Статья:

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ДЕЗИНФЕКЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Конференция: XV-XVI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: естественные и медицинские науки»

Секция: 2. Биологические науки

Выходные данные
Пырсикова А.Н. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ДЕЗИНФЕКЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ // Молодежный научный форум: Естественные и медицинские науки: электр. сб. ст. по мат. XVXVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 8-9(15). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_nature/8-9(15).pdf (дата обращения: 28.03.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 284 голоса
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И ДЕЗИНФЕКЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Пырсикова Алина Николаевна
студент Кузбасского Государственного Технического университета имени Т.Ф. Горбачева, РФ, г. Кемерово
Зайцева Наталья Александровна
научный руководитель, доц. Кузбасского Государственного Технического университета имени Т.Ф. Горбачева, РФ, г. Кемерово

 

Природные воды, которые используют для питьевого и производственного водоснабжения, должны иметь благоприятные органолептические свойства, и быть безопасными в санитарно-эпидемиологическом отношении. Поэтому перед производителями питьевой воды стоит важная задача обеспечения ее эпидемической и химической безопасности, т. е. достаточной очистки и обеззараживания. Под обеззараживанием питьевой воды понимают мероприятия по уничтожению микроорганизмов, которые находятся в воде и могут вызывать инфекционные заболевания. Питьевая вода непосредственно потребляется человеком и должна соответствовать самым жестким гигиеническим требованиям и нормативам. Сейчас проблема дезинфекции и обеззараживания воды является очень актуальной и обсуждаемой в научной среде по всему миру.

В настоящее время применяются следующие методы обеззараживания питьевой воды: реагентные, физические ,а также комплексное обеззараживание.

К реагентным (химическим) способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку такими окислителями, как хлор, озон и т. п., а также ионами тяжелых металлов. Для хлорирования воды используются такие вещества как: хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другие хлорсодержащие вещества.

Помимо дезинфекции, хлор, благодаря своим окислительным свойствам и пролонгирующему эффекту, обеспечивает такие функции как: контроль за вкусовыми качествами и запахом, предотвращение роста водорослей, удаление железа и марганца, разрушение сероводорода, поддержание в чистоте фильтров, а также обесцвечивание. Помимо плюсов, хлор имеет и свои проблемы и минусы. Основной проблемой обеззараживания воды хлором считается расчет такой дозы реагента, которая позволит уничтожить все бактерии и микробы и при этом не останется в больших количествах в очищенной воды.

Так, в 1993 году, впервые в России, в г. Кемерово, для обеззараживания питьевой воды была решена проблема применения не достаточно эффективного, а также опасного в эксплуатации, перевозке и хранении жидкого хлора: впервые стал использоваться вместо традиционного хлора в жидком состоянии технический гипохлорит натрия. Это вещество представляет собой порошок белого цвета с резким запахом хлора, производится с содержанием активного хлора не менее 45 %. Применение концентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, в сравнении с использованием газообразного хлора. На водозаборе г. Кемерово осуществляется двухступенчатая система обеззараживания воды: перед очистными сооружениями и перед поступлением в резервуары чистой воды. Гипохлорит натрия производится на предприятии г. Кемерово и не столь опасен в отличие от газообразного хлора.

Помимо хлора, существуют перспективы применения для обеззараживания и других реагентов. Так, российская компания «Адекватные технологии» на основе ранних исследований ученых СССР и Америки смогли решить проблему создания экономичного, эффективного, а главное, безопасного средства для обеззараживания воды, соединив гуанидин с четвертичными аммониевыми соединениями. Гуанидин CN3H5 — бесцветное кристаллическое вещество, обладающее едким вкусом и щелочною реакцией. Благодаря такому симбиозу бактерицидные свойства гуанидина возросли многократно. На основе этого, среди реагентных методов обеззараживания питьевой воды, следует отметить запатентованное (Пат. 2499771]) изобретение, которое относится к области санитарии и гигиены, в частности к обеззараживанию различных типов вод. Это дезинфицирующее средство для обеззараживания воды, которое включает различные соединения гуанидина. Изобретение позволяет повысить эффективность дезинфекции воды, снизить токсические свойства дезинфицирующего средства и в том числе аллергическую активность [5].

Физические методы обеззараживания питьевой воды включают в себя: кипячение, электроимпульсную, ультразвуковую, а также ультрафиолетовую обработку воды.

Ультразвуковой метод, основан на колебаниях среды с частотами, превышающими 20 кГц и базируется на способности его вызывать ультразвуковую кавитацию — образование пустот, создающих большую разность давления, что ведёт к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки.

Ультразвуковое воздействие не часто используется для питьевой воды, однако эффективность данного метода позволяет говорить о перспективности метода обеззараживания воды ультразвуком, даже несмотря на дороговизну.

Так же к проблемам, можно отнести то, что работа генератора ультразвука требует большого расхода энергии и не обладает пролонгированным эффектом [2].

Существует запатентованный (Пат. 130601]) способ обеззараживания воды с помощью ультразвукового кавитационного реактора. Он содержит корпус реактора, ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь, волновод преобразователя, входной и выходной штуцеры для подачи и выхода воды. Кавитационный реактор содержит камеру турбулизатора со съемной крышкой для первичной обработки и обеззараживания воды путем создания низкочастотного кавитационного поля за счет гидродинамического эффекта турбулизации потока обрабатываемой воды, а на поверхности волновода ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя, закрытого защитным кожухом, выполнены цилиндрические проточки (от 5 до 10 проточек), образующие высокочастотное кавитационное поле вторичной обработки и обеззараживания воды [3].

 

-

Рисунок 1. Ультразвуковой кавитационный реактор

 

В методе обеззараживания воды ультрафиолетовым облучением используется свет с протяженностью волны 254 нм, который называется антибактериальным. Обеззараживающий эффект УФ-излучения в первую очередь обусловлен происходящими под его воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекул ДНК и РНК, приводящими к их необратимым повреждениям. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Важнейшим качеством УФ-обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик. Проблемой использования ультрафиолетового обеззараживания является то, что необходимым условием эффективности этого способа являются бесцветность и прозрачность обеззараживаемой воды, недостатком — почти полное отсутствие последействия. Поэтому обеззараживание питьевой воды ультрафиолетовыми лучами применяют главным образом для подземных и подрусловых вод. А для обеззараживания открытых водоисточников находит применение сочетание ультрафиолетовых лучей с небольшими дозами хлора. В качестве источника излучения используются ртутные лампы, изготовленные из кварцевого песка [1].

Процесс ультрафиолетового облучения мы можем наблюдать на запатентованном устройстве (Пат. 2472712).Оно содержит два коаксиальных цилиндра 8, образующих герметичный пустотелый корпус 9, впускной патрубок 1 для обеззараживаемой воды, выпускной патрубок 2 для обеззараженной воды, патрубок 3 для подачи сжатого воздуха, сливной патрубок 4 для промывочного раствора. В пространстве между коаксиальными цилиндрами 8 помещены средства для ультрафиолетового облучения жидкости, представляющие собой пустотелые формы 7 из кварцевого стекла, заполненные смесью инертных газов (газом). Сверху и снизу коаксиальных цилиндров 8 размещены два кольца 10, выполненные из пористой керамики. Вне корпуса 9 расположен генератор 5 тока высокой частоты, подключенный к коаксиальным цилиндрам 8 посредством электродов 6. Изобретение позволяет повысить проблему эффективности процесса обеззараживания воды с обеспечением его безопасности и экологичности [4].

 

Рисунок 2. Устройство для обеззараживания воды

 

На сегодняшний день постоянно совершенствуются методы и средства, с помощью которых осуществляется дезинфекция, что вызвано двумя факторами: развитием у микроорганизмов резистентности не только к антибиотикам, но и дезинфицирующим средствам, а также несовершенством используемых дезинфицирующих средств. Нужно учитывать и то, что возможно и вторичное загрязнение уже подготовленной воды при транспортировке её по трубам распределительной сети. В связи с этим проблема поиска и внедрение наиболее рациональных способов обеззараживания воды из актуальной переходит в раздел социально значимых. Сейчас активно изобретаются различные установки и изобретения для глубокой отчистки и безопасного обеззараживания воды, а постоянное совершенствование дезинфицирующих средств приведёт к созданию новых, эффективных и безопасных соединений.

 

Список литературы:
1.    Кулик Т.А. Методы обеззараживания воды / Т.А. Кулик — URL: http://www.masters.donntu.edu.ua/2009/feht/kulik/ind/index.htm (дата обращения: 20,03,2014).
2.    Мазаев В.Т. Коммунальная гигиена/ В.Т. Мазаев, А.А. Корлёв, Т.Г. Шлепнина. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: ГЭОТАР — Медиа, 2005. — 304 с.
3.    Пат. 130601 Российская Федерация, МПК C02F1/30. Ультразвуковой кавитационный реактор для обработки и обеззараживания воды/ Кремнев Д.А., Кожевников Ю.А., Малышев В.В.: заявитель и патентообладатель Региональная общественная организация — Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ). — № 2013108366/13; заявл. 26.02.2013; опубл. 27.07.2013
4.    Пат. 2472712 Российская Федерация, МПК C02F1/32. Устройство для обеззараживания воды / Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Ипатко М.Н., Трухин Ю.А.: Государственное унитарное предприятие «Водоканал Санкт-Петербурга», ЗАО «Центр исследований и интеллектуальной собственности» АКВАПАТЕНТ». — № 2000134561/12; заявл. 24.03.2011; опубл. 10.10.2012.
5.    Пат. 2499771 Российская Федерация, МПК C02F1/50, A61L2/18. Дезинфицирующее средство для обеззараживания воды /Ефимов К.М., Дитюк А.И., Ефимова Т.Е.: заявитель и патентообладатель Региональная общественная организация — Институт эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП). — № 2000141278/12; заявл. 17.07.2012; опубл. 27.11.2013.