Для достижения такого микробиологического качества наружного воздуха необходима его очистка. На сегодняшний день основным методом очистки воздуха является его фильтрование. При этом для достижения требуемых показателей необходим фильтр тонкой очистки класса не ниже F7.

Фильтры тонкой очистки. Фильтры тонкой очистки имеют низкую пылеемкость и высокое аэродинамическое сопротивление. Поэтому в состав установки очистки воздуха обязательно должен входить предфильтр грубой очистки класса G 3,4 и вентилятор. Падение давления на таком стэке в пределах номинальных значений скоростей потока воздуха составит от 200 Па в начале срока службы до 600 Па в конце. При расходе воздуха 1000 м3/час для преодоления такого сопротивления потребуется вентилятор мощностью 0,5кВт (причем, для обеспечения постоянной производительности системы вытяжной вентиляции он должен быть регулируемым).

Ресурс работы такого стэка не превышает 2-3 месяцев. Таким образом, установки очистки воздуха с фильтрами тонкой очистки малоэффективны для обеззараживания воздуха в системах вентиляции, сложны в эксплуатации и обладают высоким энергопотреблением.

Другим методом обеззараживания воздуха является применение УФ-облучения.

Рис. 1. Амальгамная лампа производства НПО «ЛИТ»

УФ-облучение. Установки УФ-облучения давно и успешно применяются в системах обеззараживания воздуха. Наибольшее распространение в установках УФ-обеззараживания, благодаря высокоэффективному преобразованию электрической энергии в бактерицидное излучение, получили ртутные лампы низкого давления на основе разряда в инертных газах и парах ртути.

Реализация этого метода в системах вентиляции обеспечивается включением в их состав бактерицидных облучателей (модулей и ячеек). Применение таких облучателей регламентируется Руководством Р 3.5.1904-04 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях».

Недостатком применения этого метода в системах вентиляции является относительно малая мощность традиционных ртутных ламп низкого давления. Бактерицидный поток таких ламп Фбкл не превышает 30 Вт (при потребляемой мощности до 100 Вт). Таким образом, для обеззараживания больших потоков воздуха бактерицидный облучатель должен содержать большое их количество.

Это, в свою очередь, снижает коэффициент использования бактерицидного потока ламп Кф. Лампы, размещенные в облучателе, неизбежно перекрывают друг друга, что не позволяет использовать их бактерицидный поток в полном объеме. В результате значение Кф для многоламповых модулей не превышает 0,3.

С учетом вышеизложенного, для обеспечения нормативного обеззараживания воздуха в системе вентиляции производительностью 4 000 м3/час необходим бактерицидный модуль, содержащий не менее 36 традиционных ламп низкого давления на основе разряда в инертных газах и парах ртути.

Таким образом, возможности применения бактерицидных модулей с лампами низкого давления в системах промышленной вентиляции ограничены их производительностью.

Рис.2. Бактерицидный модуль «МЕГАЛИТ 6» (габаритные размеры 880х915х1000 мм). Масса – 37,1 кг. Потребляемая мощность – 540 Вт. Потери напора – не более 20 Па.

Резюмируя вышеизложенное, следует признать, что основными причинами, сдерживающими применение эффективного метода обеззараживания воздуха– ультрафиолетового облучения – в системах вентиляции являются низкие эксплуатационные характеристики традиционного источника - лампы низкого давления на основе разряда в парах ртути и инертных газов.

С целью обеспечения приемлемых эксплуатационных характеристик бактерицидных модулей в таких системах следует обратить внимание на целесообразность использования в них источников УФ-излучения нового поколения – амальгамных ламп.

При производстве такой лампы в колбу закладывается не жидкая ртуть, а амальгама - твердый сплав ртути с одним или несколькими металлами.

Основным преимуществом амальгамных ламп является их высокая мощность.

В настоящее время в нашей стране амальгамные лампы выпускаются серийно (НПО «ЛИТ»): бактерицидный поток ламп Фбкл достигает 150 Вт (потребляемая электрическая мощность – не более 450 Вт), что в 5 раз превышает мощность традиционных ламп низкого давления (Рис.1).

Кроме того, такие лампы обеспечивают экологическую безопасность, и в случае их механического повреждения, исключено попадание жидкой ртути в систему вентиляции и окружающий воздух.

Обеззараживание воздуха УФ-установками:

Для оснащения уже существующих вентиляционных систем установками УФ- обеззараживания можно использовать УФ-ячейки. Ячейки «МЕГАЛИТ АЭРО» легко встраиваются в воздуховоды таких систем (Рис.3).

Наиболее эффективным является совместной применение УФ-установок с фильтрами класса G-3,4. Такие фильтры обладают высокой пылеемкостью и не создают большого аэродинамического сопротивления. В то же время, они успешно удаляют из воздуха крупные аэрозоли, пыль, споры бактерий, грибов и плесени. УФ-системы для обеззараживания воздуха эффективно инактивируют бактерии и вирусы, проходящие сквозь эти фильтры.

Практика применения УФ-модуля «МЕГАЛИТ» в системе вентиляции.

Производственные помещения предприятия были оснащены современной системой вентиляции и кондиционирования с двухуровневой (G3 + F5) фильтрацией, производительностью 10 000 м3/час. Результаты замеров качества воздуха (по контрольным микроорганизмам КМАФАнМ) не соответствовали требованиям службы качества предприятия. Одной из основных причин оказалось биообрастание воздуховодов системы вентиляции и кондиционирования. В смывах с внутренних стен воздуховодов были обнаружены колонии бактерий и плесени. Для решения задачи, в воздуховодах системы вентиляции и кондиционирования, были размещены бактерицидные модули, которые помимо обеззараживания проходящего воздуха, обеспечивали, за счет многократных отражений от внутренних стенок воздуховодов, их постоянную «подсветку».

Отбор воздуха в производственных помещениях проводился аспирационным способом с помощью пробоотборника воздуха MAS-100 Eco. Результаты приведены на рис.4.

Мероприятия по мойке и дезинфекции помещений и оборудования являются важнейшим условием обеспечения безопасности и качества выпускаемой продукции. Однако при этом, как правило, обрабатывают только рабочие поверхности помещений и оборудования.

Между тем, микробиологическое качество воздуха производственных помещений напрямую зависит от загрязнения микроорганизмами его стен и потолка.

Наблюдается очевидная взаимосвязь количества колониеобразующих микроорганизмов (КОЕ) в воздухе помещения и на его поверхностях.

Такая взаимосвязь существует потому, что микроорганизмы воздуха постоянно с какой-то вероятностью «прилипают» к поверхности, а микроорганизмы с поверхностей с какой-то вероятностью «отлипают» от нее (подробно с исследованиями этого механизма можно ознакомиться в книге В.Уайта «Технология Чистых Помещений»).

Как правило, на 1 м2 поверхности находится в 100 раз больше микроорганизмов, чем в 1м3 воздуха, что означает - для обычного помещения на поверхностях содержится примерно в 100 раз больше микроорганизмов, чем в воздухе.

Получается интересная картина.

Допустим, мы каким-то образом обеззаразили воздух, но не обеззаразили поверхность. Тогда, немедленно после выключения обеззараживающего прибора, начинается загрязнение воздуха десорбцией («отлипанием») микроорганизмов с поверхности и, учитывая, что общее количество микроорганизмов на поверхностях типичного помещения в 100 и более раз превышает их количество в воздухе, мы достаточно быстро получим практически полное восстановление количества КОЕ в воздухе помещения (даже если нет любых иных источников). Скорость десорбции составляет 50-200 КОЕ (в зависимости от загрязнения поверхности в разумных пределах) с 1м2 в минуту. Следовательно, через 10-15 минут воздух в помещении снова загрязнится микроорганизмами.

Рис. 5. Передвижной открытый облучатель «СВЕТОЛИТ 600», мощностью 2000 Вт.

Есть другой вариант. Если мы обеззаразим поверхность, то она станет эффективным «буфером» загрязнения воздуха, и даже после появления источников загрязнения (люди, вентиляция) воздушная среда долгое время будет оставаться чистой. Например, если в помещение объемом 75 м3 (5м х 5м х 3м) поступает 300 м3/час (4-кратный воздухообмен) воздуха с КОЕ 100 КОЕ/м3, то вместе с воздухом вносится 30 000 КОЕ/час. В установившемся стационарном режиме на поверхностях будет примерно 850 000 КОЕ (10 000 КОЕ/м2 умножить на площадь стен и потолка 85 м2). Это значит, что, если мы предварительно обеззаразили поверхности, «буфер» проработает 28 часов.

Самое интересное, что в этом режиме КОЕ в воздухе помещения будет меньше, чем в поступающем воздухе. Точно так же поверхностный «буфер» будет работать и для микроорганизмов, выделяемых людьми. Таким образом, эффективное периодическое обеззараживания поверхностей может стать условием достижения очень высоких показателей качества воздуха в помещениях.

Для дезинфекции стен, полов, технологического оборудования применяется другой тип УФ-установок – открытые облучатели стационарного или передвижного исполнения (Рис.5).

Применение УФ-облучения для обеззараживания поверхностей имеет ряд особенностей. Бактерицидное действие излучения основано на нарушении структуры ДНК и РНК микроорганизмов. Однако большинство микроорганизмов способны восстанавливать ДНК (РНК). Способность восстановления называется реактивацией. Скорость реактивации в благоприятных для микроорганизмов условиях, а это часто имеет место на поверхностях, может быть достаточно высокой.

Для инактивации микроорганизма необходимо, чтобы скорость нарушения структуры ДНК (РНК) под воздействием УФ-излучения была выше скорости реактивации. Это требование накладывает ограничение на удельную мощность УФ-излучения – не менее 0,2 Вт/м2. При такой мощности доза УФ-облучения, необходимая для инактивации микроорганизмов, достигается за 10-30 минут.

Важно подчеркнуть, что зачастую предлагается использовать маломощные УФ облучатели, предлагая набрать необходимую дозу облучения за длительный промежуток времени. Учитывая вышеизложенное, для обеззараживания поверхностей, такой подход неверен.

Практика применения открытого УФ-облучателя «СВЕТОЛИТ». В производственном помещении предприятия – производителя молочной продукции, строительным объемом 1500 м3, отсутствовала механическая приточно-вытяжная вентиляция. Санитарные нормы подачи свежего воздуха обеспечивались естественной вентиляцией, а температурный режим – кондиционерами-доводчиками. В результате в воздухе помещения наблюдалось значительное превышение отраслевых норм по КМАФАнМ и плесневым грибам.

Было принято решение обработать воздух и поверхности помещения открытым передвижным мощным (1,8 кВт) УФ-облучателем «СВЕТОЛИТ 600» в течение 5 и 30 минут во время обеденного перерыва, что привело к снижению содержания в воздухе КМАФАнМ в 66 раз и плесневых грибов в 55 раз. Для поддержания отраслевых норм обеззараживание можно проводить 1 раз в 2-4 дня (Рис.6).

Рис. 7. УФ-рециркулятор «АЭРОЛИТ 3000»

Для уменьшения расхода приточного воздуха и обеспечения заданной кратности воздухообмена рекомендуется использовать автономные устройства очистки воздуха. Одним из таких устройств является бактерицидный УФ-рециркулятор. УФ-рециркуляторы воздуха производят обеззараживание всего циркулирующего внутри помещения воздуха, обеспечивая тем самым поддержание необходимой степени микробиологической чистоты воздушной среды в производственном помещении. Отличительной особенностью применения технологии УФ-обеззараживания воздуха является исключительная безопасность этого метода. УФ-излучение локализовано внутри камер обеззараживания и не наносит вреда находящимся в производственном помещении людям, что позволяет обеззараживать воздух непосредственно в рабочее время.

Практика применения УФ-рециркулятора «АЭРОЛИТ 3000».

Производственное помещение строительным объемом 800 м3 использовалось в круглосуточном режиме при практически постоянном присутствии персонала. Показатели КМАФАнМ и плесневых грибов не соответствовали отраслевым нормативам.

В помещении был размещен бактерицидный рециркулятор «АЭРОЛИТ 3000» (Рис.7) с амальгамными лампами, обеспечивающий высокую мощность УФ-излучения при низких температурах и высоких скоростях обдува.

Производительность рециркулятора обеспечивала четырехкратный рецикл воздуха. Результаты приведены на рис.8.