Dezinfectarea apei: Care sunt metodele fizice pentru sterilizarea apei?

Locuitorii microscopici ai mediilor acvatice pot fi împărțiți în două grupuri în funcție de impactul lor: 1. Bacteriile, ciupercile și algele care cauzează împiedicarea conductelor, schimbului de căldură, rezervoarelor de apă, componentelor filtrului, etc., sunt de obicei introduse în apă din surse de suprafață și se reproduc în condiții favorabile.
2. Microorganismele patogene și condiționat patogene, cum ar fi virușii, bacteriile, ciupercile și ouăle de helmint, pot cauza boli infecțioase la oameni și animale.

Metodele de dezinfectare a apei sunt clasificate în funcție de principiul lor de acțiune:
- Metode fizice sau non-chimice, în care dezinfectarea are loc prin influența factorilor fizici (fierbere, ultraviolete, electroliză, osmoză inversă);
- Metode chimice sau reactivi, în care anumiți reactivi (clor, ozon, agenți non-oxidanți) sunt adăugați la apă;
- Metode combinate implică combinarea ambelor tehnologii, cum ar fi ultrafiltrarea și clorinarea.

Metodele fizice de dezinfectare a apei
Dezinfectarea fără utilizarea substanțelor chimice are avantajele sale. Principalul avantaj al acestor metode este de obicei absența contaminării secundare cu soluții dezinfectante, dar toate aceste metode au un dezavantaj semnificativ - apa poate fi reinfectată cu microorganisme, deoarece metodele nu au un efect prelungit.

Fierberea apei
Probabil că aceasta este cea mai simplă modalitate de a dezinfecta apa în condiții domestice și de teren. Sub influența temperaturii ridicate, structura ADN-ului a majorității microorganismelor patogene este deteriorată, iar acestea nu pot să continue să se reproduca. Fierberea este eficientă împotriva tuturor microorganismelor care formează spori.

Este important să se menționeze că, pentru dezinfectare, apa nu ar trebui doar adusă la punctul de fierbere, ci să fie fiartă timp de cel puțin cinci minute.

AVANTAJE:
- Simplitatea executării;
- Lipsa necesității de echipamente suplimentare;
- Eficiența împotriva majorității microorganismelor patogene;
- Pe lângă dezinfectare, reduce duritatea și tulbureala apei.

DEZAVANTAJE:
- Creșterea semnificativă a consumului de energie odată cu creșterea volumului de apă;
- Durată mare de timp;
- Posibilitatea contaminării secundare.

Ultraviolete
Din vremuri străvechi, omenirea a cunoscut despre efectele benefice ale luminii solare. Datorită radiației ultraviolete, care este unul dintre componentele spectrului UV, aceasta este capabilă să descompună structura de timină din ADN-ul microorganismelor. Ca rezultat, bacteriile și virusurile își pierd capacitatea de a se reproduce atât în apă, cât și în corpul uman.

Metoda cea mai simplă de dezinfectare a apei cu ultraviolete este metoda SODIS. Apa, filtrată pentru a elimina particulele mecanice mari mai mari de 50 de microni, este turnată în sticle PET (polietilen tereftalat), care sunt plasate pe o suprafață expusă la lumina directă a soarelui. Principala dezavantaj a acestei metode este necesitatea expunerii la lumina solară activă. Metoda este cea mai eficientă în fâșia între 35 de grade latitudine nord și sud, unde dezinfectarea durează aproximativ șase ore. Pe măsură ce intensitatea luminii solare scade, durata dezinfectării crește.

Dispozitivele pentru dezinfectarea apei sunt produse sub formă de tuburi mecanice cilindrice cu un emițător de cuart. Apa intră în carcasă și curge în jurul mânecii, fiind astfel expusă radiației UV și dezinfectată. Lungimea de undă în majoritatea acestor dispozitive este de aproximativ 250 nm.

Astăzi, astfel de dispozitive sunt utilizate pentru dezinfectarea preventivă a apei potabile și a apei menajere după sisteme complexe de purificare. Instalarea unui astfel de emițător previne înfundarea conductelor, elementelor de filtrare, mașinilor de spălat, etc.

AVANTAJE:
- Metodă ușor de utilizat;
- Nu necesită echipament voluminos;
- Nu necesită dozare constantă de reactivi;
- Nu introduce poluare secundară în apă, spre deosebire de dezinfectarea cu reactivi;
- Consum redus de energie.

DEZAVANTAJE:
- Nu este eficientă împotriva unei game largi de microorganisme, se recomandă metode combinate pentru apa contaminată cu agenți patogeni;
- Este necesară înlocuirea regulată a sursei de iradiere;
- Apa trebuie să fie lipsită de particule mecanice înainte de a trece prin dispozitiv, deoarece acestea pot reduce eficacitatea metodei cu 50%;
- Lipsa acțiunii prelungite.

Osmoză inversă și ultrafiltrare
Dimensiunea porilor membranelor de osmoză inversă este de 4000 de ori mai mică decât cea a celulelor bacteriene cele mai mici și de 200 de ori mai mică decât cea a particulelor virale. Prin urmare, astfel de filtre sunt capabile să rețină 100% din microorganisme. Tehnologia este folosită în principal pentru purificarea apei potabile. Este baza filtrelor de uz casnic, a automatelor de vânzare, a chioșcurilor cu apă și chiar a producției de alimente și băuturi.

AVANTAJE:
- Eliminarea a 100% din viruși și bacterii;
- Dimensiuni compacte și productivitate înaltă;
- Prietenos cu mediul înconjurător;
- Eliminarea altor toxine în afară de poluanții microbiologici: metale grele, substanțe organice, clor, etc.

DEZAVANTAJE:
- Cost relativ ridicat al tehnologiei;
- Cantitate mare de apă uzată - între 20 și 70% din producție, în funcție de dimensiunea membranei și presiune;
- Lipsa acțiunii prelungite, ceea ce limitează utilizarea apei direct la punctul de consum. Alternativ, apa necesită dezinfectare combinată.

Membranele de ultrafiltrare au dimensiuni de pori relativ mari care pot permite parțial trecerea particulelor virale, astfel încât această metodă poate fi folosită doar în combinație cu reactivi sau lumină ultravioletă.