Обеззараживание воды
Вода, хоть и не отличается каким-либо выраженным вкусом или запахом, является неотъемлемой частью нашей жизни. Если человек не будет получать достаточное количество жидкости, они может погибнуть от обезвоживания. К сожалению, качество питьевой воды на природе или в водопроводе оставляет желать лучшего, поэтому люди придумали действенные методы ее обеззараживания.
В этой статье мы рассмотрим, какие методы обеззараживания питьевой воды существуют, и как их правильно использовать в домашних условиях и на природе.
Для жизни и выживания человеу необходимы такие минимальные ресурсы как: воздух, вода и еда. Без этого человеческий организм не может выжить. При этом вода занимает вторую позицию. Поэтому очень важно уметь находить жидкость пригодную для питья и очищать загрязнённый водный ресурс.
Необходимость обеззараживания воды
Времена, когда можно было спокойно напиться из лесного ручья, давно прошли. Стремительное развитие технологий и промышленности, к сожалению, привели к тому, что практически все источники пресной воды заражены теми или иными микроорганизмами, имеют неприятный осадок или загрязнены химическими соединениями (рисунок 1).
Пить необработанную воду небезопасно, поэтому для защиты своей жизни и здоровья лучше использовать проверенные методики обеззараживания воды. Большинство из них применяются в промышленности для очистки промышленных и бытовых сточных воды, но некоторые из самых современных систем и технологий обеззараживания подходят и для домашнего использования.
Нормативная документация
Если вас интересует, как правильно обеззаразить воду, в первую очередь вам следует знать, что ее качество регулируется четкими законодательными нормами и нормативными документами.
Для оценки качества питьевой воды используются и такие нормативные документы:
- ГОСТы: включают в себя правила, по которым проводится контроль качества сточных и питьевых вод, а также методики осуществления анализов в полевых условиях.
- СНиПы: эти строительные нормы и правила определяют требования к возведению очистных сооружений, систем водоснабжения и монтажа водопроводных труб.
- СанПиНы: свод санитарно-гигиенических правил, определяющих требования к питьевой воде и ее разделению на группы по составу.
Можно сделать вывод, что качество питьевой воды контролируется регулярно и подлежит регулированию соответствующими нормативными документами.
Основные методы обеззараживания
Способов эффективного обеззараживания воды существует достаточно много, хотя в целом их можно разделить на физические, химические и комбинированные.
Каждый из подобных методов обеззараживания питьевых и сточных вод имеет свои особенности и характеристики, и направлен на улучшение определенных показателей. Чтобы узнать эти нюансы, стоит рассмотреть каждый из этих способов более детально.
С помощью ультрафиолета
Обеззараживание воды ультрафиолетом используется уже достаточно давно, так как дезинфицирующие свойства такого облучения получили научное подтверждение, а УФ оборудование считается лучшим для улучшения качества питьевой воды (рисунок 2).
Установка для обеззараживания воды ультрафиолетовым облучением состоит из специальных ламп, помещенных в кварцевые чехлы. Лампы производят излучение, уничтожающее болезнетворные микроорганизмы, а чехлы не дают установкам остывать. В результате ликвидация микробов происходит непрерывно.
Многое зависит и от качества поступающей жидкости: чем прозрачнее вода, тем дальше распространяется излучение, и тем более эффективной будет работа установки. При этом, установку нужно разбирать и очищать минимум раз в три месяца, а если она используется для очистки сильно загрязненной воды, то даже чаще.
Хлорирование
Очистка питьевой воды с помощью хлора получила широкое распространение в нашей стране, хотя активно применяется и по всему миру. Как химический элемент, хлор способен устранить любые болезнетворные микробы, вступая в реакцию с загрязненной водой (рисунок 3).
Основное преимущество такого химического метода обеззараживания состоит в том, что он обладает выраженной эффективностью, но при этом отличается финансовой доступностью. Кроме того, данный метод используется для устранения из воды сероводорода и вредных металлов.
При всей своей эффективности, метод перехлорирования нельзя назвать идеальным. Для него характерны и определенные недостатки: сам по себе хлор является токсичным элементом, может вызывать рак и клеточные мутации. Также следует учитывать, что известковая обработка хлорной известью должна проводится в строгом соответствии с нормами, так как переизбыток элемента может вызвать серьезные проблемы со здоровьем у населения.
Также следует уточнить, что кипячение хлорированной воды не поможет устранить избыток этого элемента. Скорее наоборот, он превратится в не менее опасный для здоровья диоксин, который также является сильным ядом. Чтобы устранить этот элемент, хлорированную воду нужно сутки отстоять в отдельной емкости и в хорошо проветриваемом помещении.
Озонирование
Очистка воды озоном – еще одно действенное средство для обеззараживания. Озон обладает выраженным окисляющим действием, способен проникать внутрь клетки, разрушать ее стенки и приводить к гибели патогенного микроорганизма (рисунок 4).
Преимущества озона в сравнении с хлором очевидны: он не только быстро уничтожает патогенные микроорганизмы, но также обесцвечивает и дезодорирует воду, практически мгновенно делая ее пригодной для питья.
При этом в городских системах водоснабжения чаще используется именно хлор, а не озон из-за нескольких минусов этого элемента. Во-первых, он способен окислять металлы и приводить к быстрому износу труб и оборудования. Во-вторых, последние исследования показали, что если рассчитать дозировку озона неправильно, он может привести к пробуждению патогенных микроорганизмов, ранее находившихся в спячке.
Кроме того, минусом данного метода считается его высокая стоимость и необходимость установки специального оборудования и найма персонала высокой квалификации из-за взрывоопасности газа.
Иодирование и бромирование
Среди других методов очистки и обеззараживания воды особенно выделяется йодирование и бромирование. К сожалению, несмотря на свою эффективность и надежность, очистка воды йодом, бромом или гипохлоритом натрия не используется по нескольким причинам.
К примеру, йод обладает выраженными бактерицидными свойствами и был известен еще в древности. Но, все попытки очистки воды йодом не привели к положительному результату: патогенные микроорганизмы действительно уничтожаются, но сама питьевая вода приобретает очень неприятный запах и вкус. Бром – еще один надежный химический элемент, который практически мгновенно уничтожает все патогенные микроорганизмы. Однако способ очистки с использованием данного элемента не практикуют массово из-за высокой стоимости брома.
В целом, в домашних условиях рациональнее применять физические методы быстрого и эффективного обеззараживания воды. Некоторые из них подойдут и для использования в полевых условиях, поэтому мы рассмотрим их более детально.
Ультразвуковые установки
Объяснить принцип обеззараживания воды с применением этих установок сложно, так как их работа основана на принципе кавитации. Данный процесс представляет собой воздействие на жидкость звуковыми колебаниями высокой интенсивности. В результате в ней образуются многочисленные пустоты, напоминающие процесс кипения. Резкие перепады в частоте ультразвукового облучения приводит к разрыву клеточных оболочек и гибели патогенных микроорганизмов (рисунок 5).
Обработка питьевой воды таким ультразвуком действительно безопасна и эффективна. Единственный минус – это эксплуатация оборудования. Важно, чтобы персонал умел настраивать такую установку. В противном случае обеззараживание либо не будет эффективным, либо установка выйдет из строя.
Термическое
Метод термической обработки воды считается самым распространенным среди обычного населения и активно практикуется в быту (рисунок 6).
Самый простой способ – просто вскипятить воду, предназначенную для питья. Под действием высоких температур в ней уничтожаются все патогенные микроорганизмы, но уже через сутки в ней могут снова поселиться микробы.
Но есть и другой метод – очистка питьевой воды через ее заморозку. Этот метод такой же простой и не менее эффективный. Его осуществляют так: воду заливают в металлическую или пластиковую емкость (но не в стеклянную) и ставят в морозильную камеру. Наполнять тару до краев не имеет смысла, так как при замерзании жидкость расширяется в объеме.
Чтобы эффективно очистить воду заморозкой, нужно следовать нескольким правилам:
- Чистая жидкость замерзает гораздо быстрее той, в которой содержатся примеси.
- Когда половина воды замерзнет, оставшуюся жидкость нужно слить, так как именно в ней могут содержаться вредные примеси.
- Оставшийся лед в дальнейшем размораживают и используют полученную жидкость для питья и приготовления пищи.
Стоит отметить, что талая вода считается полезной, так как способна активизировать восстановительные процессы в организме. По этой причине популярностью пользуются специальные станции обеззараживания воды методом заморозки, которые реализуют чистую талую жидкость.
Электроимпульсное
Принцип работы электролизных установок, предназначенных для обеззараживания воды, достаточно простой. В воду поступают электрические разряды, которые создают ударную волну. Микроорганизмы, попадая под ее воздействие, моментально погибают.
Преимущество данного способа, в сравнении с другими методами обеззараживания в том, что он обладает выраженной эффективностью, не требует предварительной очистки жидкость, а метод электролиза действует даже в мутной воде (рисунок 7).
Кроме того, в такой воде погибают не только простые, но и крайне живучие микроорганизмы, поэтому эффект сохраняется в течение длительного времени (до 4 месяцев). Однако данный метод не получил широкого распространения из-за своей высокой стоимости и большого потребления энергии.
Обеззараживание полимерными соединениями
В последнее время популярностью стали пользоваться полимерные соединения, которые применяются для обеззараживания сточных и питьевых вод. Такие реагенты не меняют цвет и вкус жидкости, но при этом полностью уничтожают патогенные микроорганизмы и устраняют неприятный запах. Кроме того, такая фильтрация абсолютно безопасна для здоровья и сохраняется длительное время.
Обеззараживающие полимеры для воды не вступают в реакцию с металлами, а значит, не приводят к порче водопроводных труб или оборудования. Единственный минус дезинфицирующего средства – его высокая стоимость.
Обеззараживание серебром
Одним из самых древних считается метод очистки воды серебром. Его использовали еще наши предки. Кроме того, они считали, что серебро не только обеззараживает воду, но и исцеляет от многих болезней. Современные ученые доказали, что этот благородный металл действительно способен уничтожать многие микроорганизмы, но не известно, ликвидирует ли он простейшие бактерии (рисунок 8).
Очистка воды данным способом действительно считается эффективной, но следует придерживаться минимальной дозы, которая требуется при обеззараживании. Дело в том, что при накоплении в организме этот металл может вызвать негативные последствия для здоровья. Именно поэтому дезинфекция серебряными ионами не используется в промышленности, а только в быту, для обработки незначительного количества питьевой воды.
Комбинированные способы обеззараживания
Более эффективными, считаются комбинированные методы обеззараживания воды. Они сочетают в себе химические и физические способы, и предназначены для повышения эффективности обработки.
В данный момент, именно такой подход считается наиболее прогрессивным, но все же практикуется преимущественно в быту, а не в промышленности из-за своей высокой стоимости.
Яркий пример комбинированного метода – использование компактной бактерицидной установки, предназначенной для обеззараживания небольших объемов воды в домашних условиях. Но гораздо чаще используют установку для обеззараживания воды ультрафиолетом в комплексе с хлорированием или озонированием. Лампы уничтожают микроорганизмы, а химические элементы предотвращают их повторное появление.
Если вас интересует, какой метод обеззараживания воды лучше использовать в быту или на природе, сразу следует уточнить, что для этих целей нужно использовать максимально простой, но при этом эффективный способ. К примеру, дома можно просто кипятить воду, предназначенную для питья. На природе же гораздо удобнее пользоваться специальными обеззараживающими таблетками.
Действенные методы очистки питьевой воды в домашних условиях приведены в видео.
