Google+
+7 (495) 540-45-61

Обеззараживание питьевой воды 

 

Производство питьевой воды — одна из важ­нейших задач в области жизнеобеспечения населения России. Снабжение чистой пить­евой водой, сбор и эффективная очистка стоков со­здают для жителей благоприятную среду обитания, являются залогом здоровья нации. 

Основные стадии обработки как питьевой воды, так и стоков — очистка и дезинфекция. Универсаль­ным средством для проведения этих процессов за последние 100 лет стал хлор. Уникальные окисли­тельные свойства и консервирующий эффект хло­ра позволяют не только дезинфицировать воду, но и контролировать ее вкус, цвет и запах, предотвра­щать рост водорослей, поддерживать в чистоте фильтры, удалять железо, марганец, сероводород и т. п. Учитывая универсальность и простоту этого способа, в большинстве развитых стран в 99 слу­чаях из 100 для дезинфекции выбирают либо чис­тый хлор, либо хлорсодержащие продукты.

Основной недостаток способа заключается в высокой токсичности хлора (вещество острона­правленного действия, 2-го класса опасности), для транспортирования, хранения и применения кото­рого хлорпотребляющим объектам ЖКХ необходи­мо выполнять целый комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обес­печение промышленной безопасности и защиту на­селения от последствий возможных аварий и чрез­вычайных ситуаций. 

Поданным исследований, на объектах, со­держащих хлор, часто происходят аварии, сопро­вождаемые выбросами хлора с последующим обра­зованием хлорно-воздушных смесей и распростра­нением их в атмосфере. Основным поражающим фактором в случае аварий с участием хлора являет­ся высокая концентрация его в атмосфере, основ­ным видом смертельного поражения людей — ин­токсикация через дыхательные пути.

Примерно в 50% случаев аварий зоны пораже­ния могут выйти за территорию предприятия, при­близительно в 70% случаев — сопровождаться по­ражением людей. Зоны смертельного поражения хлором могут составлять до 400 м, порогового — до 2 км от места выброса.

Опасность применения хлора при дезинфекции питьевой воды и канализационных стоков остает­ся высокой. Это объясняется тем, что с ростом и расширением селитебной зоны городов и посел­ков многие водопроводные и канализационные со­оружения, находившиеся ранее на безопасных рас­стояниях от зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения, оказываются зачастую вблизи мест массового скопления людей и созда­ют серьезную угрозу группового поражения насе­ления при авариях на хлорных объектах.

В связи с этим Ростехнадзор совместно со спе­циализированными научно-техническими центрами и предприятиями ЖКХ инициировал работу по замене обработки воды хлором альтернативными способами с использованием менее опасных для населения и окружающей среды реагентов.

Альтернативные дезинфектанты и технологии  водные растворы гипохлорита натрия (NaCIO) применяемые в качестве альтернативы газообразному хлору, обеспечивая эффективное обеззараживание и защиту от всех известных болезнетворных бактерий, вирусов, грибковых и простейших. Применяется в двух формах — как высококонцентрированный 19%-ный раствор с высоким значением рН, производимый на химических заводах, и как раствор смеси оксидантов с концентрацией активного хлора менее 1%, синтезируемый электролизным оборудованием на месте его использования.

Технологии с применением высококонцентри­рованного раствора гипохлорита для дезинфекции воды хотя и являются более безопасными по срав­нению с хлорированием, но связаны с проблема­ми, обусловленными свойствами гипохлорита на­трия. Прежде всего, существует необходимость хранения высококонцентрированного раствора ги­похлорита на местах его производства и примене­ния, доставки его к месту применения в транспор­тных емкостях, выполнения опасных операций по его сливу-наливу, а также доставки и хранения исходного сырья.

При хранении и транспортировании гипохлорита происходит его разложение с образованием хлора­та и других побочных соединений. Чем выше кон­центрация и температура гипохлорита, тем выше скорость его разложения. Чтобы избежать разло­жения, требуется минимизировать время хранения и транспортирования до места применения и тем­пературу раствора. Взаимодействие ряда метал­лов, таких как медь и никель, с гипохлоритом также способствует его быстрому разложению с выделе­нием кислорода.

Высококонцентрированный раствор гипохлори­та обладает агрессивными свойствами, и оборудо­вание для его транспортирования, хранения и дози­рования подвергается интенсивной коррозии.

Применение высококонцентрированного рас­твора гипохлорита также имеет ряд существенных недостатков. При введении его в воду с высоким содержанием кальция и магния возможно образо­вание нерастворимых отложений, что приводит к необходимости частой очистки и ремонта резер­вуаров, трубопроводов, арматуры, дозирующих и эжекторных устройств. 

Выше описанные проблеммы решаются исполь­зованиием технологии производства раствора смеси оксидантов представленного, в основном, хлором, диоксидом хлора и озоном из исходного раствора хлорида натрия (NaCl), путем электрохимического разложения раствора хлорида натрия с концетрацией активного хлора менее 1% на месте его применения системами "АКВАХЛОРИН-А". 

Электрохимический способ получения раствора смеси оксидантов основан на электролизе водных раство­ров поваренной соли или морской воды. При про­пускании постоянного тока через водный раствор хлорида натрия на аноде выделяется свободный хлор, который растворяется в электролите с обра­зованием хлорноватистой кислоты.

Системы "AQUACLORINE-А" безопасны для людей и окружающей среды, поскольку весь вырабатываемый в ней газообразный хлор с небольшим количеством диоксида хлора, озона и гидропероксидных радикалов (газообразная смесь оксидантов) поступает в эжекторный смеситель встроенного в установку хлоратора и немедленно растворяется в протекающей воде, которая таким образом превращается в раствор смеси оксидантов такой же концентрации по растворенному хлору, как и хлорная вода, образующаяся в типовых хлораторах при растворении молекулярного хлора в воде.

Далее этот раствор оксидантов смешивается с основным потоком обрабатываемой воды по существующим технологическим схемам хлорирования, с использованием тех же гидравлических линий, в соотношении, позволяющем получить в обеззараженной воде концентрацию оксидантов, соответствующую требованиям действующих санитарных норм и правил. Однако, в отличие от обычной хлорной воды, раствор смеси оксидантов, произведенный системой "АКВАХЛОРИН-А", является более сильным дезинфицирующим агентом (уничтожает вирусы и споры), а также обладает способностью предотвращать образование побочных продуктов хлорирования. Это обусловлено тем, что в растворе находится смесь оксидантов (хлор, хлорноватистая кислота, диоксид хлора, озон, гидропероксидные соединения), а не одно какое-либо моновещество, как в известных традиционных химических технологиях обеззараживания.

Смесь свежеполученных разнородных оксидантов в растворе обладает синергизмом действия в процессах окислительной деструкции органических соединений. Очень похожие процессы одновременного образования разнородной смеси оксидантов имеют место во всех живых теплокровных организмах в процессе фагоцитоза, когда под влиянием электрического поля, создаваемого в структуре фагоцита, происходит электрохимический синтез хлорноватистой кислоты, перекиси водорода, озона, синглетного кислорода из плазмы крови (раствор хлорида натрия с небольшим количеством органических и неорганических веществ) в микроскопически малом объеме, сравнимом с размерами чужеродного объекта (микроорганизм, фрагменты клетки и др.). Именно схожесть процессов обеспечивает безвредность смеси оксидантов для организма человека и животных и отсутствие способности микроорганизмов к адаптации по отношению к метастабильной смеси оксидантов. Уникальные свойства раствора оксидантов, полученного в системах "АКВАХЛОРИН-А" делают его незаменимым при обеззараживании питьевой воды, сточных вод и воды плавательных бассейнов.

Применение технологии и оборудования для получения низкоконцентрированного раствора смеси оксидантов на месте его использования поз­воляет решать проблемы промышленной безо­пасности на водопроводных станциях, очистных сооружениях, в плавательных бассейнах и др. Рас­твор смеси оксидантов с концентрацией менее 1% активного хлора по международным нормам не относится к опасным реагентам остронаправ­ленного действия.

По российским нормам 0,6-0,9 %-ный рас­твор NaOCI относится к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007—76 (вещества малоопасные), что по сравнению с хлором, который по степени воз­действия на организм человека относится ко 2-му классу опасности (вещества высокоопасные), мо­жет значительно повысить безопасность эксплуата­ции технологических установок за счет замены высокоопасных веществ менее опасными.

При этом получение раствора смеси оксидантов на месте при­менения повышает безопасность водопроводных систем и объектов за счет минимизации операций транспортирования, хранения, перегрузки и опо­рожнения баллонов или контейнеров с хлором, сни­жает расходы на обеспечение промышленной безо­пасности хлораторных и складов хлора (необходи­мость систем аварийной вентиляции, санитарных колонн, систем гашения хлорной волны и т.д.).

Данная технология и оборудование в опреде­ленной степени могут обеспечить независимость водопроводных компаний от поставщиков хими­ческих реагентов, удешевить процесс дезинфекции питьевых и сточных вод, а упрощение технологии не требует специальной подготовки высококвалифи­цированного персонала.

Для объектов ЖКХ, удаленных от поставщиков товарного хлора и гипохлорита натрия на расстояние более 1000 км, следует продумать организацию производства раствора смеси оксидантов на месте применения. Рекомендуется синтезировать раствор сеси оксидантов из поваренной соли (NaCI) в мембранных электро­лизных установках - "AQUACHLORINE-А".

Это позволит отказаться от перевозок и хра­нения товарного хлора в баллонах, контейнерах и цистернах, что существенно повысит промышлен­ную и экологическую безопасность регионов.