УФ знезараження води

ПРИЗНАЧЕННЯ

УФ знезараження відноситься до однієї з самих ефективних технологій дезінфекції води. До основних переваг цієї технології відносяться:

• Висока ефективність знешкодження всіх типів бактерій, вірусів, плісняви та інших мікроорганізмів;
• УФ опромінювання не змінює хімічного складу та органолептичних властивостей води (смак і запах);
• Знезараження води відбувається практично миттєво, що дозволяє відмовитись від використання контактних камер;
• УФ знезараження не потребує використання хімічних реагентів;
• Незалежність ефективності знезараження від кислотно-лужного балансу води (pH), наявності у воді солей жорсткості, тощо. Ефективність УФ знезараження залежить тільки від прозорості води, яка знезаражується, та кількості поглинутої бактерицидної енергії;
• Низька собівартість УФ знезараження, яка дешевше ніж будь-яка інша знезаражуюча технологія.

Технологія УФ знезараження може використовуватись як окремо, так і у сукупності з хімічними реагентами. Так додавання у знезаражену УФ випромінюванням воду невеликої кількості хлору забезпечує можливість її безпечного транспортування по муніципальним водопроводам і зменшує використання хлору, що позитивно впливає на здоров’я людей, які споживають таку воду.

УФ знезараження води УФ випромінюванням є екологічно чистим та безпечним методом знезараження. Використання УФ випромінювання для знезараження стічних вод захищає навколишнє середовище від забруднення токсичними хлорорганічними речовинами, які утворюються у воді при використанні технології хлорування.

нормативна документація

Якість питної води та використання УФ випромінювання для знезараження води регламентується багатьма нормативними документами, у тому числі:

Законами України:

• Закон України «Про питну воду та питне водопостачання»
• Закон України “Про водовідведення та очищення стічних вод”
• Закон України «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення»
• Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища»
• Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність»
• Закон України «Про житлово-комунальні послуги»

Водним кодексом України

 Державними санітарними нормами і правилами ДСанПіН 2.2.4-171-10 “Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною”.  

Керівництвом із забезпечення якості питної води. 4-е видання. [Guidelines for drinking-water quality – 4th ed.]// Всесвітня організація охорони здоров’я, 2017

Санітарними нормами і правилами:

• СанПіН 2.1.4.1074-01 “Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. Контроль якості”;
• СанПіН 2.1.4.544-96 “Вимоги до якості води нецентралізованого водопостачання. Санітарна охорона джерел”;
• СанПіН 2.1.5.980-00 “Гігієнічні вимоги до охорони поверхневих вод”;
• СанПіН 2.1.4.1116-02 “Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води, розфасованої в ємності. Контроль якості”;
• СанПіН 2.1.2.1188-03 “Плавальні басейни. Гігієнічні вимоги до влаштування, експлуатації та якості води. Контроль якості”;

Методичними вказівками:

• МУ 2.1.4.719-98 “Санітарний нагляд за застосуванням ультрафіолетового випромінювання в технології підготовки питної води”;
• МУ 2.1.5.1183-03 “Санітарно-епідеміологічний нагляд за використанням води в системах технічного водопостачання промислових підприємств”;
• МУ 2.1.5.732-99 “Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезараженням стічних вод ультрафіолетовим випромінюванням”;
• МУ 2.1.2.694-98 “Використання ультрафіолетового випромінювання під час знезараження води плавальних басейнів”;
• МУ 3.2.1757-03 “Санітарно-паразитологічна оцінка ефективності. Знезараження води УФ випромінюванням”;
• МУК 4.3.2030-05 “Санітарно-вірусологічний контроль ефективності знезараження питних і стічних вод УФ-опроміненням”

та іншими документами.

Згідно “Порядку очищення стічних вод перед скиданням” (Постанова Кабінету Міністрів України № 378 від 02.04.2024 р.) для знезараження стічних вод повинні використовуватись установки ультрафіолетового опромінення ТІЛЬКИ заводського виготовлення.

критерії вибору

Для знезараження води використовуються багато типів УФ установок. Одним з критеріїв їх вибору є тип бактерицидних УФ ламп, які використовуються в цих установках. На сьогоднішній день широко використовуються знезаражуючі установки з двома типами УФ ламп: з УФ лампами низького тиску (LTC, GPH, TUV, HNS …) і з УФ лампами середнього тиску (HOK, ДРТ…).

УФ лампи низького і середнього тиску відрізняються один від одного спектром випромінювання, яке генерується цими лампами, та питомими витратами енергії, яка витрачається на генерацію УФ випромінювання. Так лампи низького тиску генерують УФ випромінювання з довжиною хвилі 184,9 нм і 253,7 нм. УФ лампи середнього тиску мають високу бактерицидну ефективність у діапазоні – від 180 нм до 315 нм. При цьому бактерицидна ефективність УФ ламп низького тиску становить 85%, а УФ ламп середнього тиску – 42% (Настанова Р 3.5.1904-04 “Використання бактерицидного ультрафіолетового випромінювання для знезараження приміщень”). Тобто бактерицидна ефективність УФ ламп низького тиску у два рази вище ніж у ламп середнього тиску.

Орієнтовно продуктивність знезаражуючої УФ установки можна оцінити з наступної формули:

• для УФ установок з лампами низького тиску: Q = 2000∙F/[(100-T₁₀)∙D], м³/годину;
• для УФ установок з лампами середнього тиску: Q = 1000∙F/[(100-T₁₀)∙D], м³/годину,

де F – загальний бактерицидний потік всіх УФ ламп, які встановлені в УФ установці, Вт;
Т₁₀ – прозорість води в УФ діапазоні (при довжині хвилі 253,7 нм),%. Орієнтовно прозорість води після системи зворотного осмосу становить Т₁₀ = 95%; для чистої води з підземних джерел Т₁₀ = 90 … 85%; для води з поверхневих джерел після очищення, а також для води у плавальних басейнах Т₁₀ = 75%; для очищених стічних вод Т₁₀ = 65 … 40%;
D – значення знезаражуючої дози УФ опромінювання, Дж/м².

Згідно діючих нормативів (МУ 3.2.1757-03 МУ 3.2.1757-03. Профілактика паразитарних хвороб. Санітарно-паразитологічна оцінка эфективності знезараження води ультрафиолетовим випромінюванням) для знезараження питної води рекомендується використовувати УФ опромінення знезаражуюча доза якого становить 40 … 45 мДж/см²

Як видно, за економічними показниками, УФ установки з лампами низького тиску набагато більш ефективніші, ніж такі ж установки з лампами середнього тиску.

Враховуючи енергетичні та спектральні показники УФ ламп середнього тиску установки з такими лампами більш доцільно використовувати у процесах фотохімічного очищення води (AOPs), ніж для звичайного знезараження.

Системи УФ знезараження води

КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ

• Наявність системи автоматичного управління забезпечує роботу знезаражуючих систем у автоматичному режимі, що виключає людський фактор та зменшує експлуатаційні витрати.
• Обидві знезаражуючі системи комплектуються сучасними енергозберігаючими УФ лампами з підвищеним терміном експлуатації, який залежно від типу УФ лампи становить від 13 000 до 16 000 годин, що забезпечує їх надійну експлуатацію протягом від одного до двох років без заміни УФ ламп.
• Частини УФ установки, що контактують зі знезаражуваною водою, виготовлені з якісної неіржавкої сталі та інших, стійких до корозії матеріалів.
• Обидві знезаражуючі системи адаптовані для роботи у енергозберігаючому режимі

БЕЗПЕКА

В частині вимог безпеки знезаражуючі системи УФ знезараження води та стоків відповідають вимогам Технічного регламенту безпеки машин, ДСТУ EN ISO 12100:2016,  ДСТУ EN ISO 20607:2020, ДСТУ EN61000:2017, ДСТУ EN 62745:2021, Правил улаштування електроустановок (ПУЕ), ТУ У 28.29-40165568- 002:2020 та інших нормативних документів.

НАДІЙНІСТЬ

Безвідмовність роботи УФ систем забезпечується без постійного обслуговування і контролю в умовах температури навколишнього середовища в інтервалі від 278 К (5 ° С) до 308 К (35 ° С) і відносній вологості від 70% при температурі 293 К (20 ° С) до 80 % – при 298 К (25 ° С). Що дає змогу експлуатувати їх в умовах підвищеної вологісті (наприклад, у неопалюваних і невентильованих підземних приміщеннях, зокрема: у шахтах, підвалах, колодязях, трюмах кораблів, у яких можлива тривала наявність води та часта конденсація вологи на стінах і стелі тощо).

ПЕРЕВАГИ

• Знезараження води та стоків відбувається без використання хлору та його похідних;
• Знезараження здійснюється за допомогою сучасних бактерицидних ламп з підвищеним до 13000 – 16000 годин ресурсом, що забезпечує можливість безперервної роботи УФ установки на протязі 1,5 – 2 роки без заміни УФ ламп;
• Знезараження води та стоків здійснюється підвищеною дозою УФ опромінення, що гарантує високу надійність знешкодження бактерій, вірусів та інших мікроорганізмів;
• Наявність системи очищення захисних кварцових колб забезпечує високу ефективність знезараження на протязі всього терміну експлуатації;
• Сучасна система автоматичного керування гарантує високий рівень знезараження всієї кількості води, яка проходить через камеру знезараження
• Наявність системи дистанційного контролю забезпечує можливість роботи УФ установки в автономному режимі без постійного обслуговування.