Прогрессивным способом биологической очистки воды является бактерицидное облучение. При этом способе стерилизация происходит вследствие фотохимического действия на протоплазму и воздействия ультрафиолетовой лучистой энергии (при длине волны лучей от 2950 до 2000 А) на ферменты клеток бактерий. В результате этих воздействий погибают как вегетативные, так и споровые формы бактерий. Эффективность бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей зависит от продолжительности и интенсивности облучения, а также от цветности и мутности облучаемой воды. Прозрачная и бесцветная вода в меньшей степени поглощает лучи, и облучение такой воды происходит с большим бактерицидным эффектом. Источниками бактерицидного облучения являются аргоно-ртутные и ртутно-кварцевые лампы.
Наибольшей сопротивляемостью бактерицидному облучению обладают бактерии кишечной палочки. Поэтому наличие или отсутствие кишечной палочки может служить показателем эффекта обеззараживания при обработке воды, загрязненной патогенными неспорообразующими бактериями. Исследованиями установлена следующая зависимость между бактерицидной энергией ламп, необходимой для облучения, и начальным содержанием в воде бактерий (табл. 5).
Таблица 5 Потребное количество бактерицидной энергии
Начальное количество бактерий в 1 л воды | Количество бактерий в 1 л воды после облучения | Потребное количество бактерицидной энергии в мквт-сек/м3 |
1 ООО | 0 | 13 500 |
10 000 | 0 | 18 000 |
100 000 | 2 | 27 000 |
500 000 | 3 | 40 500 |
1 000 000 | 0 | 60 000 |
Простейшим аппаратом для облучения воды является аппарат лоткового типа с поперечным размещением бактерицидных ламп (рис. 11). В этом аппарате вода перемещается вдоль лотка с поперечными перегородками, накрытого рефлектором. Под рефлектором размещены лампы. По пути следования вода облучается. Производительность аппарата при 15 лампах по 15 вт каждая составляет 16 м3/ч.
Рис. 11. Аппарат для облучения воды лоткового типа с поперечным размещением бактерицидных ламп.
В аппаратах струйного типа (рис. 12) вода подвергается облучению во время падения ее из распределительной системы в сборный канал. Облучение производится с двух сторон струи. Для облучения воды может применяться также аппарат с погружаемым источником облучения, описание которого приведено в главе «Минеральные воды».
Рис. 12. Аппарат для облучения воды струйного типа с непогружаемым источником облучения.
Для обработки воды ионами серебра применяются ионаторы - сосуды, в которых на специальных поплавках, погружаемых в воду, закрепляются серебряные электроды. К электродам подводится постоянный электрический ток; образующиеся в результате электролиза ионы серебра поступают в протекающую через ионатор воду.
Серебро даже в ничтожных концентрациях (сотые доли миллиграмма на литр) обладает способностью уничтожать микроорганизмы. Некоторые микроорганизмы погибают при наличии 1 части серебра на 100 млн. частей воды. Такое сильное токсическое действие серебра объясняется высокой чувствительностью плазмы клеток микроорганизмов к ионам серебра. Полагают, что ионы серебра проникают внутрь микробной клетки, соединяются с ее протоплазмой и разрушают ее. Считают также, что ионы серебра, адсорбируясь на микробной клетке, играют роль катализаторов в процессе окисления плазмы кислородом воздуха. Однако бактерицидное действие серебра сказывается только на вегетативных формах бактерий и весьма незначительно распространяется на споровые формы, причем эффект бактерицидного действия достигается при продолжительном (двухчасовом) контакте обеззараживаемой воды с ионами серебра.