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: 
Бактерии
Одноклеточные микроорганизмы, способные к самовоспроизводству. Они подразделяются на две большие подгруппы: аэробные (потребляющие в процессе жизнедеятельности кислород) и анаэробные (непотребляющие кислород). Бактерии могут существовать в широком диапазоне условий окружающей среды. Некоторые, напри...


Обеззараживание при подготовке воды из поверхностных источников


С. В. КОСТЮЧЕНКО, канд. физ.-мат. наук, директор;
С. В. ВОЛКОВ, зам. директора;
A. В. ЯКИМЕНКО, рук. группы (НПО «ЛИТ»);
B. Т. МАЗАЕВ, д-р мед. наук (1-я ММ А им. Сеченова);
С. Ю. ШИШОВ, директор МП «Волгоградводоканал»

Надежное обеззараживание является одной из наиболее важных задач при водоподготовке. Как указано в документах ВОЗ: "Потенциальные последствия микробного загрязнения таковы, что контроль за ними должен быть всегда делом первостепенной важности, и здесь недопустимы никакие компромиссы".

Существует ряд требований к организации процесса обеззараживания:

  • в результате обеззараживания должно быть обеспечено удаление патогенных и снижение концентрации индикаторных микроорганизмов до значений,установленных соответствующими санитарными нормативами;
  • применяемые технологии и средства обеззараживания не должны приводить к образованию вредных побочных продуктов в концентрациях выше ПДК;
  • обеззараживание воды должно проводиться непрерывно и быть постоянно ориентировано на максимально возможные исходные концентрации болезнетворных микроорганизмов, поскольку даже кратковременное употребление воды, содержащей эти микроорганизмы, может вызвать возникновение инфекционных заболеваний.

Основные схемы обеззараживания хлорированием при подготовке питьевой воды из поверхностных источников водоснабжения были разработаны в 40-50-е гг. на основе результатов большого количества экспериментальных работ и практического опыта по борьбе с энтеро-бактериальными инфекционными заболеваниями (тиф, холера, дизентерия). В настоящее время в России наиболее распространенной является схема двухступенчатого хлорирования. Кроме обеззараживания воды, предварительное хлорирование может выполнять еще ряд полезных функций. Предварительное хлорирование часто используется для обесцвечивания воды. В ряде случаев его применение может снизить расход коагулянта и флокулян-та за счет создания агрегатной неустойчивости коллоидных структур. Предварительное хлорирование позволяет улучшить санитарное состояние емкостей за счет предотвращения роста бактерий и планктона в объеме и на стенках элементов очистных сооружений, а также снизить запахи при загнивании осадка, в некоторых случаях способствует удалению запаха и привкуса исходной воды. Ранее считалось, что хлорирование воды любыми дозами абсолютно безвредно, поэтому остаточный хлор нормировался в питьевой воде только по ор-ганолептическим показателям.

Положение изменилось в конце 70-х гг. В процессе накопления данных по применению хлорирования природных и сточных вод и совершенствования аналитической базы контроля качества воды было установлено, что хлорирование приводит к образованию в обрабатываемой воде летучих галогенорганиче-ских соединений (ЛГС). Наиболее часто при хлорировании обнаруживаются хлороформ (класс опасности 2Б), четыреххлористый углерод (класс опасности 2Б), бромдихлор-метан (класс опасности 2Б), диб-ромхлорметан (класс опасности 3). Употребление воды, содержащей хлорорганические соединения (ХОС), приводит к заболеваниям печени, почек, поджелудочной железы, щитовидной железы, центральной нервной системы.

Практическим проявлением стремления ограничить содержание хлорорганических соединений в составе питьевой воды явилось принятие во многих странах соответствующих государственных нормативов, жестко регламентирующих допустимые концентрации ХОС. Сан-ПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" установлены ПДК на содержание в питьевой воде 74 хлор-органических соединений, а концентрацию хлороформа обязательно следует определять при обеззараживании воды хлором. Тенденция по уменьшению предельно допустимых концентраций ХОС, по-видимому, сохранится и в дальнейшем. Об этом свидетельствует то, что в нормативах многих развитых стран в качестве перспективной цели определяется полное отсутствие ЛГС в воде, а их допустимое суммарное содержание во многих странах намного ниже, чем в России (Россия -200 мкг/л, Германия – 10 мкг/л, Швейцария – 25 мкг/л, Швеция – 50 мкг/л, США – 80 мкг/л, Украина -100 мкг/л).

Процесс образования ХОС при хлорировании воды довольно сложный и зависит от ряда факторов: дозы хлора, концентрации в воде органических веществ, времени контакта, температуры, щелочности, наличия в воде аммиака. Главной причиной образования хлорорганических соединений является окисление хлором содержащихся в природной воде органических гуминовых и фуль-вокислот, а также водорослевых метаболитов. Как правило, к росту содержания ЛГС в питьевой воде приводит увеличение количества подаваемого хлора и содержания общего органического углерода. Наиболее интенсивно образование ЛГС происходит при предварительном хлорировании, когда высокие дозы хлора подаются в неочищенную воду, содержащую значительное количество органических веществ.

Повсеместное применение предварительного хлорирования приводит к тому, что многократный рост содержания ЛГС наблюдается практически на всех очистных сооружениях. По оценкам американского Агентства по защите окружающей среды (US EPA), только ввод в действие в США нового норматива на побочные продукты обеззараживания хлорсодержащими реагентами окажет влияние на работу более чем 6000 сооружений водоподготовки.

Отказ от предварительного хлорирования или значительное сокращение его доз является первым и обязательным шагом при решении проблемы ЛГС. Далее при очистке воды необходимо добиться максимального удаления органических веществ, "предшественников" образования ЛГС, и снижения хлорпог-лощаемости воды. При наличии в воде аммиака хлор взаимодействует активнее с ионами NH4+, чем с органическими веществами, в связи с чем ЛГС не образуются. При дальнейшем увеличении дозы хлора на этапе разрушения хлораминов появляется свободный хлор, и быстро образуются ЛГС. Замена хлора хлор-аминами позволяет существенно (в 8-10 раз) снизить содержание ЛГС, поэтому вторым путем решения проблемы ЛГС является применение аммонизации воды. Оба указанных способа могут быть достаточно действенны и в настоящее время внедряются на станциях водоподготовки за рубежом. Однако отказ от предварительного хлорирования и применение хлораминов приводят к значительному снижению эффективности обеззараживания воды.

В настоящее время в России предварительное хлорирование распространено практически повсеместно. Можно даже утверждать, что сравнительно благополучная обстановка в отношении водных бактериальных инфекций во многом обязана применению двухступенчатого хлорирования. Однако в последние годы получены данные, доказавшие недостаточную эффективность существующих схем хлорирования (даже двухступенчатой) по отношению к энтеровиру-сам. Проведенные исследования показали, что даже если обработка воды хлором приводит к снижению содержания индикаторных бактерий группы кишечной палочки до регламентируемого уровня, то устойчивые формы микроорганизмов, и в первую очередь вирусы, могут попадать в распределительную сеть.

В г. Перми на выходе очистных сооружений при величине остаточного хлора 1-1,2 мг/л и колииндексе < 3 колифаги были обнаружены в 27,8 % проб воды. В Свердловской обл. в водопроводной воде были обнаружены энтеровирусы в 26 пробах воды (10,6 %), в Воронежской обл. в 2,7 % проб питьевой воды обнаружен вирус гепатита А, в Богу-чарском р-не в 1995 г. колифаги выделены в 32 % проб водопроводной воды. Наличие вируса гепатита А было определено в питьевой воде г. Череповца и Вологодской обл. В Киеве, Днепропетровске и Симферополе вирус гепатита А обнаруживался соответственно в 12, 38 и 60,5 % проб, количество вирусопо-ложительных проб в Минске составило 8 %, в Гомеле летом 1997 г. отмечалась вспышка серозного менингита вследствие наличия в питьевой воде вируса ECHO 30. В исследованиях НИИЭЧиГОС им. А. Н. Сысина в Средней Азии при количестве нестандартных проб по колииндексу 10 % колифаги обнаружены в 90 % проб (данные взяты из материалов 2-го и 3-го Международных конгрессов "ЭКВАТЭК", Москва, 1996 и 1998 гг.; журналов "Водоснабжение и санитарная техника" и "Гигиена и санитария"; Бюллетеня Департамента ГСЭН "Здоровье населения и среда обитания"; материалов Научно-практической конференции "75 лет Гос-санэпидслужбы России" и VIII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей).

Исходя из значительной санитарной важности обеспечения безопасности воды в отношении энтеро-вирусов, нормы на их содержание в питьевой воде были введены во многих странах. В перечень микробиологических показателей качества воды в СанПиН 2.1.4.559-96 введены колифаги как косвенный индикатор вирусного загрязнения. Обеспечение требуемой степени обеззараживания воды в отношении вирусов по сравнению с бактериальными показателями требует более высокой степени очистки воды и больших доз дезинфектантов.

Эффективность действия хлора на микроорганизмы принято оценивать по фактору СТ, который описывает достижимую степень обеззараживания в зависимости от произведения остаточной концентрации хлора С, мг/л, на время контакта Т, мин. При воздействии хлора на различные микроорганизмы необходимо обеспечивать различные значения СТ. Для обеззараживания наиболее оптимально, когда разница в чувствительности различных микроорганизмов к дезинфектанту является минимальной. Однако по отношению к хлору устойчивость вирусов и простейших может в десятки раз превышать чувствительность бактерий. В табл. 1 указано сравнительное значения фактора СТ при хлорировании для кишечной палочки, вирусов и простейших (99 % инактивации микроорганизмов при рН 6-7 и t = 5 °С).

Оценка необходимого значения СТ должна основываться на анализе конкретных условий работы данных сооружений и конкретного качества обрабатываемой воды. Известно, что в зависимости от кислотности воды хлор в ней может существовать в виде гипохлорит-иона и хлорноватистой кислоты. Хлорноватистая кислота, имеющая нейтральный заряд и подобную молекуле воды структуру, легко проникает внутрь микроорганизмов. В то же время проникновению отрицательно заряженного ги-похлорит-иона препятствует одноименный заряд оболочки микроорганизма. Вследствие указанного механизма эффективность действия хлора при различных значениях рН может отличаться в десятки раз (табл. 2). Это означает, что наиболее эффективно проводить хлорирование при низких значениях рН. Однако известно, что это отрицательно влияет на коррозионную активность воды. Увеличение рН на выходе очистных сооружений до значений 8-9 является во многих случаях наиболее действенным способом борьбы с коррозией труб в разводящих сетях.

Температура воды также оказывает сильное влияние на скорость протекания химических процессов. В табл. 3 приведены значения СТ для инактивации гепатита А на 99,99 % в зависимости от температуры. Увеличение температуры приводит к уменьшению СТ в 2-3 раза на каждые 10 °С. Это создает значительные трудности при обеззараживании в зимнее время. Положение еще более осложняется тем, что хлорпоглощаемость воды зимой, как правило, ниже, чем летом, поэтому единственным способом повышения СТ в зимнее время является увеличение времени контакта.

Мутность воды (наличие взвешенных веществ) приводит к значительному увеличению необходимого значения СТ. Влияние хлора на фракции микроорганизмов, находящихся внутри частичек мутности, ограничено скоростью диффузии окислителя внутрь частичек. На рисунке показана зависимость степени инактивации энтеровирусов в зависимости от времени контакта (доза остаточного хлора в процессе эксперимента 3-1,5 мг/л, рН 6, t = = 5 °С).

При наличии в воде аммиака хлор легко вступает с ним в реакцию, переходя из свободного в связанный (хлорамины). Медленной скоростью гидролиза хлораминов в хлорноватистую кислоту объясняется их слабая реакционная способность. В табл. 4 указаны значения СТ для инактивации полиовируса 1 различными формами хлора. Хлор в форме хлораминов (связанный хлор) в десятки раз менее вируциден, чем свободный хлор. На практике это означает, что нельзя использовать предаммонизацию воды – один из лучших способов борьбы с образованием ЛГС и повторным ростом микроорганизмов в разводящих сетях.

В настоящее время имеется сравнительно небольшое количество отечественных работ по определению условий хлорирования, обеспечивающих необходимую степень инактивации вирусов в конкретных условиях очистных сооружений. В [1] указывается, что для обеспечения качественной очистки воды в отношении вируса гепатита А необходимо обеззараживание ее хлором при концентрации свободного остаточного хлора 1-2,7 мг/л в течение 0,5-4 ч (СТ> 30), а связанным остаточным хлором в пределах 1,2-3,5 мг/л в течение 1-4 ч (СТ> 72). В [2] показано, что при контакте 2-4 ч при вторичном хлорировании требовалось обеспечить остаточный свободный хлор в пределах 1-1,2 мг/л (СТ = 120-288) или связанный хлор 2,8-3,5 мг/л (СТ= 336-840).

При проведении хлорирования необходимо постоянно определять значение фактора СТ. Остаточная концентрация хлора при этом измеряется в различных точках вдоль пути движении воды по сооружениям. Контактное время определяется как время прохождения воды от точки ввода хлора до выхода из резервуара чистой воды (или другие места, где контролируются микробиологические показатели). При расчете контактного времени необходимо учитывать неравномерность движения воды в контактных емкостях. Например, в США принято определять контактное время как время прохождения резервуара 10 % объема воды. В зависимости от геометрических параметров резервуара вводится коэффициент пересчета (табл. 5), на который необходимо умножить теоретическое контактное время.

Значение фактора СТ значительно увеличивается при применении предварительного хлорирования. На многих очистных сооружениях дозы первичного хлора подбирают таким образом, чтобы сохранялся остаточный хлор после фильтров в дозах, близких к нормативным 0,3-0,5 мг/л. При времени пребывания воды на очистных сооружениях 2-3 ч и с учетом динамики поглощения хлора и неравномерного течения потока получается СТ> 50.

Значение фактора СТ при применении схемы вторичного хлорирования и схемы двухступенчатого хлорирования различается в 5 раз и более. Это означает, что предварительное хлорирование во много раз увеличивает надежность обеззараживания воды. Применение только вторичного хлорирования в дозах, рекомендуемых СНиП 2.04.02-89, не может обеспечить необходимой эффективности в отношении вирусов.

В связи с вышеизложенным интересно рассмотреть опыт решения проблемы ЛГС в США, где традиции применения хлорирования наиболее близки к российским. Предложенная US EPA в 1994 г. первая редакция норматива на побочные продукты обеззараживания не рекомендовала использование предварительного хлорирования до удаления из воды основной части органических соединений. С 1994 по 1997 г. был проведен опрос на 329 сооружениях водоподготовки, практикующих предварительное хлорирование. Опрос показал, что основной целью применения предварительного хлорирования является обеспечение выполнения требований по обеззараживанию воды. Удаление водорослей, контроль вкуса и запаха, окисление неорганических веществ (в указанном порядке) были другими причинами применения предварительного хлорирования. По мнению 77 % опрошенных, при отказе от первичного хлорирования невозможно обеспечить требуемый уровень обеззараживания воды по вирусам и простейшим, и поэтому необходимо сделать капитальные инвестиции на увеличение барьерной роли в отношении этих микроорганизмов. В качестве практических мер для повышения санитарной надежности обеззараживания воды рассматривается внедрение альтернативных методов (обработка диоксидом хлора, УФ-облучение, озонирование) или увеличение времени контакта с хлором за счет строительства дополнительных контактных резервуаров.

Выводы
В настоящее время основной схемой обеззараживания при подготовке питьевой воды из поверхностных источников водоснабжения является двухступенчатое хлорирование. Обеспечивая хороший бактерицидный эффект и выполняя ряд других полезных функций, эта схема в то же время приводит к образованию хлорорганических соединений и не всегда достаточно эффективна по отношению к удалению вирусов и простейших.

Действующие нормативные документы ограничивают содержание хлорорганических соединений в питьевой воде и ужесточают требования к микробиологическим показателям. Выполнение государственных нормативов является обязательным для всех структур, деятельность которых связана с обеспечением населения питьевой водой. Поэтому для водных хозяйств России актуальной является задача модернизации технологии водоподготовки с внедрением новых схем обеззараживания и очистки воды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Русанова Н. А. Подготовка питьевой воды с учетом микробиологических и паразитологических показателей // Водоснабжение и сан. техника. 1998. № 3.
2. Удаление вирусной микрофлоры при водоподготовке / Н. А. Р у -сано ва, Г. Г. Непаридзе, А. Е. Недачи и и др. // Водоснабжение и сан. техника. 1993. № 2.







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