9. Хлорирование воды как метод ее обеззараживания. Различные виды хлорирования. Недостатки метода хлорирования воды
9. Хлорирование воды как метод ее обеззараживания. Различные виды хлорирования.
После очистки воды она не может использоваться, так как, имея нормальные органолептические и физико-химические свойства, не является безопасной, поскольку содержит множество бактерий, вирусов, простейших.
Ддя тою, чтобы уничтожить подавляющую часть микроорганизмов в воде проводят ее обеззараживание.
Существует несколько способов обеззараживания. Наиболее распространенным вследствие простоты и дешевизны является хлорирование воды.
Хлорирование воды как метод ее обеззараживания.
Для хлорирования применяют газообразный хлор (в баллонах), хлорную известь, гипохлоршп кальция, хлорамин.
Бактерицидный эффект хлора и его соединений состоит из двух компонентов:
Бактерицидное действие самого хлора
Бактерицидное действие атомарного кислорода (О), который образуется при распаде хлорноватистой кислоты, образующейся при взаимодействии хлора с кодой.
Эффективность хлорирования зависит от
Активности применяемых веществ. Наибольшей активностью обладает хлор. Слабее действует хлорная известь, причем ее эффективность зависит от содержания в ней активного хлора (25-35 %). Другие соединения слабее хлорной извести.
Качества (чистоты) хлорируемой воды. Взвешенные в воде частицы препятствуют бактерицидному действию хлора, хлор тратится на окисление органических веществ воды. Чем чище вода, тем ниже хлорпоглощаемость воды (см. ниже), тем эффективнее хлорирование.
Дозы хлора и времени его действия. От дозы хлора (и величины хлорпоглощаемости) зависит количество остаточного хлора (см. ниже), который и обеспечивает бактерицидное действие.
Свойств самих микробов и др.
Методика.
На водопроводной станции воду обычно хлорируют, используя газообразный хлор. Баллоны присоединяют к хлораторам, которые подают хлор в воду. На водопроводной станции обычно осуществляется нормальное постхлорирование (см. ниже "Виды хлорирования")
Недостатки хлорирования как метода обеззараживания воды:
Хлор изменяет органолептические свойства воды (запах, вкус, прозрачность)
Имеются хлоррезистентные микробы (например, спорообразую-щие)
Виды хлорирования.
Существует несколько видов (способов) хлорирования. I. По месту ввода хлора в схеме обработки воды.
1) Постхлорирование - хлорирование производится после всех этапов обработки (очистки) >юды. Наиболее распространено. • 2) Двойное хлорирование - хлорирование производится как до, так и после очистки воды.
II. По величине дозы хлора.
Нормальное хлорирование (хлорирование нормальными дозами хлора). Доза хлора при нормальном хлорировании рассчитывается исходя из хлорпотребности воды. Хлорпотребность (или хлорпоглощае-мость) воды - это то количество хлора, которое идет на окисление органических веществ, содержащихся в воде (при внесении хлора в воду через некоторое время его количество уменьшается, так как определенное количество его, равное хлорпотребности, идет на окисление органических веществ). При введении хлора в большем количестве чем хлорпотребность, он остается в воде. Хлор, который остается в воде называется остаточным. Обычно после хлорирования остаточный хлор составляет 0.3-0.5 мг/л (при условии, что прошло не менее 30 минут с момента внесения хлора в воду). Таким образом, Доза хлора = Хлорпотребность воды + 0.3-0.5 мг/л (Остаточный хлор). Нормальное хлорирование применяется.чаще всего на водопроводных станциях, так как вода до этого проходит тщательную очистку и нормальных доз хлора, обеспечивающих указанное количество остаточного хлора вполне достаточно (учитывая, что чем больше величина остаточного хлора тем хуже органолептические свойства воды). Иногда нормальное хлорирование применяется и в полевых условиях.
Гиперхлорирование и суперхлорирование (хлорирование повышенными дозами хлора). Применяется обычно для хлорирования в полевых условиях грязной, подозрительной в эпидемическом отношении воды и отличается применением высоких доз хлора. При гиперхлорипровании используют дозы от 10 до 50 мг/л. Продолжительность хлорирования - 15 минут летом, 25-30 минут зимой. Если в воде обнаружены (или подозреваются) споры сибирской язвы, то применяют суперхлорирование и дозы хлора повышают до 100 мг/л и более. При хлорировании в полевых условиях используют хлорную известь, двутреть основную соль гипохлорита кальция (ДТСГК), которая содержит 60 % активного хлора, нейтральный гипохлорит кальция (НГК) - 70 % активного хлора, а также индивидуальные средства - хлорсодержащие таблетки ("аквасепт",
"спороцид", "аквацид" и др.). После использования повышенных доз хлора необходимо последующее дехлорирование воды, так как без этого она практически не пригодна для употребления но органолептическим свойствам. Дехлорирование производят с помощью гипосульфита, а также путем фильтрации через активированный уголь.
Кроме перечисленных способов хлорирование отдельно можно назвать хлорирование с преаммонизациеи, при котором перед хлорированием в воду вводят аммиак. Аммиак с хлором образует хлорамины, которые действуют дольше, чем просто остаточный хлор.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Различные методы обеззараживания воды и их гигиеническая оценка (кроме хлорирования).
Для обеззараживания воды кроме хлорирования применяются следующие методы: I. В больших объемах (на водопроводной станции).
Озонирование воды. Заключается в использовании озона, который является сильным окислителем. Через несколько минут после введения остаточный озон распадается с выделением кислорода, который не только не ухудшает, но улучшает органолептические свойства воды. Кроме того озон более активен чем хлор в отношении спор микроорганизмов и энтеровирусов.
Облучение УФ-лучамн. Является одним из лучших методов обеззараживания, так как относится к так называемым безреагентным методам и исключает изменение химического состава воды. Метод обеспечивает быструю гибель бактерий, вирусов, яиц гельминтов. Для УФ-облучения воды используют ртутно-кварцевые лампы (ПРК), ар-гошю-кварцевые лампы (БУВ). Необходимым условием является чистота (прозрачность, бесцветность) воды, в противном случае взвешенные частицы поглощают лучи. П. В малых объемах.
Кипячение. Продолжительность кипячения должна составлять 5-10 минут. Кипячение может использоваться и в довольно больших масштабах (больницы, школы)
Использование йода (2 капли 10 % настойки йода на 1 литр воды, йодные таблетки)
Использование специальных устройств, которые очищают и обеззараживают воду - "Родник", "Турист", "Овод" и др.
Обеззараживание ультразвуком, токами ультравысокой частоты и др.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Системы удаления нечистот и отбросов. Методы очистки, обеззараживания, утилизации.
По В.Г. Горбову все отходы классифицируют следующим образом:
studfiles.net
Хлорирование воды как метод ее обеззараживания.
Для хлорирования применяют газообразный хлор (в баллонах), хлорную известь, гипохлоршп кальция, хлорамин.
Бактерицидный эффект хлора и его соединений состоит из двух компонентов:
1. Бактерицидное действие самого хлора
2. Бактерицидное действие атомарного кислорода (О), который образуется при распаде хлорноватистой кислоты, образующейся при взаимодействии хлора с кодой.
Эффективность хлорирования зависит от
1) Активности применяемых веществ. Наибольшей активностью обладает хлор. Слабее действует хлорная известь, причем ее эффективность зависит от содержания в ней активного хлора (25-35 %). Другие соединения слабее хлорной извести.
2) Качества (чистоты) хлорируемой воды. Взвешенные в воде частицы препятствуют бактерицидному действию хлора, хлор тратится на окисление органических веществ воды. Чем чище вода, тем ниже хлорпоглощаемость воды (см. ниже), тем эффективнее хлорирование.
3) Дозы хлора и времени его действия. От дозы хлора (и величины хлорпоглощаемости) зависит количество остаточного хлора (см. ниже), который и обеспечивает бактерицидное действие.
4) Свойств самих микробов и др.
Методика.
На водопроводной станции воду обычно хлорируют, используя газообразный хлор. Баллоны присоединяют к хлораторам, которые подают хлор в воду. На водопроводной станции обычно осуществляется нормальное постхлорирование (см. ниже "Виды хлорирования")
Недостатки хлорирования как метода обеззараживания воды:
1) Хлор изменяет органолептические свойства воды (запах, вкус, прозрачность)
2) Имеются хлоррезистентные микробы (например, спорообразую-щие)
Виды хлорирования.
I. По месту ввода хлора в схеме обработки воды.
1) Постхлорирование - хлорирование производится после всех этапов обработки (очистки) >юды. Наиболее распространено. • 2) Двойное хлорирование- хлорирование производится как до, так и после очистки воды.
II. По величине дозы хлора.
1) Нормальное хлорирование (хлорирование нормальными дозами хлора). Доза хлора при нормальном хлорировании рассчитывается исходя из хлорпотребности воды. Хлорпотребность (или хлорпоглощае-мость) воды - это то количество хлора, которое идет на окисление органических веществ, содержащихся в воде (при внесении хлора в воду через некоторое время его количество уменьшается, так как определенное количество его, равное хлорпотребности, идет на окисление органических веществ). При введении хлора в большем количестве чем хлорпотребность, он остается в воде. Хлор, который остается в воде называется остаточным. Обычно после хлорирования остаточный хлор составляет 0.3-0.5 мг/л (при условии, что прошло не менее 30 минут с момента внесения хлора в воду). Таким образом, Доза хлора = Хлорпотребность воды + 0.3-0.5 мг/л (Остаточный хлор). Нормальное хлорирование применяется.чаще всего на водопроводных станциях, так как вода до этого проходит тщательную очистку и нормальных доз хлора, обеспечивающих указанное количество остаточного хлора вполне достаточно (учитывая, что чем больше величина остаточного хлора тем хуже органолептические свойства воды). Иногда нормальное хлорирование применяется и в полевых условиях.
2) Гиперхлорирование и суперхлорирование (хлорирование повышенными дозами хлора). Применяется обычно для хлорирования в полевых условияхгрязной, подозрительной в эпидемическом отношении воды и отличается применением высоких доз хлора. При гиперхлори-провании используют дозы от 10 до 50 мг/л. Продолжительность хлорирования - 15 минут летом, 25-30 минут зимой. Если в воде обнаружены (или подозреваются) споры сибирской язвы, то применяют суперхлорирование и дозы хлора повышают до 100 мг/л и более. При хлорировании в полевых условиях используют хлорную известь, двутреть основную соль гипохлорита кальция (ДТСГК), которая содержит 60 % активного хлора, нейтральный гипохлорит кальция (НГК) - 70 % активного хлора, а также индивидуальные средства - хлорсодержащие таблетки ("аквасепт", "спороцид", "аквацид" и др.). После использования повышенных доз хлора необходимо последующее дехлорирование воды,так как без этого она практически не пригодна для употребления но органолептическим свойствам. Дехлорирование производят с помощью гипосульфита, а также путем фильтрации через активированный уголь.
Кроме перечисленных способов хлорирование отдельно можно назвать хлорирование с преаммонизациеи,при котором перед хлорированием в воду вводят аммиак. Аммиак с хлором образует хлорамины, которые действуют дольше, чем просто остаточный хлор
33 Очистка населенных мест от жидких и твердых отходов.разл ss. Знач в проф заб
Системы удаления.
1) Канализация.Предназначена для удаления жидких отбросов по трубам на очистные станции за пределы населенного пункта. Канализация может быть
а) Общеашавная (единая сеть трубопроводов для всех стоков)
б) Раздельная (две системы труб: 1. для фекалыю-хозяйственных ипромышленных стоков 2. Для атмосферных сточных вод)
2) Вывозная система.
При вывозной системе удаления.
Нечистоты обезвреживают и утилизируют
1) На полях ассенизации (могут использоваться для сельскохозяйственных целей на второй, третий год) и полях запахивания.
2) Внося как удобрение в почву (нежелательно)
Мусор сортируется на мусороутилизационных станциях а затем обезвреживается:
1) Сжигание в специальных печах
2) Биотермический метод. При разведении в мусоре термофильных микроорганизмов его температура повышается до 50-70 градусов, что способствует гибели патогенных микробов, яиц гельминтов и тд.
3) Компостирование.
Очистка и обеззараживание хозяйственно-бытовых сточных вод.
Этапы:
1) Механическая очистка. Цель - освобождение от крупных примесей, взвешенных частиц. Для механической очистки используются песколовки, сита, решетки, отстойники и тд.
2) Биологическая очистка. Цель - освобождение сточных вод от мелких взвешенных частиц и примесей, растворенных органических веществ, обеззараживание.
1. Естественная биологическая очистка. Производится почвенным методом на так называемых полях фильтрации и полях орошения. Принцип очистки состоит в фильтрации сточных вод, выпускаемых на эти поля, через почву. Профильтровавшаяся через почву жидкость попадает в систему труб и отводится в водоем. Очистка от взвешенных частиц и микробов происходит при фильтрации через почву. Растворимые органические вещества адсорбируются частичками почвы. Кроме того органические вещества окисляются, метаболизируются микрофлорой почвы. Поля орошения могут по определенной схеме использоваться для выращивания сельскохозяйственных культур.
2. Искусственная биологическая очистка. Производится - путем фильтрации через фильтры, которые состоят из шлака, кокса, других материалов и покрыты биологической пленкой, адсорбирующей органические вещества, микроорганизмы. Другим вариантом являются аэротенки - резервуары, в которые подают сточные воды с добавлением активного ила. Резервуары продуваются воздухом. Ил необходим для адсорбции и кроме того содержит микроорганизмы, обеспечивающие биологическую очистку.
37 Гигиена ЛПУ и ее значение в работе врача
Требования к земельному участку для строительства больницы.
1) Обычные больницы располагаются в черте города, а некоторые специализированные (онкологические, туберкулезные, психиатрические и др.) - вне города.
2) Требования непосредственно к участку:
1. Возвышенное положение, сухое, проветриваемое и инсолируе-мое место, подходящий для капитального строительства фунт и тд.
2. Предпочтительна прямоугольная форма участка с расположением длинной оси в направлении с востока на запад (обеспечивает наиболее благоприятную южную ориентацию большего числа палат)
3. Удапенность от источников загрязнения, расположение относительно них с учетом розы ветров.
4. Удаленность от источников шума и др.
Требования к генеральному плану.
1) При планировке необходимо зонирование больничного участка:
1. Зона лечебных корпусов
а) Неинфекционных
б) Инфекционных
2. Зона поликлиники
3. Садово-парковая зона
4. Зона хозяйственных корпусов (кухня, прачечная, котельная и тд.)
5. Зона патологоанатомического корпуса
6. Зона радиологического корпуса
Между зонами должны быть предусмотрены полосы зеленых насаждений шириной не менее 15 м.
2) Правильное размещение различных зон в пределах участка. Административно-хозяйственные здания можно размещать на границе участка, причем административные (а также поликлинику) - ближе к наружной фанице иглавному въезду, а хозяйственные - на противоположной стороне участка. Вглубине участка следует также располагать патологоанатомическии корпус сморгом.
3) Соблюдение достаточных разрывов между различными строениями.
1. Между лечебными корпусами, службой приготовления пищи и па-тологоанатомическим корпусом - не менее 30 м
2. Между радиологическим корпусом и другими зданиями - не менее 25 м.
3. Между соседними зданиями (между стенами с окнами палат) - не менее 2х/2высоты противостоящего здания (но не менее 25 м). .
38 Современные системы застройки больниц
infopedia.su
Обеззараживание воды современные методы
Вода является неотъемлемой часть нашей жизни. Ежедневно мы выпиваем определенный объем и часто даже не задумываемся о том, что обеззараживание воды и ее качество важная тема. А зря, тяжелые металлы, химические соединения и болезнетворные бактерии способны вызвать необратимые изменения в человеческом организме. На сегодняшний день гигиене воды уделяется серьезное внимание. Современные методы обеззараживания питьевой воды способны очистить ее от бактерий, грибков, вирусов. Они придут на помощь и в том случае, если вода плохо пахнет, имеет посторонние привкусы, цветность.
Способы очистки, обеззараживания и улучшения качества питьевой воды
Предпочтительные методы повышения качества выбирают в зависимости от содержащихся в воде микроорганизмов, уровня загрязненности, источника водоснабжения и других факторов. Обеззараживание направлено на удаление болезнетворных бактерий, которые разрушающе влияют на организм человека.
Очищенная вода прозрачна, не имеет посторонних привкусов и запахов, а также абсолютно безопасна. На практике для борьбы с вредными микроорганизмами применяют способы двух групп, а также их комбинацию:
- химические;
- физические;
- комбинированные.
Для того, чтобы выбрать эффективные методы дезинфекции необходимо провести анализ жидкости. Среди проводимых анализов выделяют:
- химический;
- бактериологический;
Применение химического анализа позволяет определить содержание в воде различных химических элементов: нитратов, сульфатов, хлоридов, фторидов и т.д. Все же показатели, анализируемые данным методом, можно подразделить на 4 группы:
- Органолептические показатели. Химический анализ воды позволяет определить ее вкус, запах и цвет.
- Интегральные показатели – плотность, кислотность и жесткость воды.
- Неорганические – различные металлы, содержащиеся в воде.
- Органические показатели – содержание в воде веществ, которые могут изменяться под воздействием окислителей.
Бактериологический анализ направлен на выявление различных микроорганизмов: бактерий, вирусов, грибков. Подобный анализ выявляет источник заражения и помогает определить методы обеззараживания.
Химические методы обеззараживания питьевой воды
Химические способы основаны на добавлении в воду различных реагентов-окислителей, которые убивают вредоносные бактерии. Наибольшую популярность среди таких веществ получили хлор, озон, гипохлорит натрия, диоксид хлора.
Для достижения высокого качества важно правильно рассчитать дозу реагента. Малое количество вещества может не возыметь эффекта, а даже наоборот способствовать увеличению числа бактерий. Реагент необходимо вводить с избытком, это позволит уничтожить как имеющиеся микроорганизмы, так и бактерии, попавшие в воду после обеззараживания.
Избыток нужно рассчитывать очень аккуратно, чтобы он не мог нанести вред людям. Наиболее популярные химические методы:
- хлорирование;
- озонирование;
- олигодинамия;
- полимерные реагенты;
- иодирование;
- бромирование.
Хлорирование
Очистка воды хлорированием является традиционным и одним из самых популярных способов очищения воды. Хлорсодержащие вещества активно используют для очистки питьевой воды, воды в бассейнах, дезинфекции помещений.
Свою популярность данный способ приобрел благодаря простоте использования, низкой стоимости, высокой эффективности. Большинство патогенных микроорганизмов, вызывающих различные заболевания, не устойчивы к хлору, который оказывает бактерицидное действие.
Для создания неблагоприятных условий, препятствующих размножению и развитию микроорганизмов, достаточно ввести хлор в небольшом избытке. Избыток хлора способствуют продлению эффекта обеззараживания.
В процессе обработки воды возможны следующие способы хлорирования: предварительное и конечное. Предварительное хлорирование применяют максимально близко к месту забора воды, на данном этапе использование хлора не только обеззараживают воду, но и способствуют удалению ряда химических элементов, в том числе железа и марганца. Конечное хлорирование – последний этап в процессе обработки, во время которого происходит уничтожение вредоносных микроорганизмов посредством хлора.
Также различают нормальное хлорирование и перехлорирование. Нормальное хлорирование применяют для дезинфекции жидкости из источников с хорошим санитарными показателями. Перехлорирование – в случае сильной зараженности воды, а также если она заражена фенолами, которые в случае нормального хлорирования только усугубляют состояние воды. Остатки хлора в таком случаем удаляют дехлорированием.
Хлорирование, как и другие методы, наряду с достоинствами имеет и свои минусы. Попадая в организм человека в избытке, хлор ведет к проблемам с почками, печенью, ЖКТ. Высокая коррозионная активность хлора влечет быстрый износ оборудования. В процессе хлорирования образуются всевозможные побочные продукты. Например, тригалометаны (соединения хлора с веществами органического происхождения), способны вызвать симптомы астмы.
В силу широты применения хлорирования у ряда микроорганизмов сформировалась устойчивость к хлору, поэтому определенный процент заражения воды все же возможен.
Для дезинфекции воды чаще всего используют газообразный хлор, хлорную известь, диоксид хлора и гипохлорит натрия.
Хлор – самый популярный реагент. Используют его в жидком и газообразном виде. Уничтожая болезнетворную микрофлору, устраняет неприятный вкус и запах. Предотвращает рост водорослей и ведет к улучшению качества жидкости.
Для очищения хлором используют хлораторы, в которых газообразный хлор абсорбируют с водой, а далее полученную жидкость доставляют до места применения. Несмотря на популярность данного метода, он является довольно опасным. Транспортировка и хранение высокотоксичного хлора обязывает к соблюдению техники безопасности.
Хлорная известь – вещество, получаемое под воздействием газообразного хлора на сухую гашеную известь. Для обеззараживания жидкости применяют хлорную известь, процент хлора в которой составляет не менее 32-35%. Данный реагент очень опасен для человека, вызывает сложности при производстве. В силу этих и других факторов хлорная известь теряет свою популярность.
Диоксид хлора оказывает бактерицидное воздействие, практически не загрязняет воду. В отличие от хлора не образует тригалометанов. Основная причина, которая тормозит его использование – высокая взрывоопасность, что затрудняет производство, транспортировку и хранение. В настоящее время освоена технология производства на месте применения. Уничтожает все виды микроорганизмов. К недостаткам можно отнести способность образовывать вторичные соединения – хлораты и хлориты.
Гипохлорит натрия применяют в жидком виде. Процент активного хлора в нем в два раза больше, чем в хлорной извести. В отличие от диоксида титана обладает относительной безопасностью при хранении и использовании. Ряд бактерий устойчив к его воздействию. В случае длительного хранения теряет свои свойства. На рынке присутствует в виде жидкого раствора с различным содержанием хлора.
Стоит отметить, что все хлорсодержащие реагенты обладают высокой коррозионной активностью, в связи с чем их не рекомендуется использовать для очищения воды, поступающей в воду через металлические трубопроводы.
Озонирование
Озон, так же как и хлор, является сильным окислителем. Проникая сквозь оболочки микроорганизмов, он разрушает стенки клетки и убивает ее. Озон хорошо справляется как с обеззараживанием воды, так и с ее обесцвечиванием и дезодорированные. Способен окислять железо и марганец.
Обладая высоким антисептическим действием, озон разрушает вредные микроорганизмы в сотни раз быстрее, чем другие реагенты. В отличие от хлора, уничтожает практически все известные виды микроорганизмов.
При распаде реагент преобразуется в кислород, который насыщает организм человека на клеточном уровне. Быстрый распад озона в то же время является и недостатком данного метода, поскольку уже через 15-20 мин. после процедуры, вода может подвергнуться повторному заражению. Существует теория, согласно которой при воздействии озона на воду, начинается разложение фенольных групп гуминовых веществ. Они активируют организмы, который до момента обработки находились в спячке.
Насыщаясь озоном вода становится коррозионно-активной. Это ведет к повреждению труб водопровода, сантехники, бытовой техники. В случае ошибочного количества озона возможно образование побочных элементов, которые обладают высокой токсичностью.
Озонирование имеет и другие минусы, к которым стоит отнести высокую стоимость покупки и установки, большие электрозатраты, а также высокий класс опасности озона. При работе с реагентом необходимо соблюдать осторожность и технику безопасности.
Озонирование воды возможно с помощью системы, состоящей из:
- озоногенератора, в котором происходит процесс выделения озона из кислорода;
- системы, которая позволяет ввести озон в воду и смешать его с жидкостью;
- реактора – емкости, в которой происходит взаимодействие озона с водой;
- деструктора – устройства, которое удаляет остаточный озон, а также приборов, контролирующих озон в воде и воздухе.
Олигодинамия
Олигодинамия – обеззараживание воды посредством воздействия на нее благородных металлов. Наиболее изучено применение золота, серебра и меди.
Самым же популярным металлом в целях уничтожения вредных микроорганизмов является серебро. Его свойства раскрыли еще в древности, в емкость с водой помещали ложку или монетку из серебра и давали такой воде отстояться. Утверждение, что такой метод эффективен довольно спорное.
Теории влияния серебра на микробы не получили окончательного подтверждения. Существует гипотеза, согласно которой клетку разрушают электростатические силы, возникающие между ионами серебра с положительным зарядом и отрицательно заряженными клетками бактерий.
Серебро – тяжелый металл, который в случае накопления в организме может вызывать ряд заболеваний. Достичь антисептического эффекта можно лишь при высоких концентрациях данного металла, которое губительно для организма. Меньшее количество серебра способно только приостановить рост бактерий.
К тому же, практически не чувствительные к серебру спорообразующие бактерии, не доказано его влияние на вирусы. Поэтому применение серебра целесообразно лишь для продления сроков хранения изначально чистой воды.
Другим тяжелым металлом, способным оказывать бактерицидное воздействие, является медь. Еще в древности заметили, что вода, которая стояла в медных сосудах, гораздо дольше сохраняла свои высоковеществ. На практике данный метод используют в основных в бытовых условиях для очищения небольшого объема воды.
Полимерные реагенты
Использование полимерных реагентов – современный метод обеззараживания воды. Он значительно выигрывает у хлорирования и озонирования за счет своей безопасности. Жидкость, очищенная полимерными антисептиками не имеет вкуса и посторонних запахов, не вызывает коррозию металла, не воздействует на организм человека. Данный метод получил распространение в очистке воды в бассейнах. Вода, очищенная полимерным реагентом, не имеет цвета, постороннего вкуса и запаха.
Иодирование и бромирование
Иодирование – метод обеззараживания, использующий иодсодержащие соединения. Дезинфицирующие свойства йода известны медицине с давних времен. Несмотря на то, что данный метод широко известен и неоднократно предпринимались попытки его использования, использование йода в качестве дезинфектора воды популярности не приобрело. Данный метод имеет существенный недостаток, растворяясь в воде, он вызывает специфический запах.
Бром – довольно эффективный реагент, который уничтожает большую часть известных бактерий. Однако, в силу своей высокой стоимости популярностью не пользуется.
Физические методы обеззараживания воды
Физические способы очистки и дезинфекции работают воду без использования реагентов и вмешательства в химический состав. Наиболее популярные физические методы:
- УФ-облучение;
- ультразвуковое воздействие;
- термическая обработка;
- электроимпульсный способ;
УФ-излучение
Все большую популярность среди методов обеззараживания воды набирает применение УФ-излучения. В основе методики лежит тот факт, что лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы. Проникая сквозь клеточную стенку, они воздействуют на нуклеиновые кислоты (РНД и ДНК), а также вызывают нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов, что ведет к гибели бактерий.
Для определения дозы излучения необходимо провести бактериологический анализ воды, это позволит выявить виды патогенных микроорганизмов и их восприимчивость к лучам. На эффективность также влияет мощность используемой лампы и уровень поглощения излучения водой.
Доза УФ-излучения равна произведению интенсивности излучения на его продолжительность. Чем выше устойчивость микроорганизмов, тем дольше на них необходимо воздействовать
УФ-излучение не влияет на химический состав воды, не образует побочных соединений, таким образом исключает возможность нанесения вреда человеку.
При использовании данного метода невозможна передозировка, УФ-облучение отличается высокой скоростью реакции, для обеззараживания всего объема жидкости требуется несколько секунд. Не меняя состав воды, излучение способно уничтожить все известные микроорганизмы.
Однако, не лишен данный метод и недостатков. В отличие от хлорирования, обладающего пролонгирующим эффектом, эффективность облучения сохраняется до тех пор, пока лучи воздействуют на воду.
Хороший результат достижим лишь в очищенной воде. На уровень поглощения ультрафиолета влияют содержащиеся в воду примеси. Например, железо способно служить для бактерий своеобразным щитом и «прятать» их от воздействия лучей. Поэтому целесообразно провести предварительную очистку воды.
Система для УФ-излучения состоит из нескольких элементов: выполненной из нержавеющей стали камеры, в которую помещена лампа, защищенная кварцевыми чехлами. Проходя через механизм такой установки, вода постоянно подвергается действию ультрафиолета и полному обеззараживанию.
Ультразвуковое обеззараживание
Ультразвуковое обеззараживание основано на методе кавитации. За счет того, что под воздействием ультразвука происходят резкие перепады давления, микроорганизмы разрушаются. Эффективен ультразвук и для борьбы с водорослями
Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Преимуществом является нечувствительность к высокой мутности и цветности воды, а также возможность воздействовать на большинство форм микроорганизмов.
К сожалению, данный метод применим только для малых объемов воды. Как и УФ-облучение оказывает эффект только в процессе взаимодействия с водой. Не возымело ультразвуковое обеззараживание популярности и в силу необходимости установки сложного и дорого оборудования.
Термическая обработка воды
В домашних условиях термический способ очистки воды – всем известное кипячение. Высокая температура убивает большинство микроорганизмов. В промышленных условиях данный метод неэффективен в силу его громоздкости, больших временных затрат и низкой интенсивности. К тому же, термическая обработка не способна избавить от посторонних привкусов и болезнетворных спор.
Электроимпульсный способ
В основе электроимпульсного способа лежит применение электрических разрядов, которые формируют ударную волну. Под воздействием гидравлического удара микроорганизмы гибнут. Данный метод эффективен как для вегетативных, так и спорообразующих бактерий. Способен достичь результата даже в мутной воде. Кроме того, бактерицидные свойства обработанной воды сохраняются до четырех месяцев.
Минусом является высокая энергоемкость и дороговизна.
Комбинированные методы обеззараживания воды
Для достижения наибольшего эффекта используют комбинированные способы, как правило, реагентные методы сочетают с безреагентными.
Высокую популярность возымело сочетание УФ-облучения с хлорированием. Так, уф-лучи убивают патогенную микрофлору, а хлор препятствует повторному заражению. Данный метод используют как для очистки питьевой воды, так и очистки воды в бассейнах.
Для обеззараживания бассейнов УФ-излучение преимущественно используют с гипохлоритом натрия.
Заменить хлорирование на первом этапе можно озонированием
Другие методы включает в себя окисление в сочетании с тяжелыми металлами. Окислителями могут выступать как хлорсодержащие элементы, так и озон. Суть комбинирования состоит в том, что окислители обивают вредные микробы, а тяжелые металлы позволяют сохранить воду обеззараженной. Существуют и другие способы комплексной дезинфекции воды.
Очистка и обеззараживание воды в бытовых условиях
Часто необходимо очистить воду в небольших количествах прямо здесь и сейчас. Для этих целей используют:
- растворимые обеззараживающие таблетки;
- перманганат калия;
- кремний;
- подручные цветы, травы.
Обеззараживающие таблетки могут выручить в походных условиях. Как правило, одну таблетку применяют на 1 л. воды. Этот метод можно отнести к химической группе. Чаще всего в основе таких таблеток лежит активный хлор. Время действия таблетки 15-20 минут. В случае сильного загрязнения количество можно удвоить.
Если вдруг таблеток не оказалось, возможно применение обычной марганцовки из расчета 1-2 г. на ведро воды. После того, как вода отстоится, она готова к использованию.
Также бактерицидное действие оказывают природные растения – ромашку, чистотел, зверобой, бруснику.
Еще один реагент – кремний. Поместите его в воду и дайте ей отстояться в течение суток.
Источники водоснабжения их пригодность для обеззараживания
Источники водоснабжения можно разделить на два вида – поверхностные и подземные воды. К первой группе относится вода из рек и озер, морей и водохранилищ.
При анализе пригодности вод для питья, расположенных на поверхности, проводят бактериологический и химический анализ, оценивают состояние дна, температуру, плотность и соленость морской воды, радиоактивность воды и т.д. Немаловажную роль при выбора источника играет нахождение по близости промышленных объектов. Еще один этап оценки источника водозабора – просчет возможных рисков заражения воды.
Состав воды в открытых водоемах зависит от времени года, такая вода содержит различные загрязнения, среди которых и болезнетворные микроорганизмы. Наиболее высок риск заражения водоемов рядом с городами, заводами, фабриками и другими объектами промышленности.
Речная вода очень мутная, отличается цветностью и жесткостью, а также большим количеством микроорганизмов, заражение которыми чаще всего происходит из стоковых вод. В воде из озер и водохранилищ часто встречается цветение из-за развития водорослей. Также такие воды
Особенность поверхностных источников заключается в большой водной поверхности, которая соприкасается с солнечными лучами. С одной стороны, это способствует самоочищению воды, с другой – служит развитию флоры и фауны.
Несмотря на то, что поверхностные воды могу самоочищаться, это не спасает их от механических примесей, также патогенной микрофлоры, поэтому при водозаборе подвергаются тщательному очищению с дальнейшим обеззараживанием.
Другой вид источников водозабора – подземные воды. Содержание микроорганизмов в них минимально. Для обеспечения населения лучше всего подходит родниковая и артезианская вода. Чтобы определить их качество, эксперты анализируют гидрологию слоев горных пород. Особое внимание уделяют санитарному состоянию территории в районе забора воды, так как этого зависит не только качество воды в здесь и сейчас, но и перспектива заражения вредоносными микроорганизмами в дальнейшем.
Артезианская и родниковая вода выигрывает у воды из рек и озер, она защищена от бактерий, содержащихся в стоковых водах, от воздействия солнечных лучей и других факторах, способствующих развитию неблагоприятной микрофлоры.
Нормативные документы водно-санитарного законодательства
Поскольку вода являет собой источник человеческой жизни, ее качеству и санитарному состоянию уделяется серьезное внимание, в том числе на законодательном уровне. Основными документами в данной сфере являются Водный кодекс и Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».
Водный кодекс содержит в себе правила по использования и охраны водных объектов. Приводит классификацию подземных и поверхностных вод, определяет меры наказания за нарушение водного законодательства и др.
ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» регламентирует требования к источникам, вода из которых может быть использована для питья и ведения хозяйства.
Также существуют государственные стандарты качества, которые определяют показатели пригодности и выдвигают требования к способам анализа воды:
ГОСТы качества воды
- ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.
- ГОСТ 24902-81 Вода хозяйственно-питьевого назначения. Общие требования к полевым методам анализа.
- ГОСТ 27064-86 Качество вод. Термины и определения.
- ГОСТ 17.1.1.04-80 Классификация подземных вод по целям водопользования.
СНиПы и требования к воде
Строительные нормы и правила (СНиП) содержат в себе правила по организации внутреннего водопровода и канализации зданий, регламентируют монтаж систем водоснабжения, отопления и т.д.
- СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
- СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы.
- СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.
СанПиНы на водоснабжение
В санитарно-эпидемиологических правилах и нормах (СанПиН) можно найти, какие существует требования к качеству воды как из центрального водопровода, так и воды из колодцев, скважин.
- СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.»
- СанПиН 4630-88 «ПДК и ОДУ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
- СанПиН 2.1.4.544-96 Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.
- СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
global-aqua.ru
Технология хлорирования питьевой воды
Обработка питьевой воды хлором – это один из основных этапов водоподготовки. С момента открытия уникальных свойств самого распространенного септика и до настоящего времени споры вокруг эффективности и безопасности использования хлорсоединений не утихают ни на минуту.
Технология хлорирования воды была открыта в середине позапрошлого столетия. На протяжении нескольких столетий хлор, благодаря уникальным окислительным свойствам, использовался в качестве антисептика и вещества, способного бороться с неприятным вкусом и запахом жидкости.
Опасность хлорирования
В настоящее время установлено, что практически все хлорсоединения способны образовывать тригалометаны (ТГМ). Хлороформ, дихлорбромметан и дибромхлорметан – это производные реакции хлора и органических соединений природного происхождения. Процесс образования токсичных соединений интенсифицируется при повышении уровня рН.
Существенно понизить концентрацию ТГМ можно на этапе очистки воды от органических соединений. Благодаря отсутствию одного из важнейших компонентов реакции ПДК токсичных соединений не превышает установленные пределы.
Технология хлорирования питьевой воды
На сегодняшний день на многих станциях водоподготовки используют жидкий или газообразный хлор (в качестве альтернативы – гипохлорид натрия или кальция). Когда один из самых распространенных антисептиков попадает в воду, образуется смесь хлорноватистой и соляной кислоты:
Сl2 + Н2О = НОСl + НСl
Затем хлорноватистая кислота диссоциирует, образуя ионы гипохлорита, которые обладают бактерицидными свойствами:
НОСl→Н++ОСl-
Сумму Сl2+НОСl+ОСl- называют свободным активным хлором.
Хлорирование воды газообразным хлором
Реагент подается через специальный дозатор. Газ подается под большим давлением в среде азота по трубам. В случае аварии подобная конструкция позволяет быстро нейтрализовать хлор.
Рис.1.
Хлорирование воды жидким хлором
рис.2 Реагент подается из баллонов (I) в промежуточный расходный баллон (II). Затем распределительная система (1) перекачивает по трубопроводу (2) смесь газа и питьевой воды.
Рис.2
В зависимости от исходного состава воды, все методы обеззараживания с помощью хлорсоединений подразделяют на две группы:
- постхлорирование,
- прехлорирование.
Главная цель прехлорирования – удаление органических соединений, и понижение концентрации ТГМ. Дехлорирование на данном этапе не осуществляют.
Постхлорирование воды является завершающей стадией водоподготовки. При необходимости и эпизодическом бактериальном загрязнении дозу септика увеличивают до 1,0-10,0 мг/л. Избыток хлора удаляют дехлорированием (обработкой тиосульфатом или сильфитом натрия, сернистым ангидридом, активированным углем) или аэрацией.
Преимущества и недостатки хлорирования:
"+"
- простота метода,
- эффективность хлорирования,
- одновременное окисление железа и марганца,
- «попутное» удаление неприятного привкуса и запаха воды,
- предотвращение роста водорослей и биообрастание фильтров,
- высокая экономичность метода (по сравнению с озонированием).
"-"
- повышенные требования к условиям хранения и перевозке хлорсоединений,
- необходимость соблюдения строгих мер безопасности,
- образование побочных продуктов (ТГМ),
- потенциальная угроза здоровью человека в случае утечки хлорсоединений,
При обработке воды хлором важную роль играет соблюдение допустимой концентрации септика, которая измеряется в ходе лабораторных анализов. Показателем правильно выбранной дозировки реагента является содержание остаточного хлора, регулируемого ГОСТом 2874-73*.
*Согласно требованиям ГОСТ, концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее к потребителю не должна превышать пределы 0,3-0,5 мг/л.
Используемые источники:
1. Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. С.Н. Черкинского
2.Кобрина В.Н. Химические методы подготовки воды (хлорирование, озонирование, фторирование).
ochistivodu.ru
Сравнительная характеристика методов обеззараживания воды. Методы хлорирования воды.
Обеззараживание воды – процесс уничтожения микроорганизмов. Значительная часть бактерии и вирусов задерживается в процессе очистки воды (макрофильтрация) до 98%. Оставшаяся часть микроорганизмов может содержать патогенные организмы, поэтому для их уничтожения требуется обеззараживание воды. Для обеззараживания воды используются два классических метода очистки воды – обработка воды окислителями и воздействие ультрафиолетовыми лучами. Кроме того, обеззараживание может достигаться очисткой воды с помощью мембранных систем очистки, но данный метод обеззараживания используется только там, где существуют значительные проблемы с водой по химико-физическим показателям качества по причине экономической целесообразности.
· Для обеззараживания поверхностных вод – окислители – хлор, хлорсодержащие реагенты, озон.
· Обеззараживание воды из подземных источников – бактерицидные установки, ультрафиолетовые стерилизаторы.
· Для обеззараживания небольшого количества воды применяется - перманганат калия, перекись водорода.
· Обеззараживание питьевой воды в бытовых условиях – кипячение не менее 10-15 мин.
Скорость обеззараживания тем выше, чем выше температура воды и чем она чище, т.к. взвешенные вещества препятствуют контакту обеззараживающих реагентов с микроорганизмами.
Окислитель дозируется в воду, как до систем очистки воды, так и после в накопительные емкости, резервуары, определяется это наличием в воде и типом органических и неорганических загрязнений.
По способу воздействия на микроорганизмы методы обеззараживания воды подразделяются на химические, или реагентные; физические, или безреагентные, и комбинированные. В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений; безреагентные методы обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями, а в комбинированных используются одновременно химическое и физическое воздействия.
К химическим способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку окислителями: хлором, озоном и т. п., а также ионами тяжелых металлов. К физическим – обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т. д. Перед обеззараживанием вода обычно подвергается очистке фильтрацией и (или) коагуляцией, при которой удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов.
При химических способах обеззараживания питьевой водыдля достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой. Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчетными методами. Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.
При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта.
Зараженность воды микроорганизмами контролируют, определяя общее число бактерий в 1 мл воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки (БГКП). Основной вид этой группы – E . coli – определяется проще, чем другие бактерии этой группы. БГКП присутствуют в воде, загрязненной фекалиями, и при этом обладают одним из самых высоких коэффициентов сопротивляемости обеззараживанию. Будучи безвредной, E . coli является контрольным микроорганизмом, характеризующим бактериальное загрязнение воды. По СанПиН 2.1.4.1074-01 общее число бактерий должно быть не более 50 при отсутствии в 100 мл колиформных бактерий. Мерой зараженности является так называемый коли-индекс, т. е. содержание E . coli в 1 литре воды.
Однако эта норма не всегда коррелирует с обеззараживанием воды от вирусов. При дозах УФ-излучения и хлора, обеспечивающих одинаковый эффект обеззараживания по коли-индексу, воздействие ультрафиолета на вирусы (вируцидный эффект) значительно сильнее, чем в случае применения хлора. Озонирование же по вируцидной активности практически не уступает УФ-облучению. Реальные практические дозы для достижения высокого вируцидного эффекта: 0,5–0,8 г/л озона при контакте 12 мин; при УФ-облучении – 16–40 мДж/см3.
Наиболее распространенным методом обеззараживания водыбыл и остается метод хлорирования. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания.
Из физических способов обеззараживания питьевой водынаибольшее распространение получило обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами, бактерицидные свойства которых обусловлены действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. В ажно отметить, что поскольку при УФ-облучении не образуются токсичные продукты, то не существует верхнего порога дозы. Увеличением дозы УФ-излучения почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.
Основным недостатком метода является полное отсутствие последействия.
Организация процесса УФ-обеззараживания требует больших капитальных вложений, чем хлорирование, но меньших, чем озонирование. Более низкие эксплуатационные расходы делают УФ-обеззараживание и хлорирование сопоставимыми в экономическом плане. Расход электроэнергии незначителен, а стоимость ежегодной замены ламп составляет не более 10% от цены установки. Для индивидуального водоснабжения УФ-установки являются наиболее привлекательными.
Фактором, снижающим эффективность работы установок УФ-обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.
Обеззараживание питьевой воды ультразвукомосновано на способности его вызывать т. н. кавитацию – образование пустот, создающих большую разность давления, что ведет к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.
Из физических способов индивидуального обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным является кипячение, при котором, кроме уничтожения бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и др. биологических объектов, часто содержащихся в открытых водоисточниках, удаляются растворенные в воде газы и уменьшается жесткость воды. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало.
cyberpedia.su
Химические методы обеззараживания воды
Обеззараживание — уничтожение микроорганизмов, является последним завершающим этапом улучшения свойств воды. Оно может проводиться различными методами: химическим, физическим и механическим.
Химические методы обеззараживания основаны на добавлении к воде различных химических веществ — реагентов, вызывающих гибель находящихся в воде микроорганизмов. В качестве реагентов могут быть применены газообразный хлор, различные соединения хлора (хлорная известь, гипохлориты, хлорамины, двуокись хлора и др.), озон, некоторые соли тяжелых металлов, перекись водорода и т. д.
В санитарной практике наиболее старым, испытанным и надежным способом обеззараживания воды является хлорирование.
Принцип его заключается в том, что при добавлении хлора к воде происходит гидролиз его, в результате чего образуется соляная и хлорноватистая кислота: Cl2+h3O = НCl + НОCl, которая в воде диссоциирует на ионы Н и ОCl.
Хлорноватистая кислота сравнительно легко проникает через оболочку бактериальной клетки и, воздействуя на клеточные ферменты, нарушает обмен веществ и способность к размножению микробов.
Новейшие исследования показали, что бактерицидный эффект зависит именно от угнетения ферментов, являющихся катализаторами окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающими бактериальную клетку энергией.
Обеззараживающее действие хлора зависит от многих факторов, среди которых наибольшее значение имеют биологические особенности микроорганизмов, состояние водной среды, условия, в которых осуществляется хлорирование, и т. д. На крупных водопроводных станциях для обеззараживания воды применяется газообразный хлор. Он доставляется в жидком виде (в баллонах или цистернах), а перед применением переводится в газообразное состояние в специальных установках — хлораторах (рис. 9), с помощью которых обеспечивается автоматически непрерывная подача и дозировка хлора. Процесс обеззараживания воды газообразным хлором может происходить или в резервуарах чистой воды, или непосредственно в водопроводной сети; но в последнем случае необходимо, чтобы длина труб до места водоразбора была не менее 1800 м, что даст возможность соблюдать контакт воды с хлором в течение требуемого срока — не менее 30 минут. Наиболее часто хлорирование воды производится 1 % раствором хлорной извести. Хлорная известь представляет собой продукт взаимодействия хлора и гашеной извести по реакции: 2Са (ОН), +2 Cl2 = Са(ОCl)2 + СаCl2 + 2Н2О.
Техническая хлорная известь содержит обычно около 35% активного хлора. При хранении ее в сыром помещении, на свету и при высокой температуре она разлагается и значительно снижает свою активность. Для обеззараживания воды допускается использование хлорной извести, содержащей не менее 25% активного хлора. Поэтому прежде чем использовать хлорную известь для хлорирования воды, необходимо определить в ней процентное содержание активного хлора.
Рис. 9. Хлоратор Ремесницкого.Практически хлорирование воды производится нормальными и повышенными дозами хлора. а) Хлорирование нормальными дозами. Оно применяется в обычных условиях на всех водопроводных станциях. При этом большое значение имеет правильный выбор дозы хлора. При добавлении хлора к воде происходит поглощение его органическими и неорганическими соединениями. Это явление называется хлорпоглощаемостью воды. Чем больше в воде этих веществ, тем выше хлорпоглощаемость и тем больше хлора потребуется для обеззараживания. Для достижения полного бактерицидного эффекта необходимо ввести в воду такое количество активного хлора, которого хватило бы не только на окисление органических веществ, но и на уничтожение микроорганизмов. Кроме того, некоторое количество его должно оставаться в воде, чтобы служить показателем надежности хлорирования; его называют активным остаточным хлором, который нормируется в количестве 0,3—0,5 мг на 1 л воды.
Необходимым условием хлорирования является хорошее перемешивание воды с хлором, а также контакт между обеззараживаемой водой и хлором в течение 30 минут в теплое и в течение 60 минут в холодное время года.
На рис. 10 показана схема установки для обеззараживания воды хлорной известью.
Рис. 10. Схема установки для обеззараживания воды хлорной известью. I — бак для растворения сухой хлорной извести; II — бак для приготовления рабочего раствора и его отстаивания; III — бак для отстоявшегося раствора; IV — дозирующий бачок.На водопроводных станциях иногда применяют хлорирование с преаммонизацией. Для этого в обеззараживаемую воду вначале вводят аммиак или его соли, а затем через 1—2 минуты хлор. При этом образуются хлорамины, обладающие высоким бактерицидным действием. Этот метод применяется в тех случаях, когда обеззараживаемая вода содержит фенол или другие вещества, которые придают ей неприятный запах. При обычном хлорировании фенол соединяется с хлором и придает воде неприятные хлорфенольный запах и привкус. При хлорировании с преаммонизацией образуются хлорамины, которые не соединяются с фенолами, а следовательно не возникает хлорфенольный запах, ухудшающий органолептических свойств воды.
Кроме обеззараживания воды нормальными дозами хлора, применяют хлорирование повышенными дозами (гиперхлорирование). Чаще всего оно применяется в полевых условиях. Гиперхлорирование производится дозами хлора, в 5—10 раз превышающими хлорпоглощаемость воды, т. е. 10—20 мг активного хлора на 1 л воды. Время контакта между обеззараживаемой водой и хлором может быть сокращено до 15—10 минут. Гиперхлорирование имеет ряд преимуществ, основными из которых являются: значительное сокращение времени хлорирования; упрощение техники хлорирования, так как нет необходимости определять остаточный хлор и дозу; можно обеззараживать воду без предварительного освобождения от мути и осветления. Недостатком гиперхлорирования является сильный запах хлора, но его можно устранить добавлением к воде гипосульфита, активированного угля и других веществ.
К химическим методам дезинфекции воды относится озонирование, т. е. обеззараживание с помощью озона.
Озон является нестойким соединением. В воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кислорода, с чем связана его сильная окислительная способность. В процессе его разложения образуются свободные радикалы ОН и НO2, обладающие высокими окислительными свойствами. Озон обладает высоким окислительно-восстановительным потенциалом, поэтому его реакция с органическими веществами, находящимися в воде, происходит более полно, чем у хлора. Механизм обеззараживающего действия озона аналогичен действию хлора и, действуя как сильный окислитель, он поражает жизненно важные ферменты, и вызывает гибель микроорганизмов. Имеются предположения, что он действует как протоплазматический яд.
Преимущество озонирования перед хлорированием заключается в том, что при этом способе обеззараживания улучшается вкус и цвет воды, а поэтому озон может быть использован одновременно для улучшения органолептических свойств воды. Озонирование не оказывает отрицательного влияния на минеральный состав и рН воды. Избыток озона быстро превращается в кислород, поэтому остаточный озон не опасен для организма и не влияет на органолептические свойства воды. Контроль за озонированием менее сложен, чем за хлорированием, так как на озонирование не влияют такие факторы, как температура, рН воды и т. д. Для обеззараживания воды необходимая доза озона в среднем равна 0,5—6 мг/л при экспозиции 3—5 минут. Озонирование производится при помощи специальных аппаратов-озонаторов. Наиболее широко оно используется для обеззараживания воды во Франции и США. В СССР имеются действующие очистные установки с озонаторами в Донбассе и некоторых других городах.
К химическим способам обеззараживания воды относятся методы, основанные на использовании олигодинамического действия солей тяжелых металлов (особенно серебра, меди, золота).
Олигодинамическим действием тяжелых металлов называется их способность оказывать бактерицидный эффект в течение длительного срока при крайне малых концентрациях. Механизм действия заключается в том, что ионы тяжелых металлов, имеющие положительный заряд, вступают в воде во взаимодействие с микроорганизмами, заряженными отрицательно. Происходит электроадсорбция, в результате которой они проникают в глубь микробной клетки, образуя в ней альбумины тяжелых металлов, соединения с нуклеиновыми кислотами, в результате чего микробная клетка погибает. Этот метод не получил широкого распространения. Он применяется для обеззараживания небольших объемов воды.
Перекись водорода давно известна как окислитель. Ее бактерицидное действие связано с выделением кислорода при ее разложении. Практически метод применения перекиси водорода для обеззараживания воды в настоящее время еще полностью не разработан.
www.medical-enc.ru
Хлорирование. Хлорпотребностъ воды | EUROLAB
Хлорпотребностъ воды - это количество активного хлора (в миллиграммах), необходимое для эффективного обеззараживания 1 л воды и обеспечивающее содержание остаточного свободного хлора в пределах 0,3-0,5 мг/л после 30-минутного контакта с водой, или количество остаточного связанного хлора в пределах 0,8-1,2 мг после 60-минутного контакта. Содержание остаточного активного хлора контролируют после резервуаров чистой воды перед подачей в водопроводную сеть. Поскольку хлорпоглощаемость воды зависит от ее состава и является неодинаковой для воды из разных источников, то в каждом случае хлорпотребность определяют экспериментально путем пробного хлорирования. Ориентировочно хлорпотребность осветленной и обесцвеченной коагуляцией, отстаиванием и фильтрацией речной воды колеблется в пределах 2-3 мг/л (иногда - до 5 мг/л), воды подземных межпластовых вод - в пределах 0,7-1 мг/л.
Факторы, влияющие на процесс хлорирования воды, связаны с:
1) биологическими особенностями микроорганизмов;
2) бактерицидными свойствами хлорсодержащих препаратов;
3) состоянием водной среды;
4) с условиями, в которых осуществляется обеззараживание.
Известно, что споровые культуры во много раз более устойчивы, чем вегетативные формы к действию дезинфицирующих средств. Энтеровирусы более стойкие, чем кишечные бактерии. Сапрофитные микроорганизмы более резистентны, чем патогенные. При этом среди патогенных микроорганизмов наиболее чувствительными к хлору являются возбудители брюшного тифа, дизентерии, холеры. Возбудитель паратифа В более стойкий к действию хлора. Кроме того, чем выше инициальная контаминация воды микроорганизмами, тем ниже при одинаковых условиях эффективность обеззараживания.
Бактерицидная активность хлора и его соединений связана с величиной его окислительно-восстановительного потенциала. Окислительно-восстановительный потенциал возрастает при одинаковых концентрациях в ряду: хлорамин - хлорная известь - хлор - хлора диоксид.
Эффективность хлорирования зависит от свойств и состава водной среды, а именно: от содержания взвешенных веществ и коллоидных соединений, концентрации растворенных органических соединений и неорганических восстановителей, pH воды, ее температуры.
Взвешенные вещества и коллоиды препятствуют воздействию дезинфицирующего агента на микроорганизмы, находящиеся в толще частицы, поглощают активный хлор вследствие адсорбции и химического связывания. Влияние на эффективность хлорирования органических соединений, растворенных в воде, зависит как от их состава, так и от свойств хлорсодержащих препаратов. Так, азотсодержащие соединения животного происхождения (белки, аминокислоты, амины, мочевина) активно связывают хлор. Соединения, не содержащие азота (жиры, углеводы), слабее реагируют с хлором. Поскольку наличие в воде взвешенных веществ, гуминовых и других органических соединений снижает эффект хлорирования, для надежного обеззараживания мутные и повышенной цветности воды предварительно осветляют и обесцвечивают.
При снижении температуры воды до 0-4 °С уменьшается бактерицидный эффект хлора. Эта зависимость особенно заметна в опытах с высокой инициальной контаминацией воды и в случае хлорирования ее невысокоми дозами хлора. В практике работы водопроводных станций, если загрязнение воды источника отвечает требованиям Госстандарта 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и контроль за качеством", снижение температуры заметно не влияет на эффективность обеззараживания.
Механизм влияния pH воды на ее обеззараживание хлором связан с особенностями диссоциации хлорноватистой кислоты: в кислой среде равновесие смещается в сторону молекулярной формы, в щелочной - ионной. Хлорноватистая кислота в недиссоциированной молекулярной форме лучше проникает через оболочки в середину бактериальной клетки, чем гидратированные ионы гипохлорита. Поэтому в кислой среде процесс обеззараживания воды ускоряется.
На бактерицидный эффект хлорирования значительно воздействуют доза реагента и продолжительность контакта: бактерицидный эффект возрастает при повышении дозы и увеличении продолжительности действия активного хлора.
Способы хлорирования воды. Существует несколько способов хлориро-. вания воды с учетом характера остаточного хлора, выбор которых определяется особенностями состава обрабатываемой воды. Среди них:
1) хлорирование послепереломными дозами;
2) обычное хлорирование или хлорирование по хлорпотребности;
3) суперхлорирование;
4) хлорирование с преаммонизацией.
В первых трех вариантах воду обеззараживают свободным активным хлором. При хлорировании с преаммонизацией бактерицидный эффект обусловлен действием хлораминов, т. е. связанного активного хлора. Кроме того, применяются комбинированные способы хлорирования.
Хлорирование послепереломными дозами предусматривает, что после 30 мин контакта в воде будет присутствовать свободный активный хлор. Дозу хлора подбирают таким образом, чтобы она была несколько выше той дозы, при которой образуется перелом на кривой остаточного хлора, т. е. в диапазоне IV. Подобранная таким способом доза обусловливает появление в воде остаточного свободного хлора в наименьшем количестве. Этот метод отличается тщательным подбором дозы. Он дает стойкий и надежный бактерицидный эффект, препятствует появлению запахов в воде.
Обычное хлорирование (хлорирование по хлорпотребности) является наиболее распространенным способом обеззараживания питьевой воды при централизованном хозяйственно-питьевом водоснабжении. Хлорирование по хлорпотребности проводится такой послепереломной дозой, которая через 30 мин контакта обеспечивает присутствие в воде остаточного свободного хлора в пределах 0,3-0,5 мг/л.
Поскольку природные воды существенно отличаются по составу и поэтому имеют различную хлорпоглощаемость, хлорпотребность определяют экспериментально путем опытного хлорирования воды, подлежащей обеззараживанию. Помимо правильного выбора дозы хлора, обязательным условием эффективного обеззараживания воды является тщательное смешивание и время экспозиции, т. е. время контакта хлора с водой (не менее 30 мин).
Как правило, на водопроводных станциях хлорирование по хлорпотребности проводят после осветления и обесцвечивания воды. Хлорпотребность такой воды колеблется в пределах 1 - 5 мг/л. Оптимальную дозу хлора вводят в воду сразу после фильтрации перед РЧВ.
Исходя из хлорпотребности, можно проводить и двойное хлорирование, при котором первый раз хлор подают в смеситель перед камерой реакции, а второй - после фильтров. При этом экспериментально определенную оптимальную дозу хлора не изменяют. Хлор при введении в смеситель перед камерой реакции улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, чем дает возможность снизить дозу коагулянта. Кроме того, он угнетает рост микрофлоры, которая загрязняет песок на фильтрах. Общие расходы хлора при двойном хлорировании практически не увеличиваются и остаются почти такими же, как и при одноразовом.
Двойное хлорирование заслуживает широкого применения. К нему следует обращаться в тех случаях, когда загрязнение речной воды сравнительно высокое или подвержено частым колебаниям. Двойное хлорирование повышает санитарную надежность обеззараживания воды.
www.eurolab.ua
