Что такое уф облучение воды
Обеззараживание воды ультрафиолетом особенности метода
Из всех существующих методик обеззараживания воды самым востребованным и эффективным считают ультрафиолетовое обеззараживание. Способ применяется для удаления из воды патогенных микроорганизмов. Ультрафиолетовое обеззараживание часто используется в совокупности с прочими методами, например, хлорирование, причем обработка воды химическими веществами осуществляется после воздействия ультрафиолетовых лучей.
Востребованность метода обуславливается отсутствием необходимости добавления в воду различных реагентов, которые небезопасны для здоровья человека. Кроме того, обработка ультрафиолетом не имеет влияния на химические, физические и органолептические свойства очищаемой воды.
Что такое УФ-лучи?
УФ – это излучение, длина волны которого составляет от десяти до четырехсот нанометров. Такие волны находятся где-то между видимым светом и рентгеновским излучением. Ультрафиолет можно разделить на три типа:
Для ликвидации из воды патогенных микроорганизмов обычно применяют именно среднее излучение с длиной волны 200-300 нанометров, иногда доходит до 400. Однако максимальной эффективности метода достигают при длине УФ волны в 260 нанометров – именно такое излучение задействуется в установках для ультрафиолетовой обработки воды.
В чем особенности УФ-обеззараживания?
Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей особо явно проявляются при конкретной длине волны нанометров. В существующих установках такое значение достигается с помощью ртутных ламп. Также важно отметить, что длина волны около 260 нанометров способствует удалению из воды солей жесткости.
Суть действия метода заключается в том, что УФ-лучи проникают сквозь плазматическую мембрану бактерии и добираются до ее нуклеоида – информационного центра, где содержатся ДНК и РНК клетки. Нормальная ДНК и РНК генетически детерминирует рост, развитие и размножение микроорганизма, но при поглощении ультрафиолетовых лучей изменяют свою структуру и перестают выполнять основные функции. В итоге бактерии перестают размножаться и вовсе погибают.
Даже если клетка перестает размножаться и не погибает, она может попасть в организм человека с питьевой водой. Но в этой ситуации не стоит волноваться, ведь бактерия, лишенная возможности делиться, не сможет нанести нам вреда.
Установки для УФ-обработки воды
Оборудование для устранения вредных бактерий из воды УФ-способом имеет достаточно простую конструкцию. В специальных трубках из металла располагают УФ-лампы, расположенные в прочных и надежных кварцевых чехлах. Они необходимы для того, чтобы защитить осветительные элементы от попадания воды и короткого замыкания.
Очищаемая вода протекает через ультрафиолетовый фильтр и соприкасается с чехлом из кварца. Ультрафиолетовые лучи пронизывают воду и уничтожают патогенные бактерии.
Наиболее важная часть установки УФ-обработки воды – это непосредственно лампа. Внутри нее происходит испарение металла, в результате чего образуются ультрафиолетовые лучи. В большинстве случаев в качестве такого металла задействуют ртуть. Мы уже знает, что длина УФ-волны должна быть строго определенной, поэтому она контролируется давлением ртутных паров в лампе.
В соответствии с высотой давления выделяют три вида обеззараживающих ламп:
Для эффективной ликвидации бактерий из воды задействуют только лампы со средним и низким давлением. Более всего популярны лампы низкого давления – именно они дают лучи с длиной волны 260 нанометров, а также менее энергозатратные и очень долговечные.
От чего зависит эффективность УФ-метода в ликвидации патогенных микроорганизмов из воды?
Установки УФ-обработки воды не могут полноценно работать с существующими ограничениями. Первое, на что стоит обратить внимание, это доза ультрафиолета. Она рассчитывается, исходя из времени воздействия лучей на воду и мощности лампы. Для того, чтобы эффективно очистить воду от микроорганизмов, необходимо так рассчитать дозу, чтобы она могла уничтожить все патогенные микроорганизмы, а для этого нужно знать их примерное количество. Кроме того, необходимо знать видовую или хотя бы родовую принадлежность бактерий, ведь каждый вид обладает разной степенью устойчивости к УФ-лучам. Просто увеличить время воздействия излучения недостаточно, ведь микробы способны адаптироваться к условиям среды. Поэтому важно сразу рассчитать эффективную дозу УФ, способную качественно обеззаразить очищаемую воду.
Существенное влияние на качество обеззараживания имеет состав воды, наличие и количество в ней примесей. Для того, чтобы вода была пригодной для УФ-обработки, в ней должно быть регламентированное содержание железистых и механических примесных частиц, а также определенная мутность и цветность. При превышение таких показателей УФ-обеззараживание будет недостаточно эффективным или вовсе не сработает. Механические частицы просто прикрывают собой бактерии от излучения, поэтому часто необходимая предварительная фильтрация, а также обезжелезивание и деманганация.
Определить качество очистки воды путем обработки ультрафиолетом можно по содержанию в ней E. coli – кишечной палочки. Этот микроорганизм наиболее устойчив к УФ-лучам, поэтому в небольших количествах будет содержаться в очищенной воде. Кишечная палочка является условно патогенной, то есть входит в состав микрофлоры кишечника человека, поэтому ее небольшое содержание в питьевой воде вполне допустимо. Вопрос только в том, не превышено ли ее содержание, ведь это свидетельствует о недостаточной эффективности обработки УФ-излучением.
В чем плюсы УФ-обработки очищаемой воды?
Ультрафиолет – это естественное излучение, которое попадает к нам с солнечным светом. Оно не имеет негативного влияния на используемую нами воду, поэтому данный метод считается самым востребованным сегодня. УФ-лучи могут навредить только в том случае, если в течение долгого времени воздействуют на тело человека.
К прочим достоинствам ультрафиолетового обеззараживания воды можно отнести:
В чем недостатки УФ-обработки очищаемой воды?
Есть у данной методики и некоторые недостатки:
Чем отличаются установки ультрафиолетового обеззараживания воды?
Водоочистные системы, включающие УФ-лампы, различаются между собой по некоторым критериям. Суть самой установки остается прежней – применяются УФ-лампы в чехлах из кварца, которые омываются очищаемой водой. Но не всякая система подходит к конкретным условиям, а эффективность ее останется под вопросом.
Изначально стоит обратить внимание на производительность оборудования. Так как УФ-агрегаты воздействуют на воду бесперебойно, производительность рассчитывается соответственно количеству расходуемой воды, а также скорости фильтрации в час. Производительность может увеличиться путем подключения к системе накопительного резервуара, но для УФ-установок такой способ не подходит, так как в баке вода может повторно обсемениться.
Также при выборе оборудования стоит учитывать пропускную способность воды к ультрафиолетовым лучам, что зависит от ее физических и химических свойств. Если вода мутная и окрашенная, и в ней содержится большое количество крупных механических частиц, пропускная способность снижается, а дозу облучения стоит увеличить.
Последний важный параметр подбора оборудования – его мощность, то есть общая доза облучения. Ее можно рассчитать, исходя из видового разнообразия микробов и их количества. Вид микроорганизма определяет его резистентность к ультрафиолетовым лучам, поэтому условия УФ-обработки должны подстраиваться под данный факт.
Пропускная способность воды определяется химическим анализом, а качественное и количественное содержание бактерий в воде – микробиологическим анализом. Если вы проверили воду в лаборатории, вам будет гораздо проще подобрать оборудование, а его эффективность не будет вызывать сомнений.
Ультрафиолетовое обеззараживание воды: смысл, плюсы и минусы
Водопроводная вода нуждается в регулярной очистке. Но не все микробы погибают после кипячения или хлорирования. Современное УФ обеззараживание воды практически стопроцентно справляется с патогенными микроорганизмами и «не оставляет следов» – реагентов и иных побочных продуктов.
Суть и принцип действия ультрафиолетовых установок
Системы УФ-фильтров воздействуют на патогены излучением в диапазоне 250-270 нм. Научные исследования подтверждают, что этот порог дает максимально результативное обеззараживание. У пораженных клеток исчезает способность к репродукции. В этом состоянии они безопасны для человека.
Современное ультрафиолетовое обеззараживание воды мгновенно устраняет почти все виды болезнетворных бактерий и вирусов. Как этот процесс происходит в оборудовании?
Установки имеют простую конструкцию. Это металлические трубы, по которым вода направляется к резервуару. Там находятся ультрафиолетовые лампы в водонепроницаемом кварцевом чехле. Движущийся водный поток непрерывно омывает его, получая при этом необходимый заряд облучения. Его источником служит газоразрядная лампа. Как правило, для обеззараживания воды в таких лампах используется ртуть. Давление ртутных паров и определяет длину излучаемых волн.
УФ обеззараживание НЕ влияет на физико-химический состав воды
И это не единственное преимущество очистки ультрафиолетом. Разработанный американскими учеными метод, благодаря высокой результативности и легкости обслуживания, стал популярным практически во всех странах мира.
Современные системы УФ-очистки – это масса преимуществ:
Недостатки УФ обеззараживания, о которых следует знать
Прежде чем начать обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением, необходимо сделать тщательный ее анализ. По результатам легко определиться, подходит ли ультрафиолетовое обеззараживание воды конкретно к вашим условиям.
Очищение воды ультрафиолетом, как и любой другой способ, имеет некоторые минусы:
Рекомендации по применению УФ фильтров
Дезинфекцию ультрафиолетом питьевой, технической, сточных вод желательно проводить после предварительного микробиологического анализа. Если пробы воды превышают допустимые показатели по мутности, цветности и содержанию железа, проблемы следует устранить с помощью реагентов.
Следующий шаг – использование ультрафиолетовых фильтров. Их разнообразие позволяет выбрать оптимальный вариант по мощности и цене.
Следуя этой логике, вы добьетесь эффективного очищения. Как результат – свободная от вредных веществ и примесей чистая вода, которую не страшно использовать для питья и других нужд.
Что такое УФ-обеззараживание?
Технология ультрафиолетового обеззараживания основана на бактерицидном действии УФ-излучения.
УФ-облучение – это физический метод обеззараживания, основанный на фотохимических реакциях, которые приводят к необратимым повреждениям ДНК и РНК микроорганизмов. В результате микроорганизм теряет способность к размножению (инактивируется).
Технология УФ-обеззараживания может применяться как в системах водоподготовки и водоотведения, так и при обеззараживании воздуха и поверхностей.
Что такое УФ-излучение?
Ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским. УФ-лучи невидимы человеческому глазу. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 100 до 400 нм). Термин происходит от лат. ultra — сверх, за пределами и фиолетовый (violet).
УФ-лампы низкого давления излучают УФ-свет с длиной волны 254 нм, что близко к пику чувствительности ДНК и РНК микроорганизмов, равному 265 нм.
Ультрафиолет диапазона УФ-С (200-280 нм) обладает самой высокой обеззараживающей эффективностью по отношению к бактериям, вирусам и простейшим, поэтому называется бактерицидным. УФ-обеззараживание особенно эффективно против патогенов, стойких к воздействию хлором (например, лямблий и криптоспоридий).
УФ-излучение не вызывает адаптацию у микроорганизмов, а значит и роста резистентности в отличие от химических реагентов, не изменяет вкус, цвет и запах обрабатываемой воды.
УФ-излучение длиной волны 254 нм, генерируемое лампами низкого давления, не приводит к образованию побочных продуктов, что особенно важно для
Исследования и практический опыт показывают, что для инактивации каждого патогена требуется определённое количество УФ-излучения. Для достижения требуемого уровня обеззараживания важно обеспечить достаточную УФ-дозу.
Обеззараживание воды ультрафиолетом: особенности ультрафиолетового облучения питьевой жидкости — плюсы и минусы такой обработки
Обратим внимание на один из уже традиционно используемых методов очистки. Рассмотрим обеззараживание воды ультрафиолетом: плюсы и минусы, все этапы его проведения, применяемое оборудование и так далее. Максимум полезной информации, чтобы вы могли составить верное впечатление о том, насколько способ эффективный, и понять, подойдет ли он вам.
Сразу отметим, что данная технология внедряется на начальной стадии комплексного воздействия на жидкость и поэтому может предшествовать хлорированию. Она получила широкое распространение и остается актуальной еще и потому, что безреагентная. Это важный момент, позволяющий исключить попадание побочных продуктов в рабочий поток и не изменяющий физико-механические или органолептические свойства H2O.
Что означает УФ-обеззараживание воды
Это ее обработка (с целью очистки) электромагнитным излучением, длина которого составляет 10-400 нм. Оно может быть ближним, средним или дальним; обычно актуален второй вариант, в 200-270 нм, так как для эффективности нужны сравнительно узкие рамки спектра.
Основы технологии
В большинстве случаев установки оборудуют лампами низкого ртутного давления, так как именно они продуцируют волну в 260 нм, обеспечивающую максимальное бактерицидное воздействие на жидкость. Одновременно осуществляется и умягчение, что тоже важно.
Нужный результат достигается за счет особенности УФ проходить через стенки клеток и быстро добираться до ДНК и РНК, то есть до информационного центра, контролирующего развитие и функционирование микроорганизмов. Лучи обеспечивают поглощение нуклеиновых кислот, из-за чего последние перестают делиться. Благодаря этому бактерии теряют репродуктивную способность, а так как они опасны только тогда, когда попадают к нам внутрь и активно размножаются, угроза устраняется.
Технология проведения обработки воды ультрафиолетом
Процесс достаточно прост и понятен – его можно представить в виде следующей схемы:
Условия применения метода
Эффективным на практике способ окажется только при соблюдении ряда требований:
Сферы, в которых используются УФ-стерилизаторы
Всевозможные системы и установки обработки воды ультрафиолетовым излучением нашли широкое применение в самых разных областях, и основные из них – это:
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
SF-mix Clack до 0,8 м3/ч
SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч
Отсюда вывод – важность и актуальность такого оборудования сложно переоценить, оно используется повсеместно.
Преимущества ультрафиолетового обеззараживания воды
Основные плюсы заключаются в следующем:
Отдельным преимуществом является совместимость с другими технологиями. На практике все перечисленные плюсы однозначно доминируют над минусами, которые тоже есть и объективности ради нуждаются в рассмотрении.
Недостатки обеззараживания воды УФ-излучением
Источник бактерицидного излучения
Это прибор или элемент, продуцирующий волны в диапазоне 205-215 нм. Получил общее название «бактерицидная лампа», самая распространенная разновидность которой – разрядная ртутная низкого давления. Она под действием электричества испаряет смесь из металла и аргона, и свыше 60% данного вещества преобразуется в УФ со спектром в 253,7 нм, то есть с максимальной эффективностью действия против бактерий.
Среди других преимуществ, обеспечивающих широкое использование, – большой ресурс, от 5 до 8 тысяч часов. Срок службы аналогов примерно в 10 раз короче. Еще одно достоинство – значительная единичная мощность, достигающая 1000 Вт, благодаря чему число источников в системе можно сократить до минимума.
И, наконец, еще один плюс – колба из увиолевого или другого специального стекла, блокирующего выход волн до 185 нм и таким образом не дающего O3 попадать в жидкость. Особенности исполнения таких ламп мы рассмотрим ниже.
Сравнение основных способов дезинфекции: хлорирование, озонирование, УФ-облучение воды
Все методы по своей природе подразделяются на 3 типа: они могут быть химическими, физическими или комплексными (комбинированными). В первую категорию входят те, при реализации которых в H2O добавляют растворимые реагенты, угнетающие или убивающие микроорганизмы.
При этом насыщение потока из источника тем же Cl обладает своими особенностями:
SF-mix ручной до 0,8 м3/ч
Аэрационная установка AS-1054 VO-90
Добавление O3 дает более быстрый эффект, ведь газ буквально за минуту обезвреживает бактерии, но и у этого способа есть нюансы, мешающие ему стать повсеместно используемым:
А вот ультрафиолетовая обработка воды, как лучший пример физической технологии, лишена этих недостатков. Она доступна, полностью экологична, производится за считаные секунды, не дает побочных эффектов, никак не меняет свойства жидкости. Если сравнивать ее с другими методами, то она дешевле, проще, быстрее и безопаснее в реализации и именно поэтому доминирует, являясь приоритетным вариантом. Такие способы, как кипячение, проигрывают еще больше, так как полный цикл их проведения требует значительных затрат времени. Комбинированные же предусматривают строительство сложных комплексов техники, поэтому подходят лишь для промышленных производств и сходных с ними по масштабам объектов.
Оборудование для УФ-обработки воды
Современный выбор установок достаточно богат: есть бюджетные, с возможностями надстройки, обещающие быть актуальными еще в течение долгих лет. И все из них (обладающие достаточно высоким качеством) могут похвастать еще и универсальностью: их эксплуатируют в различных температурных условиях.
Наиболее эффективные системы, естественно, обладают внушительными габаритами, но удобно, что для домашнего использования вполне хватит и мощностей аппаратуры с упрощенной конструкцией, без механических улавливателей. Ей по силам справиться с задачей забора жидкости из пруда или приусадебного озерца, впоследствии используемой для орошения растительности.
Как действуют и чем отличаются установки для ультрафиолетового облучения воды
Все они работают по одной схеме (уже приведенной выше) – кратко повторим ее:
Между собой оборудование различается следующими параметрами:
Из каких частей состоит установка для УФ-дезинфекции воды
У каждой из них, вне зависимости от характеристик, одинаковый набор основных конструктивных узлов. Рассмотрим их подробнее.
Лампы низкого давления
Общепринятое сокращение – НД. Самым востребованным вариантом являются разрядные ртутные амальгамные модели, в которых металл находится в связанном состоянии, вместе с аргоном, и испаряется под действием электричества. Они так популярны потому, что дают волну с максимально эффективной длиной – 260 нм.
Кварцевые чехлы
Закрывают собой источники (УФИ), чтобы те не контактировали с жидкостью, а также поддерживают заданную температуру. Должны быть частично прозрачными – с пропускной способностью в 254 нм, чтобы предотвращать доступ коротких волн к H2O.
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)
Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)
Это пусковые устройства, также ответственные за регулировку ламп. Чем выше их качество, тем большее число циклов включения/выключения обеспечивают, и тем дольше работает система по ультрафиолетовому обеззараживанию питьевой воды. Например, при условии стабильного напряжения питания она прослужит до 16 тысяч часов.
УФ-датчики
Это контроллеры, автоматически проверяющие отклонение волны и другие изменения, которые не способен зафиксировать человеческий глаз. Их наличие повышает конечную стоимость системы, поэтому ими не оснащаются бюджетные установки, но профессиональному оборудованию они просто необходимы.
Пульт управления
Нужен для дистанционного задания команд: подключается к ПК, отличается высоким классом безопасности, защищенностью от влаги и пыли, интуитивно понятным интерфейсом.
Камера обеззараживания
В ней располагаются лампы для ультрафиолетовой дезинфекции воды и распределители потоков, обеспечивающие нормальное распределение и компенсацию жидкости. Должна быть достаточно просторной, чтобы вмещать эти элементы, а также прочной, герметичной, обладающей антикоррозионными свойствами, не выделяющей вредных веществ в процессе эксплуатации. Обычно исполняется из дуплексной стали (для агрессивных сред) или из нержавейки марок AISI 304 или 316.
Системы очистки чехлов
На кожухи налипают взвешенные частицы, на их поверхности протекают фотохимические реакции – все это оборачивается появлением загрязнений. Чтобы они не снижали эффективность функционирования оборудования, их удаляют – механически или с помощью реагентов. Первый вариант хорош тем, что не требует отключать установку, второй же надежнее и позволяет вернуть оптические показатели защитного корпуса.
Как правильно выбрать установку для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами
Вариантов много, поэтому, чтобы не ошибиться, следует исходить из того, что нужно лично вам, а значит делать покупку исходя из следующих показателей:
Когда можно пользоваться УФ-обеззараживателем
Только в случае предварительно и правильно проведенной подготовки, иначе результат будет или недостаточно эффективным, или вовсе нулевым. Необходимо физически очистить поток от посторонних предметов, железа, солей жесткости, крупных фракций, кишечной палочки. При этом важно, чтобы корпус ламы оставался незагрязненным, иначе волны испарений просто не будут сквозь него проходить.
Упростить выбор системы поможем вам мы, компания «Воды Отечества». В нашем каталоге представлено большое разнообразие установок для дезинфекции, и мы в рамках консультации определим, какая из них лучше всего подходит для ваших задач. Обращайтесь, вместе мы сделаем УФ-обеззараживание питьевой воды максимально эффективным, в том числе и с экономической и бытовой точки зрения.
Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением
УФ-обеззараживание или очистка воды ультрафиолетом – доступная и эффективная альтернатива большинству технологий, применяемых в современной водоочистке. В большинстве случаев такой метод используют в комплексной водоподготовке, а основная функция, которую выполняют системы обеззараживания воды ультрафиолетом – удаление бактерий и других болезнетворных микроорганизмов.
Общие сведения. Ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение, находящееся в диапазоне между видимым и рентгеновским. Выделяют сразу несколько участков УФ-спектра, каждый из которых обладает определенной длиной волн. При этом такие участки существенно различаются своими особенностями и биологическими свойствами (в частности, способностью влиять на разные группы микроорганизмов). Воздействие на среды УФ-излучением считается одним из самых эффективных и распространенных методов стерилизации, который используют сегодня во многих сферах, включая водоподготовку.
Принцип обеззараживания ультрафиолетом заключается в том, что на жидкость воздействуют бактерицидной УФ-лампой, излучающей так называемый средний ультрафиолет (200-400 нм). Считается, что максимальной эффективностью для очистки жидких сред обладает волна, имеющая длину 250-270 нм. По этой причине большинство современных установок для очистки воды ультрафиолетом оснащаются бактерицидными лампами с длиной волн порядка 260 нм.
Где применяется
Благодаря своей безопасности и отсутствию побочных эффектов, бактерицидные УФ-установки все чаще используют вместо хлорирования (в том числе, в автономных системах водоснабжения). В числе других сфер применения – обеззараживание воды в бассейнах и аквапарках, на производственных предприятиях, в медицинских и образовательных учреждениях. Помимо этого, распространение получила очистка сточных вод ультрафиолетом в коммунальном городском хозяйстве.
Преимущества
Недостатки
Как работает УФ-стерилизатор
Принцип работы установки заключается в пропускании жидкости через специальную камеру, во время которого на нее воздействует источник УФ-излучения. Стандартное оборудование имеет в своей конструкции бактерицидную лампу низкого давления – ртутную или амальгамную. Также получили распространение обеззараживающие УФ-лампы высокого давления, однако они уступают в своей эффективности и безопасности. Сам стерилизатор представляет собой камеру, обычно выполненную из стали-нержавейки, внутри которой находится лампа, а также особый кварцевый кожух, используемый для исключения контакта излучателя с жидкостью. Кроме того, кварцевый чехол позволяет эффективно регулировать температуру.
Помимо этого, классические стерилизаторы ультрафиолетом имеют в своей конструкции другие функциональные элементы: УФ-датчики, а также устройства для пуска, поддержания и регулировки работы лампы.
Заключение
Несмотря на то, что метод обеззараживания воды УФ-излучением не идеален, он нашел широкое применение в водоподготовке. В числе основных преимуществ ультрафиолетового обеззараживания стоит упомянуть высокую эффективность по отношению к большинству бактерий и микроорганизмов, простоту и экономичность, а также отсутствие воздействия на химический состав обрабатываемой воды. На рынке оборудования для водоподготовки представлен большой выбор УФ-установок разной мощности и производительности.