Методы обеззараживания воды

При отстаивании и фильтровании воды задерживается большая часть бактерий (98—99%). Среди оставшихся в воде бактерий могут быть и болезнетворные; поэтому воду после фильтрования, если она предназначается для хозяйственно-питьевых целей, необходимо обеззараживать.

Обеззараживание воды — уничтожение содержащихся в воде болезнетворных бактерий — может быть достигнуто:

1) введением в воду сильных окислителей, способных разрушать ферменты бактериальных клеток;

2) облучением воды ультрафиолетовыми лучами;

3) нагреванием воды до температуры 80" (пастеризация) — 100° (стерилизация);

4) воздействием ультразвуком;

5) введением в воду серебра или других металлов, обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы.

Практическое применение в практике водоснабжения пока нашли первые два метода.

В качестве окислителей применяют жидкий хлор и хлорную известь. Хлор, введенный в воду, образует хлорноватистую кислоту и соляную кислоту по уравнению

С12 + Н2О^НОС1 + НС1.

Хлорноватистая кислота НОС1 — соединение нестойкое, распадающееся на соляную кислоту и кислород

НОС1 = НС1 + О.

Соляная кислота НС1 соединяется с карбонатами, находящимися в воде, а кислород окисляет имеющиеся в воде органические вещества, в том числе и бактерии.

Необходимую дозу активного хлора определяют опытным путем на основе лабораторных данных о хлоропоглощаемости воды. Ориентировочно ее принимают для фильтрованной воды 0, 5—1, 0 мг/л, а для исходной неочищенной воды из поверхностных источников — до 5 мг/л.

При повышенном содержании в воде гуминовых веществ дозу хлора увеличивают до 3—4 мг/л.

Рис. 70. Схема хлоратора:

1 — фильтр для газообразного хлора; 2 — редукционный клапан; 3 и 4—манометры; б — распределительная камера дозатора; 6 — дозирующая шайба; 7 — дифференциальный манометр; «— обратный клапан; 9 — смесительный сосуд; 10— напорная вода; 11— выход хлорной воды; 12 — десятичные весы; 13 — хлорный и промежуточный баллоны; 14 и 15—регулировочные вентили расхода хлористого газа; 16 — регулировочный вентиль подачи воды

Продолжительность его контакта с водой должна быть не меньше 30 мин при условии интенсивного предварительного перемешивания. Более правильно было бы назначать дозу хлора по «остаточному» хлору, количество которого по ГОСТу должно быть в пределах 0, 3—0, 5 мг/л. При такой величине «остаточного» хлора может быть гарантирована полная дезинфекция хлорируемой воды. Дозу хлора определяют из такого расчета, чтобы в 1 л воды оставалось еще 0, 3—0, 5 мг хлора, не вступившего в реакцию. Это и является контролем за качеством дезинфекции воды.

Обеззараживают воду жидким хлором при помощи газодозаторов (хлораторов).

На. рис. 70 приведена схема устройства хлоратора.

Количество газа можно регулировать при помощи вентиля, пользуясь показаниями измерительного прибора. В хлораторе имеется смеситель, к которому через редукционный клапан подведена вода из водопровода.

Хлораторы бывают напорные и вакуумные.

В напорных хлораторах хлор находится под давлением выше атмосферного и в случае возможных неплотностей соединений труб и аппаратуры наблюдается утечка хлора в помещение.

В вакуумных хлораторах эта опасность для обслуживающего персонала отсутствует; при помощи редукционного клапана давление газа снижается до 0, 1—0, 2 ати, а при помощи инжектора создается вакуум. На рис. 71 изображен вакуумный хлоратор

В установках небольшой производительности для хлорирования воды применяется раствор хлорной извести. Известь добавляют в воду в виде 1—2%-ного раствора. Заготовка и дозирование раствора извести аналогичны заготовке и дозированию коагулянта.

Рис. 71. Вакуумный хлоратор:

1 — промежуточный баллон; 2 — фильтр; 3 — редукционный клапан, понижающий давление газа, поступающего из баллона; 4 — манометр высокого, давления; 5 — манометр низкого давления; 6 — измерительная шайба; 7 — измеритель дозы хлора (дифференциальный жидкостный манометр); 8 — смеситель; 9— эжектор; 10—вентиль для включения и выключения хлоратора; 11 — регулирующий вентиль

Введенный в воду хлор придает ей специфический привкус и запах, которые ощущаются при содержании хлора в воде в количестве 0, 3—0, 4 мг/л и более. Для удаления хлорного привкуса и запаха вводят в воду аммиак или раствор его солей. Аммиак вводится до хлорирования воды.

При предварительном хлорировании воды (до очистных сооружений) помимо бактерицидного действия хлор частично снижает цветность воды, улучшает процессы коагуляции взвеси, что позволяет уменьшить расход коагулянта и предотвращает гидробиологическое обрастание песка на фильтрах. Кроме того, постоянная дезинфекция всех очистных сооружений и коммуникаций трубопроводов улучшает их санитарное состояние. Дозу хлора для предварительного хлорирования назначают по лабораторным данным о хлоропоглощаемости воды.

Хлораторное помещение нужно изолировать от других. Вход в него устраивают снаружи. Для вентиляции помещения необходимо устанавливать вентилятор, создающий 12—кратный обмен воздухом с отсосом его у пола, так как хлорный газ тяжелее воздуха и скапливается внизу.

Способ дезинфекции путем бактерицидного облучения (ультрафиолетовыми лучами) известен уже давно. Академией, коммунального хозяйства РСФСР разработаны методы расчета и конструкции аппаратов для дезинфекции воды ультрафиолетовыми лучами.

Рис. 72. Аппарат для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами:

1 — вход воды; 2 — бактерецидмые лампы; 3 — отражатели; 4 — корпус камер аппарата; 5 — выход обеззараженной воды

В качестве источников излучения применяют аргонортутные лампы низкого давления или ртутно-кварцевые лампы высокого давления. Размещать источники бактерицидного излучения можно как над поверхностью воды, так и под водой в кварцевых чехлах, защищающих источники излучения от влияния температуры воды. Бактерицидные установки (рис. 72) работают уже в ряде городов и, очевидно, получат широкое распространение для обеззараживания хорошо осветленных вод с невысокой цветностью (не более 20°) с небольшим количеством коллоидных загрязнений, снижающих эффективность бактерицидного излучения.

Обеззараживание воды бактерицидными лучами имеет ряд преимуществ перед хлорированием. Эксплуатация устройства по облучению проще и безопаснее, чем при хлорировании из-за отсутствия помещений для хранения хлора. Расход электроэнергии составляет от 10 до 30 кет на 1000 ма обеззараживаемой воды.'

Обеззараживание воды путем озонирования основано на окислительной способности озона. Установка для озонирования включает в себя аппараты для получения озоновоздушной смеси путем действия на эту смесь разрядов электрического тока высокого напряжения. Озонированный воздух смешивается с обеззараживаемой водой. Озон действует на бактерии быстрее хлора. Доза озона находится в пределах 0, 5—5, 0 мг/л в зависимости от содержащихся в воде веществ, способных окисляться.

Советские ученые проводят исследования по обеззараживанию воды ультразвуком. В поле ультразвуковых волн удается получить высокий бактерицидный эффект для всех видов изученных микроорганизмов. По-видимому, применение ультразвука в водопроводной практике будет иметь широкую перспективу.