Кварцевание — технология обеззараживания воды¶
Кварцевание — метод обеззараживания воды с помощью ультрафиолетового излучения, создаваемого кварцевой лампой. Относится к физическим способам дезинфекции и применяется в системах водоснабжения, пищевой промышленности, медицине и аквариумистике. В отличие от хлорирования, кварцевание не изменяет химический состав воды и не образует побочных продуктов.
¶Принцип действия
Кварцевая лампа — это газоразрядная трубка, изготовленная из ультрафиолетопрозрачного кварцевого стекла (в отличие от обычного стекла, кварц пропускает ультрафиолетовое излучение). Внутри трубки находится инертный газ (обычно аргон) с небольшой добавкой ртути. При прохождении электрического разряда через газ ртуть испускает ультрафиолетовые волны, преимущественно в диапазоне 253,7 нм — именно эта длина волны наиболее эффективно подавляет жизнедеятельность микроорганизмов.
Ультрафиолетовое излучение разрушает ДНК и РНК бактерий, вирусов, водорослей и простейших, нарушая их способность к размножению. Микроорганизмы при этом не уничтожаются физически, а теряют способность к воспроизводству и постепенно погибают.
¶Виды кварцевания
По способу взаимодействия с водой различают два основных типа установок:
- Открытого типа — вода непосредственно контактирует с колбой лампы, которая помещена в струю воды. Такие системы проще по конструкции, но лампа со временем покрывается налётом, что снижает эффективность.
- Закрытого типа — лампа размещена в герметичной кварцевой трубке, через которую не проходит вода. Конструкция долговечнее и не требует частой очистки, но имеет более высокую стоимость.
По назначению установки делятся на бытовые (аквариумные, для питьевой воды), промышленные (для систем водоснабжения, бассейнов) и медицинские (для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещениях).
¶Применение
¶Водоснабжение и водоочистка
Кварцевание применяется на очистных сооружениях как завершающий этап водоподготовки, а также в системах рециркуляции воды в бассейнах. Метод позволяет снизить дозу хлора и сократить образование хлорорганических соединений.
¶Медицина
Кварцевые лампы используются для обеззараживания воздуха и поверхностей в операционных, перевязочных и процедурных кабинетах. В физиотерапии кварцевание применяется как метод ультрафиолетовой терапии — облучение кожи для лечения рахита, кожных заболеваний, укрепления иммунитета. Важно соблюдать дозировку: избыточное облучение вызывает ожоги и повреждение глаз (кератит).
¶Пищевая промышленность
Ультрафиолетовая обработка используется для обеззараживания воды, используемой в производстве напитков, а также для дезинфекции воздуха в цехах и поверхностей оборудования.
¶Аквариумистика
Кварцевые лампы применяются для обеззараживания аквариумной воды и уничтожения водорослей, вызывающих помутнение. Существуют также лампы, излучающие в видимом диапазоне, необходимом для роста аквариумных растений.
¶Преимущества и ограничения
К достоинствам метода относятся:
- отсутствие изменения химического состава воды и запаха;
- отсутствие образования токсичных побочных продуктов;
- высокая эффективность против большинства микроорганизмов;
- простота и компактность оборудования.
Ограничения связаны с тем, что ультрафиолет плохо проникает в мутную воду — взвешенные частицы поглощают излучение и снижают эффективность. Поэтому перед кварцеванием вода обычно проходит механическую фильтрацию. Кроме того, метод не удаляет из воды химические загрязнители и соли.
¶Историческая справка
Впервые бактерицидное действие ультрафиолетового излучения было обнаружено в 1877 году английскими учёными Джоном Тиндалем и Артуром Даунсом. В 1903 году датский офтальмолог Нильс Рюберг Финзен получил Нобелевскую премию за разработку метода ультрафиолетовой терапии. Массовое промышленное применение кварцевания началось в XX веке с развитием водоснабжения и медицинской техники.
¶Источники
- ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Требования к контролю качества»
- Справочник по водоподготовке и водоснабжению
- Медицинская физика: учебное пособие
- Материалы Всемирной организации здравоохранения по ультрафиолетовой обработке воды
