Бланки-заявки на подбор очистного оборудования  

Промышленные системы водоподготовки
Системы очистки воды для квартир и коттеджей
Мембранное оборудование
Фильтрующие материалы
Работа с Юридическими лицами
Работа с Физическими лицами
Сервисная служба
Объекты внедрения
Наши партнеры
О компании
Вакансии
Новости
  
Заявки на подбор оборудования
Как связаться с нами?



  Новости 
2013.12.31
С Новым годом и Рождеством!
2013.03.21
О важности питьевой воды
2013.02.25
Фильтруйте воду
2012.12.29
С Новым годом!
2012.11.19
Как обстоят дела с качеством воды в Санкт-Петербурге?
2012.09.22
Нам 16 лет!
2011.05.10
Интересное о воде - 2



   Словарь терминов: 
ПДК
Сокращение от "предельная допустимая концентрация" (максимальный уровень примеси, ПДК); предельно допустимая концентрация примеси в воде, регламентируемая Нормативами Питьевой Воды Агентства по Охране Окружающей среды Соединенных Штатов (U.S. EPA).


Достоинства и недостатки промышленных методов обеззараживания воды

В. М. АЛЫНИН, зам. директора ЭП АО "АвтоВАЗ";
С. В. ВОЛКОВ, зав. отделом НПО "ЛИТ";
А. Я. ГИЛЬБУХ, зам. технического директора АО "Авто ВАЗ";
А. И. ГРЕЧУХИН, технический директор АО "АвтоВАЗ";
С. В. КОСТЮЧЕНКО, канд. физ.-мат. наук, директор НПО "ЛИТ";
Н. Н. КУДРЯВЦЕВ, д-р физ.-мат. наук, профессор, декан факультета МФТИ;
А. В. ЯКИМЕНКО, ст. научный сотрудник НПО "ЛИТ"

Источники водоснабжения в последнее время подвергаются интенсивному загрязнению и их качество во многих регионах нельзя признать удовлетворительным. Сооружения водопод-готовки и водоотведения, на которых используются традиционные методы и процессы, не всегда в состоянии обеспечить требуемую степень очистки воды. В полной мере это относится и к обеззараживанию воды – главному барьеру на пути передачи водных инфекций. По данным статистики, в России более 11% проб качества питьевой воды не удовлетворяют требованиям действующего ГОСТ по бактериологическим показателям [1]. Отмечается постоянный рост числа бактериальных и вирусных заболеваний, распространяемых водным путем.

Такое положение требует нового подхода к обеспечению эпидемиологической безопасности и, в частности, стимулирует работы по совершенствованию старых и внедрению принципиально новых технологий обеззараживания воды.

Из числа известных методов обеззараживания воды многие находятся пока на стадии чисто научных разработок. К ним относятся, например, пропускание постоянного, переменного или импульсного тока, анодное разложение, кавитация, радиационное облучение рентгеном, гамма-квантами или ускоренными электронами. Другие способы, такие как обработка перекисью водорода, перманганатом калия, ионами тяжелых металлов, иодирование, бромирование, в силу ряда причин являются технологиями малых расходов и специальных схем обработки воды [2].

Реальными практическими технологиями, прошедшими проверку на действующих крупномасштабных сооружениях очистки воды, являются хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое (УФ) облучение [3]. Каждая из этих технологий обладает преимуществами и недостатками по приемлемости в технологическом процессе, характеру воздействия на воду и его последствиям, экономической эффективности, возможностям и затратам на внедрение технологии в существующие системы водоочистки. Выбор конкретной технологии должен основываться на комплексном анализе этих преимуществ и недостатков с гигиенической, технико-эксплуатационной и экономической точек зрения.

Гигиенические и экологические аспекты. Каждая из технологий (хлорирование, озонирование, УФ-облучение), если она применяется в соответствии с нормами, может обеспечить необходимую степень инактивации бактерий, в частности, по индикаторным бактериям группы кишечной палочки и общему микробному числу.

Известно, что хлорирование является наименее эффективным по отношению к вирусам. Так, в работе [4] показано, что для обеспечения обеззараживания эн-теровирусов необходима концентрация свободного хлора 1-2,7 мг/л после контакта 30 мин -4 ч. Проведенные в последнее время исследования доказали, что традиционные схемы хлорирования во многих случаях не являются барьером на пути проникновения вирусов в питьевую воду [5].

Озон и ультрафиолет имеют достаточно высокий вируцидный эффект при реальных для практики дозах: озон 0,5-0,8 мг/л при контакте 12 мин [4], ультрафиолет при дозе 16-40 мДж/см2[6].

По отношению к цистам патогенных простейших высокую степень очистки не обеспечивает ни один из методов обеззараживания. Для удаления этих микроорганизмов рекомендуется сочетать процессы обеззараживания с процессами снижения мутности (коагуляцией, отстаиванием, фильтрацией).

Важным моментом при определении схемы очистки является возможность повторного роста микроорганизмов после процесса дезинфекции. Хлорирование в общем случае обеспечивает консервацию воды после обеззараживания, однако следует подчеркнуть, что остаточный хлор в дозах 0,3-0,5 мг/л не является барьером при вторичном загрязнении питьевой воды.

Еще более остра эта проблема для озонирования. В целом ряде исследований, выполненных в последние годы, было установлено, что в результате действия озона на органические соединения последние переходят из биологически устойчивых форм в биоразлагаемые, которые затем легко усваиваются микроорганизмами. Сравнительный анализ показал, что после озонирования часто наблюдается значительный рост бактерий, в то время как в хлорированной воде данный рост не отмечался [7]. Повторный рост микроорганизмов вынудил в ряде случаев либо отказаться вообще от озонирования [8], либо ввести дополнительное остаточное хлорирование. Однако применение хлорирования вслед за озонированием также имеет свои проблемы. Образующиеся в результате озонирования кислоты и альдегиды могут являться инициаторами образования хлорор-ганических соединений при последующем хлорировании [9].

В случае УФ-обеззараживания повторный рост бактерий наблюдается при недостаточной дозе облучения, когда обработанная вода длительное время находится под воздействием солнечного света (эффект фотореактивации). Если технологическая доза облучения выбрана правильно – фотореактивация не наблюдается [10], что позволяет применять УФ-обеззараживание без последующего ввода консервирующих доз хлора как для артезианской, так и для поверхностной воды [11-13].

Важно подчеркнуть, что при использовании любого из методов обеззараживания воды надежным гарантом предупреждения вторичного загрязнения и бактериального заражения питьевой воды может служить лишь надлежащее санитарно-техничес-кое состояние водопроводной сети и связанного с нею оборудования.

Одной из основных причин, из-за которых применимость традиционного метода обеззараживания хлором ставится сейчас под сомнение, является образование в воде под действием хлора хлорорганических соединений. Хлорорганические соединения по данным многочисленных исследований по отношению к человеку обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцеро-генностыо [14]. Хлорирование сточных вод перед сбросом в водоемы приводит к тому, что хлорпроизводные и остаточный хлор, попадая в естественные водоемы, оказывают отрицательное воздействие на различные водные организмы, вызывая у них серьезные физиологические изменения и даже их гибель. Кроме того, хлорорганические соединения являются и загрязнителями питьевой воды, так как, обладая высокой стойкостью, вызывают загрязнение рек на значительных расстояниях вниз по течению, практически не извлекаясь в процессе водоподготовки.

Считается, что озонирование является экологически более чистой технологией. Однако при озонировании также возможно образование побочных продуктов, классифицируемых нормативами как токсичные. При этом перечень таких продуктов не меньше, чем в случае хлорирования. К ним относятся броматы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, хиноны, фенолы и другие гидроксилированные и алифатические ароматические соединения [15]. Безвредность продуктов разложения органических веществ, образующихся в результате озонирования, требует серьезных исследований.

Ультрафиолетовое облучение, в отличие от окислительных технологий, не меняет химический состав воды. Многочисленные исследования показали отсутствие вредных эффектов после облучения воды даже при дозах, намного превышавших практически необходимые [16].

Эксплуатационные особенности. Технологическая простота процесса хлорирования, недифи-цитность хлора обусловливают его широкое внедрение в практику водоснабжения. Однако хлор (жидкий и газообразный) является сильнодействующим ядовитым веществом и при его транспортировании, хранении и использовании необходимо соблюдение специальных мер по обеспечению безопасности обслуживающего персонала и населения.

Концентрация запасов жидкого хлора в расходных складах хлораторных коммунальных систем водоснабжения, на площадках очистных и других водопроводных сооружений, размещенных, как правило, в пределах застройки населенных мест, представляет потенциальную опасность из-за возникновения чрезвычайных аварийных ситуаций.

В связи с этим в последние годы разработан и утвержден ряд нормативных документов, существенно ужесточающих требования, относящиеся к хлорным хозяйствам. .

Новый СаНПиН 2.1.4.027-95 [17] для водопроводных сооружений с размещенными на их территории хлораторными с расходным складом хлора увеличивает минимально допустимый размер санитарно-защитной зоны до жилых и общественных зданий до 300 м вместо 100 м, регламентируемых СНиП [18]. Между тем, увеличение этих расстояний для действующих сооружений на практике часто не представляется возможным.

Новые "Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении жидкого хлора" (ПБХ-93) определяют необходимость внедрения ряда, отсутствовавших ранее, организационных и технических мероприятий, направленных на повышение эксплуатационной надежности хлораторных, степени безопасности обслуживающего персонала и населения, а также на исключение условий для негативного влияния на окружающую природную среду при эксплуатации хлорного хозяйства и в случае возникновения аварийных ситуаций.

Выполнение комплекса дополнительных мероприятий требует реконструкции действующих хлораторных и, как следствие, необходимости капитальных вложений и дополнительных эксплуатационных расходов на обслуживание.

Использование для обеззараживания других хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, ги-похлорита натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Однако применяемое в этом случае реагентное хозяйство более громоздко в связи с необходимостью хранения больших количеств реагентов (в 3-5 раз больше, чем при использовании чистого хлора). При этом, как и при хлорировании, необходимо устройство специальной системы приточно-вытяжной вентиляции и соблюдение специальных мер безопасности при работе обслуживающего персонала с реагентами.

Эксплуатация усложняется также способностью хлорсодер-жащих реагентов быстро терять активность и, как следствие, неизбежной необходимостью увеличения затрат на транспортировку.

Организация процессов хлорирования с помощью хлорсо-держащих реагентов осуществляется специальным обслуживающим персоналом. Растворы хлор-содержащих реагентов коррози-онно-активны и для работы с ними используется оборудование и трубопроводы из нержавеющих материалов или с антикоррозийными покрытиями.

Метод озонирования в отличие от хлорирования технически сложен и для его реализации необходимо выполнение ряда последовательных технологических операций: очистка воздуха, его охлаждение и сушка, синтез озона, смешение озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвод и деструкция остаточной озоновоздушной смеси, отвод ее в атмосферу.

Кроме того, требуется много вспомогательных процессов и оборудования.

Процесс синтеза озона осуществляется при высоком напряжении (10-15 кВ). Озон более токсичен, чем хлор, вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и поражает органы дыхания. Предельно допустимое содержание озона в воздухе производственных помещений 0,1 г/м3. Существует опасность взрыва озоновоздушной смеси.

При эксплуатации озонатор-ных станций необходимо привлечение большого количества специально обученного обслуживающего персонала, в том числе для эксплуатации высоковольтного электрооборудования. Обязательно соблюдение строгих мер безопасности на рабочих местах. Важным обстоятельством является принятие своевременных мер предосторожности при работе с озонаторным оборудованием и оперативное устранение дефектов.

Повышенное внимание уделяют качественной деструкции остаточной озоновоздушной смеси, отсасываемой из контактной камеры, обеспечивая тем самым исключение возможности негативного влияния на окружающую среду и необходимую экологическую безопасность.

Озон вызывает активную коррозию оборудования и трубопроводов и требует использования нержавеющих материалов.

Технология обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением является наиболее простой как в реализации, так и при обслуживании УФ-оборудования. При использовании этой технологии не требуется обеспечения специальных мер безопасности и привлечения специального обслуживающего персонала. Максимальное рабочее напряжение, используемое при эксплуатации УФ-оборудования, – 380 В.

Принципиально отсутствует опасность передозировки в отличие от технологий хлорирования и озонирования.

Экономическая эффективность.

При обеззараживании природных и сточных вод объективно наиболее дорогостоящим является метод озонирования. Это относится в равной степени как к стоимости строительства и оборудования, так и к эксплуатационным расходам и обусловливается следующим:


  • технологически сложный процесс требует применения комплекса технических операций и разнообразного оборудования, в том числе дорогостоящего (озонаторы, компрессоры, установки осушки воздуха, холодильные установки и т. д.);
  • необходимо выполнение объемных строительно-монтажных работ по возведению зданий и сооружений для размещения основного и вспомогательного оборудования и устройству контактных камер в герметичном исполнении;
  • при внедрении озонаторных комплексов на действующих сооружениях водопровода и канализации требуется их серьезная реконструкция, прежде всего, в части ввода в существующую технологическую цепочку и высотную гидравлического схему узла по смешению озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой (контактной камеры), в некоторых случаях требуется организация дополнительных ступеней подкачек общего потока воды;
  • для безаварийной и безопасной эксплуатации озонаторных станций необходимо внедрение оборудования и трубопроводов из нержавеющих сталей, а также создание автоматизированных систем контроля и управления процессом озонирования в целях оптимизации его в зависимости от качества исходной воды и ее расходов;
  • зачастую для удаления побочных продуктов озонирования, способных оказать негативное влияние на качество питьевой воды, требуется внедрение дополнительных ступеней фильтрации с сорбционной угольной загрузкой и организация дополнительных ступеней подкачки общего потока воды, либо реконструкция действующих очистных сооружений для ввода в них технологических элементов сорбционной очистки на активных углях.


Суммарные капитальные вложения на строительство озонаторных комплексов с применением сорбционных методов составляют 40-60 % стоимости традиционных очистных сооружений [19].

Значительные эксплуатационные расходы при работе станции озонирования определяются главным образом высокой энергоемкостью процесса синтеза озона (12-22 кВтч/кг производимого озона), вспомогательного оборудования (суммарное потребление электроэнергии станцией достигает 30-40 кВтч/кг озона и более), а также затратами на содержание обслуживающего персонала и обеспечение зданий тепловой энергией. Прочие методы обеззараживания – хлорирование и ультрафиолетовое излучение, значительно превосходя метод озонирования по технико-экономическим и эксплуатационным показателям, между собой примерно сопоставимы.




Организация процесса обеззараживания хлорированием требует меньше капитальных вложений, чем внедрение УФ-оборудо-вания, несмотря на необходимость дооснащения действующих и проектируемых хлораторных комплексом технических мероприятий, направленных на обеспечение новых требований Гос-гортехнадзора России (ПБХ-93) по повышению условий безопасной и безаварийной эксплуатации хлорных хозяйств.

Однако, несмотря на высокую стоимость УФ-оборудования, метод обеззараживания УФ-излуче-нием имеет следующие преимущества:

  • структура капитальных вложений, при которой удельный вес стоимости оборудования в общих затратах на строительство станции составляет 90-95 %, представляется наиболее благоприятной для реализации в связи с минимальным объемом строительно-монтажных работ;
  • незначительные объемы строительно-монтажных работ объясняются компактностью УФ-уста-новок, позволяющей обеспечить их внедрение в существующие помещения очистных сооружений и насосных станций, либо размещать их во вновь строящихся зданиях минимальных размеров, а также простотой в обслуживании, обусловливающей отсутствие требований по устройству специального грузоподъемного оборудования и, как следствие, малую высоту помещений.

Для обеззараживания воды методом УФ-излучения характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании, эксплуатационные расходы. Это связано:

  • с незначительными затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании);
  • с отсутствием потребности в дорогостоящих (в настоящее время) реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция;
  • с простотой эксплуатации и отсутствием необходимости в специальном обслуживающем персонале и, как следствие, в затратах на его содержание;
  • с отсутствием требований по организации специальных мер безопасности.

Весьма наглядными для выявления соотношения технико-экономических показателей альтернативных технологий обеззараживания природных и сточных вод являются результаты технико-экономических расчетов, выполненных институтом "Ростовский Водоканалпроект" для очистных сооружений водопровода и канализации Автозаводского района г. Тольятти в 1994 г. [20] и Мосводоканалниипроектом для очистных сооружений канализации Зеленограда в 1995 г. [21], приведенных в таблице.

© Стройиздат. "Водоснабжение и санитарная техника – Haustechnik". 1996


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Качество воды и проблема охраны здоровья населения /А. А. Мо-н псов, А. И. Рогоисп, Ю. А. Paxмапии, Р. И. Мпхаилова // Второй международный конгресс "Вода: экология и технология": Тез. докл.- М., 1996.
2. Сличенко А. В., Кульскпп Л. А., Мацксвнч Е. С. Современное состояние методов окисления примесей воды и перспективы хлорирования // Химия и технология воды. 1990. Т. 12. № 4.
3. Кrуshi I R. Disinfection of drinking water // Gesundheits Ingcnieur. 1985. V. 106. № 1.
4. Русанова Н. А. К вопросу о повышении эпндбезопасностп питьевой воды в отношении энтсровирусон и цист лямблий // Второй международный конгресс "Вода: экология и технология": Тез. докл. – М., 1996.
5. Новые нормативные документы по контролю качества питьевой воды / Ю. А. Рахманпп, Р. И. Михайлова, А. И. Рогове ц, А. Б. Чески с // Водоснабжение и сап. техника. 1995. №2.
6. Sоmmсг R. Inaktivation of viruses by UV-irradiation // Wiener Mittcilungen Wasser-Abwasser-Gewasser. 1993. 112.
7. Драгииски В. Л., Алексеева Л. П. Применение озона в технологии подготовки воды: Информ. материалы. – М.: Информ. центр "Озон". 1996. Вып. 2.
8. Кгuithоf J. С. Ozonation and biological activated carbon filtration in Duch drinking water treatment // Proc. of Regional Conf. on Ozone, Ultraviolet light, Advanced Oxidation in Water Treatment. -Amsterdam, 1996.
9. Schmidt W. Systematic investigation of aldehyde and keto acid formation after ozonation and chlorination: their influence on bacterial regrowth in drinking water treatment // Там же.
10. Bern hard H. UV disinfection of treated surface waters // Там же.
11. BernardoDi. Innovations in water treatment technology // Water Supply. 1989. V. 7. No. 2/3.
12. Ohren J. E., Wiik J. Use of ultraviolet irradiation for disinfection of water – status report from Norway // Water Supply. 1986. V. 4. No. 3.
13. Соколов В. Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. – М.: Строп издат, 1964.
14. Rook Ж. J. Formation of haloforms during chlorination of natural water // Water treatment exam. 1974. 23.
15. Апельцина Е. И.. Алексеева Л. П., Черская Н. О. Проблемы озонирования при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и сан. техника. 1992. №4.
16. Frischherz H. Reaction products from halogenated hydrocarbons resulting from UV-treatment // Water Supply, 1986. V. 4. №3.
17. СаНПиН 2.1.4.027-95. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения.
18. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
19. Методические рекомендации по применению озонирования и сорбцион-ных методов в технологии очистки воды от загрязнений природного и антропогенного происхождения. – М., 1995.
20. Обоснование применения ультрафиолетовой технологии дезинфекции воды на очистных сооружениях водопровода н канализации ВАЗа: ТЭО 407.Р7/2-НВК.ПЗ/АО "Ростовский Водоканал". – Ростов-на-Дону, 1994.
21. Расширение очистных сооружений г. Зеленограда до мощности 200 тыс. м3/сут: ТЭО на внедрение технологии УФ-обеззараживания для существующих и строящихся сооружений ЗСА / Мосводоканалниипроект. – М., 1995.







Телефон Вашего консультанта:
+7 812 320 44 20
  Санкт-Петербург 
  Адрес?



–  Cправочная информация.
–  Статьи по водоподготовке.
–  Словарь терминов.


Новые возможности
в подборе технологии водоподготовки






Грязная вода

Может дело не в Вас, а в воде которой Вы пользуетесь ...


© 1996-2010 Группа компаний «WaterLand group» - Водоподготовка, системы водоочистки.
197136, Россия, Санкт-Петербург, ул. Всеволода Вишневского дом 12, литера A, офис 601   Телефон/Факс: +7 812 320 44 20
Яндекс.Метрика    Рейтинг@Mail.ru   Rambler's Top100