Для обеззараживания воды на водопроводах используются различные физические и химические методы. К химическим (реагентным) методам обеззараживания воды относятся хлорирование, озонирование и обработка воды ионами серебра. Наиболее распространенным методом до настоящего времени является обработка воды соединениями хлора: газообразным хлором Сl2, двуокисью хлора СlО2, хлорной известью Са(ОСl)2 . СаО . Н2О, гипохлоритом кальция Са(ОСl)2, хлораминами. Во всех случаях при контакте этих хлорсодержащих соединений с водой выделяется хлорноватистая кислота НОСl, которая частично диссоциирует в воде с выделением гипохлорит-иона ОСl — и хлор-иона Cl — :
HOCl OCl — + H + ; OCl — Cl — + O.
Обеззараживающее действие оказывают гипохлорит-ион ОСl — и недиссоциированная хлорноватистая кислота и рассматриваются как «активный хлор». Бактерицидный эффект активного хлора связывают с его окислительным действием на клеточные ферменты, входящие в состав бактериальной клетки, и прежде всего на SH-группы клеточной оболочки бактерий, регулирующие процессы дыхания и размножения.
Кварц / Ультрафиолет / Озон | Ответы на вопросы | Доктор Комаровский
При обеззараживании воды хлором могут применяться разные способы хлорирования воды: нормальное хлорирование (хлорирование по хлорпотребности), хлорирование с преаммонизацией, хлорирование с учетом точки перелома, перехлорирование. На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде.
Как правило, используется метод нормального хлорирования, т.е. метод хлорирования по хлорпотребности. Важное значение имеет выбор дозы, обеспечивающей надежное обеззараживание.
При введении хлорсодержащего реагента в воду основное его количество (более 95%) расходуется на окисление органических и легкоокисляющихся (соли двухвалентного железа и марганца) неорганических веществ, содержащихся в воде и 2-3% от общего количества хлора — на бактерицидное действие. Количества активного хлора в миллиграммах, которое при хлорировании волы взаимодействует с органическими веществами и некоторыми солями, а также идет на окисление и обеззараживание микроорганизмов в 1 л воды в течение 30 минут называется хлорпоглощаемостью.
Хлорпоглощаемость воды определяется экспериментально путем проведения пробного хлорирования, т.к. ее количество зависит от степени загрязнения воды. Появление в воде остаточного активного хлора свидетельствует о завершении процесса хлорирования воды и служит косвенным показателем ее безопасности в эпидемиологическом отношении.
Присутствие остаточного активного хлора в концентрациях 0,3-0,5 мг/л является гарантией эффективного обеззараживания. Кроме того, наличие остаточного хлора необходимо для предотвращения вторичного загрязнения воды в водопроводной сети. Хлорпотребность воды – это общее количество активного хлора в миллиграммах, обеспечивающее достаточный эффект обеззараживания воды и определяемое хлорпоглощаемостью воды и наличием остаточного количества активного хлора (0,3-0,5 мг/л) в воде. Хлорирование воды по методу нормального хлорирования наиболее приемлемо при централизованном водоснабжении, так как небольшие количества остаточного хлора не изменяют органолептических свойств воды (вкус и запах) и не требуют последующего дехлорирования.
Озонирование. Преимущества и недостатки
Хлорирование с преаммонизацией применяется для обеззараживания воды, загрязненной промышленными сточными водами с присутствием фенола и других фенолсодержащих органических соединений, которые при реакции со свободным хлором образуют хлорфенолы, даже в ничтожных количествах придающие воде сильный аптечный запах воды. При этом способе вода вначале обрабатывается раствором аммиака, а через 0,5-2 минуты хлорируется, в результате чего происходит образование хлораминов, не обладающих неприятными запахами. Остаточное количество активного хлора в воде после обеззараживания ее хлораминами в силу более слабого действия хлораминного хлора должно быть выше, чем свободного и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.
При невозможности экспериментального определения хлорпоглощаемости воды используется метод перехлорирования. Перехлорирование проводится избыточными дозами хлорирующего препарата на основе оценки типа и состояния источника водоснабжения, качества очистки воды и эпидемической ситуации в зоне ограничений вокруг источника водоснабжения.
Обеззараживание воды повышенными дозами хлора применяется обычно в полевых условиях, особенно при неудовлетворительных органолептических свойствах воды или неблагоприятном санитарно-топографическом состоянии территории вокруг водоисточника, а также при наличии случаев инфекционных заболеваний в районе. Доза активного хлора для перехлорирования выбирается так, чтобы заведомо превысить хлорпоглощаемость воды и обеспечить избыточное количество остаточного хлора. Это позволяет сократить время контакта хлора с водой до 10-15 мин летом и до 30 мин зимой. Для обеззараживание воды повышенными дозами сравнительно чистой воды доза активного хлора обычно выбирается около 5-10 мг/л, для более загрязненных вод с высокой цветностью и низкой прозрачностью используется доза в 10-20 мг/л, при сильной загрязнении воды и неудовлетворительной санитарно-эпидемической обстановке используются дозы 20-30 мг/л и выше.
Недостатками метода хлорирования является ухудшение органолептических свойств воды, образование в воде токсичных веществ (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов), продолжительное время реакции воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами. Кроме того, бактерицидное действие химических реагентов распространяется не на все формы микроорганизмов. Однако высокая эффективность и технологическая надежность делают метод хлорирования самым распространенным в практике обеззараживания питьевой воды, как в нашей стране, так и за рубежом.
Физические (нереагентные) методы обеззараживания воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым (УФ) облучением, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами. применяются в зависимости от конкретных целей и условий обработки воды. Нереагентные методы обеззараживания имеют преимущества перед реагентными методами: они не изменяют химического состава воды и не приводят к образованию токсичных веществ, не ухудшают органолептических свойств, имеют широкий диапазон бактерицидного действия, т.к. действуют непосредственно на структуру микроорганизмов.
Наибольшее применение на водопроводных станциях имеет метод обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200-275 нм; максимум бактерицидного действия УФ-лучей находится в диапазоне волн 260 нм. УФ-облучение воды вызывает быструю гибель вегетативных форм, вирусов, спор микроорганизмов, в том числе, устойчивых к хлору.
При местном водоснабжении наиболее надежным методом обеззараживания воды является кипячение. В результате кипячения в течение 3-5 мин погибают все имеющиеся в воде микроорганизмы, а после 30 мин. вода становится полностью стерильной (погибают споры бацилл).
Специальные методы улучшения качества воды, как правило, подземных источников в виду ее высокой минерализации, применятся с целью удаления из нее некоторых химических веществ и частично улучшения органолептических свойств. К специальным методам обработки питьевой воды относятся: дезодорация, умягчение, опреснение, обезжелезивание, деконтаминация и ряд других.
Дезодорация (устранение неприятных запахов) достигается за счет обработки воды окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцовокислый калий) или фильтрованием через активированный уголь. Умягчение жесткой воды (более 20 жесткости) достигается фильтрацией через ионообменные смолы, загруженные катионитами (катионитный фильтр) для обмена катионов или анионитами (анионитный фильтр) для обмена анионов.
В результате чего происходит обмен ионов кальция Ca 2 и магния Mg 2 на ионы водорода H или натрия Na . Опреснение воды, содержащей избыток минеральных солей (например, морской воды или воды в регионах с высокой засоленностью почв) осуществляется за счет ее фильтрации сначала через катионит, а затем через анионит, что позволяет освободить воду от всех растворенных в ней солей. Кроме этого, применяется дистилляция с последующим добавлением известковых солей до нормальной концентрации, характерной для питьевой воды, выпаривание с последующей конденсацией, вымораживание, электродиализ. Обезжелезивание воды, содержащей ионы железа в концентрации превышающей ПДК (0,3 мг/л) проводится за счет ее аэрация путем разбрызгивания воды в специальных устройствах – градирнях. Метод основан на окислении растворимых солей двухвалентного железа и образования нерастворимого в воде гидрата окиси железа Fe(OH)3, который затем осаждается в отстойнике и задерживается на фильтре. Снижение содержания радиоактивных веществ в воде (деконтаминация) осуществляется при применении основных методов очистки воды, при более высокой степени загрязнения воды радионуклидами воду фильтруют через ионообменные смолы.
Лабораторная работа «Определение дозы коагулянта в пробе воды, проведение пробного хлорирования воды для определения хлорпотребности, хлорпоглощаемости и количества остаточного хлора»
Задания студенту:
Источник: studfile.net
Минимальная доза требуется при обеззараживании воды серебром озоном хлором
- О компании
- Основная информация и контакты
- Партнеры
- Фотогалерея
- Cтатьи
- Новости компании
- Наши клиенты
- Недобросовестные поставщики
- Отзывы о работе ООО «АЛЬМИНДА»
- Очистные сооружения
- Комплексные насосные станции
- Насосное оборудование
- Водоподготовка для котельных, очистка питьевой воды
- Ёмкости специального назначения
- Жироуловители
- СЕПТИКИ / ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ / и их комплектующие
- ОЧИСТКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ/ВОДОСНАБЖЕНИЕ ДОМА
- НАСОСЫ, их комплектующие и автоматика
- Подземные модули / Погребы для хранения / Кессоны
- Подбор и монтаж
- Проектирование
- Пусконаладочные работы
- Обслуживание и сервис
- Ремонтные работы
- Определение расходов сточных вод для реконструкции и строительства очистных сооружений
- Прайс-листы 2023
- Что делать после бурения скважины?
- Примеси в питьевой воде и их влияние на человека.
- Чем отличается Топас от септиков Евробион, Раунд. Какой септик выбрать?
- Плюсы и минусы септика из колец. Как не ошибиться, пытаясь сэкономить.
- Заказать
- Выбор модели очистных сооружений
ООО «Альминда»
185035, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Судостроительная, д. 10
Обеззараживание воды
Микробиологические загрязнения воды занимают первое место по степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутсвующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы. Поэтому обязательным условием получения воды питьевого качества является ее обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам.
На сегодняшний день наибольшее распространение получили такие способы дезинйекции воды, как хлорирование, озонирование и обработка УФ-излучением. Электроплазменная технология и обеззараживание с использованием сорбционных материалов, модифицированных наноагрегатами серебра, в силу объективных причин широкого применения не нашли.
Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением
Ультрафиолетовым называется электромагнитное излучение в пределах длин волн от 100 до 400 нм. Для обеззараживания используется «ближняя область»: 200–400 нм (длина волн природного ультрафиолетового излучения у поверхности земли больше 290 нм). Наибольшим бактерицидным действием обладает электромагнитное излучение на длине волны 200–315 нм и максимальным проявлением в области 260±10 нм. В современных УФ-устройствах применяют излучение с длиной волны 253,7 нм.
Метод УФ-дезинфекции известен с 1910 г., когда были построены первые станции для обработки артезианской воды во Франции и Германии. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей объясняется происходящими под их воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекулы ДНК и РНК, составляющими универсальную информационную основу механизма воспроизводимости живых организмов. Результат этих реакций – необратимые повреждения ДНК и РНК. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Все это в конечном итоге приводит к их гибели.
УФ-стерилизатор представляет собой металлический корпус, внутри которого находится бактерицидная лампа. Она, в свою очередь, помещается в защитную кварцевую трубку. Вода омывает кварцевую трубку, обрабатывается ультрафиолетом и, соответственно, обеззараживается. В одной установке может быть несколько ламп. Мощности излучения современных конструкций ламп достаточно, чтобы в течение 3–5 с бактерицидное действие было максимальным: эффективность уничтожения бактерий и вирусов – 99,9 %
Основной параметр, определяющий эффективность работы установки, – доза УФ-излучения – D, мДж/см 2 . В мировой практике требования к минимальной дозе облучения варьируются в пределах от 16 до 40 мДж/см 2 . Минимальная доза, соответствующая российским нормативам, – 16 мДж/ см 2 . Из-за различной сопротивляемости микроорганизмов доза ультрафиолета, необходимая для инактивации, например 99,9 %, сильно варьируется от малых доз для бактерий до очень больших доз для спор и простейших.
Доза определяется интенсивностью потока лучистой энергии, временем нахождения потока в зоне облучения (обычно 1–3 с) и прозрачностью обрабатываемой воды. Дело в том, что прозрачность воды влияет на количество поглощенной световой энергии, которая не расходуется на обеззараживание, и зависит также от толщины водного слоя.
Поэтому реальные величины дозы облучения пропорциональны коэффициенту пропускания ультрафиолетовых лучей. Для воды из подземного источника он составляет 0,95–0,80, для воды из реки – 0,85–0,70, а для сточной воды – 0,40–0,60. При прохождении через воду УФ-излучение ослабевает из-за эффектов поглощения и рассеяния. Такое ослабление зависит от мутности и качества воды, особенно от содержания в ней железа, марганца, а также учитывается при расчете необходимой интенсивности излучения введением специального коэффициента.
Важнейшим качеством ультрафиолетовой обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Однако и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия, что делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик. Этот способ энергозатратен, требует строжайшего соблюдения технологии, постоянной борьбы с биообрастанием источников излучения и жесткого контроля над прозрачностью воды (рассеивание лучей снижает эффективность обработки воды).
Другие методы обеззараживания воды
Хлорирование
Практически самым распространенным и проверенным способом дезинфекции воды является хлорирование. Процесс хлорирования и недефицитность и дешевизна хлора обуславливают самое широкое распространение именно этого метода обеззараживания воды, к тому же технологически он является наиболее простым. В настоящее время хлорированием обеззараживается 98,6 % воды. Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли марганца и железа.
Другое важнейшее преимущество этого способа – способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия. Только метод хлорирования обеспечивает консервацию воды в дозах 0,3–0,5 мг/л, то есть обладает необходимым пролонгированным действием.
Существенным недостатком хлорирования является присутствие в обработанной воде свободного хлора, который ухудшает ее органолептические свойства (запах, цвет, прозрачность, вкус и т. д.) и является причиной образования побочных галогенсодержащих соединений (ГСС). В качестве дезинфектантов применяют газообразный хлор (Cl2), гипохлорит натрия (NaClO), диоксид хлора (ClО2), хлорамин и другие соединения.
Озонирование
Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода. Впервые процессы озонирования для очистки питьевой воды были реализованы во Франции, где уже в 1916 г. действовало 26 озонаторных установок. Всего в Европе – 49. Первоначально озон использовался только для дезинфекции воды. Сейчас озонирование все чаще находит применение для одновременного обеззараживания воды, обесцвечивания, окисления железа и марганца, устранения привкуса и запаха.
Механизм действия озона на бактерии полностью пока еще не выяснен, однако это не мешает его широкому использованию.
По быстродействию озон эффективнее хлора: обеззараживание происходит быстрее в 15–20 раз. На споровые формы бактерий озон действует разрушающе в 300–600 раз сильнее хлора. Отсутствие в воде химических веществ, быстро реагирующих с озоном, позволяет провести эффективное разрушение E.coli при концентрации растворенного озона 0,01–0,04 мг/л. Следует отметить такое важное свойство озона, как противовирусоидное воздействие. Энтеровирусы, в частности, выводящиеся из организма человека, поступают в сточные воды и, следовательно, могут попадать в воды поверхностных водоисточников, используемых для питьевого водоснабжения.
Результатом многочисленных исследований установлено: остаточный озон в количестве 0,4–1,0 мг/л, сохраняемый в течение 4–6 мин, обеспечивает уничтожение болезнетворных вирусов, и в большинстве случае такого воздействия вполне достаточно, чтобы снять все микробиальные загрязнения.
По сравнению с применением хлора, озон не изменяет природные свойства воды, так как его избыток (непрореагировавший озон) через несколько минут превращается в кислород. С гигиенической точки зрения, озонирование – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды.
При высокой степени обеззараживания он обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде. Однако необходимо учитывать некоторые особенности озонирования. Прежде всего, нужно помнить о быстром разрушении озона, то есть отсутствии такого длительного действия, как у хлора. Метод озонирования технически сложен, требует больших расходов электроэнергии и использования сложной аппаратуры, которой необходимо высококвалифицированное обслуживание.
Источник: alminda.ru