Можливості ультрафіолетового випромінювання. Очищення води ультрафіолетом - ефективний засіб водоочищення

Сьогодні кожен по-своєму бореться із очищенням води, що надходить у квартиру. Систем та установок водопідготовки та водоочищення придумали на сьогоднішній день дуже багато – це фільтрування, знезалізнення, пом'якшення, озонування. Дуже ефективним засобом є очищення води ультрафіолетом.

Ультрафіолетові промені – це частина електромагнітних хвиль, які неможливо помітити людським оком. Слід зазначити, що у ультрафіолету енергії набагато більше, ніж у звичайного звичайного фіолетового світла. Ультрафіолетове випромінювання знаходиться в діапазоні від 100 до 400 нанометрів. Ультрафіолет, У якого довжина хвилі коливається від 100 до 200 нанометрів, називається вакуумним або жорстким, і він може руйнувати молекули органічних речовин. Якщо коливання ультрафіолету генеруються в спеціальних ксенонових або ртутних лампах, вони знаходяться в діапазоні від 200 до 400 нанометрів. Таким ультрафіолетовим випромінюванням можна ефективно знезаражувати повітря та воду від усіляких мікроорганізмів.

Очищення води ультрафіолетомналежить до фізичних, тобто, безреагентних методів. Існує два основних методу очищення ультрафіолетом- імпульсне, за якого задіюється широкий спектрхвиль, і постійне, коли хвилі перебувають у вибраному діапазоні.

Але варто зауважити, що лише деяка частина ультрафіолетового випромінювання, яка знаходиться в діапазоні 205-315 нанометрів, має знезаражуючий (бактерицидний) ефект. Знезаражуючий ефект ультрафіолету, в першу чергу, ґрунтується на фотохімічних реакціях, які під його впливом відбуваються у структурі молекул РНК та ДНК. При цьому такі реакції призводять до необоротних ушкоджень молекул шкідливих речовин. До того ж вплив ультрафіолету під час призводить до того, що у структурі клітинних стінок мікроорганізмів та мембран викликаються порушення, які сприяють їх загибелі.

Ефективність очищення води ультрафіолетомпрямо пропорційна потужності випромінювання, а також часу, протягом якого відбувається дія ультрафіолетових променів на воду. Твір цих величин називають дозою опромінення або величиною бактерицидної енергії, що повідомляється мікроорганізмам. Як наказують стандарти Міністерства охорони здоров'я Росії, мінімальна доза ультрафіолету для повного очищення та знезараження питної води становить 16 мДж/кв.см. При такій дозі ультрафіолету відбувається значне зменшення вмісту шкідливих бактерій у воді на понад п'ять порядків. Таким чином, можна домогтися зниження вмісту вірусів та бактерій на два-три порядки.

Процес очищення води ультрафіолетомпрактично не залежить від рівня рН та від температури води, а також на нього не надає значного впливу її хімічний склад. Якщо у воді знаходяться якісь суспензії, то їх наявність повинна обов'язково враховуватися під час вибору режиму роботи ультрафіолетової установки, оскільки вони певною мірою екранують забруднення, а також сприяють поглинанню випромінювань.

Очищення води ультрафіолетомє ефективним і зручним способом, оскільки має дуже важливу якість - у процесі очищення не відбувається зміна хімічних і фізичних характеристик води навіть при надзвичайно високих дозах випромінювання.

Порівняно з іншими методами водопідготовки та водоочищення у ультрафіолетових є кілька істотних переваг:

1. Універсальність та ефективність знищення шкідливих мікроорганізмів, що у воді.
2. Абсолютна екологічна безпека для здоров'я та життя людей.
3. Порівняно невисока вартість установок ультрафіолетового випромінювання.
4. Невеликі витрати, потрібні на монтаж установки та її подальшу експлуатацію.
5. Простота та зручність використання та обслуговування.

Очищення води за допомогою ультрафіолетового випромінюваннядуже зручна для харчових і кондитерських підприємств, тому що при цьому відпадає необхідність застосування хімічних реагентів, які значною мірою можуть вплинути на якість кінцевої продукції.

УФ (ультрафіолет) - це частина електромагнітних хвиль, яка не видно оку людини і заряджена величезною енергією, більше, ніж фіолетове світло, яке бачимо. Останнім часом популярним методом очищення стало очищення води ультрафіолетом.

Вплив на воду ультрафіолетового випромінювання – це фізичний безреагентний метод впливу. Можна поділити методи навчання ультрафіолетом на такі:

• Імпульсне УФ опромінення (спектр хвиль – широкий).
• Постійне – діапазон хвиль вибирається самостійно.

Знезараження води ультрафіолетом було винайдено вченими з Америки. Тепер дана система широко відома та поширена в багатьох країнах світу. За допомогою такого методу очищення можна позбавити воду всіх типів забруднення, при цьому, не змінюючи її хімічний склад (як при традиційному хлоруванні).

Такий метод чищення можна назвати універсальним, тому що завдяки йому можна знищити все існуючі видимікроорганізмів та бактерій. Також його позитивною стороноює те, що він безпечний та екологічний для навколишнього середовища.

Система досить проста в обслуговуванні, причому вартість не сильно завищена. Дуже зручно обслуговувати подібні системи, тому що не потрібно забезпечувати реагентне господарство, тобто немає потреби в наявності обслуговуючого персоналу. Також немає потреби у додатковій системі безпеки, як це потрібно при озонуванні та хлоруванні.

Цей метод дезінфекції досить ефективний, тому що УФ-промені можуть знищити вегетативні бактерії та спороутворюючі бактерії, які неможливо видалити з рідини за допомогою хлорування.

Які недоліки очищення води ультрафіолетом

Найголовнішим недоліком є ​​те, що вода, яка була очищена впливом УФ-променів, здатна заново забруднитися при її транспортуванні або на наступних етапах використання.

Якщо вода дуже забруднена, то також немає сенсу використовувати цей спосіб очищення, тому що вода, яка цвіте або просто каламутна, дуже погано просвічується. Саме тому цей метод не використовують для того, щоб очистити болотну воду або воду з озера. Також ультрафіолетове очищення води безглуздо для видалення з рідини хімікатів, азбесту та свинцю.

За допомогою ультрафіолетових променів можна знезаразити невеликі обсяги рідини, тому цей спосіб незручно використовувати у великих системах водоочищення.

Принцип роботи

Майже всі установки мають стандартну конструкцію, засновану на простому принципі роботи. Є резервуар, який надходить рідина. У цьому резервуарі є патрубки. У центрі є ультрафіолетові лампи. Коли вода потрапляє у цей відділ, то неї впливають ультрафіолетові лампи і після цього вона рухається далі, проходячи через вихідні труби.

УФ стерилізатори

Що являють собою УФ стерилізатори? Це своєрідна камера, яка виготовлена ​​із нержавіючої сталі. Усередині цієї камери знезараження знаходяться ультрафіолетові лампи, укладені в чохли з кварцу (вони відповідають за те, щоб УФ лампа не контактувала з водою).

Коли вода проходить крізь цю камеру, її опромінює ультрафіолет. Він знищує всі мікроорганізми, які там присутні.

Ультрафіолетовий стерилізатор води має систему очищення чохлів, тому що на їх внутрішній поверхні в процесі роботи можуть накопичуватися мінеральні відкладення та відкладення органічного характеру.

Виробники таких пристроїв подбали, щоб можна було чистити ці відкладення, навіть не виймаючи ламп. Це дуже зручно та безпечно. УФ лампи можуть загалом працювати 1300-1500 годин, далі слід провести заміну лампи нової.

Опромінення УФ лампою є абсолютно безпечними при очищенні води. Ця технологія вважається однією з найбезпечніших серед безреагентних методів очищення. Ультрафіолетове знезараження води є дуже гарною альтернативою для чищення хлором.

Спосіб очищення води ультрафіолетом є відносно новим, розроблений у США, а сьогодні активно використовується і в Європі. Цінується насамперед за безпеку і при цьому високу ефективність. Ультрафіолет дозволяє знищити небезпечні бактерії та мікроорганізми та зробити воду придатною для пиття.

Цей вид очищення не вимагає складного дорогого обладнання, тому витрати будуть мінімальні. До того ж обслуговування фільтра досить просте і не потребує застосування будь-яких хімічних реагентів.

Ні рівень pH, ні температура не перешкоджають ефективному впливу ультрафіолету, при цьому після очищення рідина зберігає свою структуру та смакові якості.

Зважаючи на те, що ультрафіолет здатний вбивати бактерії, які не піддаються навіть впливу хлору, цей метод визнаний продуктивним та інноваційним.

Види УФ фільтрів для води

Установки для УФ-знезараження є спеціальні камери, виготовлені з нержавіючої сталі або пластику. Усередині розміщується УФ-лампа в оболонці, що захищає від попадання вологи.

Для обслуговування не потрібна постійна присутність людини, оскільки за включення лампи відповідає блок контролю. Пристрій увімкнеться автоматично, як тільки вода потрапить усередину. Установки можуть оснащуватися пультами дистанційного керування, а сам прилад подаватиме сигнали про можливі несправності.

Промислові установки мають достатньо великі розміри, включаючи додаткові фільтри для механічного очищення. Це необхідно для швидкого та ефективного знезараження великих обсягів рідини. У промислових масштабах кількість УФ-ламп може досягати кількох десятків.

Для домашнього використання, а також для очищення приватних водойм та ставків можна придбати спрощену модель фільтра для води з УФ-лампою. Такі фільтри випускають різні виробники, вартість їх на порядок нижча порівняно з промисловими варіантами.

1. УФ-фільтри відрізняються один від одного за декількома критеріями. Насамперед, це продуктивність. Чим вона вища, тим швидше вода проходить через пристрій.
2. Ще один критерій – коефіцієнт пропускання ультрафіолету водою. Він залежить від властивостей самої рідини. Якщо вона каламутна, а також високий вміст різних домішок, цей показник суттєво падає, тому необхідно підвищувати дозу опромінення.
3. Важливим є параметр потужності. Доза опромінення залежить від кількості та характеру мікроорганізмів у воді, їхня стійкість до ультрафіолету може бути різною, тому і потужність пристрою повинна підбиратися індивідуально.

Для правильного підбору пристрою необхідно провести хімічний аналіз і після цього відправлятися в магазин.

Плюси та мінуси Уф фільтра - як він очищає воду

З недоліків УФ-обробки варто відзначити можливість повторного зараження води під час її переміщення. І якщо рідина сильно забруднена, цей метод очищення не дає результатів, тому його не використовують для знезараження болотної води.

Також не підходить він і для застосування у великих водоочисних системах, оскільки не завжди ефективно працює з більшими обсягами речовини.

Переваги УФ-очищення:

• висока продуктивність у знищенні патогенних мікроорганізмів,
• безпека для навколишнього середовища, людини,
• невисока ціна як на самі пристрої, так і на їх обслуговування.

Всі УФ-фільтри мають схожу конструкцію, що складається з резервуару, патрубок та лампи. Вода потрапляє в резервуар, лампа вмикається і починає впливати на воду. Через труби очищена рідина виводиться назовні.

Особливого значення важливо приділити УФ-лампі, оскільки вона відповідає за знищення небезпечних організмів. Перед початком використання УФ-фільтра воду піддають обов'язковому механічному очищенню, і тільки після цього запускають в УФ-фільтр. Промені, впливаючи на хромосоми мікроорганізмів, знищують у них можливість розмноження, у результаті вони гинуть.

Ультрафіолет знищує наступних збудників хвороб:

• кишкова паличка,
• тиф та холера,
• дизентерия.

Лампу фільтра необхідно регулярно міняти, інакше після її зношування ефективність очищення падатиме в рази. У середньому термін її служби – близько 1400 годин.

Як зрозуміти, який ультрафіолетовий фільтр купити

Для того, щоб не загубитися серед різноманіття різних варіантів пристроїв, що відрізняються як за характеристиками, так і вартістю, необхідно розібратися в механізмах їх роботи, а також провести аналіз води.

Для підбору ультрафіолетового стерилізатора водирекомендується звернути увагу на:

• кількість та види мікроорганізмів,
• необхідний рівень дезінфекції,
• температуру,
• швидкість течії,
• кількість УФ-випромінювання.

ВІДЕО

• Види бактерій

Для знищення тих чи інших бактерій потрібна певна доза ультрафіолету. Аналіз води допоможе виявити види мікроорганізмів та підібрати оптимальну порцію випромінювання.

• Ступінь дезінфекції

Також може бути різним і рівень дезінфекції. Наприклад, для питної води вона повинна бути 100%, у той час як для очищення стічних вод видаляти всі забруднення не потрібно.

• Температура води

Виробники випускають два види ламп, які неоднаково реагують на температуру води. Так, лампи із середнім тиском рекомендуються для обробки води температурою до 85С, а лампи із низьким тиском – для рідини температурою 16-20С.

• Потік води

Підбір пристрою повинен спиратися характер потоку рідини. Необхідно знати його мінімальні та максимальні значеннята залежно від цих даних налаштовувати роботу пристрою.

• Кількість ультрафіолету

Кількість ультрафіолету, який може проходити крізь воду, називають прозорістю. На цей показник впливають речовини, що знаходяться у воді, які можуть затримувати ультрафіолетові промені і знижувати їх кількість, в результаті ступінь знезараження може знижуватися.

На жаль, вода, яка надходить у наші будинки та квартири, не є ідеально чистою. Один з найефективніших методів очищення та дезінфекції води – ультрафіолетове опромінення. Познайомимось із ним ближче.

На сьогоднішній день придумано безліч способів для очищення води, яка надходить до квартир. Існують такі методи, як фільтрування, пом'якшення, озонування та знезалізнення. Але одним із найефективніших способівє ультрафіолетове очищення.

Отже, у чому полягає даний метод?

При використанні очищення води ультрафіолетом виконується відразу кілька завдань: її та пом'якшення. На водоочисних спорудах знищують біогенні речовини, що у воді, за допомогою хвилі, довжина якої 200-400 нм. Для досягнення найбільшої руйнівної дії на мікроорганізми використовується випромінювання ультрафіолету з діапазоном 250-260 нм. Крім цього, застосовується дезінфекція води ультрафіолетом, що працює на хвилях іншої довжини.

У процесі очищення води ультрафіолетовими променями відбувається негативний вплив на ДНК шкідливих бактерій, і таким чином припиняється їхня здатність до життєдіяльності та відтворення. Понад те, з допомогою ультрафіолету одночасно відбувається очищення води від елементів заліза.

Що таке ультрафіолет та його очищувальну дію

Ультрафіолетове випромінювання є частиною електромагнітних хвиль, невидимих ​​неозброєним оком. До речі, ультрафіолет має сильнішу енергію, ніж фіолетове світло, яке можна бачити. Діапазон випромінювань ультрафіолету знаходиться в межах 100-400 нм. Якщо довжина хвилі ультрафіолету становить 100-200 нм, його називають вакуумним або твердим. За допомогою нього можна зруйнувати молекули чи органічні речовини. Однак для ефективного очищенняводи та повітря від різних мікроорганізмів ультрафіолет проходить генерацію в ртутних або ксенонових лампах. Таким чином, довжина хвилі сягає 200-400 нм.

Очищення води із застосуванням ультрафіолетового випромінювання відноситься до фізичним методамточніше, без використання реагентів. Очищення води ультрафіолетом буває двох видів:

Імпульсне очищення, для якої використовуються хвилі різного діапазону;

Постійне очищення, коли хвилі мають один певний діапазон.

Однак необхідно враховувати те, що не всі хвилі, що мають довжину діапазону від 205 до 315 нм, мають бактерицидні властивості. Ефект знезараження при впливі ультрафіолету виникає від фото-хімічної реакції, що у молекулі ДНК. Тобто за рахунок цієї реакції відбувається зміна молекул, яка є згубною для бактерій. Протягом цього процесу відбувається очищення та дезінфекція води. Якість очищеної води за допомогою ультрафіолетового випромінювання безпосередньо залежить від наявної потужності та тривалості впливу променів на воду.

У сукупності ці величини називаються опромінюючою дозою чи кількістю повідомленої антибактеріальної енергії на шкідливі мікроорганізми. За наявними стандартами МОЗ РФ найменша доза ультрафіолетових променів, необхідна для повного очищення та дезінфекції води для пиття, повинна становити 16 мДж/кв.см. Саме ця доза випромінювання дозволяє скоротити наявність шкідливих мікробів у питній воді не менш як у п'ять разів. За дотримання цієї умови загальний вміст бактерій та вірусів зменшується у 2-3 рази.

На очисні роботи, що здійснюються за допомогою ультрафіолетових променів, майже не впливає РН-рівень, хімічний склад та температура води. У тих випадках, коли у воді помічено наявність домішок, цей факт обов'язково враховується, оскільки від цього залежатиме режим установки ультрафіолетового очищувача. Це відбувається через те, що різні суспензії можуть поглинати випромінювання та екранувати забруднення.

Переваги очищення випромінюванням ультрафіолету

Метод очищення води за допомогою ультрафіолетових променів відноситься до дуже результативних і зручним способам. Є одна важлива якість: під час очисних робіт вода не змінює своїх фізичних та хімічних показників навіть за впливу високих доз випромінювання.

Якщо порівнювати з іншими, ультрафіолет виграє за декількома параметрами:

Високий показник знищення шкідливих бактерій, що є у воді;

Метод є екологічно безпечним для життя та здоров'я людини;

Економічна ціна на монтаж системи ультрафіолетового очищення;

У процесі експлуатації не потрібні великі фінансові витрати;

Легкість застосування та догляду.

Спосіб очищення води із застосуванням ультрафіолетового випромінювання є оптимальним рішенням для заводів-виробників продуктів та кондитерських виробів, оскільки даний метод не потребує використання реагентів, які можуть негативно вплинути на підсумкову продукцію, а це, у свою чергу, несприятливо позначиться на здоров'ї споживачів.