В подавляющем большинстве поверхностных вод (для подземных вод эта проблема стоит менее остро, однако не снимается совсем) обитают различные микроорганизмы – бактерии, вирусы, простейшие, а также микроскопические водоросли и грибки. Среди них встречаются как безвредные для здоровья человека, так и способные вызывать заболевания (подчас смертельно опасные). Последних принято называть болезнетворными или патогенными. Нахождение этих микроорганизмов в воде делает ее потенциально опасной для здоровья человека, причем как при приеме ее внутрь, так и при мытье или купании и даже при вдыхании водных паров или аэрозолей.

Таблица. Водные патогенные организмы

(по данным ВОЗ, Руководство по контролю качества питьевой воды. Том 1. Рекомендации. Женева, 1993 г.)

Патогенный организм Опасность для здоровья Персистентность в воде 1 Устойчивость к хлору 2 Относ. инфиц. доза 3 Животное-носитель
Бактерии
Campylobacter jejuni Campylobacter Coli (C.Coli)высокая средняя низкаясредняя да
Escherichia Coli (E.Coli) (патогенные) высокая средняя низкаявысокая да
Salmonella typhi высокая средняянизкаявысокая нет
Salmonella (non typhi) высокая длительнаянизкаявысокая да
Shigella spp. высокая кратковременная низкаясредняянет
Vibrio cholerae высокая кратковременная низкаявысокая да
Yersinia enterolitica высокая длительнаянизкаявысокая (?) да
Pseudomonas aeruginosa 5 средняя может размножаться средняя высокая (?) нет
Aeromonas spp. средняя может размножаться низкаявысокая (?) нет
Вирусы
Adenoviruses высокая (?)средняя низкая нет
Enteroviruses высокая длительнаясредняя низкая нет
Hepatitis A высокая (?)средняя низкая нет
Энтеровирусы гепатита ни А, ни В, гепатита Е высокая (?)(?)низкая нет
Норволк вирус высокая (?)(?)низкая нет
Ротавирус высокая (?)(?)средняянет (?)
Мелкие круглые вирусы высокая (?)(?)низкая
Простейшие
Entamoeba histolytica высокая средняя высокаянизкая нет
Giardia intestinalis высокая средняя высокаянизкая да
Cryptosporidium parvum высокая длительная высокаянизкая да
Dracunculus medinensis высокая средняя средняянизкая да
Срок, в течение которого микроорганизм способность сохранять жизнеспособность вне тела хозяина. В воде (при температуре 20 °С) короткий – до 1 недели, средний – от 1 недели до 1 месяца, длительный – свыше 1 месяца.Когда инфекционный агент находится в свободном взвешенном состоянии в воде, подвергшейся обработке хлором, при обычных дозах и времени контакта. Средняя устойчивость – патогенный агент может быть уничтожен не полностью, низкая устойчивость – патогенный агент уничтожается полностью.
Относительная инфицирующая доза – это та доза (количество) патогенных микроорганизмов этого типа, необходимая, чтобы вызвать инфекцию у 50% взрослых здоровых добровольцев.Неизвестно или неясно.Основной путь заражения – кожный контакт, но инфицирование раковых больных или людей с иммунодефицитом может происходить и при употреблении зараженной воды внутрь.

Поэтому заключительным этапом подготовки питьевой воды является её обеззараживание, цель которого заключается в уничтожении бактерий и вирусов, вызывающих различные заболевания.

По способу воздействия на микроорганизмы выделяют реагентные (химические) и безреагентные (физические) методы.

К химическим методам обеззараживания питьевой воды относят обработку окислителями: хлором, озоном, йодом и т.п.

К физическим методам относят: кипячение, обеззараживание ультрафиолетом, ультразвуком.

Обеззараживание ультрафиолетовыми лучами

УФ технология является лучшей альтернативой дезинфекции хлором. Научно доказано – использование хлора, двуокиси хлора и других химических веществ для обеззараживания воды может привести к последствиям, которые наносят вред здоровью и окружающей среде.

Многолетние исследования и развитие технологии дезинфекции воды методом ультрафиолетового обеззараживания основываются на природном действии солнечных лучей.

УФ дезинфекция является физическим процессом. При воздействии УФ излучения микроорганизмы, такие как бактерии, вирусы, дрожжи и т.д. мгновенно инактивируются.

Действие ультрафиолета

Обеззараживающий эффект УФ излучения, обусловлен фотохимическими реакциями в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет воздействует на РНК и клеточные мембраны, что вызывает гибель микроорганизмов.

Сопротивляемость разных типов микроорганизмов к УФ излучению

Дозы УФ облучения, необходимые для инактивации 99,9% микроорганизмов приведены в таблице (сокращенный вариант).

Вид микроорганизма Вид заболевания УФ доза необходимая для инактивации до уровня 99.9% мДж/см²
Бактерии
Pseudom. aeruginosa ОКЗ, коньюктивиты, отиты 16,5
Mycobacterium tuberculisis Туберкулез 10,0
Escherichia coli Острые кишечные заболевания (ОКЗ) 9,0
Proteus vulgaris ОКЗ 7,8
Salmonella enteritidis Сальмонеллезы 7,6
Vibrio cholerae Холера 6,5
Salmonella paratyphy ОКЗ 6,1
Salmonella typhosa Брюшной тиф 6,0
Shigella flexneri Дизентерия 5,2
Shigella dysenteriae Дизентерия 4,2
Вирусы
Hepatitis virus Вирусный гепатит А 8,0
Virus Poliomyelitis Полиомиелит 6,0

Преимущество метода УФ обеззараживания по сравнению с технологиями хлорирования и озонирования:

Мгновенное обеззараживание;Не вносит изменений в химический состав обрабатываемой воды;Сохраняет природные вкус и запах;Мгновенная инактивация микроорганизмов;Эффективней против вирусов;
Отработанные технологии;Оборудование просто в эксплуатации;Минимальные эксплуатационные затраты;Максимальная эксплуатационная безопасность;

Вода, подающаяся на установку УФ обеззараживания должна соответствовать следующим требованиям:

Общее содержание железа – не более 0,3 мг/л, марганца – 0,1 мг/л;Содержание сероводорода – не более 0,05 мг/л;
Мутность – не более 2 мг/л по каолину;Цветность – не более 35 град.

Применение УФ оборудования для воды позволяет:

Обеспечить высокую эффективность обеззараживания воды в отношении широкого спектра микроорганизмов, в том числе вирусов и цист простейших;Позволяет полностью или частично отказаться от применения хлора, существенно повысить надежность и безопасность систем водоснабжения;Исключить возможность образования в обрабатываемой воде побочных токсичных продуктов, характерных для технологий хлорирования;Обеспечить простой ввод УФ комплексов в технологическую цепочку действующих систем очистки воды без значительных затрат на строительно-монтажные работы, без изменения технологических процессов, без длительных перерывов в работе и снижения расхода обрабатываемой воды;
Исключить дорогостоящие системы дозирования, необходимые для технологий химической обработки воды, требующих соблюдения специальных мер по технике безопасности и охране окружающей среды;Обеспечить низкое энергопотребление;Обеспечить более низкую стоимость эксплуатации систем обеззараживания.