С 1 января 1998 г контроль качества питьевой воды в России осуществляется по новому нормативному правовому документу Санитарным правилам и нормам Питьевая
|
|
Скачать 2.66 Mb.
|
|
Хлорноватистая кислота НС Гипохлорит кальция Са( Хлорная известь Гигиенические требования к сооружениям |
ОбеззараживаниеРассмотренные приемы обработки воды поверхностных источников водоснабжения (коагуляция, осветление, фильтрование) не только обеспечивают улучшение органолептических свойств, но и в значительной мере уменьшают бактериальное загрязнение (на 90— 95 %). Однако среди оставшейся части микроорганизмов еще могут присутствовать болезнетворные бактерии и вирусы, поэтому профильтрованную воду следует обязательно обеззараживать. Использование воды подземных источников 2-го и 3-го классов также требует эффективного обеззараживания. В практике коммунального водоснабжения воду обеззараживают реагентными и безреагентными методами. Реагентные методы требуют внесения соответствующего реагента в обрабатываемую воду, либо эти реагенты образуются непосредственно в обрабатываемой воде. В качестве обеззараживающих препаратов используют хлор и хлорсодержащие соединения (хлорную известь, гипохлориты, хлорамины, диоксид хлора), а также озон, ионы тяжелых металлов (серебро) и др. Достоинством всех реагентных методов является возможность осуществления оперативного косвенного контроля эффективности обеззараживания по остаточным количествам используемого препарата, недостаток — возможное ухудшение органолептических свойств воды при передозировке реагента. В силу определенных гигиенических, технических, экономических преимуществ хлорирование воды как метод обеззараживания получило наиболее широкое распространение. Безреагентные методы обеззараживания основаны на использовании бактерицидного действия физических факторов, а именно: ультрафиолетового излучения, гамма-излучения, ультразвука. Достоинством всех безреагентных методов является сохранение органолептических свойств воды, а основным недостатком — невозможность проведения оперативного контроля за эффективностью обеззараживания. Из всех перечисленных безреагентных методов обеззараживания в условиях водопроводной практики применяют лишь ультрафиолетовое облучение, поскольку другие способы не вышли за рамки лабораторных испытаний и не имеют аппаратурного обеспечения. В связи с этим в широкой практике водоподготовки нашли применение лишь хлорирование и обеззараживание ультрафиолетовым облучением. На рассмотрении этих методов мы и остановимся. Повсеместное использование хлорирования как метода обеззараживания воды объясняется целым рядом преимуществ его перед другими методами, а именно: надежностью бактерицидного эффекта; безвредностью тех количеств хлора, которые человек может получить с обработанной водой; простотой методов обнаружения остаточных количеств хлора, а также возможностью оперативного контроля процесса обеззараживания; технической доступностью применения. К негативным последствиям применения хлора для дезинфекции воды относят, как уже отмечалось ранее, возможность изменения органолептических свойств воды, а также высокую токсичность газообразного хлора, что требует особых мер предосторожности при его производстве, транспортировании, хранении и дозировании. Кроме того, при хлорировании образуются побочные продукты — тригалометаны (см. гл. 3). Однако необходимо учитывать, что опасные для здоровья концентрации тригалометанов образуются лишь при наличии в хлорируемой воде предшественников — алифатических углеводородов (компонентов) промышленных сточных вод и природных гуминовых соединений. В процессе обработки воды по традиционной схеме, включающей коагуляцию, они в значительной мере удаляются из воды. Если вода источника водоснабжения подвержена высокому уровню техногенного загрязнения, то в схему ее очистки необходимо включать сорбционный блок, после которого предшественники тригалометанов также остаются в незначительных количествах. Таким образом, угрозу образования тригалометанов при хлорировании воды представляет лишь первичное хлорирование — метод, применяющийся для обеззараживания воды, имеющей высокое бактериальное загрязнение. Если наряду с высоким бактериальным загрязнением имеется и интенсивное загрязнение углеводородами, первичное хлорирование противопоказано и его следует заменить, например, ультрафиолетовым облучением, о чем будет сказано ниже. Из хлорсодержащих препаратов в практике коммунальных водопроводов наиболее часто применяют жидкий хлор. На водопроводные станции его доставляют в цистернах или баллонах, а перед его применением переводят в газообразное состояние. На водопроводах небольшой производительности используют хлорамины, гипохлориты, хлорную известь. Жидкий хлор — маслянистая жидкость зеленовато-желтого цвета. Выпускаемый промышленностью жидкий хлор должен содержать не менее 99,5 % (по объему) хлора. Испаряясь при температуре О °С и давлении 100,08 кПа (760 мм рт. ст.), 1 кг жидкого хлора дает 316 л газа. Газообразный хлор — газ темно-зеленого цвета, обладает резким запахом и раздражающим действием. Очень токсичен. При введении в воду гидролиз хлора протекает очень быстро и практически заканчивается в несколько минут. При этом образуются хлорноватистая и соляная кислоты. ^ lO — соединение нестойкое, диссоциирующее с образованием гипохлоритного иона:  Обеззараживающее действие проявляют и хлорноватистая кислота, и гипохлоритный ион. Степень диссоциации хлорноватистой кислоты определяется величиной рН воды. Чем выше рН воды, тем меньше эффект обеззараживания, так как больше образуется гипохлоритных ионов, обладающих менее выраженным по сравнению с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным действием. Гипохлоритные ионы и хлорноватистая кислота, которые образуются в процессе хлорирования, получили название активного свободного хлора. При обработке хлором воды, содержащей азотистые соединения (эти соединения практически всегда присутствуют в воде поверхностных источников водоснабжения), образуются монохлорамины (NH2Cl) и дихлорамины (NHCl2). Они также оказывают бактерицидное действие, менее выраженное, чем у свободного хлора, зато более продолжительное. В отличие от свободного хлор в виде хлораминов называется связанным активным хлором. ^ ClO)2 получают насыщением известкового молока газообразным хлором с последующим отделением гипохлорита от избытка извести и продуктов реакции:  В товарном гипохлорите кальция содержится от 30 до 45% хлора. При использовании для хлорирования воды гипохлорита кальция он гидролизуется с образованием (как в случае хлорирования газообразным хлором) хлорноватистой кислоты, диссоциирующей до гипохлоритного иона (в зависимости от рН воды). Гипохлорит кальция негигроскопичен и может, не теряя активности, долго храниться в сухом прохладном помещении. ^ является комплексным соединением, в котором ион кальция связан с ионами хлорноватистой и хлористоводородной кислоты. При обеззараживании воды хлорной известью она распадается на гипохлорит кальция и хлорид кальция. Дальнейший гидролиз гипохлорита происходит аналогично описанному выше. Технический продукт содержит не более 35 % активного хлора. При хранении хлорной извести в сыром месте и на свету она теряет свою активность. Для обеззараживания воды используют раствор хлорной извести с концентрацией 1—1,5 %. Таким образом, если сравнить процессы, происходящие при введении в обрабатываемую воду газообразного хлора и других хлорсодержащих препаратов, то видно, что во всех случаях образуются одни и те же агенты — хлорноватистая кислота и гипохлоритный ион. Этот вывод справедлив и для хлораминов, поскольку в кислой среде они выделяют свободную хлорноватистую кислоту, а в нейтральной — ион гипохлорита. Перейдем к рассмотрению механизма бактерицидного действия хлорсодержащих препаратов. Современные представления о механизме действия хлора на бактериальную клетку сформировались на основании многочисленных исследований, проведенных как в нашей стране, так и за рубежом. В процессе обеззараживания воды хлор проникает в бактериальную клетку, по мере увеличения концентрации препарата глубина проникновения возрастает. Например, при концентрации хлора 0,25 мг/л в состав клетки включается лишь 5 % хлора, при концентрации 1 мг/л — уже 26 %. Возможность адсорбции хлора возрастает и с увеличением продолжительности контакта хлора с водой. В дальнейших исследованиях было показано, что обеззараживающее действие хлора связано с нарушением обмена веществ бактериальной клетки в процессе дезинфекции воды. При этом наиболее выраженное действие хлор оказывает на ферментные системы бактерий, в частности дегидрогеназы, отвечающие за окислительно-восстановительные реакции в бактериальной клетке. Степень угнетения активности дегидрогеназ также находится в прямой зависимости от дозы хлора. Эффективность обеззараживающего действия хлора и хлорсодержащих соединений зависит от факторов: связанных с биологическими особенностями микроорганизмов; определяемых бактерицидными свойствами действующих препаратов хлора; зависящих от состояния водной среды; связанных с условиями, в которых осуществляется обеззараживание. Знание этих факторов, а также их возможного влияния на эффективность обеззараживания позволяет в практических условиях активно управлять важнейшим процессом обработки воды, обеспечивая ее эпидемическую безопасность. Биологические особенности микроорганизмов в условиях воздействия на них бактерицидных веществ проявляются в различной устойчивости к последним. С точки зрения устойчивости к действию дезинфицирующих веществ бактерии делят на две группы: образующие и не образующие споры. Как показали экспериментальные исследования, для получения равноценного бактерицидного эффекта при хлорировании воды, содержащей споры, доза хлора должна быть в 6 раз больше, а продолжительность контакта в 40 раз больше, чем при хлорировании воды, содержащей вегетативные (неспорообразующие) формы микроорганизмов. Вегетативные формы бактерий также характеризуются различной устойчивостью к действию хлора. Например, грамотрицательные бактерии (палочки брюшного тифа, паратифа, кишечные) значительно чувствительнее к действию хлора, чем грамположительные (стафилококки, дифтерийная палочка). Среди бактерий коли-тифозной группы, для которых характерен водный путь распространения инфекции, также отмечена различная устойчивость к действию хлора. В частности, из микроорганизмов, вызывающих дизентерию, наиболее чувствительны к хлору микробы Григорьева—Шига и Флекснера. Возбудители типа Зонне устойчивее последних в 1,5—2 раза. Изучение сравнительной устойчивости различных микроорганизмов к действию хлорсодержащих препаратов показало, что наименьшей чувствительностью к действию хлора обладает кишечная палочка. Кишечная палочка и возбудители кишечных инфекций попадают в окружающую среду вместе с фекалиями. Это обстоятельство и позволяет использовать кишечную палочку как санитарно-показательный микроорганизм, по степени отмирания которого можно косвенно судить о эпидемической безопасности воды. Эффективность обеззараживания воды хлором во многом зависит и от уровня исходного микробного загрязнения воды. Еще в 1919 г. Н. Чик было дано математическое выражение зависимости эффективности хлорирования от первоначального содержания микробов в исходной воде:  где Nt — число бактерий, оставшееся через t мин контакта с хлором; N0 — начальное число бактерий; k — константа процесса отмирания, характерная для конкретного микроорганизма. Следующая группа факторов, определяющих эффективность обеззараживания, связана с различной бактерицидной активностью хлорсодержащих препаратов. Рядом специальных исследований, а также практическими наблюдениями показано, что различные хлорсодержащие препараты отличаются разной степенью обеззараживающего действия. Так, сравнение действия хлора и хлорсодержащих соединений выявило следующее: чтобы уменьшить число бактерий в обрабатываемой воде на 99,9 % при 30-минутном контакте, концентрация активного хлора при обеззараживании воды хлорной известью должна быть 3 мг/л, хлором — 2,7, диоксидом хлора — 1,5 мг/л. Различная бактерицидная активность хлора и хлорсодержащих препаратов связана с их окислительными свойствами и прежде всего окислительно-восстановительным потенциалом, который (как и степень их бактерицидной активности) возрастает в ряду хлорамин—хлорная известь—хлор—диоксид хлора. Эффективность хлорирования зависит также от свойств водной среды, в которой проявляется бактерицидное действие этих препаратов. Прежде всего это относится к рН воды. Зарубежными авторами, например, приводятся следующие данные: при действии одинаковых доз хлора на кишечную палочку при рН 7 и 8,5 для достижения 100 %-ной гибели бактерий во втором случае требовалась в 3,4 раза большая продолжительность контакта воды с хлором. Подобную же закономерность отмечают и другие авторы, в частности Блерд и Кендалла [70], показавшие, что при рН воды 6 и 7,4 для достижения равного бактерицидного эффекта требуются соответственно дозы хлора 10 и 45 мг/л. Подобная закономерность характеризует действие всех хлорсодержащих препаратов, за исключением диоксида хлора, и обусловлена тем, что с повышением рН воды возрастает степень диссоциации хлорноватистой кислоты. Эффективность обеззараживания воды зависит также от количества и размеров частиц взвешенных в ней веществ, которые механически препятствуют действию хлора на бактериальную клетку. Присутствие в воде органических веществ в разной степени влияет на бактерицидное действие хлора, что объясняется различной способностью вещества к взаимодействию с хлором. Так, азотистые вещества (мочевина, аминокислоты, амины) активно связывают хлор; безазотистые соединения (жиры, углеводы) слабо реагируют с хлором. В последнее время существенное влияние на эффективность хлорирования могут оказать химические вещества, присутствующие в воде источников водоснабжения в результате их загрязнения промышленными сточными водами. Например, такие широко распространенные загрязнители воды, как поверхностно-активные вещества, пестициды группы карбаминовой кислоты, а также фосфорорганические препараты, даже в очень малых концентрациях ( на уровне их ПДК) препятствуют бактерицидному действию хлора. Следует подчеркнуть, что среди факторов, связанных с условиями обеззараживания, наибольшее значение имеют доза хлора и продолжительность контакта, которые находятся в сложной взаимосвязи между собой, а также с другими факторами, влияющими на эффективность хлорирования. В экспериментальных условиях установлена прямая зависимость бактерицидного действия хлора от длительности экспозиции и дозы хлорреагента. При этом данная зависимость распространяется на воду, содержащую как бактерии группы кишечных палочек, так и другие микроорганизмы, в том числе патогенные. Множество факторов, влияющих на проявление бактерицидного действия хлора, а также сложные взаимосвязи между ними затрудняют управление процессом обеззараживания воды. В реальных условиях регулировать процесс хлорирования воды на водопроводе возможно лишь за счет продолжительности контакта и дозы вносимого реагента. Вопрос о соблюдении необходимого времени контакта воды с хлором должен решаться уже на стадии проектирования водопровода. Для этой цели в схеме обработки воды должны быть предусмотрены контактные резервуары (резервуары чистой воды, накопители). Оптимальную дозу хлора подбирают опытным путем в лабораторных условиях. При добавлении в воду хлорсодержащее соединение расходуется на окисление находящихся в воде органических веществ, на взаимодействие с неорганическими соединениями (способными окисляться хлором) и, наконец, на взаимодействие с бактериальной клеткой. Количество хлора, пошедшее на все эти процессы в течение определенного времени, характеризует хлор-потребность, или хлорпоглощаемость, воды. Очевидно, что бактерицидная доза хлора, по крайней мере, должна быть равна хлорпоглощаемости воды. Наблюдения показывают, что при введении в обрабатываемую воду дозы хлора, удовлетворяющей лишь ее хлорпотребность, в большинстве случаев не достигают необходимого бактерицидного эффекта. Следовательно, эффективная бактерицидная доза хлора (оптимальная) должна быть равна хлорпоглощаемости воды плюс некоторое количество избыточного хлора. Именно с уровнем избыточного, или так называемого остаточного, хлора в воде связывают в настоящее время представление о надежности обеззараживания. Поскольку хлорирование воды проводят хлором, находящимся в воде в свободной или связанной форме, остаточные его количества присутствуют в воде в виде свободного (хлорноватистая кислота, гипохлоритный ион) или связанного (хлораминового) хлора. В силу различной бактерицидной активности этих форм хлора различны и требования, предъявляемые к их остаточным количествам по Сан-ПиН 2.1.4.559—96. Для свободного хлора они находятся на уровне от 0,3 до 0,5 мг/л при продолжительности контакта не менее 30 мин, для связанного — от 0,8 до 1,2 мг/л при продолжительности контакта не менее 60 мин. В указанных диапазонах концентраций остаточный хлор не изменяет органолептических свойств воды и в то же время указывает на надежность проведенного обеззараживания. Таким образом, концентрация остаточного хлора наряду с коли-индексом служит косвенным показателем эпидемической безопасности воды. При одновременном присутствии в воде остаточного свободного и связанного хлора их общая концентрация (сумма) недолжна превышать 1,2 мг/л, а контроль эффективности обеззараживания ведут по той форме остаточного хлора, которая превалирует. В случае неблагоприятной эпидемической обстановки концентрация остаточного хлора по указанию санитарно-эпидемиологической службы может быть повышена. Эта мера необходима для более глубокого обеззараживания воды и более длительной ее консервации в системах водоснабжения. Однако максимальная концентрация остаточного хлора в этих случаях не должна превышать 2 мг/л, если хлор находится в связанной форме, и 1 мг/л при его нахождении в свободной форме. Продолжительность работы водопровода с повышенным содержанием остаточного хлора в воде устанавливают в зависимости от конкретной эпидемической обстановки. Следует учитывать, что длительная экспозиция водопроводных сооружений в условиях повышенных концентраций остаточного свободного хлора (в отличие от связанного) может привести к химической коррозии трубопроводов. В зависимости от качества обрабатываемой воды применяют различные режимы хлорирования. Для тех природных вод, в которых содержится сравнительно немного органических веществ и бактерий, обычно применяют однократное хлорирование с вводом хлора в воду перед резервуаром чистой воды. В этом случае, как правило, применяют минимальные дозы хлора в пределах 0,5—2 мг/л. При обработке сильноцветных вод, а также вод, богатых органическими веществами и при их высокой бактериальной загрязненности, применяют двойное хлорирование. При этом хлор подается в воду сначала перед очисткой, а затем в фильтрованную воду перед резервуаром чистой воды. При предварительном хлорировании доза хлора значительно выше той, которую вводят в фильтрованную воду, и может доходить до 10 мг/л. В некоторых случаях возникает необходимость в обеззараживании воды повышенными дозами хлора, т. е. перехлорировании (суперхлорирование). Суперхлорирование воды гарантирует высокий эффект ее обеззараживания, позволяет устранять неприятные привкусы и запахи воды. Его применяют и как временную меру при особой эпидемической обстановке и невозможности обеспечить достаточное время контакта воды с хлором. Поскольку после перехлорирования воды остаточные концентрации хлора в ней еще велики (в пределах 2—10 мг/л), возникает необходимость в дехлорировании воды перед подачей ее потребителю. С этой целью к воде добавляют гипосульфит или фильтруют ее через активный yroль. Дехлорирование воды может быть достигнуто также ее аэрацией. В тех случаях, когда вода перед поступлением к потребителю сравнительно длительное время пребывает в резервуарах (более 1,5 ч), для обеспечения более длительного действия хлора в воду вводят также аммиак. Предварительное введение аммиака сокращает расход хлора, а также способствует улучшению запаха и вкуса обработанной воды. Хлорирование воды на коммунальных водопроводах проводят, как правило, с применением жидкого хлора. На станциях с небольшой производительностью (до 3000 м3/сут) возможно применение хлорной извести или гипохлорита кальция в виде двутретьосновной соли (ДТСКГ). Реагенты, используемые для хлорирования воды, должны соответствовать требованиям государственных стандартов. Один из перспективных методов обеззараживания воды — использование в качестве обеззараживающего агента электролитического гипохлорита натрия, получаемого на месте потребления из растворов хлоридов. Сохраняя все достоинства метода хлорирования газообразным хлором и, в частности, обеспечивая высокий бактерицидный эффект, электрохимический метод обеззараживания позволяет избежать основных трудностей, а именно транспортирования и хранения токсичного газа. В качестве электролитов применяют или специально приготовленные растворы хлорида натрия, или природные электролиты — подземные минерализованные и морские воды. Электрохимический метод обеззараживания воды основан на получении гипохлоритов в результате электролитического превращения присутствующих в воде хлоридов:  ⇄Na+ + Cl-.На аноде выделяется газообразный хлор, который в силу высокой растворимости взаимодействует с водой, образуя хлорноватистую кислоту:  на катоде образуется щелочь:  Как только в прианодном пространстве появляется избыточная щелочность, образуется гипохлорит натрия:  При введении в обрабатываемую воду гипохлорита натрия образуются те же агенты, что и при введении газообразного хлора, а именно хлорноватистая кислота и гипохлоритный ион. Таким образом, обеззараживание воды электролитическим гипохлоритом натрия представляет, по существу, один из видов хлорирования. Исследования эффективности обеззараживания воды продуктами электролиза показали, что их бактерицидная активность не уступает активности хлора. Как и при обычном хлорировании, кишечная палочка сохраняет значение показателя эпидемической безопасности питьевой воды и при этом методе обеззараживания. Эффективность обеззараживания зависит от тех же условий и факторов, что и при использовании хлора и хлорсодержащих препаратов. В настоящее время электрохимическое обеззараживание воды проводят двумя методами: непрямого и прямого (анодного окисления) электролиза. При непрямом электролизе гипохлорит натрия получают из природных вод (морские и подземные минерализованные) или из искусственных рассолов (раствора поваренной соли), после чего его дозируют в обрабатываемую воду. Технико-экономические расчеты показали, что стоимость обеззараживания воды гипохлоритом натрия практически равна стоимости обеззараживания ее газообразным хлором и в 1,5—2 раза дешевле, чем при применении хлорной извести или порошкообразного гипохлорита кальция. Метод непрямого электролиза прост, надежен, экономичен и не требует наличия квалифицированного обслуживающего персонала. Однако его использование для обеззараживания воды требует доставки исходного сырья к месту потребления, приготовления и дозирования получаемого раствора гипохлорита натрия в обрабатываемую воду. В связи с этим для небольших водопроводов предприятий пищевой промышленности наиболее приемлем метод прямого электролиза, при котором обработке подвергают всю массу воды. Сущность метода заключается в том, что за счет электролитического разложения хлоридов, присутствующих в обрабатываемой воде (они содержатся практически во всех природных водах) в концентрациях от 20 до 350 мг/л, образуется гипохлорит натрия, который и воздействует на бактериальную клетку. Кроме того, бактерицидное действие гипохлорита усиливается атомарным кислородом и пероксидами, образующимися при электролизе самой обрабатываемой воды. Из безреагентных физических методов обеззараживания воды наиболее изученным и имеющим практическое значение является ультрафиолетовое облучение. Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами основано на воздействии биологически активной части УФ-спектра на микроорганизмы. Наибольшее действие на бактерии оказывают лучи с длиной волны от 200 до 295 нм. Максимум бактерицидного действия приходится на часть спектра с длиной волны 260 нм. Механизм бактерицидного действия ультрафиолетового облучения связывают с разрывом химических связей в ферментных системах бактериальной клетки под влиянием поглощенной энергии. В результате подобного воздействия нарушаются микроструктура и метаболизм клетки, что приводит к ее гибели. Имеют место также вторичные процессы, в основе которых лежит действие биологически активных веществ, образующихся в бактериальной клетке в результате облучения. Эффективность обеззараживающего действия УФ-лучей зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются факторы, связанные с биологическими особенностями микроорганизмов, с физико-химическими и микробиологическими показателями обрабатываемой воды, а также с условиями, в которых осуществляется обеззараживание. Водные микроорганизмы обладают различной степенью устойчивости к действию УФ-лучей. Экспериментальные исследования показали, что для получения равного бактерицидного эффекта при обеззараживании воды, содержащей споровые микроорганизмы, требуется бактерицидной энергии в 2—3 раза больше, чем для вегетативных форм. Последние также отличаются различной устойчивостью к действию УФ-лучей. В частности, патогенные микроорганизмы — возбудители кишечных заболеваний (брюшного тифа, дизентерии и др.)— более чувствительны к ультрафиолету, чем бактерии группы кишечных палочек. Степень устойчивости микроорганизмов к бактерицидным лучам характеризуется коэффициентом сопротивляемости, величина которого для различных видов бактерий (мкВт * с/см2) приведена ниже.
Сравнение коэффициентов сопротивляемости вегетативных форм микроорганизмов, в том числе и патогенных, с кишечной палочкой показывает, что последняя (коэффициент сопротивляемости ее 2530 мкВт * с/см2) более устойчива к действию УФ-облучения и, следовательно, так же, как и при реагентных методах обеззараживания, может служить показателем эпидемической безопасности обрабатываемой питьевой воды в отношении вегетативных форм микроорганизмов. Различия в степени устойчивости микроорганизмов к действию УФ-лучей должны учитываться при определении необходимого количества бактерицидной энергии для эффективного обеззараживания. С этой целью в расчет включается коэффициент сопротивляемости кишечных палочек как более устойчивых к воздействию бактерицидного излучения микроорганизмов.  Эффективность обеззараживания воды УФ-лучами в значительной степени зависит и от ее исходного бактериального загрязнения. Как видно из рис. 3, чем выше начальное загрязнение обрабатываемой воды, тем больше требуется бактерицидной энергии для ее эффективного обеззараживания. Действительно, как было показано выше, микроорганизмы обладают различной чувствительностью к бактерицидным лучам, и среди массы клеток всегда встречаются отдельные микроорганизмы с устойчивостью, отличающейся от средней величины для данного вида. Таких клеток с повышенной устойчивостью будет тем больше, чем выше начальная концентрация бактерий. Как показы- вают экспериментальные исследования, а также практика обработки питьевой воды УФ-лучами на коммунальных водопроводах, соответствие качества воды требованиям СанПиН 2.1.4.559—96 по микробиологическим показателям гарантируется при исходном загрязнении обрабатываемой воды по коли-индексу, не превышающем 1000. При этом условии получение питьевой воды, безопасной в эпидемическом отношении, достигается даже в тех случаях, когда в обрабатываемой воде встречаются микроорганизмы с повышенной сопротивляемостью. Несомненно, что эффективность обеззараживания воды УФ-лучами зависит и от количества затраченной бактерицидной энергии. Ее определяют произведением интенсивности бактерицидного облучения на продолжительность облучения. Это означает, что один и тот же эффект может быть получен при малой интенсивности облучения, но большей его продолжительности и, наоборот, при большой интенсивности облучения и малой продолжительности. Необходимо заметить, что обеззараживание воды УФ-облучением происходит в потоке и продолжительность облучения выражается не через время, а через скорость потока, которая в конкретной установке должна быть постоянной. Определяя требуемое количество бактерицидной энергии, следует учитывать и степень ее поглощения при прохождении потока лучей через слой воды. Интенсивность поглощения зависит от физико-химических свойств обрабатываемой воды и толщины слоя. Как показали экспериментальные исследования, наибольшее влияние на интенсивность поглощения бактерицидной энергии оказывают такие показатели воды, как цветность, мутность и содержание железа. Установлено, что с увеличением цветности воды на один градус коэффициент поглощения возрастает на 0,08—0,09 см-1, а каждый 0,1 мг железа в 1 л воды увеличивает значение указанного коэффициента на 0,01—0,015 см-1. Другие показатели химического состава воды — жесткость, содержание сульфатов, аммиака, нитритов и нитратов — в обычных концентрациях практически не влияют на поглощение бактерицидных лучей. Требуемое количество бактерицидной энергии, а следовательно, и эффективность обеззараживания зависят также от условий, в которых оно осуществляется. Одно из этих условий — ограничение глубины слоя обрабатываемой воды, которая Должна поглощать не более 10 % количества бактерицидной энергии. При увеличении глубины слоя облучаемой воды количество бактерицидной энергии, идущей на обеззараживание, уменьшается пропорционально его глубине. С этой целью в расчет необходимой обеззараживающей дозы вводится коэффициент использования бактерицидной энергии, учитывающий поглощение ее водой. Его величина не должна быть ниже 0,9, поскольку, как показали практические наблюдения, использование бактерицидных ламп с более низким коэффициентом не обеспечивает надежной в эпидемиологическом отношении подготовки питьевой воды. Использование ламп с более высоким значением коэффициента приводит к резкому увеличению габаритов бактерицидных установок, а следовательно, и их стоимости, а также затрудняет создание в них равномерного потока облучаемой воды. Непременное условие успешного обеззараживания питьевой воды УФ-лучами — точный расчет бактерицидных установок, учитывающий все основные факторы, влияющие на эффект облучения и обеспечивающие его. Применение УФ-излучения дяя обеззараживания питьевой воды до недавнего времени было ограничено из-за низкой гигиенической надежности и экономической эффективности разработанных в начале 50-х годов установок, работающих на бактерицидных лампах среднего давления. Лампы этого типа отличались высокой энергоемкостью, низким КПД бактерицидного излучения и высокой рабочей температурой; последнее обстоятельство приводило к быстрому загрязнению кварцевых чехлов ламп. Современные бактерицидные лампы низкого давления отличаются высоким КПД (более 40 %) преобразования электрической энергии в УФ-излучение и более низкой мощностью. Скорость образования налета на поверхности кварцевых чехлов этих ламп уменьшается более чем на порядок. Установки укомплектованы простыми и надежными системами очистки, позволяющими проводить ее периодически, не чаще 1 раза в месяц. Надежность контроля за работой УФ-установок обеспечивается наличием датчиков измерения интенсивности УФ-излучения в камере обеззараживания, системы автоматики, гарантирующей звуковой и световой сигналы при снижении минимальной заданной дозы, счетчиков «времени наработки» ламп, индикаторов их исправности. В нашей стране подобное оборудование появилось в начале 90-х годов благодаря усилиям НПО ЛИТ—крупнейшего в России производителя промышленных систем обеззараживания природных вод. Суммируя сказанное о бактерицидном методе обеззараживания питьевой воды, следует отметить, что его надежности можно достигнуть лишь при тщательном соблюдении всех условий, касающихся оценки качества исходной воды, правил монтажа установок и их эксплуатации. • ^ водопровода • |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям