Наиболее важным с нашей точки зрения является то, что минимальная рекомендуемая доза УФизлучения, необходимая для инактивации патогенной микрофлоры, составляет 40 мДж/см2 при коэффициенте пропускания воды больше 85 % на 1

В настоящее время на вводящихся в эксплуатацию и проектируемых станциях обеззараживания воды в США, Канаде, Великобритании, Франции и т. д. доза УФизлучения выбирается в интервале от 50 до 100 мДж/см Это значительно удорожает цикл водоподготовки и ограничивает возможности применения УФизлучения ламп низкого давления изза их малой интенсивности. В обычной практике эти лампы (например марки TUV Philips) способны обеспечить до 20 мДж/см2, что по современным требованиям к стерилизации явно мало. Нормативы облученности, используемые в России (16 мДж/см , на этом фоне вообще не выдерживают никакой критики при требованиях к прозрачности воды 70 %.

Поэтому большое внимание вызвало сообщение русских ученых на Международном конгрессе по УФтехнологиям обеззараживания, который проходил в Вене в июле 2003 года, о новой технологии обеззараживания воды при одновременном воздействии на воду ультразвука и ультрафиолета.

Эта работа велась в течение ряда лет совместно с учеными ЮАР.

Эффективность инактивации патогенной микрофлоры при подобной технологии в сотни раз выше традиционой УФтехнологии. При этом общие энергозатраты составляют до 10 Вт/м3 обрабатываемой воды (при себестоимости 0,04 долл. США/м3).

Технология показала свою энергоспособность на тысячах объектах в России и за рубежом. Подробности по данной технологии можно найти на сайте www.svaroguv.com. В целом мы считаем, что две представленные статьи правильно ориентируют специалистов по водоподготовке в выборе режимов применения дезинфектантов и УФизлучателей.

Основные требования при работе с системами ультрафиолетового излучения
Метод дезинфекции с использованием УФизлучения доказал свою эффективность при дезактивации переносимых водой болезнетворных микроорганизмов и вирусов без ухудшения вкуса и запаха воды и без внесения в воду нежелательных побочных продуктов. Такой метод дезинфекции завоевывает популярность в качестве альтернативы или дополнения к традиционным средствам дезинфекции, таким как хлор, изза своей безопасности, экономичности и эффективности.

Метод УФдезинфекции не обеспечивает полной дезинфекции остаточных загрязняющих веществ, поэтому в больших системах распределения он должен сочетаться с применением дополнительных средств дезинфекции.

Принцип действия УФизлучения
УФдезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФизлучением определенной интенсивности в течение определенного периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, т. к. они теряют способность воспроизводства.

УФизлучение, имеющее бактерицидную длину волны 260 нм или близкую длину волны, проникает сквозь стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК, называемой генетической цепочкой микроорганизма, в результате чего цикл воспроизводства микроорганизма прекращается.

Лишение микроорганизма способности воспроизводства обычно называется дезактивацией этого микроорганизма. УФсвет с длиной волны 185 нм применяется для снижения концентрации полностью органического углерода (Total Organic Carbon – ТОС).

Общие вопросы по установке
При оценке возможности установки УФсистемы необходимо рассмотреть параметры воды и характеристики конкретного приложения. Важно выбрать параметры системы и произвести ее установку чтобы при максимальном расходе воды обеспечивалась необходимая доза УФизлучения.

В обычной УФсистеме обработки питьевой воды в конце рекомендуемого производителем срока службы УФлампы доза излучения составляет приблизительно 40 мДж/см Средний срок службы лампы лежит в пределах от 8 000 до 12 000 ч работы.

Каждая УФсистема сконструирована для обработки в конце срока службы лампы (EOLL) максимального расхода воды при определенном значении коэффициента пропускания. k пропускания отражает способность УФизлучения проходить через воду на расстояние 1 Для дезинфекции воды рек. применять УФсвет при значении коэффициента пропускания не ниже 85 %. Для определения истинного воздействия УФсистемы, кроме коэффициента пропускания, необходимо знание значения другого показателя – общего содержания в воде взвешенных твердых частиц (TSS).

Если взвешенные частицы не отфильтровываются, эффективность дезинфекции УФизлучением снижается. Взвешенные частицы могут влиять на эффективность УФсистемы, затеняя микроорганизмы, в результате чего микроорганизмы могут не получить необходимой дозы облучения.

для систем питьевой воды рекомендуемая максимальная концентрация TSS составляет 1 мг на 1 л воды. но даже при нормальной эксплуатации кварцевый стакан загрязняется слоем биологического или химического материала, интенсивность которого зависит от общего количества растворенных в воде твердых веществ (TDS). Этот слой уменьшает способность УФсвета проникать в микроорганизмы.

Косвенное влияние TDS на качество воды выражается в снижении эфф. лампы при увеличении загрязнения кварцевого стакана, защищающего от воды УФлампу.

Кроме этого, на выходные параметры системы влияет температура воды. При превышении температуры воды значения 27 °С воду следует охлаждать, а при снижении температуры ниже 4 °С необходимо подогревать воду или устанавливать дополнительные лампы для компенсации снижения эфф. системы.

Характеристики УФсистемы
Для облегчения эксплуатации УФсистемы может быть добавлено специальное оборудование для отслеживания, контроля и обслуживания базовой системы:

ручной или автоматический механизм стеклоочистителя, служащий для очистки загрязнений на кварцевом стакане;

УФмонитор, измеряющий интенсивность УФламп. Такие мониторы могут измерять выходную интенсивность ламп в абсолютных единицах мДж/см2, или как относительную интенсивность в процентных значениях;

автоматический соленоидный клапан, отключающий УФсистему в случае снижения дозы облучения изза разбитой лампы или изменения качества воды.

Общие предостережения и рекомендации
Не следует касаться пальцами устройства.

Во время установки УФсистемы крайне не желательно касаться пальцами кварцевого стакана или УФлампы. Жир на пальцах затрудняет передачу УФсвета от лампы. Он может также создать горячее пятно на лампе, которое увеличивает соляризацию лампы и резко уменьшает срок ее службы.

Необходимо защищать глаза.

Для предотвращения попадания в глаза опасного УФизлучения необходимо надевать защитные очки.

Необходимо промывать систему.

После установки УФсистемы следует промыть систему распределения воды химическими дезинфецирующими веществами, например, хлорной известью для удаления всех бактерий или загрязняющих веществ, которые имеются в линиях распределения.

Надлежащий уход.

После установки УФсистемы следует регулярно производить ее надлежащее техническое обслуживание. Кварцевые стаканы, УФлампы и механизм очистителя следует заменять согласно рекомендациям производителя.

Для обычной УФсистемы низкого давления со стандартной выходной мощностью, используемой для приложений POU и POE, число циклов включений и выключений в течение дня не должно превышать четырех. Более частое включение и выключение может вызвать усиленный износ нитей накала ламп и, соответственно, сокращение срока службы.

рек. применять УФлампы с предварительным нагревом или устанавливать механизм временной задержки. Обе возможности позволяют достичь максимальной температуры, при которой обеспечивается максимальная эффективность системы перед началом водообработки системой.

Заключение
УФсистемы обеспечивают безопасный, эффективный и недорогой метод дезинфекции. Простейший базовый вариант системы, оснащенный необходимыми системами измерения и управления, предоставляет пользователю возможности для удобной эксплуатации и несложного технического обслуживания.

Специалисты по водообработке должны иметь общие представления о дезинфекции при помощи УФизлучения, и о способах эксплуатации и технического обслуживания УФсистем., дилеры должны обучать своих клиентов правильному обращению и использованию систем для обеспечения чистой питьевой воды.

Удаление остатков хлора и хлорамина при помощи ультрафиолетового излучения
УФсвет лежит в основе мощной технологии, которая уже в течение множественных десятилетий успешно применяется во множественных отраслях промышленности, таких как фармацевтика, полупроводниковая промышленность, производство электроэнергии, пищевая и косметическая промышленности, аквакультура, здравоохранение.

Наряду с тем, что мощная энергия УФизлучения традиционно используется в таких приложениях, как дезинфекция, уничтожение озона, уменьшение ТОС, в последнее время было разработано приложение по использованию УФтехнологии для уничтожения остатков хлора и/или хлорамина.

Наука химических присадок
Для дезинфекции воды в основном используется хлор в газообразном состоянии. Он соединяется с молекулами воды и образует хлорноватистую кислоту (HOCl), ионы Н+ и ионы хлора. HOCl распадается на Н+ и ионы OCl (гипохлорида).

Хлорноватистая кислота вместе с ионами гипохлорида называется свободным хлором.

При реакции хлора с аммиаком, присутствующим в воде, образуется хлорамин, который так же, как и хлор, имеет биоцидные свойства. Имеется три разновидности хлорамина: монохлорамин, дихлорамин и трихлорамин. Для дезинфекции воды в основном применяется монохлорамин. Концентрация различных разновидностей хлорамина зависит в основном от уровня рН воды.

Наряду с тем, что хлор или хлорамин позволяют весьма хорошо контролировать бактериальный уровень, эти агенты привносят и некоторые проблемы. Внесение хлора, будучи разновидностью химической обработки, вызывает изменения химического состава, вкуса и запаха воды, что крайне нежелательно для большинства отраслей промышленности. Кроме того, серьезным недостатком применения хлора является принцип. возможность появления канцерогенных побочных продуктов или трехгалогензамещенного метана (ТНМ), образующихся, когда остаточный хлор реагирует с органическими смесями, присутствующими в воде.

Удаление хлора
В обычных системах водоснабжения остаточный хлор обычно удаляется слоем активированного угля или внесением химических веществ, например метабисульфита натрия. Слой активированного угля адсорбирует остаточный хлор и преобразует его в молекулы соляной кислоты и углекислого газа. В случае хлорамина побочными продуктами реакции адсорбции активированным углем являются аммиак и соляная кислота. Механизм действия метабисульфита натрия более сложен. Вначале из метабисульфита натрия образуются ионы сульфита. Затем эти ионы разлагают хлор и хлорамин на сульфат, аммиак и соляную кислоту.

Эти методы имеют определенные внутренние недостатки. Использование метабисульфита натрия означает применение одного химиката для удаления другого, поэтому слой активированного угля может служить питомником для бактерий. Кроме того, дехлорирование слоем активированного угля не обеспечивает полного удаления хлора.

Так как слой активированного угля благодаря адсорбции может одновременно снизить уровень органических примесей, присутствующих в потоке воды, эти органические примеси могут служить в качестве питательного состава для размножения бактерий, тем самым так же более усугубляя проблему.

Наконец, метабисульфит натрия нейтрализует хлор, но он может разлагаться и образовывать сульфат натрия, способствующих развитию уничтожающих сульфат бактерий (SRB).

Применение УФизлучения
Исследования показали, что остатки свободного хлора с концентрацией более 1.0 на миллион и остатки хлорамина с концентрацией более 2.0 на миллион могут успешно уничтожаться УФизлучением.

Обычными побочными продуктами реакции разрушения хлора (в присутствии молекул воды и при воздействии УФсвета) являются соляная кислота и разновидности гидроксила (последние помогают в разложении некоторых органических смесей в воде). Обычными побочными продуктами реакции разрушения хлорамина (в присутствии молекул воды и при воздействии УФсвета) являются соляная кислота, нашатырь и различные разновидности нитратов. Реакции разрушения свободного хлора и хлорамина удовлетворяют условиям кинетики первого порядка.

Минимально необходимая доза облучения УФсветом зависит от следующих переменных:

качество воды (рН, TSS, TDS, мутность, наличие солей металлов (железа, марганца), ТОС / цвет, жесткость и т. д.);

расход;

концентрация остаточного свободного хлора / хлорамина.

УФоборудование
Основу обычного УФмодуля составляет цилиндрическая камера, содержащая УФлампы, заключенные в кварцевые стаканы, поверх которых протекает вода. Оптимальная конфигурация ламп внутри камеры позволяет обеспечить облуч. УФсветом каждую часть цилиндра камеры. Лампы надежно крепятся ламповыми фиксаторами.

Подключение воды, протекающей вдоль цилиндра, осуществляется при помощи впускного и выпускного соединений (фланцы стандарта ANSI или тройные зажимы).

В течение короткого периода времени протекания воды в цилиндре вещества, загрязняющие воду (бактерии, ТОС, озон, хлор или хлорамин) подвергаются воздействию УФизлучения, испускаемого лампами. В результате эти вещества разрушаются, и вода становится чище.

Питание ламп осуществляется от балластной схемы, являющейся существенной компонентой УФмодуля. Эта схема увеличивает входное напряжение до уровня, при котором возникает электрическая дуга и зажигаются лампы. Балластная схема также продлевает срок службы ламп.

Интенсивность излучения ламп со временем падает, поэтому для большей эфф. модуля они должны заменяться каждые 8 000–9 000 ч.