Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Дезинфекция воды для питьевых целей

Назначение дезинфекции

Введение дезинфицирующего вещества в воду полностью обеспечивает отсутствие в питьевой воде гнилостных и патогенных бактерий в соответствии с официальными стандартами и исследованиями на Escherichia coli, фекальные стрептококки и сульфитвосстанавливающие Clostridium.

Минимальное время контакта составляет от 20 до 30 мин, а рекомендуемое — от 1 до 2 ч, концентрация остаточного хлора или диоксида хлора принимается в пределах 0,05—0,2 мг/л. Указанное время контакта и остаточное содержание изменяются в соответствии с количеством аммиака, природой дезинфицирующих веществ и степенью предварительного хлорирования воды.

При использовании озона время контакта может быть уменьшено приблизительно до 5 мин для такого же остаточного содержания озона, как указано выше для хлора, но доза озона не зависит от количества аммиака в воде.

Целью дезинфекции является также достижение более высокого качества воды, чем предписывают официальные стандарты, а также уничтожение всех безвредных бактерий, для чего в воду обычно вводят более сильную дозу дезинфицирующего вещества, которая обеспечивает значительное остаточное содержание этого вещества.

При использовании хлора и его соединений обычно применяют дозу за точкой перелома при времени контакта около 1 ч. Количество остаточного свободного хлора зависит от состава исходной воды и количества бактерий, которые необходимо уничтожить.

Опыт применения озона показывает, что достаточна доза, которая обеспечивает остаточное содержание озона 0,35 мг/л за 4 мин. Такое же соотношение справедливо для дезактивации вирусов.

Наконец, процесс суперхлорирования (перехлорирования) может уничтожить таких паразитов, как переносчики болезни. Может быть также использовано суперозонирование с остаточным содержанием озона 0,9 мг/л.

Выбор дезинфицирующих средств

Выбор дезинфицирующих средств определяется техническими соображениями (обычная дезинфекция или дезинфекция выше официальных норм, проблема привкуса воды) и экономическими факторами.

Хлор, хлорную известь или гипохлорит кальция применяют в тех случаях, когда вода не содержит органических веществ или химических загрязнений, способных к образованию соединений, придающих воде неприятный вкус, который сводится к минимуму, если дезинфекция выполняется дозами за точкой перелома и при условии, что количество остаточного свободного хлора на выходе из очистной станции не будет слишком большим; привкус хлора может быть удален частичным связыванием хлора гипосульфитом или лучше диоксидом серы.

Хлор или гипохлориты могут быть использованы перед окончательной очисткой с гранулированным активным углем, который удаляет органические вещества, придающие привкус воде, и разрушает излишек хлора в процессе катализа. После фильтрации через активный уголь в воду может быть введено очень небольшое дополнительное количество хлора для поддержания его остаточного уровня в системе. Это не придает воде привкус, если его не придают сами облицовочные материалы и отложения в магистральных трубопроводах. Хлорамины или диоксид хлора могут быть использованы для дополнительного хлорирования.

Действие хлора в большой степени зависит от величины pH; чем выше значение pH, тем выше должна быть доза остаточного хлора для обеспечения равного эффекта обеззараживания при том же времени контакта. Этот фактор нужно учитывать, если оказывается необходимой нейтрализация, при которой увеличивается значение pH профильтрованной воды.

Хлорамины снижают и часто удаляют привкус, который придает воде хлор. Они могут быть эффективны для предотвращения хлорфенольного привкуса, но не во всех случаях.

Диоксид хлора Cl2 предотвращает возникновение хлорфенольных привкусов, но не уменьшает землистые и тинные привкусы. Поэтому его используют только для борьбы с хлорфенольными привкусами.

Чтобы предотвратить образование слишком большого количества хлорита натрия, дозу диоксида хлора нужно ограничивать.

Ультрафиолетовые лучи — эффективное дезинфицирующее средство, обеспечивающее гибель большого количества вирусов при условии, что лучи проходят через тонкий слой воды, и при достаточной мощности излучения. Лампы необходимо немедленно заменять, если они теряют значительную часть своей мощности. Вода должна быть прозрачной, иметь малую цветность и не иметь мутности; она не должна содержать железо, органические коллоиды или планктонные микроорганизмы, способные образовывать отложения на трубах, что значительно уменьшает лучевое воздействие.

Если эти условия выполняются, все активные клетки и споры, подверженные ультрафиолетовому излучению, уничтожаются, и малейшая возможность их воспроизводства и вредного воздействия исключается. Для гарантии надежности процесса установка должна иметь значительные размеры и располагать хорошими средствами контроля и управления; вода, подаваемая на установку, в течение года должна иметь постоянное качество.

Озон — идеальное дезинфицирующее вещество; несомненно, его стоимость больше, чем стоимость хлора и его соединений, но он более эффективен на дальнейшей стадии после дезинфекции. Озон действует как окислитель, отдавая атом кислорода; озонолиз позволяет воздействовать на двойные связи атомов (действуя на белки, ферменты и т. д.). Благодаря этим свойствам озон можно эффективно использовать для борьбы с вирусами и для удаления привкуса, цветности и некоторых микрозагрязнений.

Необходимая доза озона изменяется очень широко в зависимости от качества предварительной очистки. Например, для очистки сильно загрязненной поверхностной воды необходимо 1,0—1,2 г озона на 1 м3 воды, при этом его остаточное содержание составляет 0,4 г/м3; в случае плохо запроектированной или плохо работающей очистной установки (недостаточное предварительное хлорирование, применение несоответствующего коагулянта и т. д.) требуется 1,7 г озона на 1 м3 воды для получения такого же остаточного содержания.

В отличие от хлора, на действие которого большое влияние оказывает величина pH среды, количество озона, необходимого для дезинфекции, мало зависит от значения pH.

При озонировании надо соблюсти ряд мер предосторожности, в особенности если необходимо обеспечить высокое остаточное содержание озона. В первую очередь нужно обеспечить эффективное разрушение нерастворенного озона, улетучившегося в результате утечки из воздушного вентиляционного канала контактной колонны; следует также принять во внимание, насколько близко находятся первые потребители очищенной воды на этом пути. Несмотря на то, что озон — неустойчивый газ, его следы обнаруживаются в воде по истечении чпеи, если остаточное содержание свободного озона равно 0,4 г/м3. Это означает, что если очищенная вода сохраняется и резервуаре только в течение короткого промежутка времени, го возникает опасность коррозии в домах потребителей, живущих недалеко от очистных сооружений. Излишек озона в воде перед распределением должен быть разрушен.

Часто случается, что очищенная вода сохраняется в резервуаре довольно длительное время, а первые потребители находятся в некотором расстоянии от очистной станции. Остаточное содержание озона тогда равно нулю. В полностью дезинфицированной воде следы озона отсутствуют, тогда как при очистке хлором в воде остаются его следы.

Иногда незначительное количество фитопланктона или зоопланктона продолжает существовать в очищенной воде или в магистральных трубопроводах, используя в качестве источники питания органические вещества, которые образуются в слое слизи на стенках труб. Этот планктон, если он не подвергается действию любого остаточного дезинфицирующего вещества, размножается и снова придает воде привкус.

Но поскольку возможность роста планктона на стенках магистральных трубопроводов должна быть ограничена, озонирование сопровождается добавлением очень малых доз устойчивого остаточного дезинфицирующего вещества, предотвращающего этот рост. Хлор или, предпочтительнее, диоксид хлора могут быть использованы для данной цели без придания привкуса иоде, так как озон предварительно окисляет органические вещества, которые являются потенциальной причиной привкуса. Остаточное дезинфицирующее вещество можно добавлять непрерывно в малых количествах или периодически в больших количествах, так что его следы будут находиться даже в самой отдаленной точке системы.

Читайте также:

Updated: 18.04.2015 — 20:05
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.