Дезинфекция на вода: Кои са физическите методи за стерилизация на вода?

Микроскопичните жители на водните среди могат да се разделят на две групи в зависимост от тяхното въздействие: 1. Бактерии, гъби и водораслите, които причиняват запушване на тръби, топлообмен, водни резервоари, филтрирни компоненти и т.н., обикновено се внасят във водата от повърхностни източници и се размножават при благоприятни условия.
2. Патогенни и условно патогенни микроорганизми, като вируси, бактерии, гъби и яйца на хелминти, могат да причинят инфекциозни болести при хората и животните.

Методите на дезинфекция на вода се класифицират според техния принцип на действие:
- Физически или нехимични методи, при които дезинфекцията се осъществява чрез влияние на физически фактори (кипене, ултравиолета, електролиза, обратна осмоза);
- Химични методи или реактиви, при които определени реактиви (хлор, озон, неоксидиращи агенти) се добавят към водата;
- Комбинирани методи предполагат комбинирането на двете технологии, като например ултрафилтрация и хлориране.

Физически методи за дезинфекция на вода
Дезинфекцията без използване на химични вещества има своите предимства. Основното предимство на тези методи обикновено е отсъствието на вторично замърсяване с дезинфекциозни разтвори, но всички тези методи имат значително недостатък - водата може да бъде повторно заразена с микроорганизми, тъй като методите нямат дълготрайно действие.

Кипене на вода
Вероятно това е най-простият начин за дезинфекция на вода в домашни и полски условия. Под влиянието на висока температура структурата на ДНК на повечето патогенни микроорганизми е повредена и те не могат да продължат размножаването си. Киптенето е ефикасно срещу всички микроорганизми, които образуват спори.

Важно е да се отбележи, че за дезинфекция водата не само трябва да се доведе до точката на кипене, но да се прави за поне пет минути.

ПРЕДИМСТВА:
- Простота на изпълнението;
- Липса на необходимост от допълнително оборудване;
- Ефикасност срещу повечето патогенни микроорганизми;
- Освен дезинфекция, намалява твърдостта и замъткосттта на водата.

НЕДОСТАТЪЦИ:
- Значително увеличение на потреблението на енергия с увеличаване на обема вода;
- Дълга продължителност;
- Възможност за вторично замърсяване.

Ултравиолета
От древни времена човечеството е знаело за благоприятните ефекти на слънчевата светлина. Благодарение на ултравиолетното излъчване, което е един от компонентите на UV спектъра, то е способно да разложи структурата на тимин в ДНК на микроорганизмите. В резултат бактериите и вирусите теглят способност да се размножават както във водата, така и в човешкото тяло.

Най-простият метод за дезинфекция на вода с ултравиолета е методът SODIS. Водата, филтрирана за премахване на големи механични частици, по-големи от 50 микрона, се излива в PET бутилки (полиетилен терефталат), които се поставят на повърхност, експонирана на преки слънчеви лъчи. Основният недостатък на този метод е необходимостта от експозиция на активна слънчева светлина. Методът е най-ефикасен в ивицата между 35 градуса северна и южна ширина, където дезинфекцията трае приблизително шест часа. Тъй като интензивността на слънчевата светлина намалява, продължителността на дезинфекцията се увеличава.

Устройствата за дезинфекция на вода се произвеждат под формата на механични цилиндрични тръби с излъчвател на кварц. Водата влиза в корпуса и тече около гильзата, като по този начин е експонирана на UV излъчване и дезинфектирана. Дължината на вълната в повечето от тези устройства е приблизително 250 nm.

Днес такива устройства се използват за профилактична дезинфекция на питейна вода и битова вода след сложни системи за пречистване. Инсталацията на такъв излъчвател предотвратява запушване на тръби, филтрирни елементи, перални машини и т.н.

ПРЕДИМСТВА:
- Лесен за използване метод;
- Не изисква обемисто оборудване;
- Не изисква постоянна дозировка на реактиви;
- Не въвежда вторично замърсяване във водата, за разлика от дезинфекцията с реактиви;
- Намалено потребление на енергия.

НЕДОСТАТЪЦИ:
- Не е ефикасна срещу широк спектър на микроорганизмите, препоръчват се комбинирани методи за вода контаминирана с патогенни агенти;
- Необходима е редовна подмяна на източника на облъчване;
- Водата трябва да е лишена от механични частици, преди да премине през устройството, тъй като те могат да намалят ефективността на метода с 50%;
- Липса на дълготрайно действие.

Обратна осмоза и ултрафилтрация
Размерът на порите в мембраните на обратна осмоза е 4000 пъти по-малък от този на най-малките бактериални клетки и 200 пъти по-малък от този на вирусните частици. Следователно такива филтри са способни да задържат 100% от микроорганизмите. Технологията се използва главно за пречистване на питейна вода. Тя е основата на домашните филтри, автоматите за продажба, водните киоски и дори на производството на храни и напитки.

ПРЕДИМСТВА:
- Елиминиране на 100% вирусов и бактерии;
- Компактни размери и висока производителност;
- Приятно за околната среда;
- Елиминиране на други токсини освен микробиологичните замърсители: тежки метали, органични вещества, хлор и т.н.

НЕДОСТАТЪЦИ:
- Относително висока цена на технологията;
- Голямо количество отпадна вода - между 20 и 70% от производството, в зависимост от размера на мембраната и налягането;
- Липса на дълготрайно действие, което ограничава използването на водата директно в точката на потребление. Като алтернатива водата изисква комбинирана дезинфекция.

Мембраните за ултрафилтрация имат относително големи размери на порите, които могат частично да позволят преминаването на вирусни частици, така че този метод може да се използва само в комбинация с реактиви или ултравиолетна светлина.