Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Эффективность разных методов обеззараживания воды
|
|
Среди известных окислительных методов обеззараживания воды наибольшее практическое применение получило хлорирование. В основном используется жидкий хлор, но могут применяться и препараты, которые содержат активный хлор (хлорная известь, гипохлориты кальция и натрия, хлорамины, диоксид хлора и др.), а также активный хлор, полученный методом электролиза на месте использования. Мировое производство жидкого хлора в конце 80-х годов ХХ ст. достигало 30млн т на год, его цена за 1 т составляла 330 долларов. На очистку и обеззараживание природных и сточных вод тратится около 2 млн т хлора.
Основная особенность хлора - его способность консервировать обработанную воду на протяжении достаточно длительных промежутков времени. Относительная доступность его и дешевизна обусловили широкое использование метода хлорирования.
Применение в практике водоподготовки других окислителей (озона, йода, перманганата калия, пероксида водорода и др.) как основных реагентов, сдерживается их дефицитом, высокой стоимостью, отсутствием широкомасштабных специальных исследований, многолетних наблюдений за действием на организм человека продуктов их взаимодействия с неорганическими и органическими примесями природных вод. Применение только озонирования недостаточно для надежного обеззараживания питьевой воды из-за малого периода его последействия. Озонирование эффективно применяется для деструкции органических, токсичных или тяжело окисляющихся веществ.
Обработка воды ионами металлов (например, серебра) приемлема для устройств небольшой производительности. Коагуляция, флокуляция и такие физические методы, как обработка γ -излучением, ультрафиолетовыми лучами и другие также не обеспечивают консервирование воды.
Известен ряд комбинированных методов хлорирования воды:
Ø хлорирование с аммонизацией,
Ø хлорирование с манганированием,
Ø хлорсеребряный метод и др.
Хлорирование с аммонизацией рекомендуется в таких случаях:
Ø при появлении хлорфенольных запахов и привкусов;
Ø для экономии хлора при высоком хлорпоглощении воды и отсутствии запахов, привкусов и значительного бактериального загрязнения;
Ø для консервирования остаточного хлора в длинных водоводах и сетях с целью обеспечения санитарного режима;
Ø для уменьшения коррозии стальних водоводов;
Ø с целью снижения интенсивности запаха и привкуса хлора, особенно ощутимого в летнее время;
Ø для предупреждения образования токсичных веществ при хлорировании воды, содержащей гуминовые кислоты.
Хлорирование с манганированием (добавляется раствор КМпО4) применяют при необходимости усилить окислительное и бактерицидное действие хлора. Добавлять перманганат калия следует перед отстойниками. Восстанавливаясь до МпО2, он полностью задерживается в отстойниках и на фильтрах.
Хлорсеребряный метод достаточно широко применяется на судах морского флота. Он обеспечивает эффективное обеззараживание воды и ее консервирование на длительный срок (до 6 месяцев).
Бактерицидное, вирулицидное и окислительное действие хлора можно усилить влиянием ультразвука, ультрафиолетового облучения, электрического тока.
Характеристика современных методов обеззараживания воды
| Метод обеззараживания | Преимущества | Недостатки |
| Хлорирование жидким хлором (доза хлора – 1-10 г/м3, контакт – 0, 5-1 час) | Имеет высокую дезинфирующую способность. Относительно стойкий, сохраняет активность длительное время, легко дозируется и контролируется. Может транспортироваться и использоваться в любом месте. Наиболее дешев. | Образует трихлорметаны, для ликвидации которых необходимая дополнительная очистка. Образует продукты хлорирования с запахами (хлорфенолы). Необходимы специальные хранилища, промежуточная емкость для обеспечения часового контакта, постоянный контроль за работой дозатора. Опасное сильно действующее ядовитое вещество (СДЯВ). |
| Хлорирование с применением прямого электролиза природных слабоминерализованных вод, (доза хлора 1-10 г/м3, контакт – 0, 5-1 час). | Сохраняются преимущества жидкого хлора. Облегчается дозирование и эксплуатация. Легко поддается эксплуатации. В технологической схеме отсутствуют емкости для приготовления электролита. Расходы ручного труда минимальны. | Малы значения выхода активного хлора, необходимость депассивации электродов от гидроксид-карбонатных отложений. Более высока электроемкость. |
| Хлорирование концентрированными растворами (хлорная известь, гипохлориты Na и Ca; доза хлора 1-10 г/м3, контакт – 0, 5-1 час). | Сохраняются преимущества жидкого хлора. Беопасность применения. | Остро дефицитны. Необходимы дополнительные емкости для приготовления рабочих растворов, сухие складские помещения. Быстро теряют активность. Расходы ручного труда. |
| Хлорирование концентрированными водными растворами хлорсодержащих веществ (доза хлора 1-10 г/м3, контакт – 0, 5-1 час). | Сохраняются преимущества жидкого хлора. Относительная безопасность при работе. | Дефицитны. Быстро теряют активность (малоустойчивы). Расходы ручного труда. Необходимость емкостей для разведения и устройств для дозирования растворов. |
| Хлорирование диоксидом хлора (доза ClO2 – 0, 3-2, 0 г/м3, контакт – 0, 5 час) | Дезинфицирующая способность приближается к озону. Не образует токсичных продуктов хлорирования, имеющих мутагенную активность. | Высока стоимость, технологические трудности, возможность использования лишь на месте получения, дефицитность реагентов. |
| Хлорирование неорганическими хлораминами (доза NH2Cl – 1-5 г/м3, контакт – 1-3 час) | Снижение вероятности образования трихлорметанов в воде после хлорирования. Значительное уменьшение доз хлора | Меньшая окислительная способность и, как следствие, появление эмбрио- и гонадотоксчных веществ при хлорировании пестицидов, ароматических аминов и др. |
| Йодирование (доза галогена – 0, 36-5, 0 г/м3, контакт – 0, 5 час) | Дезинфицирующая способность выше, чем у хлора. Меньшая длительность контакта с водой, расширение диапазона бактерицидного действия. | Высока стоимость, ограниченное наличие, технологические трудности. Ограниченность применения. Образует токсичные галогенизированные соединения. | |||||||
| Озонирование (доза озона 1-5 г/м3, контакт не меньше 0, 2 час) | Наиболее высокая дезинфицирующая способность. Продукты окисления не имеют мутагенной активности | Высока стоимость, значительны технологические трудности, высока опасность эксплуатации, необходимость немедленного использования воды из-за краткого последействие озона. | |||||||
| Обработка перманганатом калия (доза КМпО4 - 0, 1-2, 0 г/м3, контакт – 0, 1-0, 5 час) | Удобен для дезинфекции трубопроводов, поскольку не требует специального оборудования. Не образует продуктов с неприятным запахом. Возможно длительное хранение заготовленного раствора. | Дезинфицирующее действие ниже, чем у озона и хлора. Дефицитен, требует ручного труда при приготовлении и тщательного дозирования. | |||||||
| Обработка пероксидом (доза Н2О2 – 1-10 г/м3, контакт – 0, 5-1, 0 час) | Менее токсичнен, чем другие окислители. Расширение диапазона бактерицидного действия сравнительно с хлором. Не образует ядовитых испарений, не летуч. | Высока стоимость, технологические трудности при дозировании и контроле. На свету и при хранении разрушается. | |||||||
| Обработка ионами металлов (доза –0, 05-5, 0 г/м3, контакт 1-2 час) | Несложное оборудование, компактность и надежность в эксплуатации, длительное консервирующее действие. | Дефицитность чистых металлов, необходимость точного дозирования, удаление ионов металлов перед употреблением воды. | |||||||
| Коагуляция, флокуляция, фильтрование (доза коагулянта 10-100 г/м3, экспозиция – 0, 1-5, 0 час) | Возможность обработки больших объемов воды, хорошо изучены и испытаны. | Необходимость значительного реагентного хозяйства, дозаторов, сооружений для отстаивания обработанной воды, Необходимость выделения и следующего осаждения. Значительная длительность процесса. | |||||||
| Обработка γ -излучением (доза облучения 5*104 рад, контакт – 0, 5 час) | Безреагентный способ, компактный и достаточно надежный при эксплуатации. | Недостаточно изучен, жесткие гигиенические нормы, затруднен контроль обеззараживания |
| Обработка ультрафиолетовыми лучами (экспозиция 1-2 мин) | Действие исключительно на биологические объекты, возможность не ограничивать дозу обработки. Разрушает ткани | Необходимость тщательной предварительной очистки воды от взвешенных веществ и железа. Не имеет последействия. Значительны эксплуатационные расходы |
| Обработка высоковольтным разрядом (1-2, 5 кВ, 10-25 кГц) | Мгновенное действие, возможность полной автоматизации, при эксплуатации не требует ручного труда | Сложная аппаратура, большие массы и габариты устройств, значительная затрата электроэнергии |
| Электрический разряд малой мощности | То же | Двухстадийная обработка, при небольших скоростях протекания воды, значительная затрата электроэнергии |
| Термообработка (100°С; длительность – 0, 1 час) | Легко осуществлять в полевых условиях | Возможность обработки малых количеств воды, высокая энергоемкость |
| Обработка переменным электричкам током (напряженность поля 70-130 В/см, экспозиция – 6-15 с) | Не требует сложного оборудования, компактна | Высокя энергоемкость, приводит к повышению температуры воды. Не имеет последействия |
| Вакуумирование (давление – 22-13, 3 кПа, длительность – 0, 5 час) | Возможность обработки при низких температурах, которые исключают термодеструкцию и изменение качественного состава воды. | Ограниченная потребность, высокая стоимость и технологическая сложность. |
| Обработка ультразвуком (частота – 12-25 кГц, экспозиция – около 0, 02 час) | Преимущество безреагентного способа обеззараживания, возможность сочетания с другими видами дезинфекции. | Недостаточно изучена, высока энергоемкость, отсутствие промышленных образцов оборудования. |
| Микрофильтрование (давление – 0, 1-0, 2 МПа) | То же | Ограниченность периода эксплуатации мембран (до 180 суток), малая производительность, отсутствие последействия. |
|
|