Физические (безреагентные) методы

Среди безреагентных физических методов обеззараживания воды наиболее изучены ультрафиолетовые лучи. Кроме того, известен вы­раженный бактерицидный эффект гамма-излучения, ультразвука, импульсного электрического разряда (ИЭР).

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами основано на воздействии биологически активной ультрафиолетовой части спект­ра на микроорганизмы. Эта часть излучения в диапазоне длин волн от 205 до 315 нм называется бактерицидным излучением. Максимум бактерицидного действия приходится на диапазон 250-270 нм.

Применение ультрафиолетовых лучей для обеззараживания питье­вой воды до недавнего времени было ограничено по причине низкой гигиенической надежности и недостаточной экономической эффек­тивности разработанных в начале 50-х годов установок с бактерицид­ными лампами среднего давления. Лампы этого типа имели высокую энергоемкость, высокую рабочую температуру и низкий коэффици­ент полезного действия бактерицидного излучения. Последний фак­тор резко ограничивал возможность использования ультрафиолетовых лучей; гигиеническая эффективность достигалась лишь в воде, содер­жащей не более 0, 3 мг/л железа при мутности не более 1, 5 мг/л.

В современных установках применяют лампы, заполненные сме­сью паров ртути и инертных газов и работающие в режимах низкого и высокого давления. Лампы низкого давления имеют электричес­кую мощность 2—200 Вт и рабочую температуру 40—150 " С. В лампах этого типа около 30% электрической энергии преобразуется в бакте­рицидное излучение. Срок службы ламп низкого давления составля­ет 5000—10 000 ч. В установках с непогруженными источниками из­лучения используются лампы с отражателями, в установках с погру­женными источниками — лампы с защитными кварцевыми чехлами.

Надежность контроля работы установок ультрафиолетовых лучей обеспечивается датчиками измерения интенсивности ультрафиолетовых лучей в камере обеззараживания, системой автоматики, подающей зву­ковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы, счетчиками «времени наработки» ламп, индикаторами их исправности.

Ультрафиолетовые лучи поглощаются как самой водой, так и вещест­вами, находящимися в растворенном и взвешенном состоянии. Цифро­вое выражение поглощающей способности, коэффициент поглощения, указывает долю бактерицидного излучения, поглощенного слоем воды 1 см. Степень поглощения определяется физико-химическими свой­ствами обрабатываемой воды, а также толщиной ее слоя. Коэффици­енты поглощения природной воды поверхностных источников водо­снабжения колеблются в пределах от 0, 2 до 0, 6, питьевой воды, полу­ченной из подземных источников, — 0, 05—0, 2, воды поверхностных источников, прошедшей очистку, — 0, 15—0, 3. На поглощение бакте­рицидной энергии влияют цветность, мутность воды и содержание в ней железа. Установлено, что с увеличением цветности воды на 1 градус коэффициент поглощения возрастает на 0, 07-0, 09, а каждые 0, 1 мг железа в 1 л воды увеличивает значение коэффициента на 0, 01—0, 015.

Другие показатели химического состава воды, такие, как жест­кость, содержание сульфатов, аммиака, нитритов и нитратов, в обыч­ных концентрациях практически не влияют на поглощение ультра­фиолетовых лучей.

Ультрафиолетовые лучи можно использовать для обработки воды с цветностью до 50 градусов, мутностью до 30 мг/л и содержанием железа до 5 мг/л.

энергоемкость, высокую рабочую температуру и низкий коэффици­ент полезного действия бактерицидного излучения. Последний фак­тор резко ограничивал возможность использования ультрафиолетовых лучей; гигиеническая эффективность достигалась лишь в воде, содер­жаще не более 0, 3 мг/л железа при мутности не более 1, 5 мг/л.

В современных установках применяют лампы, заполненные сме­сью паров ртути и инертных газов и работающие в режимах низкого и высокого давления. Лампы низкого давления имеют электричес­кую мощность 2—200 Вт и рабочую температуру 40—150 " С. В лампах этого типа около 30% электрической энергии преобразуется в бакте­рицидное излучение. Срок службы ламп низкого давления составля­ет 5000—10 000 ч. В установках с непогруженными источниками из­лучения используются лампы с отражателями, в установках с погру­женными источниками — лампы с защитными кварцевыми чехлами.

Надежность контроля работы установок ультрафиолетовых лучей обеспечивается датчиками измерения интенсивности ультрафиолетовых лучей в камере обеззараживания, системой автоматики, подающей зву­ковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы, счетчиками «времени наработки» ламп, индикаторами их исправности.

Ультрафиолетовые лучи поглощаются как самой водой, так и вещест­вами, находящимися в растворенном и взвешенном состоянии. Цифро­вое выражение поглощающей способности, коэффициент поглощения, указывает долю бактерицидного излучения, поглощенного слоем воды 1 см. Степень поглощения определяется физико-химическими свой­ствами обрабатываемой воды, а также толщиной ее слоя. Коэффици­енты поглощения природной воды поверхностных источников водо­снабжения колеблются в пределах от 0, 2 до 0, 6, питьевой воды, полу­ченной из подземных источников, — 0, 05—0, 2, воды поверхностных источников, прошедшей очистку, — 0, 15—0, 3. На поглощение бакте­рицидной энергии влияют цветность, мутность воды и содержание в ней железа. Установлено, что с увеличением цветности воды на 1 градус коэффициент поглощения возрастает на 0, 07-0, 09, а каждые 0, 1 мг железа в 1 л воды увеличивает значение коэффициента на 0, 01—0, 015.

Другие показатели химического состава воды, такие, как жест­кость, содержание сульфатов, аммиака, нитритов и нитратов, в обыч­ных концентрациях практически не влияют на поглощение ультра­фиолетовых лучей.

Ультрафиолетовые лучи можно использовать для обработки воды с цветностью до 50 градусов, мутностью до 30 мг/л и содержанием железа до 5 мг/л.

й

-

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 1.4 МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Цель занятия. Студентов знакомят с основными методами улуч­шения качества питьевой воды.

Практические навыки. Студентов учат методике обеззаражива­ния воды в полевых условиях методом хлорирования.

Нормативные документы. Отсутствуют.

Задания. В процессе изучения темы студенты должны:

1) приготовить 1 % раствор хлорной извести и определить в
ней содержание активного хлора;

2) установить нормальную дозу хлора для обеззараживания
питьевой воды путем пробного хлорирования;

3) провести гиперхлорирование с расчетом дозы тиосульфата
натрия для дехлорирования воды;

4) определить остаточный хлор в водопроводной воде.