются многочисленные пустоты, она будто «вскипает». Мгновенный перепад давлений приводит к разрыву клеточных оболочек и гибели микроорганизмов.

Оборудование для ультразвуковой обработки воды эффективно, но требует больших затрат и грамотной эксплуатации. Важно, чтобы персонал умел обращаться с устройством – от качества настройки оборудования зависит его результативность.

Термическое обеззараживание

Этот метод крайне распространен среди населения и активно применяется в быту. С помощью высокой температуры, то есть кипячения, вода очищается практически от всех возможных патогенных организмов. В дополнение к этому снижается жесткость воды и уменьшается содержание растворенных газов. Вкусовые качества воды остаются прежними. Однако, у кипячения есть один недостаток: вода считается безопасной около суток, после чего бактерии и вирусы вновь могут в ней обосноваться.

Кипячение воды – надежный и простой метод обеззараживания

Электроимпульсное обеззараживание

Методика заключается в следующем: электрические разряды, поступающие в воду, создают ударную волну, микроорганизмы попадают под гидравлический удар и погибают. Этот способ не требует предварительной очистки и эффективен даже при повышенной мутности. Гибнут не только вегетативные, но и спорообразующие бактерии. Преимуществом является длительное сохранение эффекта (вплоть до 4-х месяцев), а недостатком – немалая стоимость и большое энергопотребление.

Химические методы обеззараживания воды

Они основаны на химических реакциях, которые происходят между загрязнением или микроорганизмом и добавляемым в жидкость реагентом.

При химическом обеззараживании важно контролировать дозу реагента.

Она должна быть точной. Недостаток вещества не сможет исполнить свою цель. К тому же, небольшое количество реагента приведет к повышенной активности вирусов и бактерий.

Чтобы улучшить работу химиката, его добавляют с избытком. В таком случае вредоносные микроорганизмы погибают, а эффект сохраняется продолжительное время. Избыток рассчитывается отдельно: если добавить слишком много, реагент дойдет до потребителя, и он отравится.

Хлорирование

Хлор широко распространен и применяется в водоочистке многих стран мира. Он успешно справляется с любыми объемами микробиологических загрязнений. Хлорирование приводит к гибели большей части патогенных организмов и отличается дешевизной и доступностью. К тому же, использование хлора и его соединений позволяет извлекать из воды металлы и сероводород. Хлорирование применяется в городских системах подачи питьевой воды. Оно также используется в бассейнах, где скапливается большое число людей.

Однако, у этого способа есть ряд недостатков. Хлор крайне опасен, вызывает рак и клеточные мутации, токсичен. Если избыток хлора не исчезнет в трубопроводе, а дойдет до населения, это может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Особенно сильна опасность в переходные периоды (осень и весну), когда из-за увеличения загрязненности поверхностных вод повышают дозу реагента при водоподготовке. Кипячение такой воды не поможет избежать негативных последствий, а наоборот – хлор превратится в диоксин, являющийся сильнейшим ядом. Для того, чтобы дать излишку хлора испариться, воду из-под крана набирают в большие емкости и оставляют на сутки в хорошо проветриваемом помещении.

Озонирование

Озон обладает сильным окисляющим воздействием. Он проникает внутрь клетки и разрушает ее стенки, приводя к гибели бактерии. Это вещество не только является сильным антисептиком, но также обесцвечивает и дезодорирует воду, окисляет металлы. Озон работает быстро и избавляется практически от всех микроорганизмов, находящихся в воде, обгоняя по этой характеристике хлор.

Озонирование считается наиболее безопасным и эффективным методом, но и оно имеет несколько минусов. Избыток озона приводит к коррозии металлических частей оборудования и трубопроводов, аппараты изнашиваются и разрушаются быстрее обычного. Кроме того, новейшие исследования отмечают, что озонирование вызывает «пробуждение» микроорганизмов, находившихся в условной спячке.

Схема процесса озонирования

Способ отличается дороговизной установки и большим энергопотреблением. Для работы с озонирующим оборудованием требуется персонал высокой квалификации, ведь газ токсичен и взрывоопасен. Чтобы пустить воду населению, необходимо переждать период распада озона, иначе могут пострадать люди.

Обеззараживание полимерными соединениями

Отсутствие вреда здоровью, уничтожение запахов, вкусов и цветности, большая длительность действия – перечисленные достоинства относятся к обеззараживанию с помощью полимерных реагентов. Такой вид веществ также называют полимерными антисептиками. Они не вызывают коррозию и не портят ткань, не вызывают аллергии и отличаются результативностью.

Олигодинамия

Она основана на способности благородных металлов (таких как золото, серебро и медь) обеззараживать воду.

То, что эти металлы имеют антисептический эффект, известно давно. Медь и её сплавы часто применяют в полевых условиях, когда нужно в индивидуальном порядке обеззаразить небольшой объем жидкости.

Для более обширного воздействия металлов на микроорганизмы используются ионаторы. Это проточные аппараты, работающие на основе гальванической пары и электрофореза.

Обеззараживание серебром

Этот металл принято считать одним из самых древних способов обеззараживания воды. В древности было распространено мнение, что серебро лечит от любых болезней. Сейчас известно, что оно негативно влияет на множество микроорганизмов, однако неизвестно, уничтожает ли серебро простейшие бактерии.

Данное средство дает видимый эффект при очистке воды. Однако оно негативно влияет на организм человека при накоплении в нем. Не зря серебро имеет высокий класс опасности. Обеззараживание воды ионами серебра не считается безопасным методом, а потому практически не используется в промышленности. Серебряные ионаторы используются в единичных случаях в быту для обработки небольших объемов воды.

Компактный бытовой ионатор (осеребритель) воды

Иодирование и бромирование

Йод широко известен и используется в медицине с давних времен. Ученые многократно пытались использовать его обеззараживающее воздействие в водоочистке, однако его применение приводит к возникновению неприятного запаха. Бром отлично справляется практически со всеми известными патогенными микроорганизмами. Но имеет существенный недостаток – высокую стоимость. Из-за своих минусов эти два вещества для обработки сточных и питьевых вод не используются.

Комбинированные методы обеззараживания воды

Комплексные методы основываются на сочетании физических и химических методов для улучшения результативности. Примером является комбинация из ультрафиолетового излучения и хлорирования (иногда хлорирование заменяется на озонирование). УФ-лампы уничтожают микроорганизмы, а хлор или озон предотвращают их повторное возникновение. Кроме того, хорошо сочетаются окисление и обработка тяжелыми металлами. Реагент-окислитель дезинфицирует, а металлы продлевают бактерицидное действие.

Сочетание УФ-обеззараживания и действия ультразвука

Как обеззаразить воду в быту

Существует пять способов быстро продезинфицировать небольшой объем воды:

• кипячение;
• добавление перманганата калия;
• использование обеззараживающих таблеток;
• использование трав и цветов;
• настаивание с кремнием.

Перманганат калия прибавляется воду в количестве 1-2 г. на одно ведро воды, после чего загрязнения выпадают в осадок.

Специальные таблетки для уничтожения микроорганизмов применяются при обезвреживании воды из скважины, колодца или родника. Они являются наиболее современным способом, доступным, недорогим и результативным. Многие таблетки, например, марки «Акватабс», могут использоваться для очистки больших объемов жидкости.

Если воду необходимо обеззаразить в походе, можно воспользоваться специальными травами: зверобоем, брусникой, ромашкой или чистотелом.

Также можно использовать кремний: его помещают в воду и оставляют на сутки.

Нормативная документация в области безопасности питьевой воды

Со стороны государства качество воды строго контролируется с помощью норм?