Сила ультрафиолета: как отечественные бактерицидные лампы помогают защищать здоровье

Научно-производственное объединение "Лаборатория импульсной техники" (НПО "ЛИТ") сегодня входит в число крупнейших производителей ультрафиолетового оборудования. Компания присутствует на рынке уже более 30 лет, и ее продукция помогает очищать воду, воздух и поверхности.

Чем можно очищать?

В современном мире мы стараемся максимально обезопасить себя от воздействия различных болезнетворных микроорганизмов. Водный путь распространения инфекций является одним из самых частых, поэтому питьевые и сточные воды должны проходить стадию обеззараживания. Но не всегда это удается сделать. Например, в Москве массово обеззараживать сточные воды начали только в 2007 году. Из-за того, что они составляют почти половину дебита Москвы-реки, применение хлора для обеззараживания нанесло бы непоправимый вред экологии Московского региона.

Были и другие варианты. Так, возможность очистки воды с помощью ультрафиолета описали в 1877 году английские ученые А. Даунс и Т. Блант. Первую ртутную дуговую лампу изобрел российский ученый профессор И. Репьев в 1879 году. А датский физик Н. Финзен впервые применил ультрафиолет против туберкулезной палочки, и за это открытие он получил Нобелевскую премию в 1903 году.

Новый механизм дезинфекции был эффективным, но дорогим и сложным для массового применения, поэтому воду продолжали обрабатывать хлором. Он накапливался в водоемах, почве, растениях и оказывал на человека негативное действие. Так что ученые продолжали работать над технологией.

В 1960-70-е годы в мире, и в том числе в СССР, наконец появились промышленные лампы бактерицидного УФ-излучения. С этого момента и начали массово внедрять в практику обеззараживание воды и воздуха ультрафиолетом. А в 1991 году выпускники Московского физико-технического института основали НПО "ЛИТ", которое начало выпуск новых УФ-ламп.

"В 1989 году „АВТОВАЗ“ пригласил инженеров-физиков из МФТИ для сотрудничества. Начали разрабатываться несколько тем, и в их числе - обеззараживание воды, потому что Автозаводской район города Тольятти и завод сбрасывали в Волгу в сутки до 300 тыс. кубометров сточной воды и до 2 тонн жидкого хлора. От руководства „АВТОВАЗа“ был запрос на физический, а не химический метод обеззараживания. На решение этой задачи ушло 7 лет, но в итоге мы поставили УФ-блоки очистки на водопроводе и на канализации, и вся вода в Тольятти обеззараживалась ультрафиолетом", - рассказал председатель Совета директоров НПО "ЛИТ" Сергей Костюченко.

Как работает УФ-лампа

НПО "ЛИТ" разработало и выпускает УФ-системы на базе амальгамных ламп собственной разработки для обеззараживания воды и воздуха практически любой производительности.

Принцип работы любой ртутной бактерицидной УФ-лампы довольно простой. В парах ртути между двумя электродами проходит электрический разряд, и начинается генерация ультрафиолетового излучения. Но УФ-лампы прошлых поколений с жидкой ртутью имеют существенные технические ограничения, не позволяющие выпускать высокомощные приборы с хорошим КПД.

В амальгамной лампе содержится не чистая ртуть, а твердый сплав ртути с другими металлами, который безопасен для человека. Кроме того, над амальгамой давление паров ниже, чем над чистой ртутью, и за счет этого амальгамные лампы могут достигать большей мощности.

Колбы УФ-ламп делают из кварцевого стекла, которое хорошо пропускает ультрафиолетовое излучение. На стенки колбы наносится тонкий слой специального состава, который выполняет защитные функции и продлевает срок службы УФ-лампы.

Таким образом, по сравнению с обычной ртутной лампой амальгамная имеет два преимущества: ее мощность может достигать 1 кВт, и срок службы при этом выше, так как на стекле есть защитное покрытие. Именно после создания такой бактерицидной лампы стало возможным делать очистные установки, которые требовали сравнительно небольшого количества ламп, и их не приходилось постоянно менять.  

В 1996 году на заводе "ЛИТ" началось промышленное производство амальгамной УФ-лампы, разработанной НПО, и с этого момента компания выпустила более 1 млн высокопроизводительных амальгамных ламп. "Если вам надо обеззараживать большие объемы воды, то старых бактерицидных ламп надо очень много. А количество амальгамных ламп будет разумным, и вы можете строить агрегаты практически любой производительности", - отмечает Сергей Костюченко.

Области применения

Очистка воды и сегодня остается одной из приоритетных сфер применения УФ-ламп. В частности, НПО "ЛИТ" построило одни из крупнейших в мире УФ-станции обеззараживания природных и сточных вод в Санкт-Петербурге и Москве.

Системы УФ-станций обеспечивают безопасной питьевой водой жителей Владивостока, Хабаровска, Новосибирска, Уфы, Нижнего Новгорода, Ростова-на-Дону и многих других городов страны.

Помимо этого, УФ-системы "ЛИТ" установлены в 55 странах мира на более чем 10 тыс. объектах коммунального хозяйства, в том числе на водоканалах Берлина, Вены, Будапешта, Тегерана, Пекина, Ханоя, Сеула и других крупных городов.

Однако у УФ-технологии есть и другие направления работы. Одно из них - обеззараживание воздуха, которое вышло на первый план с началом пандемии COVID-19, а также дезинфекция поверхностей в больницах, на пищевых производствах и т.д.

"Ультрафиолет является одним из эффективных способов обеззараживания воздуха и поверхностей, в том числе в лечебных учреждениях. Специальная техника применяется в „красных зонах“ больниц, в реанимациях и т.д. Также мы работаем в пищевой промышленности, где остро стоит вопрос обеззараживания среды, в которой идет производственный процесс", - сказал Сергей Костюченко.

Подобный масштаб работы и разнообразие сфер применения УФ-технологии стали возможными в том числе за счет того, что НПО "ЛИТ" уделяет большое внимание научно-исследовательским и опытно-конструкторским разработкам.

Компания тесно сотрудничает с профильными отраслевыми и академическими институтами, а также с ведущими вузами страны, такими как Московский физико-технический институт, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, Национальный исследовательский университет "МЭИ".

Развитие УФ-производства

Производство УФ-ламп зарождалось там же, где находится МФТИ, выпускники которого организовали НПО "ЛИТ", - в Долгопрудном. Потом на протяжении многих лет завод находится в Москве, но здесь его масштабы были ограничены. Чтобы выпускать промышленные очистные установки, нужны были другие площади, поэтому компания "вернулась" в Московскую область.

Новый научно-производственный комплекс в Долгопрудном был открыт в 2022 году, и здесь выпускают безопасные УФ-лампы новых поколений мощностью до 1 кВт, а также можно развивать роботизацию и выпуск больших машин.

Как пояснил Сергей Костюченко, работа в Долгопрудном имеет для компании ряд преимуществ. Например, для выпуска ламп необходим газ. Когда предприятие работало в Москве, единственным вариантом была покупка газа в баллонах. Сейчас "ЛИТ" использует магистральный газ и имеет собственную газовую станцию с жидкими кислородом и аргоном.

И это только один пример того, чем отличается новое производство от завода в Москве, на котором сохранен технологический процесс, не требующий больших масштабов.

Вызов времени

В 2022 году НПО вынуждено было решать вопросы, связанные с необходимостью импортозамещения и поиска новых зарубежных партнеров, и полностью перейти на российские и азиатские комплектующие всего за полгода. При этом качество осталось на прежнем высоком уровне, а по ряду позиций даже выросло.

Появились и новые рынки. "Компания переориентируется на Ближний Восток и Юго-Восточную Азию. Тем более что азиатский рынок растет сегодня даже быстрее, чем европейский", - отметил Сергей Костюченко.

Что касается работы в России, то УФ-станции, разработанные НПО "ЛИТ", принимают участие в ряде экологических программ и нацпроектах, и все они к настоящему моменту продолжают действовать.