Dezinfekce (dezinfekce) pitné vody se provádí za účelem zajištění epidemické bezpečnosti pitné vody a zabránění přenosu původců infekčních chorob vodou. Dezinfekce je zaměřena na zničení patogenních a oportunních mikroorganismů. Používá se k dezinfekci činidlo (chemické) a bez činidla (fyzikální) metody.
Reagenční metody jsou založeny na použití silných oxidačních činidel (chlór, látky obsahující chlor, ozón), iontů stříbra a dalších látek.
Mezi nereagenční metody patří: ultrafialové ozáření, vystavení ultrazvuku, vakuu, radioaktivnímu záření, to znamená fyzikální metody, jakož i tepelné zpracování. Ve vodovodních systémech se voda obvykle dezinfikuje v posledním stupni jejího čištění před vstupem do nádrží čisté vody a rozvodné vodovodní sítě. Volba konkrétního způsobu dezinfekce závisí na kvalitě a množství zdrojové vody, způsobech jejího předběžného čištění, podmínkách dodávky činidel a dalších faktorech.
Chlorace — úprava pitné vody vodným roztokem chloru za účelem její dezinfekce. Tato metoda se stala nejrozšířenější ze všech metod dezinfekce vody. To je způsobeno relativní levností chlóru, jednoduchostí použitého zařízení a spolehlivostí dezinfekčního účinku.
Za normálních teplot a tlaků je chlor žlutozelený plyn se silným specifickým zápachem. Dráždí sliznice a oči, je klasifikován jako vysoce toxická látka a po uvolnění do ovzduší může způsobit otravu člověka.
Chlór lze použít k dezinfekci vody v různých objektech – od důlní studny až po velký vodovodní systém. Pro dezinfekci vody lze použít plynný chlór (dodávaný v tekutých lahvích), bělidlo, chlornan vápenatý, chloraminy, oxid chloričitý a další látky obsahující chlor.
Hlavní podmínky působení chlóru jsou: důkladné odstranění nerozpuštěných látek z vody, dostatečná dávka chlóru, úplné a rychlé promíchání chlóru s celým objemem vody, která má být dezinfikována a kontakt chlóru s vodou po dobu minimálně 30- 60 minut času nezbytného pro projevení baktericidního účinku. Aby byla zajištěna spolehlivá dezinfekce, je nutné zavést takové množství, aby pokrylo celou kapacitu absorpce chloru vody a získal nějaký přebytek volného aktivního chloru. Úspěšnost chlorace vody se posuzuje podle zbytkového aktivního chloru. Bylo zjištěno, že dávky chloru ve vodě 1-3 mg/l obvykle poskytují dostatečný baktericidní účinek. Zároveň obsah zbytkový volný chlór ve vodě po nádrži na čistou vodu by měly být uvnitř 0,3-0,5 mg/l. Taková chlorace se nazývá konvenční nebo chlorace s ohledem na spotřebu chloru.
Absorpce chlóru vodou – množství chlóru, které se při chloraci 1 litru vody spotřebuje na oxidaci organických snadno oxidovatelných anorganických látek a dezinfekci bakterií během 30 minut.
Potřeba chlóru ve vodě – celkové množství chlóru potřebné k uspokojení absorpční kapacity vody a poskytnutí požadovaného množství zbytkového chlóru.
Druhy chlorace
Druhy chlorace na vodovodních systémech jsou dvojitá chlorace a superchlorace (přechlorace).
na dvojitá chlorace chlór je do vody zaváděn dvakrát: poprvé do směšovače před usazovacími nádržemi a podruhé za filtry, používá se např. v případě použití říční vody s vysokou bakteriální kontaminací pro zásobování pitnou vodou.
Superchlorace — chlorace vody nadměrnými dávkami chloru (5-20 mg/l) se zbytkovým obsahem aktivní látky: do 1-5 mg/l. Dočasně se používá při prudkých výkyvech bakteriální kontaminace vody, při zvláštní epidemické situaci a při nemožnosti zajistit dostatečný kontakt vody s chlórem.
Při vysokém obsahu zbytkového chlóru je voda považována za nevhodnou k přímé spotřebě a vyžaduje následnou dechloraci chemikáliemi (hyposulfit nebo oxid siřičitý) nebo sorpční metodou (aktivní uhlí).
Jedním ze způsobů dezinfekce vody je čpavek (chlorace s předamonizací), ve kterém se do vody postupně zavádí amoniak a poté chlor. Chlorace s preamonizací se používá k zamezení vzniku specifických pachů v případě chlorace vody obsahující fenol nebo benzen, dále k potlačení tvorby karcinogenních látek (chloroform apod.) při chloraci vody za přítomnosti huminových a další látky v něm obsažené.
Navzdory pozitivním aspektům používání chlóru k dezinfekci pitné vody byly v posledních letech identifikovány negativní důsledky chlorace vody pro veřejné zdraví.
V důsledku reakce chloru s huminovými sloučeninami nacházejícími se ve vodě, odpadními produkty některých organismů a látkami umělého původu mohou ve vodě vznikat vysoce toxické, karcinogenní a mutagenní látky. Patří sem: trihalomethany (THM), včetně chloroformu, bromoform, dibromchlormethan a další.
Je třeba počítat s tím, že některé škodliviny vznikající ve vodě se do organismu dostávají nejen při konzumaci vody a potravinářských výrobků (enterálně), ale i neporušenou kůží při sprchování, koupání a plavání v bazénu. Důležitým směrem při řešení naléhavého problému je proto použití jiných, k chloraci alternativních metod dezinfekce pitné vody.
Ozonace — úprava vody ozonem pro zničení mikroorganismů a odstranění nepříjemných pachů.
Ozon (O3) je namodralý plyn se specifickým zápachem, velmi dobře rozpustný ve vodě. Má vysokou oxidační schopnost, díky čemuž je baktericidní. Působí na protoplazmu mikroorganismů, ničí viry (zejména obrnu).
Ozonizér – zařízení (generátor) na výrobu ozónu sloužící k dezinfekci vody
Ozonizace ve srovnání s chlorací má následující Hlavní výhody:
spolehlivá dezinfekce je dosažena během několika minut, přičemž ozón je při dezinfekci vody od spór bakterií a patogenů virových infekcí účinnější než chlór;
ozon, stejně jako produkty jeho kombinace s látkami ve vodě, jsou bez chuti a zápachu;
voda se zabarví a dříve existující pachy různého původu jsou odstraněny;
přebytek ozónu se po několika minutách mění na kyslík, který se uvolňuje do atmosférického vzduchu, a proto nemá na lidský organismus žádný vliv;
přitom vzniká výrazně méně nových toxických látek než při chloraci;
proces ozonizace závisí méně na pH, zákalu, teplotě a dalších vlastnostech vody než chlorace;
Výroba ozonu na místě eliminuje potřebu přepravy a skladování činidel.
Nevýhody ozonizace. Ozon je výbušné a toxické činidlo, je to dražší metoda ve srovnání s chlorací. Rychlý rozklad v odpadní vodě (za 20-30 minut) omezuje její využití, po ozonizaci je často pozorován výrazný nárůst mikroflóry v důsledku reaktivace bakterií a sekundárního znečištění. Ani vysoké dávky ozónu (20 mg/l) a dlouhá expozice (1,5-2 hodiny) nezajistí plně účinnou dezinfekci proti bakteriálním sporám. Při úpravě vody ozonem mohou vznikat toxické vedlejší produkty: bromičnany, aldehydy, ketony, karboxylové kyseliny a další sloučeniny. Tyto produkty mohou způsobit mutagenní a jiné nepříznivé účinky.
Dezinfekce vody ionty stříbra založené na oligodynamickém působení tohoto kovu. Stříbro má tu vlastnost, že uchovává vodu po dlouhou dobu. Podle publikovaných údajů si voda upravená stříbrem v koncentraci 0,1 mg/l udržuje vysoké hygienické a hygienické ukazatele po dobu jednoho roku i déle.
Dezinfekce stříbrem se provádí přímo přivedením vody do kontaktu s kovovým povrchem nebo rozpuštěním solí stříbra ve vodě pomocí elektrolytické metody. Ve druhém případě se používají ionizátory pro zajištění rozpuštění stříbra pod vlivem stejnosměrného elektrického proudu.
Ionátory se používají k dezinfekci vody na velkých lodích. Kosmonauti velmi chválili vodu upravenou stříbrem. Praxe ukázala, že úprava palubních zásob pitné vody stříbrem zajišťuje zachování jejích organoleptických a hygienických vlastností při různě dlouhých vesmírných letech. Stříbro se také ukázalo jako výborný konzervant minerální vody. Proto se v prestižních podnicích na výrobu nealkoholických nápojů minerální voda dezinfikuje stříbrem.
Navzdory množství informací o antimikrobiálních vlastnostech stříbra však jeho širokému zavedení do vodárenské praxe brání různé důvody, včetně nedostatečných informací o jeho toxicitě.
UV expozice. Baktericidní účinek ultrafialových (UV) paprsků je široce známý a byl opakovaně experimentálně prokázán. UV paprsky pronikají 25 cm vrstvou čiré a bezbarvé vody. Vlivem UV záření dochází v buňkách mikroorganismů ve vodě k nevratným procesům způsobujícím narušení molekulárních a mezimolekulárních vazeb. To vede k denaturaci (zničení) proteinů protoplazmatických buněk, zejména k poškození DNA, RNA, buněčných membrán a v důsledku toho ke smrti mikroorganismů. Krátkodobé molekuly ozonu, atomární kyslík, volné radikály a hydroxylové skupiny vzniklé vlivem UV záření navíc ovlivňují mikroorganismy ve vodě.
Metoda UV dezinfekce nemění chemické složení a organoleptické vlastnosti vody. Výhodou metody je také rychlost dezinfekce (několik sekund) a absence zápachu a chuti při použití ultrafialových paprsků. Paprsky působí škodlivě nejen na vegetativní formy patogenních bakterií, které po ozáření do 1-2 minut odumírají, ale také na chlór-rezistentní spory, viry a vajíčka helmintů. Četné studie prokázaly absenci škodlivých účinků i při dávkách UV záření mnohem vyšších, než je prakticky nutné. Na rozdíl od technologie chlorace a ozonizace tedy zásadně nehrozí předávkování UV zářením. Zároveň je zde informace, že při správné volbě dávky UV záření není pozorována aktivace mikroorganismů, což umožňuje použití UV dezinfekce bez následného zavádění konzervačních dávek chlóru.
Technologie dezinfekce vody UV zářením je nejjednodušší na implementaci a údržbu. Dezinfekce vody UV zářením se vyznačuje nevýznamnými náklady na energii (3-5x nižší než u ozonizace) a není potřeba drahých činidel.
Pro dezinfekci vody se používají instalace s vysokotlakými rtuťovými výbojkami a nízkotlakými argon-rtuťovými výbojkami. Lampy jsou umístěny nad proudem ozářené vody nebo ve vodě samotné. V prvním případě jsou vybaveny reflektorem pro směrové ozařování, ve druhém se paprsky šíří po kruhu do všech stran.
Instalace UV dezinfekce pitné vody
Navzdory mnoha pozitivním aspektům použití ultrafialového záření k dezinfekci pitné vody je třeba vzít v úvahu, že zvýšený zákal, barva a soli železa snižují propustnost vody pro baktericidní UV záření. K dezinfekci UV zářením je proto vhodnější voda z podzemních zdrojů s obsahem železa nejvýše 0,3 mg/l, nízkým zákalem a barvou. Je-li nutná UV dezinfekce vody z povrchových a některých podzemních zdrojů, je nutné její předběžné čištění (čiření, odbarvování, odželezňování atd.).
Ultrazvuková dezinfekce vody. Baktericidní účinek ultrazvuku se vysvětluje především mechanickou destrukcí buněčné membrány bakterií v ultrazvukovém poli. V tomto případě je baktericidní účinek spojen s intenzitou ultrazvukových vibrací a nezávisí na zákalu (až 50 mg/l) a barvě. Dezinfekční účinek se rozšiřuje nejen na vegetativní, ale i na sporové formy mikroorganismů.
K získání ultrazvukových vibrací nezbytných pro dezinfekci vody se používají piezoelektrické a magnetostrikční přístroje. Délka dezinfekčního účinku ultrazvuku trvá sekund.
Vakuová dezinfekce vody zajišťuje dezinfekci bakterií a virů sníženým tlakem. V tomto případě lze plného baktericidního účinku dosáhnout za 15-20 minut.
Radiační dezinfekce vody. Ionizující (pronikající) záření je krátkovlnné rentgenové záření a γ-záření, proud vysokoenergetických nabitých částic (elektronů, protonů, deuteronů, α-částic a zpětných jader), jakož i rychlých neutronů (částic, které nemají žádné poplatky). Interakcí s elektronickými obaly atomů a molekul média na ně přenášejí část své energie, čímž dochází k ionizaci molekul. Elektrony uvolněné v tomto případě mají zpravidla významnou energii, která se vynakládá na ionizaci několika dalších molekul vody.
Ionizující záření je silný nereagenční faktor, jehož působením dochází k odumírání patogenních mikroorganismů přítomných v ozařované vodě a její dezinfekci. Primární produkty radiolýzy vody narušují metabolismus v bakteriální buňce.
Radiační čištění a dezinfekce vody má ve srovnání s tradičními metodami úpravy následující výhody:
všestrannost, to znamená schopnost neutralizovat mnoho organických a jakýchkoli mikrobiálních polutantů;
vysoký stupeň dezinfekce a čištění;
vysoká rychlost zpracování a možnost plné automatizace.
Vzhledem ke kontaminaci vodních útvarů specifickými technogenními látkami i z dalších důvodů se však v praxi rozšiřují kombinované metody, kdy se radiační úprava vody používá ve spojení s tradičními dezinfekčními metodami (chlorace nebo ozonizace).
Dezinfekce termální vodou Používá se především k dezinfekci malého množství vody v dětských zařízeních (školy, školky, pionýrské a letní tábory), sanatoriích, nemocnicích, na lodích i doma.
Bylo zjištěno, že úplné dezinfekce módy (zničení všech typů a forem patogenních mikroorganismů) je dosaženo pouze vařením vody po dobu 5-10 minut. Je však třeba vzít v úvahu, že převařená voda je zbavena nejen patogenních, ale i saprofytických, pro člověka neškodných nebo dokonce prospěšných mikroorganismů. V takové vodě se snadno množí mikroorganismy, které se do ní dostaly po převaření a vychladnutí, což vede k rychlému zhoršení její kvality. Převařená voda by proto měla být skladována v těsně uzavřených nádobách na chladném místě nejdéle 24 hodin.
Kvalitní, čistá voda je nutností pro různé ekonomické a výrobní procesy. Pokud obsahuje různé patogenní bakterie a viry, stává se taková tekutina nevhodnou a často i nebezpečnou pro lidské zdraví. Dezinfekce vody je odstranění škodlivých virů a bakterií ze zdrojové kapaliny, které mohou způsobit infekční onemocnění. Metody čištění závisí na stupni znečištění vody a také na podmínkách, ve kterých bude čištěná kapalina používána (například ve farmakologii nebo průmyslu).
Stupeň kontaminace pitné vody se zjišťuje bakteriologickým rozborem, který kromě celkového počtu bakterií ukazuje i počet indikátorových bakterií skupiny Escherichia coli (zkráceně koliformní) na 1 mg vody. Bakterie E.coli (hlavní typ koliformních bakterií) mohou detekovat fekální kontaminaci. Podle norem SanPiN může být celkový přípustný počet těchto bakterií až 50. Míru napadení určuje coli index, který udává obsah E. coli na 1 litr vody.
Metody dezinfekce vody
Hlavní způsoby, jak odstranit viry a bakterie z pitné vody, jsou:
- chemický, zahrnuje použití specializovaných chemických roztoků s biologicky aktivními látkami, ionizace. Při použití reagenční dezinfekce je nutné dodržet přesné dávky chemikálií a jejich reakční dobu.
- fyzikální, vyrobené pomocí ultrafialového záření. Zdrojová kapalina je nejprve očištěna od mechanických nečistot pomocí vhodných filtrů, poté jsou odstraněny mikroorganismy a helminty a poté jsou aplikovány dezinfekční techniky.
- kombinované, zahrnuje použití jak reagenčních, tak nereagenčních metod.
Chlorace vody
Chlorace je metoda dezinfekce vody pomocí činidel. Vyznačuje se dostupností a relativně nízkou cenou reagencií, kapalného a plynného chlóru, snadnou implementací a údržbou.
Mezi výhody metody patří doúčinek chlóru. Procesy opětovného růstu bakterií a virů se zastaví při nízkém obsahu chlóru ve vodě, který není pro člověka škodlivý.
Vlastnosti činidel obsahujících chlór
Oxid chloričitý má poměrně vysoké baktericidní vlastnosti. Při používání neuvolňuje organochlorové sloučeniny a zlepšuje celkovou kvalitu vody. Na rozdíl od chlóru je látka bezpečná pro přepravu a roztok se připravuje bezprostředně před použitím.
Další činidla obsahující chlór: chlornan vápenatý a sodný, bělidlo také poskytují bezpečnější dezinfekci vody. Látky však vyžadují použití značných objemů roztoku (pětkrát více než roztok chloru), ale dlouhodobé skladování je nemožné vzhledem k tomu, že činidla obsahující chlor podléhají rozkladu se snížením množství účinné látky.
Metoda ozonizace
Pokud je voda dezinfikována pomocí ozonizace, může se v kapalině tvořit nepříjemný zápach. Tyto jevy mohou nastat v důsledku uvolňování kyslíku, který nepříznivě ovlivňuje buňky mikroorganismů – dochází k jejich oxidaci. Na základě rozboru vody a vyvozených závěrů o množství kontaminantů ve zdrojové vodě je stanovena potřebná dávka ozonu k dezinfekci, jeho množství je zpravidla malé. Překročení těchto norem může způsobit nepříjemný zápach a také možnost poškození částí systému nepříznivou korozí.
Ozonizace umožňuje získat stálé ukazatele kvality. Při dodržení všech norem a požadavků na proces dezinfekce vody ozonizací lze pozorovat dobré a přijatelné ukazatele organického obsahu ve finální vodě a žádoucí nepřítomnost produktů obsahujících toxiny v ní. Ozonizace je vhodná pro použití v centralizovaném zásobování vodou, dezinfekci odpadních vod v průmyslových podnicích, bytových a komunálních zařízeních, zemědělské výrobě, protože vyžaduje značné množství elektrické energie, kvalifikovaný servis a speciální zařízení. Ve srovnání s metodou chlorace je ozonizace šetrná k životnímu prostředí, ale je drahá a má krátkou dobu působení.
Ultrafialová dezinfekce vody
Nejmodernější a nejpoužívanější metodou dezinfekce vody je použití ultrafialových sterilizačních jednotek.
Technologie metody zahrnuje použití speciálních lamp s UV zářením. Pokud vezmeme v úvahu návrh samotné instalace, všimneme si její jednoduchosti a zároveň spolehlivosti. Základem systému jsou ultrafialové lampy, které jsou umístěny v kovových trubicích. Nedílnou součástí instalací je přítomnost křemenných krytů, kde jsou umístěny samotné lampy.
Pokud mluvíme o principu fungování, můžete si všimnout jeho jednoduchosti a rychlé rychlosti dosažení požadované kvality vody. Voda se tak dostane do kovového pouzdra, kde omyje křemenné pouzdro, aniž by přišla do kontaktu se samotnou lampou. Uvnitř krytu přijímá potřebnou dávku ultrafialových paprsků. UV paprsky odstraňují nejmenší formace a bakterie, zatímco složení, pokud jde o užitečné a potřebné látky, zůstává nezměněno. Nedochází k uvolňování toxických látek v důsledku použití baktericidních lamp, což přispívá k neškodnému zvýšení dávky záření. Metoda je vhodná pro soukromé i průmyslové použití, protože se snadno udržuje a je poměrně levná.
Vzhledem k tomu, že vlastnosti systému zásobování vodou v různých zařízeních jsou individuální, vyžaduje obvykle vysoce kvalitní komplexní dezinfekce vody použití kombinovaných možností. Hojně se využívá například UV sterilizace nebo ozonizace s periodickou chlorací. Pro co nejpřesnější výběr filtračních zařízení je nutný předběžný rozbor vody na obsah patogenních virů a dalších různých nečistot.
Výhody a nevýhody metod dezinfekce vody
Hlavní nevýhodou metod chlorace a ozonizace je to, že nejsou reagentní, což má řadu důsledků. Proto metoda chlorace vyžaduje další pozornost a použití dalších opatření pro přepravu a skladování látek obsahujících chlór. Je nemožné připustit jakékoli úniky, protože poškození lidského zdraví způsobené sloučeninami chlóru je nenapravitelné. Koroze může mít nepříznivé účinky nejen na člověka, ale i na potrubní systémy.
Použití ozonizace jako základního způsobu dezinfekce je rovněž neúčinné a má řadu omezení. Tyto systémy například vyžadují velké náklady jak na jejich pořízení, tak na údržbu. To vše je způsobeno vysokými bezpečnostními opatřeními během provozu zařízení. Zvýšené požadavky se týkají i pracujícího personálu, jehož zdravotní stav přímo závisí na jeho kvalifikaci a bezpečných pracovních podmínkách. Potřeba nákupu drahého zařízení je způsobena skutečností, že ozon a sloučeniny kyslíku způsobují korozi a vystavují jí systémy.
Nejspolehlivější, nejpoužívanější a nejdostupnější metodou dezinfekce vody je tedy ošetření ultrafialovým zářením. Tyto instalace nemají prakticky žádné nevýhody a přitom mají řadu užitečných a důležitých výhod. Například UV dezinfekční prostředky účinně odstraňují různé druhy mikroorganismů, navíc zabraňují jejich další tvorbě a rozmnožování. Velkou výhodou systémů je schopnost zachovat fyzikální a chemické složení vody beze změny. Požadavky na personál nejsou vysoké a neexistují žádné zvláštní bezpečnostní podmínky. Nebylo pozorováno žádné uvolňování vedlejších produktů zpracování. Výhodou těchto systémů je také absence velkých objemů činidel a jejich skladovacích systémů. A základní výhodou jak pro průmyslové potřeby, tak pro soukromé použití je shoda takových ukazatelů, jako je cena a kvalita.
Specialisté společnosti Diasel vám pomohou vybrat jednotlivé produkty na dezinfekci vody pro váš domov nebo průmyslový objekt a nainstalují zařízení a čistící stanice na klíč. Tyto služby jsou poskytovány nejen v Moskvě a regionu, ale také v jiných regionech Ruské federace.
