|
Для обеспечения необходимой
бактериальной чистоты воду перед подачей потребителю подвергают
обеззараживанию (дезинфицируют) следующими методами: кипячением,
хлорированием, озонированием, обработкой ультрафиолетовыми лучами и др.
Кипячение воды для обеззараживания применяют только в
бытовых условиях.
Хлорирование воды для обеззараживания получило наибольшее
распространение. В большинстве случаев оно осуществляется введением в воду
хлорсодержащих реагентов.
Хлор расходуется не только на окисление микроорганизмов,
но и на реакции с другими органическими и минеральными примесями. Количество
поглощаемого водой хлора весьма различно и зависит от ряда факторов:
содержания в воде микроорганизмов, органических и неорганических примесей,
значения рН и температуры воды, времени контакта хлора с водой.
Очевидно, что доза хлора, вводимого в воду для
дезинфекции, не должна быть меньше хлоропоглощаемости воды, так как нельзя
исключить возможности расходования хлора на реакции в первую очередь с
другими примесями, содержащимися в воде, и лишь затем на окисление
микроорганизмов. Кроме того, следует иметь в виду, что дезинфекция должна
предохранять воду от загрязнения микроорганизмами на пути очистной станции к
потребителю.
С учетом этого доза хлора для дезинфекции назначается с
таким расчетом, чтобы содержание остаточного свободного хлора в воде было не
менее 0,3 и не более 0,5 кг/л при контакте не менее 30 мин. Дозу хлора
устанавливают пробным хлорированием воды. При хлорировании фильтрованной воды
из поверхностных источников она составляет 2—3 мг/л, а нефильтрованной 'воды
— до 6 мг/л.
Для обеспечения высокой степени дезинфекции прибегают к
хлорированию воды повышенными дозами хлора. При этом для снижения остаточной
дозы хлора осуществляют дехлорирование воды (добавление в воду сульфита
натрия или сернистого газа или же фильтрование ее через активированный
уголь). Для повышения длительности действия хлора, предотвращения образования
хлорфенольных запахов и сокращения его дозы воду обрабатывают аммиаком.
Дезинфекция осуществляется путем введения в обрабатываемую
воду приготовленной хлорной воды. Оборудование для приготовления хлорной воды
размещается в помещениях, называемых хлораторными. Хлораторная с
использованием хлора из бочек работает по следующей схеме. Бочки с жидким
хлором размещают на весах, с помощью которых контролируют расход хлора.
Испаряясь из бочек, газообразный хлор поступает в промежуточные баллоны. Там
он освобождается от капель жидкого хлора и механических примесей. Затем
поступает в хлораторы для приготовления хлорной воды. Описанная схема имеет
три самостоятельных агрегата, каждый из которых работает автономно.
В хлораторной должно быть не менее двух хлораторов. При
двух работающих хлораторах устанавливают один резервный, а при числе
работающих хлораторов более двух — два резервных.
Описанную схему хлораторной с использованием хлора из
бочек применяют при расходе хлора более 50 кг в сутки. При расходе хлора до 50 кг/сут применяют схему с использованием хлора из баллонов. Она аналогична
описанной схеме.
Важнейший элемент оборудования хлораторных — хлораторы. В
настоящее время широко применяют хлораторы ЛОНИИ- 100 ( 63). Вначале хлор-газ
очищается от механических примесей на фильтре, заполненном шлаковатой. После
прохода редуктора давление хлор-газа снижается до 0,2 кгс/см2. Для измерения
расхода хлор-газа служит ротаметр. Хлорная вода приготовляется в смесителе,
откуда засасывается эжектором и направляется в обрабатываемую воду.
Хлор вводится в воду перед резервуарами чистой воды, в
которых и обеспечивается необходимый контакт хлора с водой.
На станциях производительностью до 3000 м3/сут допускается
обеззараживать воду хлорной известью.
В последние годы на ряде очистных станций внедрено
обеззараживание воды гипохлоритом натрия, получаемым электролизом раствора
поваренной соли. Установка для обеззараживания включает комплект оборудования
для приготовления раствора поваренной соли с концентрацией 10—12% и
электролизер. Последний представляет собой резервуар, в котором размещаются
пластинчатые графитовые или засыпные магне- титовые электроды. Гипохлорит
натрия образуется при движении раствора соли в узких зазорах между биполярно
включенными электродами. Полученный раствор подается в воду для ее
дезинфекции. Этот метод дезинфекции требует таких же затрат, как и метод
обеззараживания жидким хлором. По надежности он также не уступает
хлорированию. Достоинство нового метода заключается в безопасности
транспортирования и хранения поваренной соли.
Озонирование воды для ее обеззараживания получает в
СССР распространение лишь в настоящее время. Высокие темпы электрификации
страны и снижение стоимости электроэнергии открыли возможность производства
дешевого озона с целью применения его для указанных целей.
Обеззараживающее действие озона объясняется окислением
бактериальных клеток атомарным кислородом, образующимся при распаде озона
(озон 03 легко разлагается на молекулу 02 и атом О кислорода). Реакция
окисления происходит весьма быстро и эффективно. Однако следует иметь в виду,
что одновременно происходит окисление и других органических веществ. Это
повышает расход озона, но в то же время значительно улучшает качество воды —
устраняет цветность, привкусы и запахи.
Для обеззараживания только фильтрованной воды доза озона
устанавливается 1—3 мг/л. Если же озон применяется для обесцвечивания и
обеззараживания, его доза может достигать 4—5 мг/л.
Озон подают в воду или с помощью эжекторов (эмульгаторов)
или через сеть распределительных каналов, укладываемых по дну контактных
резервуаров. Каналы перекрывают фильт- росными пластинами. Продолжительность
контакта озона с водой должна быть около 10 мин. Вода, подаваемая в сеть, не
должна содержать озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. В
связи с этим воду, обработанную озоном, следует выдерживать в резервуарах до
завершения расходования озона.
Достоинство метода обеззараживания воды озонированием
заключается еще и в том, что производство озона может бытъ налажено непосредственно
на очистных станциях. В озонаторах через поле электрического тока пропускают
воздух или кислород. Под действием разряда образуется озон. Обычно его
получают из воздуха, очищенного до подачи в озонаторы от пыли,, капель воды и
масел.
Технологическая схема озонаторной установки включает
следующие аппараты: висциновые фильтры, служащие для первичной очистки
воздуха; воздуходувки; теплообменники для снижения температуры и выделения
влаги; маслоотделитель; адсорбер влаги (наполненный силикагелем); фильтры для
окончательной очистки воздуха; котлы-озонаторы.
Промышленность выпускает следующие типы озонаторов — ОП-4,
ОП-5, ОП-6, питаемые током промышленной частоты.
Обработка воды ультрафиолетовыми лучами для ее
обеззараживания применяется в СССР на ряде очистных станций.
Обеззараживающее действие ультрафиолетовых лучей было
известно давно, но применялось очень редко. Распространение этого метода в
настоящее время стало возможным после создания новых мощных источников
бактерицидного излучения. В настоящее время промышленность выпускает
бактерицидные установки с аргоно-ртутными (БУВ-30, БУВ-60П) и ртутно-
кварцевыми лампами (ПРК-7 и РКС-2,5). Все эти установки устроены так, что
обрабатываемая вода обтекает лампы, испускающие ультрафиолетовые лучи, под
действием которых и погибают бактерии. Наибольшим бактерицидным действием
обладают лучи с длиной волны от 200 до 295 мм.
Эффект обеззараживания воды зависит от интенсивности и
продолжительности бактерицидного излучения. Один и тот же эффект может быть
получен при малой интенсивности облучения, но большой продолжительности его,
и, наоборот, при большой интенсивности и малой продолжительности. Надежность
обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами очень высока, так как
сопротивляемость бактерицидному излучению у патогенных бактерий не выше, чем
у бактерий Coli. Бактерицидные лучи уничтожают не только вегетативные виды
бактерий, но и спорообразующие.
Расход электроэнергии на обработку 1 м3 воды из поверхностных источников составляет до 30 Вт-ч, а из подземных источников— до 15 Вт-ч.
Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами неприменимо
при ее высокой мутности. Недостаток этого метода заключается также в
отсутствии способа оперативного контроля за эффектом обеззараживания (при
хлорировании контроль осуществляется по остаточной дозе хлора).
|