Водоподготовка с использованием ультрафиолетового облучения



В данной статье рассмотрены общее данные о состоянии водоподготовки в Казахстане и о процессе воздействия ультрафиолетового излучения.

Ключевые слова: ультрафиолетовое облучение, УФА, село, централизованное водоснабжение.

Состояние водоподготовки в Казахстане

Сегодняшний день из 10,6 млн городского населения — 10 млн обеспечены полноценным централизованным водоснабжением. Из 7,7 млн человек сельского населения — 6,5 млн имеют питьевую централизованную воду.

По источникам [3–4] 1,2 млн человек в сельской местности — это маленькие сёла, в них примерно по 200 человек живёт. В прошлом году 2022, по оперативным данным, планируется обеспечение 368 сел, из них центральным водоснабжением — 148 сел, и в 220 селах за счет средств местного бюджета планируется установка комплексных блок-модулей. Всего в стране 6316 сел, из них 3991 обеспечено централизованным водоснабжением, в 403 селах установлены комплексные блок-модули. Из 1922 необеспеченных сел в 793 планируется продолжить строительство централизованного водоснабжения. Источником водоснабжения жителей этих сел являются подземные источники и малые реки.

Проблема водных ресурсов в Казахстане — одна из самых актуальных, это Сырдарьинский и Аральский регионы. В Жанакорганском районе в соответствии со сложившейся сложной ситуацией в вопросе ресурса необходимо строительство дополнительного водозаборного канала от реки Сырдарья до магистрального канала Келинтобе и водозабора в районе главного устья канала,а также контралировать качества воды. Меры со стороны государства принимаются, и немалые. Существует специальный совет по водной безопасности при президенте, который возглавляет премьер-министр. Внедряются различные программы по питьевой воде и проекты, выделяются из бюджета внушительные суммы.

Программа “Ақ бұлақ” в Казахтане

В 2010 году утверждена программа “Ақ бұлақ” на 2011–2020 годы. Срок реализации поделили в два этапа: 2011–2015 годы (1-й этап), 2016–2025 годы (2-й этап). [4–5]

Цель программы — обеспечение населения качественной питьевой водой и услугами водоотведения.

Финансировалась она за счет средств институтов развития, собственных средств эксплуатационных предприятий, отечественных и зарубежных инвестиций и в пределах средств, предусматриваемых государственным бюджетом. Было выделено [5–6] из бюджета — 951 млн 490,3 тыс. тенге.

По итогам программы планировалось обеспечить доступ к централизованному водоснабжению в селах на 80 %, в малых городах — на 100 %. Ставилась задача охватить системой мониторинга проектов водоснабжения и водоотведения в 86 городах и 6 943 селах и обеспечить население питьевым водоснабжением 24 часа в сутки.

Свыше 2 тысяч сельских домов получат возможность подключиться к центральному водоснабжению с качественным показателем воды.

Способы обеззараживания воды

В целом, совершенствование методов водоподготовки является неотъемлемой частью обеспечения эффективной и безопасной работы оборудования, а также сохранения окружающей среды. Существуют различные способы совершенствования систем водоподготовки и обеззараживания воды. [1–2]

1) Использование фильтров. Фильтры могут использоваться для удаления различных примесей из воды, таких как песок, грязь, ржавчина, хлор и другие химические соединения. Существуют различные типы фильтров, включая механические, угольные и обратноосмотические фильтры.

2) Использование ультрафильтрации. Ультрафильтрация — это процесс фильтрации, при котором небольшие частицы и молекулы удаляются из воды при помощи полупроницаемой мембраны. Этот процесс может быть особенно полезен для удаления бактерий и вирусов из воды.

3) Использование ультрафиолетового облучения. Ультрафиолетовое облучение может использоваться для обеззараживания воды путем уничтожения микроорганизмов, таких как бактерии и вирусы. Ультрафиолетовые лампы могут быть установлены в системах водоподготовки для обеспечения безопасной воды.

4) Использование озонирования. Озонирование — это процесс добавления озона в воду для обеззараживания и удаления запахов и вкусов. Озон может уничтожать бактерии и другие микроорганизмы, а также окислять органические вещества в воде.

5) Для контроля качества воды используется регулярное тестирование воды. Тестирование может включать измерение pН, уровня хлора, наличия бактерий и других параметров, которые могут влиять на качество воды.

Преимущества УФ-обеззараживания:

— Быстрое обеззараживание воды для хозяйственно-бытовых нужд;

— Неизменность химического состава воды при обеззараживании;

— Вкус, цвет и запах воды не меняются, оставаясь природными;

— Высокая эффективность борьбы с вирусами;

— Простота оборудования;

— Малые эксплуатационные затраты.

На рынке ультрафиолетовых излучателей представлено множество продукции зарубежного производства, среди всемирно известных компаний, занимающихся производством ультрафиолетовых излучателей, стоит отметить такие бренды, как UV-technik из Германии, Atlantic Ultraviolet из США и Hanovia из Великобритании. Особенно интересно, что Hanovia является старейшей компанией в мире в этой области. Они уже много лет занимаются производством и разработкой ультрафиолетовых излучателей, и их продукция широко применяется в различных отраслях.

В России также существует большой спрос на ультрафиолетовые лампы, в частности на продукцию голландской компании Philips.

Philips известна своим качеством и надежностью, и их лампы широко используются в различных сферах, включая медицину, науку, промышленность и бытовые нужды. Они предлагают широкий ассортимент ультрафиолетовых ламп, которые отвечают самым высоким стандартам качества и безопасности.

Система очистки воды Milli-Q Integral S.Kit

Рис. 1. Схема работы системы Milli-Q Integral

Комплектация аппарата:

— Система очистки воды Milli-Q Integral 3/5/10/15;

— Точка отбора воды Q-Pod;

— Картридж предочистки Progard TS2;

— Картридж очистки воды Quantum TEX Cartridge (Органекс);

— Набор для запуска системы;

— Фильтр Millipak 40 (0,22 мкм) / ультрафильтр BioPak*;

— Резервуар на 30/60/100 литров полиэтиленовый;

— Вент-фильтр для резервуаров объемом 30/60/100 л;

— Автоматический санитизационный модуль для резервуара;

— Датчик утечки воды;

— Таблетки для санитизации мембраны обратного осмоса;

— Набор для замены УФ лампы.

Вода типа I:

— Удельное сопротивление при 25°С: 18,2 МОм*см;

— TOC (общий органический углерод): ≤5 ppb (мкг/л);

— Микроорганизмы: <0,01 КОЕ/мл*;

— Пирогены (бактериальные эндотоксины): <0,001 ед. энд./мл**;

— РНК-азы: <1 пг/мл**;

— ДНК-азы: <5 пг/мл**;

— Частицы диаметром >0,22 мкм: <1 частицы/мл*.

— Вода типа II:

— Удельное сопротивление при 25°С: 10–15 МОм*см;

— TOC (общий органический углерод): <30 ppb (мкг/л).

Характеристики качества воды II типа с использованием точки отбора E-POD:

— Микроорганизмы: <0,1 КОЕ/мл*;

— Пирогены (бактериальные эндотоксины): <0,001 ед. энд./мл**;

— РНК-азы: <0,01 нг/мл**;

— ДНК-азы: <4 пг/мкл**;

— Частицы диаметром >0,22 мкм: <1 частицы/мл*.

* при использовании фильтра финишной очистки Millipak.

** при использовании фильтра финишной очистки BioPak.

Как показано на Рис.1 под номером 1 показано подача водопроводной воды которая проходит через 2 входной соленоидный клапан, затем идет очистка через предварительный картридж 3. Топливная система [2–3] наполняется через насоса подкачки, при этом температура контролируется по ячейкам 5, после того как передается на обратноосмотическую мембрану 6. Возвратная петля слива после мембраны 7 проходят через ячейку 9 измерения проводимости параметра Тип 3, после 10 трехходового клапана проходят через УФ- лампу 254нм. Накопительный эффект в 12 баке после раздачи 13 насоса проходит 14 УФ лампу 185нм, и во время процесса 15 индикатор контролирует состав воды, который проходит через картридж Q-Pak. В конце процесса устройство отбирает сверхчистую воду 19 и проходят через финишную фильтровую систему для удаления определенных примесей.

Особенности и преимущества Milli-Q Integral:

1) эргономичность конструкции и современный дизайн;

2) безупречное качество конечного продукта;

3) высокопроизводительная работа с низким уровнем шума и энергопотребления;

4) высокий КПД;

5) удобное управление, возможность опционального расширения функций в процессе эксплуатации;

6) полная автоматизация всего процесса.

Рис. 2 Бактерицидная установка

Бесконтактная система очистки воды с ультрафиолетовой лампой применяется для удаления или нейтрализации патогенных микроорганизмов и вирусов. Эффективность данного способа напрямую зависит от чистоты воды, отсутствия в ней посторонних загрязнений, способных рассеивать УФ-лучи. Предварять ультрафиолетовую обработку рекомендуется осадочными, угольными, ионообменными или комплексными фильтрами.

Комбинированные системы очистки воды линейки Milli-Q Integral, предназначенные для приготовления сверхчистой и высокоочищенной воды (Тип I + Тип II). В комплектацию приборов входит рычаг отбора воды с жидкокристаллическим дисплеем Q-POD, а также фильтры различного типа для предварительной и высокой очистки, включая деионизацию и дебактеризацию. [1–2]

Заключение

Ультрафиолетовое облучение применяют для снижение уровня ТОС — количество углерода, содержащееся в органических соединениях.

Водоподготовка с использованием ультрафиолетового (УФ) облучения позволяет уничтожать микроорганизмы и вирусы, которые могут присутствовать в воде, без использования химических реагентов. Это необходимо для обеспечения стабильной работы оборудования и предотвращения возможных аварий.

Литература:

1. ‘UV disinfection of drinking water and municipal wastewater’ (2022) Photochemical Reactors, pp. 342–404.
2. Система очистки воды Millipore Milli-Q Integral 3 S.Kit «Элтемикс — Лаб». (n.d.).
3. Житникова О. (2023, June 5). Водный вопрос: эколог объяснила причину дефицита воды в Казахстане.
4. В Казахстане хотят строить новые каналы для борьбы с засухой | LS. (n.d.). lsm.kz.
5. Масимов К. Об утверждении Программы “Ақ бұлақ” на 2011–2020 годы — ИПС “Әділет.” (n.d.).
6. KMG Water Industry. (n.d.). Водоподготовка для производства — очистка воды — в Казахстане — Kmgwi.kz.