24. Методы обеззараживания воды.

Как уже отмечалось, даже идеально проведенная очистка не может заменить собой обеззараживания, которое является заключительным и самым важным мероприятием в организа­ции питьевого водоснабжения. Только этим путем мы в состоянии сделать воду безопасной в эпидемиологическом отно­шении.

Среди различных методов обеззараживания, предложенных в разное время, наиболее широкое распространение получило хлорирование, которое начало использоваться в нашей стране с 1910 г.

Обеззараживание можно производить или непосредственно газообразным хлором, или же такими хлорсодержащими ве­ществами, как хлорная известь, гипохлориды натрия, кальция и хлорамины. Первый способ отличается удобством эксплуа­тации, точностью дозировки и проявления бактерицидного влияния.

Механизм действия хлора связан с его гидролизом, обус­ловливающим образование соляной и хлорноватистой кис­лоты (С1₂ + НОН & НОС1 + НС1). В свою очередь последняя диссоциирует на ионы водорода и гипохлорида. При этом бактерицидное влияние хлора в основ­ном определяется концентрацией хлорноватистой кислоты. Небольшие размеры и электрическая нейтральность ее моле­кул позволяют им проходить через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты, в частности на их SН-группу.

Если на крупных водопроводах обычно используют газо­образный хлор, то для обеззараживания небольших объемов воды часто применяют хлорную известь, гипохлориды каль­ция и магния.

Следует иметь в виду, что хлор, поступающий в водную среду, сначала взаимодействует с органическими, коллоидны­ми и даже легкоокисляющимися неорганическими вещества­ми, содержание которых определяет ее хлор поглощаемость. Только после этого он может оказывать свое губительное влияние на бактериальную гидрофлору, на что фактически за­трачивается всего 1—2% от введенного количества. Для того чтобы иметь уверенность в достаточном обеззараживании во­ды, необходимо не только покрыть ее хлорпоглощаемость, но и иметь некоторый избыток активного хлора. Данную сум­марную величину принято называть хлорпотребностью, причем практика показывает, что концентрации хлора 1 — 3 мг/л дают в большинстве случаев вполне достаточный бактери­цидный эффект. Однако в некоторых случаях, особенно при содержании в воде больших количеств органических соедине­ний, эту дозировку приходится значительно увеличивать Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым ус­ловием эффективности обеззараживания является хорошее смешение и достаточный его контакт с водой. Как показы­вают многочисленные исследования, бактерицидное действие сильнее всего выражено в течение первых 30 мин, поэтому это Время считается минимальным при проведении хлорирования. Правда, в зимний период оно должно увеличиваться до 1 ч.

Сам процесс обеззараживания может осуществляться либо в резервуарах для чистой воды, либо непосредственно в водо­проводной сети. Подача газа производится с помощью специальных хлорато­ров, обеспечивающих непрерывное его поступление и автоматическую дозировку.

Так называемое обычное хлорирование производится путем добавления относительно малых доз хлора, в незначительной степени превышающих хлорпоглощаемость воды и почти не изменяющих ее органолептические свойства. Вместе с тем для обеспечения надежности обеззараживания необходи­мо, чтобы остаточное количество хлора было равно 0,3 — 0,5 МГ/л. Однако и при этом вода остается опасной в отношении распространения возбудителей вирусного гепатита, амеб­ном дизентерии, сибирской язвы и некоторых других инфекций.

Для достижения большего дезинфицирующего эффекта прибегают к перехлорированию, т. е. к обеззараживанию во­ды более значительными дозами хлора, намного превышаю­щими ее хлорпотребность (10 — 20 мг/л). Естественно, что она становится непригодной для непосредственного употребления из-за резкого неприятного запаха и привкуса, для устранения которых приходится прибегать к последующему дехлорирова­нию с помощью специальных химических реагентов типа ги­посульфита или фильтрования через слой активированного угля.

Для повышения эффективности обеззараживания можно использовать несколько более сложные методы. К таким ме­тодам относится, например, двойное хлорирование, когда хлор вводится в воду как до, так и после очистных сооруже­ний. Широко используется и способ хлорирования с предвари­тельной аммонизацией, т. е. с прибавлением в воду раствора аммиака. В результате в ней образуются хлорамины, обла­дающие более длительным бактерицидным действием. Кроме того, они не вызывают специфического «аптечного» запаха, появляющегося у хлорированной воды в случае присутствия в ней простых фенолов.

К химическим методам дезинфекции воды относится также использование бактерицидного действия ионов серебра, при взаимодействии которых с протоплазмой микроорганизмов происходит угнетение ферментов. Бесспорным достоинством этого способа является длительность эффекта обеззаражива­ния, предохраняющая от вторичного заражения. Поэтому про­пускание воды через фильтр, загруженный посеребренным пес­ком, или применение электролитического способа практикуется на судах морского флота и в других случаях, когда необхо­димо продолжительное хранение водных запасов.

Одним из лучших методов обеззараживания воды служит ее озонирование. Попадая в водную среду, озон разлагается с образованием атомарного кислорода, благодаря сильному окислительному действию которого обеспечивается гибель бактериальной флоры, разрушение органических примесей и улучшение органолептических свойств. Вместе с тем этот метод не вызывает изменения химического состава воды и ухудшения ее вкусовых качеств и в указанном отношении имеет большое преимущество перед хлорированием. Совер­шенствование аппаратуры для получения озона и удешевление электроэнергии открывают весьма широкие перспективы для применения озонирования на городских водопроводах.

К числу Физических методов обеззараживания воды отно­сят кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воз­действие ультразвуком, токами высокой частоты, γ-лучами

и др.

Одним из наиболее старых, но весьма эффективных спосо­бов, используемых для местного водоснабжения, является термическая обработка воды, так как 5 —10-минутное ее кипя­чение вызывает гибель всех патогенных бактерий, в том числе спор сибирской язвы и яиц гельминтов, для уничтожения которых хлорирование неэффективно. К недостаткам данного метода относится ухудшение вкуса воды и быстрое развитие в ней микроорганизмов при вторичном заражении. Весьма перспективным способом служит пропускание тонкого слоя осветленной воды в потоке излучения специальных бактери­цидных ламп. При этом ультрафиолетовые лучи не денатури­руют ее химический состав и обладают более широким спект­ром действия, распространяющимся на споры, вирусы и яйца.