Государственная система санитарно-эпидемиологического
нормирования Российской Федерации
Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы
_________________________________________________________________________________
Утверждаю Главный Государственный санитарный врач Российской Федерации Г.Г.Онищенко 15 октября 1998г. МУ 2.1.4.719-98 |
Дата введения - 15 декабря 1998 года |
2.1.4 ПИТЬЕВАЯ ВОДА И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Санитарный надзор за применением ультрафиолетового излучения
в технологии подготовки питьевой воды
Методические указания
МУ 2.1.4.719-98
1. Разработаны авторским коллективом в составе: д.м.н. Ю.В.Новиков (руководитель); д.м.н. А.В.Тулакин; к.б.н. Г.В.Цыплакова; К.м.н. Г.П.Амплеева; к.б.н. Р.С.Ехина; к.б.н. И.С.Тюленева; к.б.н. О.Г.Семенова; д.м.н. Г.М.Трухина; к.м.н. Н.Н.Мойсеенко (НИИ гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана); д.м.н. В.Т.Мазаев, к.м.н. Т.Г.Шлепнина (Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова); к.ф-м.н. С.В.Костюченко; А.В.Якименко; к.ф-м.н. С.А.Васильев (Научно-производственное объединение "ЛИТ").
2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 15 октября 1998 года.
3. Введены впервые.
1. Область применения
Настоящие указания устанавливают основные санитарные требования к организации обеззараживания воды методом УФ-излучения при использовании его в технологии получения питьевой воды.
Документ конкретизирует ряд положений основополагающих документов водно-санитарного законодательства в части гигиенических требований к качеству обрабатываемой воды, величине дозы УФ-облучения, гарантирующей заданную степень обеззараживания, к УФ-установкам и месту расположения их в технологической схеме водоподготовки, а также в части мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда персонала, обслуживающего оборудование.
Методическими указаниями необходимо руководствоваться при осуществлении государственного санитарно-эпидемиологического надзора за системами питьевого водоснабжения, а также при проектировании, сдаче в эксплуатацию и эксплуатации УФ-установок обеззараживания воды, проведении производственного контроля за их работой.
2. Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие документы:
2.1. Закон Российской Федерации "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения".
2.2. ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора".
2.3. СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".
2.4. МУК 4.2.671-97 "Методы санитарно-микробиологического анализа питьевой воды".
2.5. МУК 4.2.668-97 "Санитарно-паразитологические исследования воды".
3. Основные положения
3.1. Ультрафиолетовым излучением называется электромагнитное излучение с длиной волны 10 - 400 нм и соответствующей энергией фотонов 12,4 - 3,1 электронвольт.
3.2. Для обеззараживания воды в технологии водоподготовки используется биологически активная область спектра УФ-излучения с длиной волны от 205 до 315 нм, называемая бактерицидным излучением. Максимум бактерицидного действия приходится на область 250 - 270 нм.
3.3. Ультрафиолетовое излучение обладает выраженным биоцидным действием в отношении различных микроорганизмов, включая бактерии, вирусы и грибы.
УФ-облучение в дозах, обеспечивающих бактерицидный эффект, не гарантирует эпидемическую безопасность воды в отношении возбудителей паразитологических заболеваний.
3.4. Обеззараживающее действие УФ-излучения основано на необратимых повреждениях молекул ДНК и РНК микроорганизмов, находящихся в воде, за счет фотохимического воздействия лучистой энергии. Фотохимическое воздействие предполагает разрыв или изменение химических связей органической молекулы в результате поглощения энергии фотона.
3.5. Степень инактивации под действием УФ-излучения микроорганизмов пропорциональна интенсивности излучения (мВт/см2) и времени облучения (с).
Произведение интенсивности излучения на время называется дозой облучения (мДж/см2) и является мерой бактерицидной энергии, сообщенной микроорганизмам.
3.6. Дозы УФ-облучения по критерию гибели бактериальных клеток подразделяются на:
• суббактерицидные, не вызывающие гибели бактерий;
• бактерицидные, вызывающие гибель бактериальной клетки.
3.7. Для достижения заданной степени обеззараживания воды УФ-излучением необходим учет основных факторов, влияющих на процесс обеззараживания. К таким факторам относятся:
• мощность источников УФ-излучения и рациональное использование ее в УФ-установках обеззараживания воды;
• поглощение УФ-излучения обеззараживаемой водой;
• закономерности отмирания различных микроорганизмов под действием УФ-излучения.
3.8. В качестве источников УФ-излучения для обеззараживания воды используются газоразрядные лампы, имеющие в спектре своего излучения диапазон длин волн 205 - 315 нм. Существуют конструкции ламп, в спектре излучения ртутного разряда, которых содержится линия 185 нм. В процессе работы этих ламп в воздушной среде образуется озон.
3.8.1. Основным типом ламп, применяемых в установках обеззараживания воды, являются лампы, заполненные смесью паров ртути и инертных газов и работающие в режимах низкого и высокого давления.
3.8.2. Лампы низкого давления имеют электрическую мощность 2 - 200 вт и рабочую температуру 40 - 150°С. В лампах этого типа около 30% электрической энергии преобразуется в бактерицидное излучение с длиной волны 254 нм. Срок службы ламп низкого давления составляет 5000 - 10000 ч.
3.8.3. Лампы высокого давления имеют мощность 50 - 10000 Вт и работают при температуре 600 - 800°С. Эти лампы имеют широкий спектр излучения и низкий коэффициент полезного действия в области коротковолнового излучения. Их использование в технологии обеззараживания воды обусловлено большой мощностью ламп.
3.8.4. Конструктивно источники УФ-излучения делятся на лампы с отражателями и лампы с защитными кварцевыми чехлами.
3.8.5. УФ-лампы с отражателями используются в установках с непогруженными источниками излучения. Эти лампы располагаются над свободно текущей водой, т.е. в установках отсутствует непосредственный контакт ламп с водой.
3.8.6. УФ-лампы с защитными кварцевыми чехлами используются в установках с погруженными источниками излучения. Лампы с защитными чехлами располагаются в потоке воды, обтекающей их со всех сторон. Защитные чехлы изготавливаются обычно из кварцевого стекла и предназначены для стабилизации температурного режима ламп.
3.8.7. Для обеззараживания питьевой воды чаще применяются установки с погруженными источниками вследствие более высокой эффективности использования УФ-излучения ламп.
3.9. Установки УФ-обеззараживания должны обеспечивать равномерное распределение дозы облучения во всем объеме обеззараживаемой воды. Равномерность облучения достигается за счет турбулентности потока вследствие высокой скорости течения воды в установках и конструкции установок, предусматривающей наличие специальных "выравнивающих" устройств.
3.10. Проникновение УФ-лучей в воду сопровождается их поглощением как самой водой, так и веществами, находящимися в воде в растворенном или взвешенном состоянии.
3.11. Поглощающая способность воды характеризуется коэффициентом поглощения, цифровое выражение которого указывает долю бактерицидного излучения, поглощенного слоем воды толщиной 1 см.
3.11.1. Коэффициенты поглощения природной воды поверхностных источников водоснабжения колеблются в пределах от 0,2 до 0,6.
З.11.2. Коэффициенты поглощения питьевой воды, полученной из подземных источников водоснабжения, имеют значения 0,05 - 0,2; из поверхностных источников - 0,15 - 0,3.
З.12. С учетом эксплуатационной и экономической целесообразности УФ-обеззараживание может быть использовано для обработки воды с цветностью до 50 град, мутностью до 30 мг/л и содержанием железа до 5,0 мг/л.
3.13. Влияние минерального состава воды на степень бактерицидного облучения проявляется, кроме того, в образовании осадка на поверхности кварцевых чехлов УФ-ламп.
3.14. Различные виды микроорганизмов при одинаковых условиях облучения имеют различную степень чувствительности к УФ-излучению. Величины доз облучения, необходимых для инактивации 99,9% отдельных видов микроорганизмов в лабораторных условиях, приведены в приложении 2.
3.15. При УФ-обеззараживании воды не существует проблемы передозировки. Повышение дозы УФ-излучения не приводит к гигиенически значимым Неблагоприятным изменениям свойств воды и образованию побочных продуктов. Доза УФ-облучения может быть увеличена до значений, обеспечивающих эпидемическую безопасность воды как по бактериям, так и по вирусам.
3.16. УФ-обеззараживание не требует длительного контакта УФ- лучей с водой. Бактерицидный эффект проявляется в течение времени прохождения воды через камеру обеззараживания УФ-установок.
4. Санитарный надзор в области питьевого водоснабжении
при использовании УФ-метода обработки воды
на стадии проектирования
4.1. Уф-излучение в технологии получения питьевой воды может быть использовано на этапе:
• предварительного обеззараживания воды;
• заключительного обеззараживания питьевой воды.
4.2. На этане предварительного обеззараживания воды УФ-излучение используется как метод, альтернативный первичному хлорированию при соответствии качества воды источника водоснабжения требованиям п. 3.12. Это снижает риск образования в йоде тригалометанов (ТГМ), обеспечивает необходимую степень снижения микробного загрязнения воды и удовлетворительное санитарное состояние очистных сооружений.
4.2.1. Технологическая схема водоподготовки с использованием УФ-излучения на этапе предварительного обеззараживания для каждого конкретного источника водоснабжения устанавливается на основе технологических исследований или опыта работы сооружений в аналогичных условиях, в соответствии с приложением № 1 ГОСТ 2761-84.
4.2.2. Требуемая степень первичного обеззараживания воды определяется технологическим регламентом.
4.2.3. При первичном обеззараживании воды возможна комбинация методов хлорирования и УФ-облучения. При этом доза хлора может быть сокращена на 15 - 100% при условии обеспечения технологической эффективности последующих этапов водоподготовки (коагуляция, отстаивание, фильтрование и т.д.).
4.3. На этапе заключительного обеззараживания воды УФ-излучение используется как самостоятельный метод, так и и сочетании с реагентными методами обеззараживания.
4.3.1. Выбор схемы обеззараживания определяется на основе анализа условии водоснабжения (цветность воды, содержание органических веществ, техническое состояние распределительной сети и т.д.).
При оценке санитарной надежности распределительной сети рекомендуется использовать "Методические указания по эпидемиологической оценке санитарно-гигиенических условий в целях профилактики кишечных инфекций" (№ 28-6/20 от 6.06.86) и методические рекомендации "Комплексная оценка хозяйственно-питьевого водопользования в городах с выраженным санитарно-эпидемиологическим неблагополучием" (утв. ГК СЭН № 01-19/33-17 от 17.03.96).
4.3.2. Для эффективного заключительного обеззараживания питьевой воды до требований СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" УФ-установки должны обеспечить дозу облучения не менее 16 мДж/см2 для всего объема воды, прошедшего через УФ-установку.
4.3.3. Совместное применение УФ-излучения и хлора повышает санитарную надежность обеззараживания в отношении вирусов.
4.4. Согласование технологии водоподготовки с использованием УФ-излучения проводится территориальными ЦГСЭН на основе анализа следующих документов (материалов):
• обоснования выбора типа УФ-установки с учетом максимального расхода обрабатываемой воды, максимального коэффициента поглощения УФ-излучения подои и уровня бактериального загрязнения воды;
• результатов опытно-технологических испытании УФ-технологии (на этапе предварительного обеззараживания);
• паспорта на УФ-установку;
• гигиенического сертификата и сертификата соответствия.
4.5. В паспорте установок УФ-обеззараживания должны быть указаны следующие параметры:
• эффективная доза облучения и ее зависимость от расхода воды;
• максимальный коэффициент поглощения воды, при котором обеспечивается эффективная доза;
• максимальный и минимальный расходы воды;
• размеры камеры обеззараживания;
• ресурс УФ-ламп.
4.6. Соответствие эффективной дозы указанному в паспорте значению подтверждается гигиеническим сертификатом и сертификатом соответствия Госстандарта РФ.
4.7. Обеспеченность контроля за надежностью УФ-установок оценивается по наличию:
• датчиков измерения интенсивности УФ-излучения в камере обеззараживания;
• системы автоматики, гарантирующей звуковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы;
• счетчиков времени наработки ламп и индикаторов их исправности;
• системы механической или химической очистки кварцевых чехлов, позволяющей производить процесс очистки без разборки и демонтажа установки;
• крана для отбора проб воды на бактериологический анализ.
4.8. Защита от возможного неблагоприятного воздействия УФ-излучения на обслуживающий персонал должна быть обеспечена конструкцией УФ-установок, гарантирующей отсутствие выхода УФ-излучения за пределы камеры обеззараживания.
4.9. Для химической очистки кварцевых чехлов могут быть использованы средства, разрешенные Госсанэпиднадзором для удаления отложений солен.
4.10. Камеры обеззараживания УФ-установок должны быть изготовлены из материалов, указанных в "Перечне материалов, реагентов и малогабаритных очистных устройств, разрешенных ГКСЭН для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения" (№ 01-19/32-11 от 23.10.92), или имеющих гигиенический сертификат.
4.11. Проектом должно быть предусмотрено наличие специального места для хранения УФ-ламп.
5. Санитарный надзор за эксплуатацией УФ-установок
в системах централизованного питьевого водоснабжения
5.1. Санитарный надзор в процессе эксплуатации УФ-установок питьевой воды проводится за:
• соблюдением режима дезинфекции установок и подводящих трубопровода при вводе в эксплуатацию новых УФ-установок или после их ремонта;
• эффективностью обеззараживания питьевой воды;
• соблюдением системы и правил технологического контроля в процессе эксплуатации УФ-установок;
• полнотой и своевременностью проведения регламентных работ;
• соблюдением мероприятий по обеспечению безопасности труда персонала, обслуживающего УФ-установки.
5.2. Организация и проведение государственного санитарно-эпидемиологического надзора за эксплуатацией УФ-установок осуществляется в плановом порядке и по санитарно-эпидемиологическим показателям.
5.3. Перед вводом УФ-установок в эксплуатацию, а также после длительного перерыва в их работе необходимо провести обработку камеры обеззараживания и подводящих трубопроводов водой с содержанием активного хлора не менее 75 мг/л при контакте 5 - 6 ч.
Примечание: для обработки элементов УФ-установок допускается применение других (помимо хлора) дезинфицирующих средств, имеющих гигиенический сертификат.
5.4. Эффективность работы УФ-установок подтверждается результатами бактериологического анализа проб воды после облучения, по показателям таблицы 1 СанПиН 2.1.2.559-96.
5.5. Система технологического контроля за процессом эксплуатации УФ-установок должна включать контроль:
• дозы УФ-облучения;
• ресурса с учетом времени наработки УФ-ламп;
• исправности УФ-ламп;
• содержания озона в воздушной среде.
5.6. Контроль за дозой облучения производится путем учета интенсивности бактерицидного излучения в камере обеззараживания, времени пребывания воды в ней и рассчитывается по формуле:
D = Е * t, (1)
где:
D - доза облучения, мДж/см2;
Е - минимальная интенсивность бактерицидного излучения, мВт/см2;
t - среднее время пребывания воды в камере обеззараживания, с.
5.6.1. Интенсивность бактерицидного излучения измеряется при помощи специальных датчиков-приемников излучения, селективно измеряющих бактерицидное излучение с длиной волны 220 - 280 нм.
5.6.2. Среднее время пребывания воды в камере обеззараживания рассчитывается по формуле:
, (2)
где:
t - среднее время пребывания воды в камере обеззараживания, с;
S - поперечное сечение камеры обеззараживания, см;
L - длина камеры обеззараживания, см;
Q - расход воды, м3/ч;
278 - коэффициент пересчета размерности единиц.
5.6.3. Расход воды, проходящей через УФ-установку, контролируется расходомерами.
5.6.4. Размеры камеры обеззараживания (длина и поперечное сечение) указываются производителем в паспорте.
5.7. Контроль ресурса ламп производится по показаниям счетчика времени наработки УФ-ламп.
5.8. Контроль исправности УФ-ламп проводится по индикатору исправности ламп.
5.9. Контроль за концентрацией озона в воздушной среде проводится в соответствии с "Методическими указаниями по фотометрическому определению озона в воздухе" № 1639-77.
5.10. Регламентные работы должны проводиться в соответствии c инструкциями по эксплуатации для конкретного типа УФ-установок и в обязательном порядке должны включать в себя периодическую очистку кварцевых чехлов и своевременную замену УФ-ламп после выработки своего ресурса или при их неисправности.
5.10.1. Очистка кварцевых чехлов УФ-ламп должна проводиться на основании показаний датчиков-приемников интенсивности бактерицидного излучения.
5.10.2. Проведение регламентных работ, регистрация неисправностей, включая замену ламп, должны фиксироваться в журнале эксплуатации УФ-установок.
5.11. При контроле безопасности труда обслуживающего персонала необходимо проверить:
• журнал учета индивидуального инструктажа по технике безопасности лиц, работающих с УФ-оборудованием;
• соблюдение требований "Правил технической эксплуатации и техники безопасности электроустановок потребителей" (от 21.12.84) и правил безопасности, указанных в паспорте или других документах на применяемый тип УФ-установок;
• правильность. хранения вышедших из строя УФ-ламп;
• журнал регистрации результатов определения концентраций озона и воздухе помещений, где расположены УФ-установки; концентрация должна соответствовать гигиеническому нормативу озона в воздухе рабочей зоны;
• наличие аптечки;
• концентрацию озона в воздухе рабочих помещений.
5.11.1. УФ-лампы должны храниться запакованными в специально отведенном месте. Утилизация ламп должна проводиться в соответствии с требованиями "Указаний по эксплуатации установок наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов", утвержденных приказом Минжилкомхоза РСФСР от 12.05.88 № 120.
5.11.2. При применении УФ-ламп, конструкция которых не исключает выход УФ-лучей с длиной волны менее 200 нм ("озонообразующая область ультрафиолета"), концентрация озона в воздухе помещений не должна превышать допустимую - 0,03 мг/м3.
5.11.3. В случае попадания промывочного раствора (при химической очистке кварцевых чехлов) на кожную поверхность, необходимо промыть ее теплой водой с мылом, а глаза - 2%-ным раствором борной кислоты или 0,9%-ным раствором бикарбоната натрия (питьевой соды).
Приложение 1
Перечень терминов, понятий и единиц измерения
№№ п/п |
Термин |
Понятие или определение |
Единицы измерения |
1 |
2 |
3 |
4 |
1. |
Ультрафиолетовое излучение |
Электромагнитное излучение с длиной волны 10 - 400 нм |
нм |
2. |
Бактерицидное |
Электромагнитное излучение УФ-излучение диапазона с длиной волны 205 - 315 нм |
нм |
3. |
Биоцидное действие излучения |
Гибель микроорганизмов под воздействием бактерицидного излучения |
- |
4. |
Источник УФ-излучения (бактерицидная лампа) |
Искусственный источник световой энергии, в спектре которого имеется бактерицидное излучение |
- |
5. |
Мощность источника УФ-излучения |
Суммарная световая энергия, излучаемая источником в УФ-диапазоне в единицу времени |
Вт |
6. |
Интенсивность излучения |
Отношение потока излучения к площади поверхности |
мВт/см2 |
7. |
Время бактерицидного облучения |
Время, в течение которого происходит бактерицидное облучение |
с |
8. |
Доза УФ-облучения |
Мера бактерицидной энергии |
мДж/см2 |
9. |
Суббактерицидная доза |
Мера бактерицидной энергии, не вызывающая гибели микроорганизмов |
мДж/см2 |
10. |
Бактерицидная доза |
Мера бактерицидной энергии, вызывающая гибель микроорганизмов |
мДж/см2 |
11. |
Бактерицидный эффект |
Количественная оценка действия бактерицидного излучения (отношение числа погибших микроорганизмов к их начальному количеству) |
% |
12. |
Коэффициент полезного действия УФ-излучения |
Отношение бактерицидного потока облучателя к бактерицидному потоку УФ-ламп |
- |
13. |
УФ-установка воды |
Устройство для обеззараживания бактерицидным излучением |
- |
14. |
Камера обеззараживания |
Основной элемент УФ-установки, в котором происходит процесс обеззараживания воды |
- |
15. |
Расход воды |
Объем воды, протекающей через камеру в единицу времени |
м3/с |
16. |
Отражатель УФ-ламп |
Специальное покрытие (устройство), увеличивающее поток излучения в заданном направлении |
- |
17. |
Кварцевый чехол |
Устройство, препятствующее прямому доступу воды к бактерицидной лампе, стабилизирующее ее тепловой режим |
- |
18. |
Коэффициент поглощения |
Отношение потока УФ-излучения, поглощенного слоем воды толщиной 1 см, к падающему потоку УФ излучения |
- |
19. |
Ресурс УФ-ламп |
Определенная паспортом продолжительность работы ламп до их замены |
ч |
20. |
Время наработки УФ-ламп |
Время, в течение которого УФ-лампы находились в рабочем состоянии |
ч |
21. |
Датчик-приемник УФ-излучения |
Устройство, измеряющее интенсивность УФ-излучения в камере обеззараживания |
- |
Приложение 2
(справочное)
Доза ультрафиолетового облучения (мДж/см2),
необходимая для инактивации различных видов микроорганизмов
№№ п/п |
Вид микроорганизмов |
Доза облучения, необходимая для инакгивации |
|
|
99,9 % |
1 |
Shigella flexneri |
5,2 |
2 |
Salmonella typhi |
7,5 |
3 |
Shigella dysenteriac |
8,8 |
4 |
Proteus vulgaris |
7,8 |
5 |
Staphylococcus aureus |
7,8 |
6 |
Escherichia coli |
6,0 |
7 |
Virus poliomyelitis |
6,0 |
8 |
Salmonella paratyphi |
6,1 |
9 |
Vibrio cholerae |
6,5 |
10 |
Orthomyxoviridae (вирусы гриппа) |
6,6 |
11 |
Salmonella enteritidis |
7,6 |
12 |
Mycobacterium tuberculosis |
10,0 |
13 |
Pseudomonas aeruginosa |
10,5 |
14 |
Virus hepatitis A |
11,0 |
Список литературы
1. СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".
2. ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора".
3. МУК 4.2.671-97 "Методы санитарно-микробиологического анализа питьевой воды".
4. МУК 4.2.668-97 "Санитарно-паразитологические исследования воды".
5. Методические указания по эпидемиологической оценке санитарно-гигиенических условий в целях профилактики кишечных инфекций (№ 28-6/20) - М., 1986.
6. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - М.: Энергоатомиздат, 1986.
7. Соколов В. Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. - М., 1961.
8. Потапченко Н. Г., Славук О. С. Использование УФ-излучения в практике обеззараживания воды / Химия и технология воды. 1989. - Т. 13. - № 12. - С. 1117 - 1129.
9. Руководство № Р.3.1.683-98 "Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещениях".
10. Методические указания по фотометрическому определению озона в воздухе № 1639-77.
11. UV Usage аnd gоvеrmеnt rеgulаtiоn. Whаt you nееd to know. - J.Water Conditioning Purification. june. - 1997. - P. 38 - 42.