Ультрафиолетовая обработка воды искусственного водоёма

Для очистки воды в водоёме используют специальные ультрафиолетовые лампы.

Давайте разберёмся, как они работают и как обеспечивают обеззараживание.

Принцип действия

Технология ультрафиолетового обеззараживания воды основана на бактерицидном действии УФ излучения.

Для обеззараживания используется биологически активная область спектра УФ излучения с длиной волны от 205 до 315 нм (нанометров), называемая бактерицидным излучением. Максимальная эффективность поражающего действия на микроорганизмы наблюдается в диапазоне волн 250–270 нм.

Обеззараживающее действие ультрафиолета основано на необратимых повреждениях ДНК и РНК. Нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК) содержатся во всех клетках живых организмов и являются носителями наследственной информации. При размножении микроорганизма происходит удвоение молекулы нуклеиновой кислоты. УФ излучение на длине 254 нм эффективно поглощается нуклеиновыми кислотами. В результате УФ воздействия в структуре нуклеиновых кислот образуются сшивки, которые делают невозможным удвоение ДНК/РНК, и, следовательно, невозможным и размножение микроорганизма.

Облученный микроорганизм не представляет опасности для живых организмов.

УФ излучение негативно влияет и на другие клеточные структуры микроорганизмов с различной степенью интенсивности, однако, основным универсальным механизмом обеззараживания является повреждение нуклеиновых кислот.

Таким же образом УФ излучение действует на клетки простейших водорослей, что тоже приводит к потере ими способности к размножению. УФ обработка воды водоёма - это один из способов предотвращения процесса «зацветания» воды.

Бактерицидный ультрафиолет избирательно действует только на микроорганизмы, не оказывая воздействие на химический состав среды, что имеет место при использовании химических дезинфектантов.

Среда, в которой находятся микроорганизмы, оказывает значительное влияние на эффективность обеззараживания, поскольку она может поглощать УФ излучение или экранировать его. Чем выше прозрачность среды для УФ лучей, тем меньше надо затратить энергии на обеззараживание.  Наличие твердых включений (взвешенных веществ) защищает микроорганизмы от УФ лучей и снижает эффективность обеззараживания.

Различные виды микроорганизмов при одинаковых условиях и в одной и той же среде имеют различную степень сопротивляемости к УФ излучению. Это различие обусловлено строением микроорганизмов и называется УФ чувствительностью. Наиболее чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения бактерии в вегетативной форме, паразитарные простейшие, более устойчивы к уф облучению вирусы.

Частота УФ-излучения, используемых для обеззараживания воды в прудах УФ ламп, подобрана таким образом, чтобы не приводить к формированию  побочных   продуктов  и негативному канцерогенному, мутагенному и токсичному изменению воды.

Обеззараживание воды ультрафиолетом является безопасным процессом, не сопровождающимся образованием  побочных   продуктов .

 Преимущества УФ-обеззараживания воды

•  УФ  облучение летально для большинства бактерий, вирусов, спор и паразитарных простейших;
• Обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие  УФ  излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;
• В отличие от хлорирования и озонирования после воздействия  УФ  в воде не образуется вредных органических соединений даже в случае многократного превышения требуемой дозы;
•  УФ  излучение не влияет на вкус и запах воды;
• Время обеззараживания при  УФ  облучении составляет 1–10 секунд в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;
• Метод безопасен для людей, отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности;
•  УФ  оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно с минимальными объемами строительно-монтажных работ;
• Простота в эксплуатации. Требуется только периодическая очистка поверхности кварцевых трубок и замена ламп по мере выработки ресурса, не требуется применение вспомогательных устройств;
• Для обеззараживания  УФ  излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и тем более озонировании, эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (10–30 Вт на 1 м³ обрабатываемой воды).

 Выбор УФ-оборудования

   Для  выбора УФ   оборудования для искусственного водоёма достаточно знать лишь максимальный расход воды. Важен именно максимальный часовой, а не суточный расход, поскольку обеззараживание должно обеспечиваться постоянно.  

На эффективность процесса обеззараживания влияет:

1. Качество  УФ  лампы. Производителей  УФ  ламп в мире гораздо меньше, чем производителей  УФ   оборудования. От качества  УФ  ламп зависит срок их службы, КПД преобразования электрической энергии в бактерицидную, возможность эффективной работы при низкой температуре воды и др. 

2. Качество кварцевой трубки. Качество кварцевых трубок в первую очередь выражается в их прозрачности для  УФ  лучей, это непосредственно влияет на обеспечение  УФ  дозы.

3. Качество корпуса УФ лампы. Качество сборки УФ светильника и материалов, из которых он изготовлен, а так же его конструктивные особенности.

При  выборе   УФ   оборудования  необходимо понимать, что качество оборудования в данном случае непосредственно связано с надежностью такого важного процесса как обеззараживание!

Критерием надежности обеззараживания является доза облучения, обеспечиваемая для всего объема обрабатываемой воды. В условиях идеальной модели доза облучения зависит только от  УФ  интенсивности (определяемой количеством и мощностью ламп), расхода и прозрачности воды на длине 254 нм. Однако на практике распределение интенсивности облучения в зоне обеззараживания неоднородно. Кроме этого, доза облучения должна обеспечиваться с учетом загрязнения кварцевых трубок и спада интенсивности излучения на конец срока службы ламп.

При использовании УФ оборудования необходимо периодически отслеживать работоспособность системы.

В случае перегорания лампы Вы достаточно быстро увидите результат отсутствия уф обработки – вода в Вашем водоёме позеленеет, т.к. простейшие водоросли получат возможность размножения.

Ресурс УФ лампы рассчитан на два сезона – поэтому лампу необходимо менять раз в два года.

Ресурс кварцевой трубки рассчитан на три сезона – её надо менять раз в три года.

По материалам компании ЛИТ

Советуем ознакомиться:

Применение перекиси водорода для очистки искусственного водоёма

Кислород. Его влияние на состояние искусственного водоёма