Ультрафиолетовый обеззараживатель

Из всех существующих методик обеззараживания воды самым востребованным и эффективным считают ультрафиолетовое обеззараживание. Способ применяется для удаления из воды патогенных микроорганизмов. Ультрафиолетовое обеззараживание часто используется в совокупности с прочими методами, например, хлорирование, причем обработка воды химическими веществами осуществляется после воздействия ультрафиолетовых лучей.

Востребованность метода обуславливается отсутствием необходимости добавления в воду различных реагентов, которые небезопасны для здоровья человека. Кроме того, обработка ультрафиолетом не имеет влияния на химические, физические и органолептические свойства очищаемой воды.

Что такое УФ-лучи?

УФ – это излучение, длина волны которого составляет от десяти до четырехсот нанометров. Такие волны находятся где-то между видимым светом и рентгеновским излучением. Ультрафиолет можно разделить на три типа:

• ближний;
• дальний;
• средний.

Для ликвидации из воды патогенных микроорганизмов обычно применяют именно среднее излучение с длиной волны 200-300 нанометров, иногда доходит до 400. Однако максимальной эффективности метода достигают при длине УФ волны в 260 нанометров – именно такое излучение задействуется в установках для ультрафиолетовой обработки воды.

В чем особенности УФ-обеззараживания?

Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей особо явно проявляются при конкретной длине волны нанометров. В существующих установках такое значение достигается с помощью ртутных ламп. Также важно отметить, что длина волны около 260 нанометров способствует удалению из воды солей жесткости.

Суть действия метода заключается в том, что УФ-лучи проникают сквозь плазматическую мембрану бактерии и добираются до ее нуклеоида – информационного центра, где содержатся ДНК и РНК клетки. Нормальная ДНК и РНК генетически детерминирует рост, развитие и размножение микроорганизма, но при поглощении ультрафиолетовых лучей изменяют свою структуру и перестают выполнять основные функции. В итоге бактерии перестают размножаться и вовсе погибают.

Даже если клетка перестает размножаться и не погибает, она может попасть в организм человека с питьевой водой. Но в этой ситуации не стоит волноваться, ведь бактерия, лишенная возможности делиться, не сможет нанести нам вреда.

Установки для УФ-обработки воды

Оборудование для устранения вредных бактерий из воды УФ-способом имеет достаточно простую конструкцию. В специальных трубках из металла располагают УФ-лампы, расположенные в прочных и надежных кварцевых чехлах. Они необходимы для того, чтобы защитить осветительные элементы от попадания воды и короткого замыкания.

Очищаемая вода протекает через ультрафиолетовый фильтр и соприкасается с чехлом из кварца. Ультрафиолетовые лучи пронизывают воду и уничтожают патогенные бактерии.

Наиболее важная часть установки УФ-обработки воды – это непосредственно лампа. Внутри нее происходит испарение металла, в результате чего образуются ультрафиолетовые лучи. В большинстве случаев в качестве такого металла задействуют ртуть. Мы уже знает, что длина УФ-волны должна быть строго определенной, поэтому она контролируется давлением ртутных паров в лампе.

В соответствии с высотой давления выделяют три вида обеззараживающих ламп:

• высокого;
• среднего;
• низкого давления.

Для эффективной ликвидации бактерий из воды задействуют только лампы со средним и низким давлением. Более всего популярны лампы низкого давления – именно они дают лучи с длиной волны 260 нанометров, а также менее энергозатратные и очень долговечные.

От чего зависит эффективность УФ-метода в ликвидации патогенных микроорганизмов из воды?

Установки УФ-обработки воды не могут полноценно работать с существующими ограничениями. Первое, на что стоит обратить внимание, это доза ультрафиолета. Она рассчитывается, исходя из времени воздействия лучей на воду и мощности лампы. Для того, чтобы эффективно очистить воду от микроорганизмов, необходимо так рассчитать дозу, чтобы она могла уничтожить все патогенные микроорганизмы, а для этого нужно знать их примерное количество. Кроме того, необходимо знать видовую или хотя бы родовую принадлежность бактерий, ведь каждый вид обладает разной степенью устойчивости к УФ-лучам. Просто увеличить время воздействия излучения недостаточно, ведь микробы способны адаптироваться к условиям среды. Поэтому важно сразу рассчитать эффективную дозу УФ, способную качественно обеззаразить очищаемую воду.

Существенное влияние на качество обеззараживания имеет состав воды, наличие и количество в ней примесей. Для того, чтобы вода была пригодной для УФ-обработки, в ней должно быть регламентированное содержание железистых и механических примесных частиц, а также определенная мутность и цветность. При превышение таких показателей УФ-обеззараживание будет недостаточно эффективным или вовсе не сработает. Механические частицы просто прикрывают собой бактерии от излучения, поэтому часто необходимая предварительная фильтрация, а также обезжелезивание и деманганация.

Определить качество очистки воды путем обработки ультрафиолетом можно по содержанию в ней E. coli – кишечной палочки. Этот микроорганизм наиболее устойчив к УФ-лучам, поэтому в небольших количествах будет содержаться в очищенной воде. Кишечная палочка является условно патогенной, то есть входит в состав микрофлоры кишечника человека, поэтому ее небольшое содержание в питьевой воде вполне допустимо. Вопрос только в том, не превышено ли ее содержание, ведь это свидетельствует о недостаточной эффективности обработки УФ-излучением.

В чем плюсы УФ-обработки очищаемой воды?

Ультрафиолет – это естественное излучение, которое попадает к нам с солнечным светом. Оно не имеет негативного влияния на используемую нами воду, поэтому данный метод считается самым востребованным сегодня. УФ-лучи могут навредить только в том случае, если в течение долгого времени воздействуют на тело человека.

К прочим достоинствам ультрафиолетового обеззараживания воды можно отнести:

1. Многофункциональность. Данный тип излучения влияет на большинство болезнетворных бактерий. Если в жидкости нет резистентных к УФ микробов, метод можно считать эффективным и оптимальным по соотношению цена/качество. В противном случае придется прибегнуть к более дорогому и сложному озонированию.
2. Большая скорость реакции. Жидкость считается обеззараженной уже через несколько секунд обработки ультрафиолетом, даже ели доза облучения была максимальная.
3. Дозы ультрафиолета могут быть как высокими, так и более низкими, ведь метод не подразумевает применения химикатов. Что касается реагентных методик, повышение дозировки чревато попаданием токсичных веществ в воду.
4. Ультрафиолетовое облучение может выступать в качестве подготовительного обеззараживания перед реагентной обработкой. В таком случае дозы химических веществ будут куда ниже.

В чем недостатки УФ-обработки очищаемой воды?

Есть у данной методики и некоторые недостатки:

1. Метод недостаточно эффективен, если в воде имеются резистентные к УФ-лучам бактерии. Такие микроорганизмы достаточно редкие, но если они есть в очищаемой воде, УФ-обработка подойдет только как подготовительная мера.


2. Может понадобиться предварительная очитка воды от крупных примесных частичек и железа.
3. Ультрафиолет воздействует на воду только в момент ее прохождения через установку, после чего обеззараживание прекращается. Поэтому в дальнейшем своем пути вода может снова обсемениться патогенными микроорганизмами. Эта проблема несущественна, если вы уверены в чистоте и герметичности вашей системы водоочистки.

Чем отличаются установки ультрафиолетового обеззараживания воды?

Водоочистные системы, включающие УФ-лампы, различаются между собой по некоторым критериям. Суть самой установки остается прежней – применяются УФ-лампы в чехлах из кварца, которые омываются очищаемой водой. Но не всякая система подходит к конкретным условиям, а эффективность ее останется под вопросом.

Изначально стоит обратить внимание на производительность оборудования. Так как УФ-агрегаты воздействуют на воду бесперебойно, производительность рассчитывается соответственно количеству расходуемой воды, а также скорости фильтрации в час. Производительность может увеличиться путем подключения к системе накопительного резервуара, но для УФ-установок такой способ не подходит, так как в баке вода может повторно обсемениться.

Также при выборе оборудования стоит учитывать пропускную способность воды к ультрафиолетовым лучам, что зависит от ее физических и химических свойств. Если вода мутная и окрашенная, и в ней содержится большое количество крупных механических частиц, пропускная способность снижается, а дозу облучения стоит увеличить.

Последний важный параметр подбора оборудования – его мощность, то есть общая доза облучения. Ее можно рассчитать, исходя из видового разнообразия микробов и их количества. Вид микроорганизма определяет его резистентность к ультрафиолетовым лучам, поэтому условия УФ-обработки должны подстраиваться под данный факт.

Пропускная способность воды определяется химическим анализом, а качественное и количественное содержание бактерий в воде – микробиологическим анализом. Если вы проверили воду в лаборатории, вам будет гораздо проще подобрать оборудование, а его эффективность не будет вызывать сомнений.

Источник: filter-tver.com

Ультрафиолетовым называется электромагнитное излучение в пределах длин волн от 10 до 400 нм. Для обеззараживания используется «ближняя область»: 200 – 400 нм (длина волн природного ультрафиолетового излучения у поверхности земли больше 290 нм). Наибольшим бактерицидным действием обладает электромагнитное излучение на длине волны 200 – 315 нм и максимальным проявлением в области 260 ± 10 нм. В современных УФ-устройствах применяют излучение с длиной волны 253,7 нм.

Метод УФ-дезинфекции известен с 1910 г., когда были построены первые станции для обработки артезианской воды во Франции и Германии. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется происходящими под их воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекулы ДНК и РНК, составляющими универсальную информационную основу механизма воспроизводимости живых организмов. Результат этих реакция – необратимые повреждения ДНК и РНК. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Всё это в конечном итоге приводит к их гибели.

Технология проведения

УФ-стерилизатор представляет собой металлический корпус, внутри которого находится бактерицидная лампа. Она, в свою очередь, помещается в защитную кварцевую трубку. Вода омывает кварцевую трубку, обрабатывается ультрафиолетом и, соответственно, обеззараживается. В одной установке может быть несколько ламп. Основной параметр, определяющий эффективность обеззараживания воды – доза УФ-излучения (D, мДж/см²) – произведение интенсивности потока бактерицидных лучей на продолжительность облучения:

D = E · t, (1)

(Е – интенсивность потока УФ-излучения, мВт/см²; t – время воздействия, с).

Степень инактивации или доля погибших под воздействием УФ-излучения микроорганизмов пропорциональны интенсивности излучения и времени воздействия. Процесс отмирания бактерий описывается уравнением:

Р = р_оехр ((– Е · Т)/k), (2)

где р – число бактерий, оставшихся в живых после бактерицидного облучения, в единице объема; р_о – начальное число бактерий в единице объема; Е – интенсивность потока бактерицидных лучей; T – время воздействия; k – коэффициент сопротивляемости бактерий.

Соответственно количество обезвреженных (инактивированных) микроорганизмов экспоненциально растет с увеличением дозы облучения. Из-за различной сопротивляемости микроорганизмов доза ультрафиолета, необходимая для инактивации, например 99,9%, сильно варьируется от малых доз для бактерий до очень больших доз для спор и простейших. При прохождении через воду УФ-излучение ослабевает вследствие эффектов поглощения и рассеяния. Для учета этого ослабления вводится коэффициент поглощения водой α, значение которого зависит от качества воды, особенно от содержания в ней железа, марганца, фенола, а также от мутности воды.

При отсутствии экспериментальных данных можно пользоваться значениями α, см^-1:

• для бесцветных, не требующих обезжелезивания, подземных глубокого залегания вод – 0,1;
• для родниковой, грунтовой и инфильтрационной воды – 0,15;
• для поверхностной обработанной (очищенной) воды – 0,2 – 0,3.

Условия применения метода

Обеззараживание УФ-излучением рекомендуется применять для обработки воды, соответствующей требованиям:

• мутность – не более 2 мг/л (прозрачность по
• шрифту ≥ 30 градусов);
• цветность – не более 20 градусов платино-кобальтовой шкалы;
• содержание железа (Fe) – не более 0,3 мг/л (по СанПиН 2.1.4.1074-01) и 1 мг/л (по технологии установок УФ);
• коли-индекс – не более 10 000 шт./л.

Для оперативного санитарного и технологического контроля эффективности и надежности обеззараживания воды ультрафиолетом, как и при хлорировании и озонировании, применяется определение бактерий кишечной палочки (БГКП). Их использование для контроля качества воды, обработанной ультрафиолетом, основывается на том, что основной вид этой группы бактерий Е-коли обладает одним из самых больших коэффициентов сопротивляемости к этому типу воздействия в общем ряду интеробактерий, в том числе и патогенных.

Опыт применения ультрафиолета показывает: если в установке доза облучения обеспечивается не ниже определенного значения, то гарантируется устойчивый эффект обеззараживания. В мировой практике требования к минимальной дозе облучения варьируются в пределах от 16 до 40 мДж/см². Минимальная доза, соответствующая российским нормативам, – 16 мДж/см 2.

Положительные и отрицательные качества метода

Достоинства:

• наименее «искусственный» – ультрафиолетовые лучи;
• универсальность и эффективность поражения различных микроорганизмов – УФ-лучи уничтожают не только вегетативные, но и спорообразующие бактерии, которые при хлорировании обычными нормативными дозами хлора сохраняют жизнеспособность;
• физико-химический состав обрабатываемой воды сохраняется;
• отсутствие ограничения по верхнему пределу дозы;
• не требуется организовывать специальную систему безопасности, как при хлорировании и озонировании;
• отсутствуют вторичные продукты;
• не нужно создавать реагентное хозяйство;
• оборудование работает без специального обслуживающего персонала;
• в соотношении «качество обеззараживания цена» метод лучше других.

Недостатки:

• падение эффективности при обработке плохо очищенной воды (мутная, цветная вода плохо
• «просвечивается»);
• периодическая отмывка ламп от налетов осадков, требующаяся при обработке мутной и жесткой воды;
• отсутствует «последействие», то есть возможность вторичного (после обработки излучением) заражения воды.

Источник бактерицидного излучения

В настоящее время для обеззараживания воды применяется два основных типа ламп: ртутные газоразрядные лампы низкого (ЛНД) и высокого (ЛВД) давления. ЛНД имеют высокий (до 40%) КПД преобразования электрической энергии в излучение бактерицидного диапазона и сравнительно низкую (до 200 Вт) единичную мощность. ЛВД имеют низкий (до 8%) КПД и высокие (до 10 кВт) единичные мощности. В спектре излучения ЛВД присутствует коротковолновое излучение, способное приводить к образованию озона. Что создает дополнительные трудности в обеспечении безопасной работы персонала.

Современные конструкции ламп обеспечивают необходимую мощность излучения на длине волны 253,7 нм, и этой мощности достаточно, чтобы в течение 3 – 5 с бактерицидное действие было максимальным: эффективность уничтожения бактерий и вирусов – 99,9%. При таком значении длины волны защитные чехлы должны изготавливаться из специальных материалов (увиолевое стекло, флюорит, кварцевое стекло и др.), так как, например, обычное оконное стекло непрозрачно для УФ-лучей с длиной волны меньше 320 нм.

Потребная бактерицидная мощность источников излучения для обеззараживания воды определяется:

F_б = Q · α · K · lg (P/P_o) / 1563,4 · η_п · η_о, (3)

где F_б – потребная бактерицидная мощность источников излучения, Вт; Q – производительность аппарата, м³/ч; α – коэффициент поглощения облучаемой водой бактерицидного излучения, см^-1; K – коэффициент сопротивляемости бактерий кишечной палочки (мкВт · с/см²), принимаемый равным 2500; P_o – коли-индекс воды до облучения, ед./л; Р – коли-индекс воды после облучения (ед./л), не превышающий 3; η_о – коэффициент использования бактерицидного облучения, принимаемый равным 0,9 (чехлы из кварцевого стекла в виде полых цилиндров поглощают 1 – 11% потока); η_п – коэффициент использования интенсивности потока бактерицидных лучей, принимающийся по данным изготовителя аппарата.

Количество ламп, шт.:

n = F_б/F_л, (4)

где F_л – мощность одной лампы, Вт; F_б – потребная бактерицидная мощность источников излучения, Вт.

Расход электроэнергии на обеззараживание воды:

S = N · n / Q, (5)

Здесь – S – расход электроэнергии, Вт · ч/м 3 ; N – потребляемая мощность одной лампы, Вт; Q – производительность аппарата, м 3 /ч.

В настоящее время разработана новая серия УФ-ламп – амальгамных низкого давления повышенной мощности (до 200 – 350 Вт), не содержащих свободной ртути. Эта конструкция ламп позволяет создавать компактные УФ-системы большой производительности до 3000 м³/ч питьевой воды.

А также существуют бактерицидные лампы с длиной волны 185 нм. Бактерицидное излучение с такой длиной волны более действенно, чем у излучения с длиной волны 254 нм. Для пропуска излучения с такой длиной волны разработчикам удалось создать специальное кварцевое стекло.

Энергозатраты: 8 – 70 Вт на установке производительностью 500 л/ч. Эффективный выход излучения – 25% мощности лампы.

В установке достигается синэнергетический эффект: в одном корпусе объединены устройства, генерирующие кавитацию и ультрафиолетовое излучение – так, что бактерии и вирусы подвергаются их одновременному воздействию.

Сравнение основных методов обеззараживания воды: хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение

• Каждая из трех технологий, если она применяется в соответствии с нормами, может обеспечить необходимую степень инактивации бактерий, в частности, по индикаторным бактериям группы кишечной палочки и общему микробному числу.
• По отношению к цистам патогенных простейших высокую степень очистки не обеспечивает ни один из методов. Для удаления этих микроорганизмов рекомендуется сочетать процессы обеззараживания с процессами уменьшение мутности.
• Озон и ультрафиолет имеют достаточно высокий вируцидный эффект при реальных для практики дозах. Хлорирование менее эффективно по отношению к вирусам.
• Технологическая простота процесса хлорирования и недефицитность хлора обусловливают широкое распространение именно этого метода обеззараживания.
• Метод озонирования наиболее технически сложен и дорогостоящ по сравнению с хлорированием и ультрафиолетовым обеззараживанием.
• Ультрафиолетовое излучение не меняет химический состав воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Хлорирование может привести к образованию нежелательных хлорорганических соединений, обладающих высокой токсичностью и канцерогенностью.
• При озонировании также возможно образование побочных продуктов, классифицируемых нормативами как токсичные – альдегиды, кетоны и другие ароматические соединения.
• Ультрафиолетовое излучение убивает микроорганизмы, но «образующиеся осколки» (клеточные стенки бактерий, грибков, белковые фрагменты вирусов) остаются в воде. Поэтому рекомендуется последующая тонкая фильтрация.
• Только хлорирование обеспечивает консервацию воды в дозах 0,3 – 0,5 мг/л, то есть обладает необходимым длительным действием.

Источник: watera.ru

Методы очистки воздуха в помещении

Ежедневно человек вдыхает около 12 м³, или 14 кг, воздуха[1]. Эта цифра в несколько раз превышает объем и вес потребляемой за сутки пищи. Причем о пользе и безопасности продуктов мы думаем постоянно, а вот о чистоте воздуха забываем. Не пора ли менять ситуацию? Арсенал средств для очистки воздуха в помещениях сегодня велик как никогда:

Ежедневная влажная уборка с применением химических средств — действенный, но довольно трудоемкий метод. Среди других минусов подхода — возможность возникновения аллергии и вредное воздействие некоторых химических веществ[2].

Среднестатистические пылесосы способны бороться лишь с достаточно крупными частицами пыли, но не с аллергенами и тем более бактериями. Конечно, существуют устройства нового поколения, предназначенные в том числе и для очистки воздуха, но их покупка и обслуживание по карману далеко не каждому.

Фильтры тонкой очистки (катехиновые, плазменные, электростатические и т.д.), установленные на некоторых моделях кондиционеров, позволяют бороться с загрязнениями воздуха. Но помимо высокой стоимости они требуют тщательного ухода, а их монтаж в помещении отличается трудоемкостью. К тому же ошибки в использовании, в частности, установка слишком низкой температуры во время летней жары, могут спровоцировать появление простуды.

Увлажнители воздуха с помощью специальных фильтров, картриджей или антибактериальных добавок для воды могут бороться с появлением и распространением инфекций в помещении.

УФ-обеззараживатели воздуха. Принцип действия приборов основан на бактерицидном эффекте ультрафиолета. Специальные лампы очищают воздух от вредных микроорганизмов с эффективностью до 99%[3]. Так, ультрафиолетовые лучи разрушают связи ДНК внутри молекул вирусов, поэтому последние теряют способность размножаться[4]. Существуют открытые лампы для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением, которые не предполагают присутствия людей в очищаемом помещении. Для бытового применения больше подойдут закрытые лампы, они безопасны, и их эксплуатация не требует отсутствия людей в период работы устройства. Такие светильники работают практически бесшумно и требуют лишь ежегодной замены УФ-лампы.

Последний способ является одним из наиболее эффективных и доступных, поэтому уделим внимание более детальному описанию разновидностей УФ-аппаратов.

Виды приборов для обеззараживания воздуха

Для начала сравним типы обеззараживателей воздуха на основе ультрафиолетовых ламп.

Ультрафиолетовые лампы открытого типа

• Кварцевые лампы имеют самое мощное излучение, которое практически моментально уничтожает бактерии, споры, плесень и т.д. Такой эффект достигается благодаря колбе из кварцевого стекла. Но и для людей действие лампы является вредным — за счет «неприкрытых» лучей ультрафиолета и выделяющегося озона. Поэтому нахождение человека в комнате, где проходит «кварцевание» крайне нежелательно. То же самое касается домашних животных и даже растений. Кварцевые лампы часто используют в больницах, детских садах, санаториях и других общественных учреждениях, где высока вероятность развития различных эпидемий.
• Бактерицидные лампы обладают менее выраженным и сильным действием обеззараживания воздуха и поверхностей. Стекло здесь не кварцевое, а увиолевое, препятствующее поступлению в воздух озона, опасного в больших концентрациях для живых организмов. Но при этом соблюдают одно условие — свет от лампы направляют вверх, при этом скрывая его источник специальной заслонкой. Смотреть на бактерицидную лампу очень вредно для сетчатки глаза.
• Амальгамные лампы в отличие от предыдущих не содержат внутри ртути, что делает их довольно безопасными при использовании в домашних условиях. В остальном действие устройства не отличается от обычной бактерицидной лампы.

Облучатели-рециркуляторы (ультрафиолетовые лампы закрытого типа)

Применение таких приборов не связано с опасностью получить ожог или повредить глаза. Ультрафиолетовая лампа находится внутри корпуса, не пропускающего УФ-лучи. Устройство «всасывает» воздух, который, проходя вдоль УФ-лампы, выходит наружу уже очищенным. Рециркуляторы идеальны для домашнего применения, ведь для того чтобы убить все вредные бактерии и вирусы, обитающие в комнате, нужно всего лишь оставить прибор включенным. При этом не нужно выходить за пределы помещения и прятать цветы — обработке подвергается только воздух.

Возможности бытовых рециркуляторов

Как мы уже говорили, такие аппараты подходят даже для очистки воздуха в обычной квартире. Особенно актуальным применение рециркуляторов становится, когда в доме появляются маленькие дети. Многие мамы стараются особенно тщательно следить за чистотой помещения, но у них не всегда хватает времени для масштабной борьбы с бактериями даже при ежедневной влажной уборке. Бытовой рециркулятор становится прекрасным помощником — он убивает вирусы в воздухе. А в случаях, когда заболевает один из членов семьи, прибор не позволяет инфекции распространиться на близких.

За 4 часа работы рециркулятор снижает количество микроорганизмов в воздухе практически в 3 раза[5], а за 8 — убивает практически все бактерии, вирусы и болезнетворные грибы. Кроме этого, бытовой рециркулятор поможет избежать заболеваний пожилым людям и снизить проявления аллергии.

Помимо домашнего использования, бытовой рециркулятор может быть весьма полезен в офисах. С наступлением периода эпидемий простудных заболеваний — осенью и весной — сотрудники один за другим берут больничные. Вирус спокойно «гуляет» по офису, нарушая рабочий ритм. Действие бытового рециркулятора в такие периоды помогает снизить заболеваемость персонала как минимум на 25%[6].

Рециркуляторы можно увидеть и в общественных заведениях. Особенно часто их устанавливают в салонах красоты, частных клиниках и стоматологических кабинетах. Это является не только показателем заботы о здоровье своих клиентов, но и выгодным вкладом в имидж заведения. То же самое касается и детских садов. Для родителей наличие рециркулятора в помещении детского сада — немаловажный плюс, ведь эта мера помогает избежать многих опасностей для здоровья ребенка.

То, что рециркулятор воздуха используют в помещениях, где находятся дети, и в местах с высокой проходимостью или длительным пребыванием людей, говорит о безопасности устройства. Ультрафиолетовые лучи, конечно, вредны в чистом виде — поэтому мы привыкли использовать солнцезащитный крем, отправляясь загорать. Но рециркулятор не пропускает наружу излучение: оно надежно скрывается за корпусом из специального материала, выполняя лишь свои полезные функции.

Как выбрать прибор для обеззараживания воздуха для дома

Прежде всего необходимо учитывать площадь помещения, предназначенного для обработки — обычно ее указывают в паспорте прибора. Лучше, если это значение будет соответствовать размеру комнаты. Но даже если помещение больше, то рециркулятор справится со своей задачей, хотя процесс будет длиться более продолжительное время[7].

Существуют также различные типы крепления облучателей для обеззараживания воздуха — для домашнего использования неплохим вариантом могут стать переносные модели на стойках. В общественных же местах часто устанавливают стационарные модели, например, подвесные.

Дополнительным плюсом модели рециркулятора станет наличие системы продуманного управления аппаратом. Понятно, что необходимый минимум, это — кнопка включения/выключения, но не помешает также наличие таймера и индикатора, показывающего, сколько времени отработала лампа.

Корпус облучателя-рециркулятора может быть изготовлен из металла или пластика. Первые зачастую стоят дороже и предназначены для общественных помещений — здесь требуется особая прочность конструкции. Домашние бытовые устройства вполне могут быть выполнены из пластмассы.

Сейчас широкому потребителю становятся доступны многие научные достижения, которые позволяют без усилий и существенных затрат заботиться о своем здоровье и здоровье своих близких. Незаметная работа облучателя-рециркулятора, установленного дома или в офисе, помогает снизить риск заболеть простудой, гриппом и аллергией.

Источник: www.kp.ru

Что значит УФ-обеззараживание воды

Ультрафиолет представляет собой электромагнитное излучение, имеющие длину волны от 10 до 400 нм. Подобные волны находятся на границе видимости и рентгеновских лучей, а непосредственно излучение может быть трех видов:

• ближнее;

• среднее;

• дальнее.

В процессе УФ-обеззараживания воды применяют средний ультрафиолет, чья длина волн колеблется от 200 до 400 нм, это и есть бактерицидное излучение. Наилучший результат при очистке воды достигается за счет ультрафиолетового излучения с длиной волны от 250 до 270 нм. Поэтому в установках УФ-обеззараживания длина волны обычно равна 260 нм.

Не секрет, что до начала 1990-х годов вода чаще всего очищалась посредством хлорирования. Однако позже было установлено: этот метод, будучи пригодным для промышленности, практически не подходит для получения питьевой жидкости.

Дело в том, что при обработке хлором образуются побочные, вредные для человека продукты. Вот почему на данный момент так широко распространилась дезинфекция с помощью УФ-обеззараживания воды.

Сегодня данная технология активно используется также в промышленности при стерилизации сточных вод.

Широкий спектр использования метода УФ-обеззараживания воды объясняется двумя фактами: при помощи данных лучей достигается значительно более высокая продуктивность и одновременно очищаются большие объемы жидкости, нежели при использовании реагентов или фильтров.

Перечислим, где сегодня используется обеззараживание воды ультрафиолетом:

• предприятия коммунальных служб водообеспечения;

• пищевое производство;

• аквапарки, бассейны;

• обработка сточных вод;

• школы, детские сады, центры здравоохранения;

• автономные системы обеспечения, то есть скважины, колодцы.

Преимущества и недостатки обеззараживания воды УФ-излучением

Напомним, что ультрафиолетовым называют электромагнитное излучение, которое занимает диапазон между рентгеновским и видимым излучением, то есть длина волн колеблется в пределах 100–400 нм. Существует несколько участков спектра ультрафиолетового излучения, каждый из которых имеет свое биологическое воздействие. Участки выглядят таким образом: УФ-A (315–400 нм), УФ-B (280–315 нм), УФ-C (200–280 нм), вакуумный УФ (100–200 нм).

Участок УФ-С нередко обозначают как бактерицидный, поскольку именно он способен нейтрализовать бактерии и вирусы. По мнению специалистов, наилучшую очистку воды можно получить, используя ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нм.

В данном случае речь идет о физическом методе УФ-обеззараживания воды. Он основан на фотохимических реакциях, в результате которых микроорганизмы и вирусы лишаются способности к размножению (происходит инактивация) из-за необратимых повреждений ДНК и РНК.

За счет использования бактерицидного УФ-излучения удается победить вирусы и простейших, находящихся в воде, даже если они не боятся хлорсодержащих реагентов. Немаловажно, что после обработки ультрафиолетом в жидкости не формируются вредные побочные продукты. Это правило распространяется даже на случаи, когда доза излучения превышена в несколько раз.

Еще один немаловажный факт – УФ-лампа для обеззараживания воды не влияет на органолептические свойства итогового продукта. Однако стоит понимать, что такой вид очистки лишен пролонгированного эффекта в отличие от привычной нам обработки хлором. Уже после УФ-обработки может произойти повторное микробиологическое загрязнение воды, если водораспределительные сети находятся в неудовлетворительном состоянии и на внутренних поверхностях труб образовались биопленки.

В качестве выхода из ситуации специалисты советуют совмещать две технологии: УФ-обеззараживание воды и хлорирование, что носит название «принцип мультибарьерности». Считается, что при таком подходе в качестве агента с пролонгированным действием лучше всего использовать хлорамины. Они положительно отличаются от хлора более длительным и активным действием на биопленки в трубах, поэтому все чаще применяются в водоподготовке.

Еще одна сфера, в которой крайне важна микробиологическая безопасность – это плавательные бассейны. Поэтому здесь невозможен полный отказ от хлорирования воды. Использование комбинированного метода обеззараживания требует четкого соблюдения норм содержания свободного остаточного хлора, а именно 0,1–0,3 мг/л. При хлорировании без УФ-обеззараживания этот показатель должен находиться в границах 0,3–0,5 мг/л, а значит, в 2-3 раза снижаются расходы на реагент.

Обработка сточных вод не требует дополнительных дезинфицирующих веществ, можно использовать лишь ультрафиолет. В этом случае хлорирование считается даже нежелательным, так как реагент негативно воздействует на биоценоз водоемов, куда сбрасываются стоки.

Во время очистки и исследования качества воды используется ряд стандартов и правил – именно от них отталкиваются службы, обеззараживающие жидкости. Основными регламентирующими документами по обработке воды ультрафиолетом являются методические указания МУ 2.1.4.719-98, утвержденные Министерством здравоохранения РФ, и действующий ГОСТ «Вода питьевая» Р 56237-2014.

Первый документ устанавливает минимальную дозу облучения, используемую при УФ-обеззараживании питьевой воды, а именно 16 мДж/см². Ученые доказали, что именно такая интенсивность обработки в пять раз сокращает долю патогенных организмов, а вирусов становится меньше в 2-3 раза.

Названный выше ГОСТ фиксирует порядок взаимодействия служб, отвечающих за обработку воды. Также в этом документе можно найти ключевые требования по проведению замеров качества и самого процесса очистки. Очищенная питьевая вода в норме должна подходить под санитарно-гигиенические требования, после чего может использовать в бытовых и пищевых нуждах. То есть подобную жидкость не опасно применять для производства потребляемых человеком продуктов.

Достоинства метода УФ-обеззараживания питьевой воды:

1. Используемая для УФ-обеззараживания воды лампа, благодаря своей мощности и используемой частоте, уничтожает до 99 % всех известных на данный момент бактерий и микроорганизмов. Для человека технология абсолютно безопасна – это в конце XX века доказали американские ученые. Система успешно борется с микроорганизмами-возбудителями и переносчиками опасных болезней ЖКТ.

2. Структура воды не изменяется под воздействием УФ, не образуются и не вносятся чужеродные вещества. Немаловажно, что сохраняется естественный вкус жидкости.

3. Особая технология включения запускает систему очистки автоматически и позволяет ей контролировать дозу излучения без вмешательства со стороны человека.

4. Процесс работы установки по УФ-обеззараживанию воды очень просто контролировать. Практически все методы обработки предполагают строгое отслеживание используемой дозы очищающего вещества. Вне зависимости от того, как много или мало реагента попадет в воду, последняя оказывается непригодной для употребления. А в нашем случае изменение дозы облучения никоим образом не скажется на итоговом продукте и состоянии потребителей.

5. Сокращаются временные затраты, поскольку на полное обеззараживание воды ультрафиолетом требуется не более 5–10 секунд. Именно этот срок требуется волнам, чтобы от лампы пройти через весь объем воды – ни одна другая технология не действует так же быстро. Кроме того, для УФ-обработки не требуются специальные установки или резервуары для хранения готовой жидкости.

Отрицательные характеристики технологии УФ-обеззараживания воды:

1. Ультрафиолет не позволяет обезвредить все микроорганизмы, так как ряд из них обладает повышенной устойчивостью к такому типу излучения. Но чистую питьевую воду можно получить при помощи разных способов, поэтому если жидкость насыщена подобными бактериями или вирусами, для ее обработки выбирают другую методику.

2. Необходим контроль содержания железа, иными словами в воде не должно находиться взвешенных частиц разного рода загрязнителей. Только при соблюдении этой нормы обработка приведет к желаемым результатам. В данном случае работает такое правило: чем больше частиц крупного размера содержится в жидкости, тем ниже качество обработанной воды.

3. Необходима предварительная очистка жидкости, позволяющая добиться удовлетворительного результата. На этом этапе УФ-обеззараживания из воды удаляются все примеси, находящиеся в ней крупнодисперсные частицы. После обработки ультрафиолетом необходимо также проводить хлорирование.

4. Ультрафиолетовая установка имеет однократное действие, то есть даже после обработки в жидкости могут снова появиться бактерии, вирусы.

Поскольку данная технология имеет немало серьезных минусов, обычно ее применяют вместе с другими способами обработки жидкости. Ультрафиолет может использоваться в качестве самостоятельного средства только при условии, что вода лишена иных загрязнителей.

УФ-оборудование для обеззараживания воды

Современные установки для УФ-обеззараживания питьевой воды представляют собой камеру обеззараживания из нержавеющей стали. Реже для этих целей используется пластик.

В таком сосуде находится ультрафиолетовая лампа, защищенная от попадания в нее воды специальным защитным покрытием. За время, что поток воды находится в подобном фильтре под УФ-излучением, уничтожаются все находящиеся в жидкости опасные микроорганизмы.

Подобным системам по УФ-обеззараживанию воды не требуется постоянной проверки со стороны человека, так как предусмотренный блок контроля автоматически включает лампу после подачи воды. Еще одно достоинство современных фильтров состоит в пультах дистанционного управления, позволяющих управлять работой системы. Также устройство способно сигнализировать о появившихся неисправностях.

Отдельно скажем об установках для стерилизации сточных вод. Они отличаются крупными габаритами, а перед входом в камеру часто присутствуют дополнительные фильтры для предварительной механической очистки поступающей жидкости.

Промышленные устройства для УФ-обеззараживания воды оснащаются большим количеством ламп – до нескольких десятков – поскольку такие системы должны за раз очищать немалые объемы жидкости.

Нужно регулярно выполнять замену светильников и очистку кварцевых защитных чехлов. Дело в том, что на чехлах собираются разного рода отложения, из-за которых снижается эффект от УФ-лучей. Подчеркнем: другого обслуживания подобная установка не требует.

Условия эффективности УФ-обеззараживания воды

Наравне со всеми остальными технологиями, УФ-обеззараживание воды подчиняется ряду факторов, затрудняющих ее работу.

Ключевой показатель, влияющий на эффективность водоочистки – требуемая доза УФ-облучения. Она представляет собой произведение интенсивности облучения и его продолжительности. Кроме того, при расчете этого показателя обязательно учитывается характер микроорганизмов, содержащихся в исходной жидкости. Вид и тип представленных болезнетворных организмов влияют на их устойчивость к облучению, поэтому чем более они устойчивы, тем большее время требуется на УФ-обеззараживание воды.

Для повышения эффективности можно просто увеличить интенсивность излучения, но системы очистки не всегда позволяют сделать это, так как оснащаются однотипными ультрафиолетовыми лампами с волнами фиксированной длины и интенсивности. Вот почему при повышенной устойчивости бактерий приходится повышать продолжительность нахождения воды в реакционной камере. Также при этом учитывается объем бактерий и микробов в определенной воде.

Еще одним фактором, влияющим на качество работы установок УФ-обеззараживания воды, являются свойства самой жидкости, а именно состав и процентное содержание примесей. Специалисты используют нормативы цветности, содержания в воде железа, крупнодисперсных загрязнителей, при превышении которых эффективность обработки воды ультрафиолетом резко снижается, а иногда даже стремится к нулю.

Поясним, в чем причина: крупнодисперсные примеси и частицы железа выступают в роли своеобразного щита для части микроорганизмов, содержащихся в жидкости. В результате те не подвергаются необходимому излучению и способны снизить качество уже, казалось бы, обработанной воды. Вот почему перед УФ-обеззараживанием необходимо провести обезжелезивание воды.

Эффективность проведенной обработки ультрафиолетом проверяют при помощи измерения содержания в жидкости бактерий кишечной палочки, то есть организма с наивысшей стойкостью к такого рода воздействию.

Как работают и чем отличаются УФ-установки для обеззараживания воды

Существует довольно богатый выбор систем, в которых применяются установки УФ-обеззараживания воды. Состав последних всегда остается стандартным – это облучающие воду ультрафиолетовые лампы в кварцевых чехлах. Тем не менее, не любая система ультрафиолетового обеззараживания жидкости является универсальной и оказывается пригодна для работы в любых условиях. Если вам требуется УФ-обеззараживание воды и вы собираетесь купить подобную установку, необходимо представлять себе ряд факторов, влияющих на ее выбор.

В первую очередь необходимо учитывать такой показатель как производительность устройства. Все установки УФ-обеззараживания воды построены на принципе непрерывного действия, поэтому их эффективность зависит от часовой скорости пропуска воды через установку, иными словами, расхода воды. В принципе, использование накопительных баков могло бы повысить уровень результативности, но в данном случае их применение недопустимо, ведь УФ-излучение лишено последействия, то есть в воду в баке снова попадут загрязнения.

Другой крайне важный при выборе установки для УФ-обеззараживания воды показатель – коэффициент пропускания водой УФ-излучения, он непосредственно связан со свойствами поступающей жидкости. Можно говорить о низком коэффициенте, если речь идет о мутной воде с высоким содержанием крупнодисперсных примесей. В этом случае необходимо повысить дозу облучения.

Последний существенный параметр подобных установок состоит в мощности устройства или используемой при обеззараживании воды дозе облучения. Необходимая доля УФ-излучения зависит от характера и содержания в конкретной воде микроорганизмов. Напомним, что разные типы бактерий и микробов имеют отличающуюся устойчивость к облучению – именно это их свойство влияет на условия УФ-обеззараживания воды.

Сразу скажем, что самым простым из всех перечисленных параметров является производительность, тогда как для определения двух оставшихся требуется проведение полного химического анализа воды в лабораторных условиях.

Повторим, что любая установка для УФ-обеззараживания состоит из специальной пластиковой либо стальной камеры, внутри которой установлена УФ-лампа в специальной защитной оболочке, препятствующей попаданию влаги. Подобные системы не нуждаются в постоянном присутствии обслуживающего персонала, поскольку лампа загорается по сигналу, поступающему от блока контроля, – установка включается сразу после того, как вода попадает внутрь. У таких устройств могут быть предусмотрены пульты дистанционного управления, также приборы способны подавать сигналы о возможных неполадках в системе.

Используемые в промышленности установки УФ-обеззараживания воды отличаются немалыми размерами, вызванными дополнительной установкой фильтров для механической очистки поступающей жидкости. За счет такого усложнения системы удается добиться более быстрой и эффективной обработки больших объемов жидкости. Кроме того, в промышленных установках используется одновременно по несколько десятков УФ-ламп.

Для применения в домашних условиях, к примеру, для очистки небольших водоемов, прудов, вполне подходят упрощенные фильтры с УФ-лампой. На рынке представлены модели от разных производителей, но все они имеют гораздо более доступную цену, нежели их промышленные аналоги.

Как мы уже говорили, все УФ-фильтры обладают практически идентичной конструкцией, в которую входит резервуар, патрубок и лампа. Жидкость попадает в емкость, после чего включается лампа и начинается процесс обеззараживания воды. Далее очищенная жидкость через трубы выводится из системы очистки.

Из чего состоит установка УФ-обеззараживания воды

• Лампы.

Чаще всего в качестве источника УФ-излучения (УФИ) выступают лампы низкого давления (НД). Последние могут быть ртутными, где используется ртуть в свободном состоянии, и амальгамными, в которых та же ртуть находится в связанном состоянии. Во вторую группу входят и лампы высокого давления (за рубежом их называют лампами среднего давления (СД)). На данный момент активнее всего используются источники низкого давления, а именно их новейший вариант, – амальгамные лампы. Они положительно отличаются от своих аналогов повышенной энергоэффективностью и безопасностью.

• Кварцевые чехлы.

Функции кварцевых чехлов состоят в предотвращении контакта лампы с водой и регулировании температуры – без последнего невозможно нормальное функционирование ламп. О качестве этого элемента установки для УФ-обеззараживания воды можно судить по его достаточной прозрачности для УФИ, ведь только в этом случае вода получит необходимую дозу облучения. Лидеры рынка производителей подобных систем применяют стекло из кварца, отличающееся повышенным пропусканием УФИ с длиной волны 254 нм. Из этого материала получаются кварцевые изделия с очень высокой точностью изготовления.

• ЭПРА.

Под этой аббревиатурой скрываются устройства для пуска, поддержания работы и регулировки ламп. Тип ЭПРА, качество, алгоритмы действия влияют на продолжительность службы ламп, максимальное количество включений/выключений (чем выше данный показатель, тем качественнее и дольше прослужит оборудование), стабильность излучения лампы от колебаний напряжения питающей сети. Если в устройстве по УФ-обеззараживанию воды используются качественные комплектующие и правильно разработаны алгоритмы, то лампы могут служить до 16 000 ч, а число включений/выключений возрастает до 5000.

• УФ-датчики.

Чисто визуально невозможно оценить эффективность работы установки, это просто опасно, а человеческий глаз не способен различить УФ-излучение. Поэтому такие системы комплектуются контроллерами, отвечающими за проверку изменения потока бактерицидного излучения. Однако стоит понимать, что простые системы обычно не имеют подобных датчиков либо на них устанавливаются самые дешевые устройства, которые, к сожалению, реагируют даже на видимый человеку спектр, а значит, не способны выявить эффективность работы устройства.

Профессиональные системы, имеющие международные сертификаты качества, оснащаются селективными УФИ-датчиками. Такие приборы реагируют исключительно на снижение бактерицидного облучения, что является необходимым показателем для оценки работы прибора. Этот узел считается обязательным элементом конструкции установок УФ-обеззараживания воды.

• Пульт управления.

Данная составляющая системы УФ-обеззараживания воды необходима для контроля и управления УФ-оборудованием. В профессиональных УФ-системах пульты обычно обладают функцией подключения к ПК, к автоматизированным системам контроля и управления процессами водоподготовки, за счет чего управлять установкой можно и дистанционно. Также современные пульты имеют удобный интерфейс, высокий класс электробезопасности, высокую степень защиты от пыли и влаги.

• Камера обеззараживания.

В данном случае речь идет об одном из важнейших элементов системы для УФ-обеззараживания воды, влияющем на ее эффективность. Именно в данной камере размещаются УФ-лампы. Также здесь находятся распределители потоков, которые необходимы для перемешивания и выравнивания жидкости. Именно от этих элементов зависит качество очистки и надежность всего процесса, а также они сокращают гидравлические потери.

Однако важна не только сама конструкция камеры, но и ее прочность, стойкость к коррозии, герметичность и отсутствие вредных выделений из материала под действием УФ-излучения. Поэтому многие современные производители отдают предпочтение такому материалу, как качественная нержавеющая сталь AISI 316, AISI 304. Если же речь идет о взаимодействии системы для УФ-обеззараживания воды с агрессивными средами, такими как морская вода, то используется дуплексная сталь.

• Системы, очищающие защитные чехлы.

В любой воде до обеззараживания присутствуют разного рода примеси, все они оседают на кварцевых кожухах, приводя к загрязнению последних. В итоге снижается уровень интенсивности, уменьшается доза излучения, получаемая жидкостью.

Существуют разные причины, вызывающие загрязнение чехлов: это и оседание взвешенных частиц, и их налипание на поверхность чехла из-за турбулентных столкновений, и пр. На поверхности чехла лампы среднего давления (полихроматический спектр излучения) происходит множество фотохимических реакций, провоцирующих формирование трудноудаляемых загрязнений. Чтобы УФ-обеззараживание воды приносило желаемый результат, в системе может быть предусмотрена механическая очистка или реагентная промывка чехлов.

Первый вариант позволяет очищать кварцевые чехлы без отключения оборудования. Но стоит понимать, что таким образом невозможно полностью восстановить первоначальные оптические свойства защитного покрытия. Второй способ зарекомендовал себя как более надежный, простой и выгодный по финансовым и энергетическим затратам, но при нем происходит полное отключение установки.

Как правильно выбирать УФ-системы обеззараживания воды

Как вы уже поняли, необходимыми условиями качественного УФ-обеззараживания воды являются правильный выбор оборудования и метода очистки. Все существующие на данный момент системы имеют разную производительность. Но так как облучение в установке происходит непрерывно, производительность зависит от скорости воды, с которой та протекает через установку.

Безусловно, в случае с любой другой системой очистки можно было бы в разы повысить производительность при помощи добавления в систему накопительного бака. Но в нашей ситуации подобное изменение конструкции оказывается недопустимым, ведь действие лучей носит однократный характер. Иными словами, произойдет повторное заражение уже чистой жидкости после того, как она соединиться в баке с грязной.

Выбирая систему для УФ-обеззараживания воды, обратите внимание на то, какому облучению в ней подвергается вода. Если вы имеете дело с довольно мутной жидкостью, лучше вложить средства в покупку мощного оборудования, иначе вы не получите желаемого эффекта от обработки воды. Количество микроорганизмов в воде также влияет на дозировку облучения. Напомним простое правило: чем их больше, тем большая доза требуется.

Сегодня на рынке представлен большой выбор различных вариантов устройств, отличающихся по характеристикам и ценам. Поэтому чтобы не потеряться среди всего этого многообразия, рекомендуем ознакомиться с механизмами работы систем для УФ-обеззараживания воды и заранее сделать анализ воды.

Уничтожение определенного вида микроорганизмов в системе для УФ-обеззараживания воды требует конкретной дозы ультрафиолета, поэтому не забудьте провести анализ воды – так вы узнаете, какие виды бактерий содержатся именно в вашем образце жидкости и подберете оптимальную порцию излучения.

Отличаться может и степень требуемой дезинфекции. Так, питьевая вода требует 100%-ной очистки, тогда как в случае со сточными водами вовсе не обязательно уничтожать все загрязнения.

Компании-производители предлагают УФ-лампы для обеззараживания воды двух типов, неодинаково реагирующие на температуру жидкости. Лампы со средним давлением больше подходят для работы с температурой до +85 °С, а приборы с низким давлением действуют при температурном режиме в пределах +16…+20 °С.

Обратите внимание на такой показатель, как «прозрачность» – он говорит о количестве ультрафиолета, которое может проходить через воду. На эти цифры воздействуют вещества, содержащиеся в жидкости, поскольку они способны задерживать и сокращать количество УФ-лучей. В итоге наблюдается недостаточная эффективность обеззараживания.

Источник: biokit.ru

Другие статьи по теме:

Фильтр для технической воды Фильтр перед счетчиком воды Как сделать фильтр Фильтр для горячей воды от ржавчины Аквафор или гейзер Фильтры для смягчения воды из скважины