Shrnutí: Deodorizace vody. Speciální metody úpravy vody Deodorizace vody
Jedním z naléhavých problémů posledních desetiletí v oblasti úpravy vody je potřebadeodorizace pitné vody.Zhoršení chuťových vlastností přírodních vod je způsobeno jejich minerálním a organickým složením. Nežádoucí chutě a pachy způsobují anorganické sloučeniny a organické látky přírodního i umělého původu.
Přítomnost rozpuštěných organických látek biologického původu v přírodní vodě je výsledkem procesů rozkladu a následné přeměny odumřelých vyšších vodních rostlin, planktonních a bentických organismů, různých bakterií a hub. Zároveň velké množstvínízkomolekulární alkoholy, karboxylové kyseliny, hydroxykyseliny, ketony, aldehydy, látky obsahující fenolmající silný zápach.
Organické látky přispívají k rozvoji mikroorganismů, které se vylučují do vnější prostředí sirovodík, amoniak, organické sulfidy, páchnoucí merkaptany.Intenzivní vývoj a odumírání řas přispívá ke vznikupolysacharidy; šťavelová, vinná a kyseliny citrónové; látky, jako jsou fytoncidy.V produktech rozpadu řas je obsah fenolu 20-30krát vyšší než MPC (0,001 mg/l).
I přes přijatá legislativní opatření stále dochází k vypouštění průmyslových odpadních vod do útvarů povrchových vod, což vede k jejich znečištění minerálními a organickými sloučeninami. Mezi nimisoli těžkých kovů, ropa a ropné produkty, syntetické alifatické alkoholy, polyfenoly, kyseliny, pesticidy, povrchově aktivní látky atd.
Zvláště nebezpečné jsoupesticidy,patřící do různých tříd organické sloučeniny a ve vodě v různých skupenstvích. Mají negativní vlivSvašena organoleptické vlastnosti vody.toxicita škůdcůcides,přítomné ve vodě se zvyšuje během ošetření chlorem nebo manganistanem draselným.
Ropa a ropné produktyšpatně rozpustný ve vodě a velmiodolnýk biochemické oxidaci. Velké koncentrace oleje dodávají vodě silný zápach, zvyšují její barvu.nessa oxidovatelnost, snižují obsah rozpuštěného kyslíku. S nízkým obsahem oleje ve vodě se znatelně zhoršují jeho organoleptické vlastnosti.
Dostat se do vody s domácím a průmyslovým odpadempovrchově aktivní látkaprudce zhoršit jeho kvalitu, objevit sepřetrvávající pachy (mýdlo, petrolej, kalafuna) a hořké chuti.Povrchově aktivní látky zpravidla zvyšují stabilitu pachů jiných nečistot, katalyzují toxicitu karcinogenů, pesticidů, anilinu atd., které se nacházejí ve vodě.
Vyskytuje se v přírodních vodách severního a středního Ruskahuminové kyseliny a fulvové kyseliny, ligninya mnoho dalších organických sloučenin přírodního původu je jedním ze zdrojůtvorba fenolů,které zhoršují jejich organoleptické vlastnosti.Při chlorované vodě obsahující fenoly vznikají dioxiny -extrémně toxické látky (smrtelné dávky:strychnin 1,5-10~ 6 ; botulinum- 3,3-10-17, nervový plyn - 1,6 10~ 5 mol/kg). Dávka dioxinů - 3,1-10~ 9 - letální a dávka je 6", 5-10 ~ 15 mol / kg pro osoby mladší 70 let - riziko rakoviny. 100krát menší dávkaovlivňuje imunitní systém ("chemický AIDS") a reprodukční funkce těla.Nejtoxičtějšími látkami jsou2,3,7,8-tetrachlordibenzodioxin (TCDD).Hlavními toxickými látkami v emisích celulózek a papíren jsoupolychlorované dibenzfurany (PCRD) a nejsilnější karcinogen - produkty spalování topného oleje, benzínu, uhlí atd. je benzo(a)pyren(synergismus se projevuje u dvojice dioxin-benz (a) pyren).
Získávání pesticidu 2,4-dichlorfenolu chlorací fenolu je doprovázeno tvorbou 2,4,6-trichlorfenolu, který samovolně kondenzuje na dioxiny, které se dostávají z pitné vody. vodavůči lidem, protože moderní technologie úpravy vody nemají bariérové funkce vůči lidem. Bylo zjištěno, že polychlorovaný dibenzo-n-dioxin (PCDD) a polychlorovaný dibenzfuran (PCDF) vznikají přímo při chloraci vody, tzn.tvorba dixinů při předběžné chloraci vody je nevyhnutelná.
přítomný ve vodě železo je katalyzátorem pro dodatečnou chloraci fenolů, přeměňující málo toxické dioxinyvysoce toxický při chlorované vodě. Organické látky přítomné ve vodě procházejí rychlými filtry téměř bez zábran, včetně jejich toxické části obsahující dioxiny.
Někdy organoleptické vlastnosti vody se zhoršujív případě předávkování činidly nebo v důsledku nesprávného provozu zařízení na úpravu vody. Při odbarvování vody koagulací bez následné stabilizace se tedy zvyšuje korozní aktivita vody a v důsledku toho se zhoršují její organoleptické vlastnosti.Když je voda chlorována, zhoršují se její organoleptické vlastnosti.jak v rozporu s procesním režimem, tak v důsledku tvorby organochlorových sloučenin, které způsobují nepříjemné chutě a pachy.
To se rozhodlotradiční metody čištění vody mají slabě vyjádřený bariérový efekthlavně ve vztahu k těm chemickým kontaminantům, které jsou in. voda ve formě suspenzí a koloidů nebo přecházejí do nerozpustné formy během čištění a předúpravy chlórem (např.emulgované olejové frakce, špatně rozpustné pesticidy, některé kovy).Ve vztahu k takovému znečištění může být bariérová role čistících zařízení zvýšena vhodným výběrem činidel při vysokém stupni čiření vody.
Deodorizace vodyv některých případech se toho dosahuje koagulací nečistot a jejich vyvločkováním s následnou filtrací, často je však nutné použít speciální technologie k odstranění nežádoucích pachů a chutí. Jejich výběr je dán povahou nečistot a stavem, ve kterém se nacházejí (suspenze, koloidy, pravé roztoky, plyny).
Dnes neexistují žádné univerzální metody pro deodorizaci vody, nicméně použití některých z nich v kombinaci poskytuje požadovaný stupeň čištění. Pokud látky způsobující nepříjemné chutěapachy jsou v suspendovaném a koloidním stavu, jejich koagulace dává dobré výsledky. Chutnáapachy kvůli anorganické látky nachází sevrozpuštěný stav, extrahovaný odplyněním, odstraněním železa,odsolování. ajiné Pachy a chutě způsobené organickýmlátkajsi velmi odolný. Obvykle onivýpis oxidací a sorpce.
Látky se silnými redukčními vlastnostmi (huminové kyseliny, železité soli, třísloviny S TVA, sirovodík, dusitany, více- a jednosytné fenoly 0 t. p.) se z vody dobře extrahují oxidací. Víceudržitelnéhosloučeniny (karboxylové kyseliny, alifatickéalkoholy,ropné uhlovodíky a ropné produkty atd.) se špatně oxidují za podmínek zpracování chlorem a jeho deriváty a někdy i ozonem. Někdy silná oxidační činidla, působící na tyto látky, výrazně zvýrazňují počáteční chutě a vůně (například organofosforové pesticidy). Působením oxidačních činidel na snadno oxidovatelné sloučeniny přitom dochází k jejich úplné destrukci, případně ke vznikumarnostlátky, které neovlivňují organoleptické vlastnosti vody. Působení oxidačních činidel je tedy účinné pouze ve vztahu k omezenému počtu kontaminantů.
Nevýhodou oxidační metody je také nutnost dávkovat oxidační činidlo extrémně přesně v souladu s úrovní a typem znečištění vody, což je s přihlédnutím ke složitosti a délce mnoha chemických analýz extrémně obtížné.
Spolehlivější a ekonomičtější je použitífiltry s granulovaným aktivním uhlím,používá se jako filtrační médium. Filtry zatížené granulovaným aktivním uhlím jsou bez ohledu na kolísání úrovně znečištění vod trvalou bariérou ve vztahu k sorbovaným látkám. Vážným problémem pro aplikaci tohoto způsobu čištění vody je však relativně nízká absorpční kapacita uhlí, což vyžaduje častou výměnu nebo regeneraci.
Kromě toho bylo zjištěno, že hydrofobní látky jsou dobře sorbovány z vody aktivním uhlím, tj. jsou v ní špatně rozpustné a špatně hydratované v roztocích (slabé organické elektrolyty, fenoly atd.). Silnější organické elektrolyty a mnohé organické acyklické sloučeniny (karboxylové kyseliny, aldehydy, ketony, alkoholy) jsou méně účinně sorbovány aktivním uhlím.
V podmínkách zvýšeného antropogenního znečištění vodních ploch je nutné kombinovat metody oxidace, sorpce a provzdušňování k deodorizaci vody a odstranění toxických mikroznečištění.
Deodorizace vody provzdušňováním
K odstranění těkavých organických sloučenin biologického původu způsobujících zápach z přírodních vod a chutí, jsou široce používányprovzdušňování.
V praxi se provzdušňování provádí v speciální instalace - probublávací, stříkací a kaskádové provzdušňovače.
V perlátorech bublinkového typupřiváděný vzduchvzduchchodítka, je ve vodě rozváděna děrovanými trubkami zavěšenými v nádrži (obr. 15.1), rozstřikovacími zařízeními umístěnými na jejím dně. Výhoda prvního způsobu spočívá ve snadné demontáži instalace.
Distribuce vzduchu atomizačními zařízeními se často používá u perlátorů se spirálovým pohybem vody, které se používají ve velkých instalacích.
Hloubka vodní vrstvy u provzdušňovačů tohoto typu se pohybuje od 2,7 do 4,5 m. Studie ukazují, že vzhledem k tomu, že rovnovážného stavu mezi koncentracemi pachových látek v kapalné a plynné fázi je dosaženo okamžitě, výška vodní vrstvy během probublávání neklesá. hrát roli. významná role a lze jej zmenšit na 1-1,5 m. Maximální šířka nádrže je obvykle dvojnásobek hloubky. Náměstí
Rýže. 15.1. Provzdušňovač bublinkového typu (a) a provzdušňovač inca (b)
6 - hlavní vzduchové potrubí; 2 - přívod vody do probublávací komory 5; 3 - děrované plechy; 4 - rozdělovač vzduchu; 7.1 - odstranění provzdušňované a zásobování zdrojovou vodou; 8 - jez; 9 - stabilizační přepážka; 10 - pěnová vrstva; 11 - ventilátor; 12 - perforované dno; b - povrchy bublinkové komory se volí libovolně. Doba foukání vzduchu zpravidla nepřesahuje 15 minut. Průtok vzduchu je 0,37-0,75 m 3 / min na 1 m 3 vody.
Otevřené probublávací jednotky mohou pracovat při teplotách pod 0°C. Stupeň provzdušňování se snadno reguluje změnou množství přiváděného vzduchu. Náklady na instalace a jejich provoz jsou nízké.
Ve sprejových provzdušňovačíchvoda je rozstřikována tryskami n a malé kapky, přičemž se zvětšuje povrch jeho kontaktu se vzduchem. Hlavním faktorem určujícím činnost provzdušňovače je tvar trysky a její rozměry. Doba kontaktu vody se vzduchem, určená počáteční rychlostí paprsku a jeho trajektorií, je obvykle2 s "(D jako vertikální proud, který je vymrštěn pod tlakem 6 m).
V provzdušňovačích kaskádového typuupravená voda padá v tryskách přes řadu jezů uspořádaných za sebou. Dobu kontaktu v těchto perlátorech lze změnit zvýšením počtu kroků. Tlaková ztráta u kaskádových perlátorů se pohybuje od 0,9 do 3 m.
V perlátorech smíšeného typuvoda současně šplouchá a teče tenkým proudem z jednoho stupně do druhého. Pro zvětšení plochy kontaktu s vodouSpoužívá se vzduch, keramické kuličky nebo koks.
Společnou nevýhodou provzdušňovačů postavených na principu kontaktu vodního filmu se vzduchem je jejich neefektivita z důvodu velké plochy, nemožnost použití v zimním období, nutnost výkonné ventilace při instalaci v interiéru a v neposlední řadě sklon k znečištění.
Provzdušňování vody v pěnové vrstvěprováděno vinca provzdušňovač(obr. 15.1.6), což je betonová nádrž, na jejímž dně je perforovaný nerezový plech. Voda je rovnoměrně rozváděna po desce pomocí rozvodné trubky. Ke stabilizaci pěnové vrstvy se používá speciální přepážka. Vodu provzdušňujte vzduchem dodávaným ventilátorem. Voda, která prošla injektorem, je vypouštěna přes jez.
Vytvoření obrovského hraničního povrchu mezi kapalnou a plynnou fází poskytuje vysokou intenzitu deodorizačního procesu. Normální poměr vzduchu a vody v inkaerátorech se pohybuje od 30:1 - 300:1. I přes vysokou spotřebu vzduchu je ekonomicky opodstatněné intenzivní provzdušňování (vzhledem k mírné ztrátě tlaku je vzduch přiváděn ventilátorem).
Provzdušňování však nedokáže odstranit přetrvávající pachy a chutě kvůli přítomnosti nečistot s nízkou těkavostí.
Seznam použitých prací
Cherkinskiy S.N. Hygienické podmínky pro vypouštění odpadních vod do nádrží, M .: Stroyizdat, Abramov N.N. Úprava vody, M.: Stroyizdat 1974
Žába B.N. Levčenko A.P. Úprava vody, M.: Stroyizdat 1996
Deodorizace vody
Chutě a vůně přírodních vod jsou přírodního a umělého původu, což určuje rozdíl v jejich chemickém složení a rozmanitost metod úpravy vody pro jejich lokalizaci.
K odstranění látek způsobujících nežádoucí chutě a pachy z vody se používá provzdušňování, oxidace chlorem, ozonem, manganistanem draselným, chlórem a dalšími oxidačními činidly; adsorpce aktivním uhlím.
Pachy a chutě způsobené přítomností mikroorganismů ve vodě lze také eliminovat filtrací vody přes vrstvu aktivního granulovaného uhlí v tlakových filtrech nebo zavedením práškového uhlíku do vody před filtrací na otevřených pískových filtrech. Při vysokých dávkách (více než 5 mg / l) by mělo být uhlí zavedeno na čerpací stanici prvního výtahu nebo současně s koagulantem do míchačky, ale ne dříve než 10 minut po zavedení chlóru. Aktivní uhlí se doporučuje dávkovat ve formě buničiny o koncentraci 5...10%. Při dávkách uhlí do 1 mg/l je povoleno suché dávkování uhelného prášku. Zvláště je vhodné používat uhelný prášek s periodickým výskytem pachů a chutí. Dávka aktivního uhlí se stanoví zkušební karbonizací, jejíž postup je podobný zkušební chloraci. Pro obnovení sorpční kapacity granulovaného aktivního uhlí je nutné jej periodicky regenerovat promýváním horkým roztokem alkálie a chlornanu vápenatého nebo kalcinací v pecích.
K odstranění pachů a chutí se nejčastěji používají uhlí bříza BAU, rašelina TAU, peckovina CAD, AG-3. Práškové aktivní uhlí by mělo být skladováno v ohnivzdorné suché místnosti v hermeticky uzavřené nádobě, protože je výbušné a schopné samovznícení.
Nepříjemný zápach a chuť dostává voda za přítomnosti fenolů, které vstupují do zdroje odpadních vod průmyslové podniky. Při chlorování vody způsobuje nejmenší obsah fenolů výskyt intenzivních chlorofenolových pachů, účinným prostředkem boje proti čpavku je vodní čpavek - vnášení čpavku nebo roztoku jeho solí do vody. Amoniak se vstřikuje po chloraci vody: jeho dávka je 10 ... 25 % dávky chloru zavedeného pro dezinfekci vody. Amonizace může být také použita v nepřítomnosti fenolů k odstranění zápachu chlóru. Bakteriální působení chloru se snižuje, ale prodlužuje se jeho trvání. Styk vody s chlórem při amonizaci by měl být minimálně 2 hod. Amoniak se do vody zavádí pomocí amonizérů - zařízení podobná konstrukce jako dávkovače chlóru.
Provzdušňování vody je nejjednodušší a nejlevnější způsob, jak ji zbavit zápachu, založený na těkavosti většiny látek, které způsobují chutě a pachy. Provzdušňování se provádí před zavedením chlóru nebo jiných oxidačních činidel do vody.
Dobrého účinku deodorizace vody je dosaženo použitím ozonu a manganistanu draselného, který se někdy používá v kombinaci s aktivním uhlím.
Změkčování vody
Změkčení vody je téměř úplné odstranění nebo snížení množství solí tvrdosti v ní obsažených. V souladu se současnými normami a pravidly by voda určená pro domácnost a pitné účely měla být změkčována, pokud její tvrdost přesahuje 7 mg eq / l, a v zvláštní příležitosti– 14,7 mg ekv./l. Změkčování vody je vyžadováno pro některá průmyslová odvětví (například pro textilní, papírenský průmysl atd.), kde je požadována tvrdost vody maximálně 0,7 ... 1,07 mg ekv/l, prádelny a hlavně při úpravě napájecí vody pro kotle rostliny .
Změkčování vody se provádí:
- – srážení solí tvrdosti činidly. Jako činidla lze použít buď pouze vápno (metoda se nazývá vápnění nebo dekarbonizace), nebo společně vápno a soda (metoda se nazývá vápno-soda),
- - filtrování vody přes vrstvu materiálu, tzv. katex (kationtové způsob).
Změna barvy vody. Voda se zvýšenou barvou a nepříjemným zápachem a chutí, které se při koagulaci zcela neodstraní, je podrobena dodatečnému zpracování.
Barva je dána především přítomností sloučenin železa, nejčastěji ve formě hydrogenuhličitanu a síranu železnatého. K odstranění hydrogenuhličitanu železa se voda provzdušňuje v otevřených chladicích věžích nebo uzavřených válcových nádržích, do kterých je přiváděn stlačený vzduch. V tomto případě dochází k oxidaci železa za vzniku hydroxidu železitého, který se vysráží, a uvolněný oxid uhličitý je odnášen vzduchem.
K odstranění síranu železnatého je voda ve speciálních zařízeních vystavena působení vápna.
Deodorizace. Jedná se o proces, při kterém se odstraňují organické nečistoty, jejichž přítomnost i v nízkých koncentracích dodává vodě nepříjemný zápach. Odstranění těchto nečistot se provádí oxidací nebo adsorpcí.
Nejúčinnějším oxidačním činidlem je ozon, jeho použití při výrobě alkoholických nápojů, kde se používá pitná voda s relativně malým množstvím organických látek, je však ekonomicky nerentabilní.
V současnosti továrny využívají především adsorpční extrakci organických nečistot z vody aktivním uhlím. Uhlí lze použít v práškové formě (suspenze) nebo v granulích (filtrované). Při výběru značky uhlí je třeba vycházet z jeho vysoké adsorpční kapacity a ekonomické proveditelnosti použití.
Slibnou metodou deodorizace je také úprava vody manganistanem draselným (metoda byla vyvinuta v Ukrajinském výzkumném ústavu lihového průmyslu a v současné době je zaváděna v některých podnicích).
Podstata metody spočívá v tom, že při zavedení do vody obsahující organická hmota, oxiduje je a v důsledku reakce vzniká jemně rozptýlený vločkovitý sediment, který má vyvinutý povrch a má schopnost absorbovat organické látky a ionty železa, které se objevují ve vodě při průchodu potrubím městských dálnic.
Dávkování závisí na intenzitě cizího zápachu a je 0,3-0,5 ml / l 0,3% roztoku KMnO 4 (nebo 0,13 g KMnO 4 na 1 m 3 upravené vody). Délka expozice je 15-30 minut. Optimální prostředí je mírně zásadité. Před změkčením se doporučuje přidat roztok KMnO 4 do původní vodovodní vody. Poté by měla být podána změkčená voda pro následné ošetření aktivním uhlím.
Čištění odpadů.
Ochrana životního prostředí je jedním z naléhavých problémů naší doby. Další vývoj průmysl je nemyslitelný bez zařazení procesů neutralizace výrobních odpadů do technologického cyklu. Zvláště akutní otázka vyvstává v souvislosti se znečištěním přírodních nádrží průmyslovými odpadními vodami. Problém ochrany vodních útvarů nespočívá pouze v zabránění vypouštění znečištění, ale také v hospodárném využívání sladké vody.
Velmi významné je celkové množství odpadních vod z potravinářských podniků, zejména z lihovarů a lihovarů. Proto je ekonomicky životaschopným opatřením rozvoj schémat pro uzavřený cyklus zásobování průmyslovou vodou prostřednictvím čištění a opětovného použití odpadních vod.
Metody používané k čištění odpadních vod lze rozdělit na mechanické, fyzikálně-chemické a biologické.
Mechanické metody čištění se používají k odstranění nerozpuštěných, hrubě rozptýlených nečistot z odpadních vod a provádějí se usazováním s následnou filtrací. Jako filtrační materiál lze použít křemenný písek, drcený štěrk, dřevěné uhlí. Síta se používají k odstranění velkých nečistot. V lapačích písku jsou zadržovány suspendované částice minerálního původu (především písek). Jemnější suspenze se odděluje usazováním, flotací, filtrací. Z částic jemné suspenze se filtrací přes tkaninu nebo granulovaný materiál uvolňují průmyslové odpadní vody.
Pro odstraňování jemných částic se rozšířila flotační metoda, při které vzniklé komplexy částic znečišťujících látek a vzduchové bubliny, vznášející se nahoru, tvoří pěnovou vrstvu, která se následně odstraňuje.
Mechanické čištění jako nezávislá metoda se používá v případech, kdy se voda po čištění používá pro průmyslové potřeby nebo je vypouštěna do nádrže. Ve všech ostatních případech je mechanické čištění předstupněm před biologickým čištěním.
Fyzikálně-chemická metoda se dělí na reagenční a bezreagenční. Při zpracování činidel se používají různé koagulanty a flokulanty a také oxidační činidla (ozon, chlór, peroxid vodíku). Mezi bezchemické metody čištění patří elektrochemické, sorpční. včetně použití iontoměničových pryskyřic, reverzní osmózy, ultrafiltrace.
Nejznámějšími fyzikálními a chemickými metodami jsou čiření pomocí anorganických koagulantů nebo flokulantů (aktivní kyselina křemičitá, polyakrylamid, škrob, polyarylát sodný aj.), filtrace přes písko-štěrkové filtry s aktivním uhlím a provzdušňování (odhánění amoniaku vzduchem).
Při fyzikálním a chemickém čištění odpadních vod se z nich počítá s extrakcí jemně rozptýlených a rozpuštěných nečistot anorganických látek i organických látek obtížně oxidovatelných biochemickou metodou s následnou jejich destrukci v důsledku fyzikální a chemické účinky.
Problém zlepšení kvality vody a zintenzivnění práce úpraven je v současné době řešen používáním flokulantů. Mezi flokulanty jsou nejslibnější aktivní kyselina křemičitá a polyakrylamid.
Fyzikální a chemickou podstatou čištění odpadních vod provzdušňováním je oxidace nečistot vzdušným kyslíkem a přechod rozpuštěných těkavých látek do plynné fáze. Intenzita oxidační reakce závisí na koncentraci látek, teplotě a pH média.
Provzdušňování odpadních vod se provádí především za přítomnosti velké plochy styku odpadní vody se vzduchem a zařízení, která umožňují jejich intenzivní promíchávání. K tomu jsou na cestě toku odpadních vod instalovány přepážky, jsou uspořádány kaskády, prahy a voda je nasměrována do mělkých rybníků. Intenzitu oxidace lze zvýšit přidáním solí kyseliny dusičné (dusičnanů).
Mezi nadějné fyzikálně-chemické metody používané v SSSR patří metody iontové výměny a hyperfiltrace.
Biologická metoda čištění je nejběžnější, nejzvládnutější a docela ekonomická. Používá se k čištění odpadních vod kontaminovaných převážně organickými látkami. Metoda je založena na schopnosti mikroorganismů využívat mnoho organických a některých anorganických sloučenin obsažených v odpadních vodách jako živný substrát. Současně se část sloučenin vynakládá na biosyntézu mikrobiální hmoty a druhá část se přemění na neškodné oxidační produkty: vodu, oxid uhličitý atd. Biologická metoda umožňuje odstranit z odpadních vod různé organické sloučeniny, včetně toxických. Čištění se provádí za anaerobních a aerobních podmínek.
Čištění odpadních vod anaerobní metodou se provádí v čistírnách. Proces může probíhat při 20--35 a 45--55 °C.
V anaerobních podmínkách a teplotě 20--35 °C se organické sloučeniny rozkládají na metan, oxid uhličitý, vodík, dusík, sirovodík. Kromě toho v kapalině zůstává určité množství mastných kyselin, sulfidů, huminových látek a dalších sloučenin. Při teplotě 45--55 °C dochází k hlubšímu rozkladu.
Anaerobní biologická metoda používá se při čištění odpadních vod s vysokou koncentrací organických látek. Tato metoda je předběžným krokem před aerobním následným ošetřením.
Aerobní dočištění provádějí mikroorganismy, které potřebují přísun kyslíku, a mohou se vyskytovat v přírodních podmínkách (v nádržích, rybnících, závlahových polích) a v umělých čistírnách.
Nejúčinnějším zařízením pro čištění průmyslových odpadních vod jsou vzduchojemy využívající aktivovaný kal (hromada mikroorganismů).
Kombinací různých metod v určitém pořadí můžete dosáhnout velkého efektu při čištění odpadních vod.
Jedním z nejdůležitějších úkolů v současnosti je vytvoření recyklačního vodovodu v každém podniku, který umožní minimalizovat spotřebu čerstvé vody z povrchových i podzemních zdrojů.
Voda je nejen zdrojem života na Zemi, ale také zdrojem velkých potíží. Díky bohu, že Rusko má dost vody. A nemůžeme mluvit o deficitu, ale o ukazatelích kvality kapaliny. K dnešnímu dni využívá centralizované zásobování vodou 108 milionů lidí, tedy o něco více než 2/3 obyvatel Ruské federace. Podíl měst zásobovaných vodou je 99 %, sídel městského typu - 92 %, venkovských sídel - 31 % (tj. 69 % venkovských sídel nemá centralizované zásobování vodou). A pokud za centralizované zásobování vodou odpovídají osoby, které ho provádějí, tak za kvalitu necentralizované - pramenité nebo studniční - vody odpovídají sami spotřebitelé. Tím je ohrožena bezpečnost občanů země, protože kvalita vody do značné míry určuje povahu a úroveň infekčních a nepřenosných nemocí, genetických chorob a vývoj lidského těla.
Významný, někdy nevratný dopad člověka na životní prostředí vede k nenapravitelným následkům. Tavené vody smývají z polí hnojiva a pesticidy, průmyslové podniky vypouštějí do vodních ploch neupravené nebo špatně vyčištěné odpadní vody, škodlivé látky, které se dostaly do atmosféry, v důsledku koloběhu vody v přírodě nakonec končí ve vodním útvaru. Dnes nehovoříme o celkovém čištění vody v celé zemi, ale neustálá hygienická a epidemiologická kontrola je prostě nezbytná.
Bezpečnost pitné vody chemické složení určeno dodržováním předpisů.
Za prvé, podle organoleptických ukazatelů: vůně, chuť, barva, zákal.
Za druhé, podle zobecněných ukazatelů: hodnota pH je v rozmezí 6-9 pro pitnou vodu v obou vodovodních systémech, tvrdost, sušina.
Za třetí, podle obsahu škodlivých chemické substance, nejčastěji se vyskytující v přírodních vodách: dusičnany, sírany, chloridy a další látky.
S indikátory se můžete seznámit v tabulce N1, vytvořené na základě SanPiN 2.1.4.1074-01.
Metod a zařízení na čištění vody je dostatečné množství. Nejběžnější z nich jsou tyto metody: čiření, deodorizace, odstranění železa, demanganizace, změkčení, dezinfekce, čištění membránami.
Čištění vody: metoda čiření
Čištění je určeno k boji proti zákalu vody, to znamená k odstranění z kapaliny: suspendované částice písku, jílu, zaprášené organické částice atd. Průmyslové čištění působí proti škodlivému sedimentu sedimentací suspenze pomocí gravitace, odstředivých sil; vrstva již suspendovaného sedimentu, filtrující přes zrnité materiály. Na úrovni domácností k tomu dochází obvyklým průchodem přes filtr (křemenný písek, antracit, hlinitokřemičitan atd.).
Čištění vody: metoda deodorizace
Deodorizace odstraňuje nežádoucí chutě a pachy, které vznikají v důsledku životně důležité činnosti mikroorganismů, přítomnosti anorganických a organických sloučenin ve vodě. Obvykle se nepříjemné jevy odstraňují oxidací (spojení s kyslíkem), sorpcí (granulované aktivní uhlí) a provzdušňováním (nasycení vzduchem).
Čištění vody: metoda odstraňování železa
Odstraňování železa odstraňuje železo rozpuštěné ve vodě pomocí oxidačních činidel (chlór, chlornan sodný, ozón, manganistan draselný a peroxid vodíku) nebo bez nich (bez činidel) vzduchem (sprcha, tedy sprcha nebo speciální voda- je použit vzduchový injektor), pak voda vstupuje do granulovaného filtru.
Čištění vody: metoda demanganizace
Demanganizace čistí vodu od manganového iontu Mn +2 na Mn +3 a Mn +4 za vzniku těžko rozpustných hydroxidů. K tomu se do vody přidává manganistan draselný, ozón, chlór a jeho deriváty, vzdušný kyslík.
Změkčením se z vody odstraní kationty tvrdosti (vápník Ca +2 a hořčík Mg +2). Kationty mohou být škodlivé, protože po překročení prahové hodnoty 4,5 mg-ekv / l se aktivně začnou usazovat na stěnách potrubí, nádobí v domácích spotřebičích.
Dezinfekce je tepelná a fyzikální. Fyzikální zahrnuje použití ultrazvuku, radioaktivního záření, ultrafialových paprsků, oligodynamie (expozice iontů ušlechtilých kovů) a oxidace – nejběžnější a nejznámější metoda. Zahrnuje použití oxidantů, jako je chlór, ozón, chlornan sodný. Chlór je centrálním prostředkem proti patogenním bakteriím (tyfus, úplavice, tuberkulóza, cholera, poliomyelitida, encefalitida), ale neporadí si se sporotvornými bakteriemi. Úspěšně je poráží ozón, který také odbarvuje vodu a deodorizuje.
V poslední době se UV záření stalo oblíbenou metodou boje proti mikrobům, zejména proto, že nemění chuť a chemické vlastnosti voda, rychleji a efektivněji než chlór, poradí si se všemi známými bakteriemi, ale bohužel neodstraní zákal vody a nevyčistí železo. Proto se vždy doporučuje pro následnou úpravu vody.
Čištění vody pomocí membrán
- jeden z nejvíce inovativní technologie kde se používají baromembránové procesy. Používá se jak v potravinářském, elektronickém, farmaceutickém, lékařském, chemickém průmyslu, tak v každodenním životě. Princip činnosti je založen na rozdílu tlaků na stranách membrány. Membrány jsou klasifikovány podle velikosti částic, které mají být separovány.Baromembránové procesy zahrnují: mikrofiltraci, ultrafiltraci, nanofiltraci a reverzní osmózu. Mikropráce s částicemi do 0,1 mikronu, skládajícími se z mechanických nečistot, koloidních částic, bakterií a virů. Ultra působí proti nanočásticím do velikosti 1 nm, a to jsou proteiny, peptidy, organické sloučeniny, většina bakterií a virů. Reverzní osmóza a nanofiltrace - také do 1 nm, ale liší se od ultra elektrostatické interakce membránových materiálů s vodními složkami. Při reverzní osmóze a nanofiltraci mohou membránou prosakovat pouze molekuly vody.
Všechny tyto metody se dnes do jisté míry používají k získání vysoce kvalitní vody. Co si tedy vybrat? Odborníci se domnívají, že každý konkrétní případ by měli zvážit odborníci, kteří se dobře vyznají na trhu zařízení na úpravu vody, protože každý projekt vyžaduje podrobnou studii. Zahrnuje několik základních kroků. První a pravděpodobně nejdůležitější je přijetí, upřesnění a schválení zadání. Druhým je sběr prvotních dat a také koordinace obdržených informací. Třetí je volba technologického řetězce, opět koordinace a nakonec nákup zařízení a instalace systému.
V první fázi jde především o vyjasnění pozic dle požadavků zákazníka na cykličnost (návaznost), objemy dodávek a ukazatele kvality vody.
Protože důsledky takového kroku mohou být velmi problematické a vést k velkým finančním ztrátám. Například nezohledněné sezónní změny chemického složení vody nebo nesprávný výpočet zatížení zařízení v závislosti na denní době nebo nepřesné rozměry zařízení na úpravu vody při instalaci, které přesahovaly velikost pracovní místnosti atd. - vše tyto chyby vedou k dalším investicím do projektu.
Sběr prvotních dat provádí zhotovitel a zahrnuje technická měření, výpočty a návrh. Měli byste začít se zdrojem, který může být tří typů: artéský, povrchový a centralizovaný přívod vody. Artesian je charakterizován jako nejméně obtížný z hlediska chemického složení, ale změna barvy vody v průběhu času („železné zarudnutí“), zákal (jíl, písek) a nepříjemná pachuť mohou způsobit obavy. Povrchová voda má celou řadu nepříjemných následků pro organismus spotřebitele (mechanické nečistoty, organické látky, minerální suspenze, mikrobiologické znečištění), a proto vyžaduje maximální čištění. Voda z vodovodu je upravována v závislosti na možnostech dodavatele, ale na cestě ke spotřebiteli je schopna nakupovat přísady z potrubí, zejména ze železného kovu. Laboratorní analýzy osiřelých zdrojů musí být prováděny pravidelně, protože chemické a biologické vlastnosti vody podléhají různým změnám.
Měření se provádí podle zásady: sedmkrát měř - jednou řež, zejména s ohledem na zařízení. Existuje sice jednoduchý výpočet pro varné konvice 5 litrů vody denně na osobu, ale vzhledem k důležitosti poměru objemů spotřeby k výkonu zařízení je lepší obrátit se na profesionály. Všimněte si, že tyto práce jsou regulovány SNiP 2.04.01 - 85 "Vnitřní zásobování vodou a kanalizace budov".
Volba čistícího systému a sestavení sady potřebných filtrů jsou jednoznačně svázány s technickými specifikacemi obdrženými od zákazníka s cílem maximalizovat splnění jeho požadavků na kvalitu vody. Zařízení na úpravu vody jsou dnes komplexním technickým zařízením a pro jejich úspěšný provoz je nutná plná kompatibilita. Výběr takového zařízení by měl být svěřen profesionálovi. Pouze specialista, který se dobře orientuje v moderních trendech úpravy vody a zařízení, je schopen řešit složité problémy k získání požadovaných výsledků.
Kromě toho je na trhu k dispozici velké množství zařízení na úpravu vody. Běžně jej lze rozdělit podle účelu na hlavní, doplňkový a pomocný. Filtry jsou prvního typu. různé metodyčištění vody; do druhého - ultrafialové sterilizátory, průtokoměry, posilovací čerpadla, vstupní solenoidové ventily; do třetice - dávkovací čerpadla, čerpací zařízení, kompresorová zařízení. Úpravna vody je obvykle tvořena celým komplexem zařízení, přičemž je třeba se řídit jedním výrobcem, protože je možné udělat chybu ve výpočtech a získat výrobní a technologickou nekompatibilitu zařízení.
Mechanické filtry
Mechanické čisticí filtry chrání vodovodní systémy, jejich jednotlivé součásti a zařízení před ucpáním. Obvykle jsou umístěny na vstupu a slouží k předběžnému odstranění mechanických částic, písku, suspenzí, rzi atd. Existují dva typy filtrů: mesh (obyčejná kovová síťovina) a jemné filtry s vyjímatelnými vložkami (skládají se z jednoho nebo více skládacích krytů a filtračních vložek).Filtry na odstraňování železa
Filtry pro odstranění železa - bezreagentny a reagenční. Bez reagencií odstraní celkové železo až do 5 mg / l, mangan - až 1,5 mg / l. Skládají se z tlakové nádoby, filtračního média, automatického regulačního ventilu, drenážního rozvodu. Fungují na bázi katalytických materiálů, které urychlují oxidaci pomocí kyslíku. Čištění je automatické.Reagenční filtry jsou schopny čistit vodu od celkového železa do 15 mg/l, manganu do 12 mg/l, sirovodíku do 5 mg/l. Skládají se z tlakové a reagenční nádrže, filtračního média, automatického regulačního ventilu, drenážního rozvodu. Princip činnosti je založen na oxidaci kovů rozpuštěných ve vodě činidly a jejich zadržení ve vrstvě zrnité náplně.
Čištění probíhá automaticky.
Změkčovací filtry (změkčovače) zbavují vodu solí a mají periodický a nepřetržitý účinek. Skládá se z tlakových a solných nádrží, filtračních médií, automatického regulačního ventilu, drenážního rozvodu. Oba změkčovače fungují na bázi odstraňování solí tvrdosti iontovou výměnou pomocí katexových pryskyřic a liší se od sebe přítomností přídavných rezervních nádrží. Čištění probíhá automaticky.
Filtry čističů jsou schopny čistit vodu z mechanických suspenzí (20-40 mikronů): rez, písek, jíl, řasy atd. Skládají se z tlakové nádoby, filtračního média, automatického regulačního ventilu, drenážního rozvodu. Princip činnosti je založen na průchodu vody vrstvou filtračního materiálu. Čištění probíhá automaticky.
Adsorpční filtry
Adsorpční filtry slouží k odstranění organochloru a organických sloučenin. Skládají se z tlakové nádoby, filtračního média, automatického regulačního ventilu, drenážního rozvodu. Princip činnosti je založen na sorpci (extrakce) organických látek z vody. Probíhá v něm chemická reakce, povrch sorbentu se oxiduje (uhlí). Nutné propláchnutí.UV sterilizátory ničí mikroorganismy poškozením jejich DNA, což vede ke smrti zvířat. Zařízení používají nízkotlaké rtuťové výbojky s křemennými výbojkami. Princip činnosti je založen na fotochemických reakcích.
Membránové filtry jsou nejspolehlivější zařízení na čištění vody, protože fungují na základě průchodu molekul vody přes ten nejtenčí film. Princip fungování je založen na vlastnostech vody
- rozpouštět organické a anorganické sloučeniny. Téměř dokonalý, filtr čistí vodu o více než 90 %. Membránové filtry jsou role vícevrstvé polymerní fólie a pracují v reálných podmínkách v technologické návaznosti na další zařízení na úpravu vody.
Mezi volitelné a doplňkové vybavení patří: průtokoměry – instalované pro sledování objemů vody; pomocná čerpadla - slouží ke zvýšení a udržení tlaku v systému; vstupní solenoidové ventily - regulují průtoky vody v membránových filtrech; dávkovací čerpadla - měří potřebné objemy chemikálií a vody; Čerpadla na plnění nádrží; kompresory pro dodávání kyslíku do systému.
Závěrem je třeba poznamenat, že moderní technologie umožnit zaručit vysoká kvalita pití vody. Zároveň je důležité vzít v úvahu, že při výběru standardů kvality je nutné se zaměřit na SanPiN 2.1.4.1074-01, a nikoli na individuální vkus spotřebitelů. A ještě jedna rada, než se rozhodnete koupit nebo nainstalovat filtr, měli byste sami pochopit, jakých škodlivých organických a anorganických sloučenin nebo mikroorganismů se musíte zbavit, to znamená provést laboratorní analýzu vody z vodovodu.
Mezi speciální metody pro zlepšení kvality pitné vody patří úprava minerálního složení, odstranění chutí, pachů, dekontaminace atd. Všechny druhy úpravy minerálního složení vody lze rozdělit do 2 skupin: 1) odstranění přebytečných solí nebo plynů z vody (změkčení, odsolování, odstranění železa, deodorizace, dekontaminace, defluorace atd.); 2) přidávání určitých solí do vody za účelem zlepšení jejích organoleptických vlastností nebo zvýšení obsahu stopových prvků, kterých není ve vodě a potravinách dostatek (fluorace). Po speciální úpravě na přívodu vody podléhá voda povinné dezinfekci.
Deodorizace- odstranění zápachu a zápachu vody. Dosahuje se provzdušňováním vody, úpravou oxidačními činidly (ozonizace, oxid chloričitý, vysoké dávky chloru, manganistan draselný), filtrací přes vrstvu aktivního uhlí. Výběr způsobu deodorizace závisí na původu chutí a pachů.
odstranění železa vyrábí se rozstřikováním vody za účelem provzdušňování ve speciálních zařízeních - chladicích věžích. V tomto případě se železité železo oxiduje na hydroxid železitý (viz str. 121), který se ukládá v jímce nebo zadržuje na filtru. Pokud koncentrace solí železa překročí 5 mg/l, je nutné předběžné vysrážení jeho solí.
Měknutí- snížení přirozené tvrdosti vody. Metody změkčování vody zahrnují: 1) činidlo; 2) výměna iontů; 3) tepelné.
Z reagenčních metod nejběžnější sodné vápno, pomocí kterých se vápník a hořčík ukládají v jímce ve formě nerozpustných solí (vápník, uhličitany hořečnaté aj.). Vápno (hydroxid vápenatý), přidané do vody ve větším množství, než je nutné k navázání oxidu uhličitého (oxid uhličitý), interaguje s hydrogenuhličitanem vápenatým za vzniku uhličitanu vápenatého, který se vysráží: Ca (HC0 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaC031 + 2H20, Mg (HC03)2 + Ca (OH)2 \u003d MgC03\u003e L + CaC03\u003e 1 + 2H20.
K odstranění síranů vápenatých a hořečnatých se do vody přidá roztok uhličitanu sodného:
CaS04 + Na2C03 = Na2S04 + CaC03 >k
MgS04 + Na2C03 = Na2S04 + MgC03 i.
Více moderní metoda je filtrace vody přes filtry naplněné iontoměničem - katexové změkčování.
Iontoměniče mohou být přírodního nebo umělého (minerálního nebo organického) původu, prakticky nerozpustné ve vodě a organických rozpouštědlech. Jsou schopny vyměnit své ionty za ionty roztoku. Většina iontoměničů jsou vysokomolekulární sloučeniny sítě nebo jednoduché
raná struktura. Iontoměniče se dělí na katexy (schopné výměny kationtů) a aniontoměniče (schopné výměny aniontů).
Za účelem změkčení vody se filtruje přes vrstvu přírodních (glaukonitový písek) nebo umělých katexů o tloušťce 2-4 m. V tomto případě jsou ionty vápníku a hořčíku (Ca 2+, Mg 2+) vody vyměněny za Na+ nebo H+ katexovou pryskyřici. V praxi úpravy vody lze používat pouze ty katexy, které získaly hygienický posudek a jsou schváleny k používání Ministerstvem zdravotnictví.
Změkčování vody vařící umožňuje ušetřit vodu pouze od odstranitelné tvrdosti v důsledku rozkladu hydrogenuhličitanu vápenatého a hořečnatého na nerozpustné uhličitany, které se vysrážejí (rovnice chemických reakcí jsou uvedeny na str. 158).
Volba té či oné metody je dána požadovaným stupněm změkčení (nejlepší výsledek, blízký 100 %, dává použití katexů), závisí na množství upravované vody, technických a ekonomických výpočtech.
Odsolování vody- jedná se o odstranění v ní rozpuštěných minerálních solí na hodnoty doporučené státní normou, při kterých se voda stává vhodnou pro pitnou nebo technickou potřebu. Nejběžnější způsoby odsolování vody ve vodovodním potrubí jsou destilační, chemické (iontová výměna, činidlo), pomocí selektivních membrán (elektrodialýza, hyperfiltrace) atd. a obohacené minerálními solemi, průchod přes filtry s mramorovými drťmi a přidání části neodsolené vody .
Odsolování vysoce mineralizovaných (brakických a slaných, včetně mořských a oceánských) vod je slibným způsobem, jak doplnit nedostatek sladkých vod v oblastech s nízkou vodou a suchých oblastech. Odsolování se dosahuje buď odstraněním přebytečných solí z vody, nebo oddělením molekul H 2 0. Separace je spojena ve většině případů (kromě extrakční metody a reverzní osmózy) s přechodem vody do parního nebo pevného (ledového) skupenství, odlučování je spojeno ve většině případů (kromě extrakční metody a reverzní osmózy) s přechodem vody do plynného nebo pevného (ledového) skupenství. tedy se změnou jeho stavu agregace.
V průmyslovém měřítku se používá 5 hlavních metod odsolování vody: destilace, zmrazení, reverzní osmóza, elektrodialýza, iontová výměna.
destilace proces je dnes jedním z nejlevnějších, a to jak z hlediska počtu odsolovacích zařízení, tak zejména z hlediska jejich celkové produktivity destilační metody zaujímat dominantní postavení.
Výkon odpařovacích odsolovacích zařízení výrazně závisí na maximální teplotě ohřevu odsolovací vody a na stupni rekuperace tepla. Podle charakteru využití tepelné energie a stupně jejího využití se destilační zařízení dělí na jednostupňové, vícestupňové a parní kompresní.
____ ____
Náklady na tepelnou energii jsou 30-40 % nákladů na odsolování vody destilací. V tomto ohledu našly v oblastech s vysokou intenzitou slunečního záření uplatnění solární odsolovací zařízení skleníkového typu nebo zrcadlové reflektory s koncentrací slunečního tepla. Maximální teplota ohřevu vody v solárních instalacích zpravidla nepřesahuje 65-70 °C a jejich výkon závisí na odpařovací ploše a pohybuje se do 4-5 l/m 2 za den. Solární elektrárny se používají především k získávání malého množství sladké vody.
Odsolování vody způsob zmrazení Vychází z toho, že bod tuhnutí slané vody je nižší než bod tuhnutí sladké vody. Zmrazovací metody jsou ekonomičtější než destilace. Optimální je chladicí voda o 0 °C. Důležitou podmínkou je pomalý tok termodynamických procesů. Technologie této skupiny metod umožňuje dvoustupňový proces: I. stupeň - částečné odsolování ledu při pomalém mrznutí vody pod 0 °C (tvorba agregátů z krystalů čerstvý led, mezi nimiž jsou dutiny vyplněné zmrzlou solankou); Fáze II - získávání sladké vody při pomalém tání ledu (nejprve roztaje solanka a odteče s prvními porcemi vody, led se odsolí a při dalším tání se tvoří sladká voda).
Membránové metody jsou nejjednodušší, ale cenově výhodné jsou pouze při úpravě vody s nízkým obsahem soli.
Elektrodialýzová metoda odsolování vody je založena na principu separace solí v elektrickém poli přes selektivní polopropustné iontoměničové membrány: kationty solí, pohybující se vlivem elektrického proudu na katodu, volně procházejí kationtovými membránami. výměnné membrány a jsou zadržovány aniontoměničovými membránami, anionty solí - naopak. Střídavé umístění membrán v elektrodialyzačním zařízení způsobuje tvorbu komor s odsolenou vodou střídajících se s komorami koncentrátu.
Metodareverzní osmóza(hyperfiltrace) je založena na odsolování vody filtrací pod vysoký tlak(50-100 atm) přes polopropustné membrány, které umožňují průchod molekulám vody, ale zadržují větší hydratované ionty solí rozpuštěných ve vodě. Dnes jsou široce používány membrány vyrobené z acetátů celulózy, polyamidových sloučenin, kyseliny polyakrylové a nylonu.
Metoda iontové výměnyširoce používané pro odsolování vody s obsahem soli do 2-3 g/l, změkčování a hloubkové odsolování sladké vody. Je založen na použití prakticky ve vodě nerozpustných iontoměničových zrnitých materiálů - katexů a aniontů.
Pro odsolování vody se obvykle používají kationtoměniče ve vodíku a aniontoměniče v hydroxylových formách, to znamená předem nabité výměnnými vodíkovými kationty (H-katexová pryskyřice) nebo hydroxylovými anionty (OH-aniontoměničová pryskyřice). Iontoměničové reakce se řídí zákonem hromadného působení, proto dochází k regeneraci katexů a anexů během jejich vyčerpání.
____
odpovědně prováděny s dostatečně koncentrovanými roztoky kyselin a zásad.
Odsolené vody obvykle nejsou zcela vhodné k pití, což vyžaduje jejich vhodnou úpravu: zlepšení organoleptických vlastností, následná úprava, úprava makro- a mikroprvkového složení, dezinfekce. Hygienické a technické požadavky na kvalitu primárních a odsolených vod, jakož i na používání různých metod odsolování vysoce mineralizovaných vod pro pitné účely, jsou promítnuty do dokumentu WHO „Hygienic Aspects of Water Desalination“, 1980 („Pokyny on Health Aspects of Water Desalination", Sidorenko G.I., Rachmanin Y.A. WHO, Ženeva, ETS/80.4 - 60 s.).
Deaktivace. Koagulace, sedimentace a filtrace vody ve vodovodním potrubí snižuje obsah radioaktivní látky v něm o 70-80 %. Pro hlubší dekontaminaci je voda filtrována přes katexové a aniontoměničové pryskyřice.
Defluorace vody. Indikacemi pro použití této metody je zvýšený (nad 1,5 mg/l) obsah fluoru ve vodě a velký počet pacientů se zubní fluorózou II. a vyššího stupně v populaci. Defluorace vody je indikována pouze tehdy, když není možné změnit zdroj dodávky vody nebo zředit její vodu vodou s nízkou koncentrací fluoru, aby se zlepšilo endemické ohnisko fluorózy.
Během defluorace se koncentrace fluoru ve vodě upraví na optimum pro konkrétní oblast. K odstranění přebytečného fluoru z vody bylo navrženo mnoho metod, které lze rozdělit na reagenční (srážecí metody) a filtrační metody. Reagenční metody jsou založeny na sorpci fluoru čerstvě vysráženými hydroxidy hliníku nebo hořčíku. Tato metoda se doporučuje pro úpravu povrchových vod, protože kromě fluoridace se dosahuje také čiření a odbarvení.
Čištění vody od přebytečného fluoru lze provést filtrací přes aniontoměničové pryskyřice:
Jako iontoměničový materiál se často používá aktivovaný a granulovaný oxid hlinitý. Někdy je možné snížit obsah fluoru ve vodě jejím naředěním vodou ze zdroje s minimálním množstvím fluoru.
Fluoridace vody. Volba dávky fluoridu by měla zajistit účinek proti zubnímu kazu. Pokud však obsah fluorového iontu ve vodě překročí 1,5-2,0 mg/l, povede to k porážce populace fluorózou. To je důvod, proč by během fluoridace vody měl být obsah fluorových iontů v ní v rozmezí 70-80% maximálních úrovní v souladu s různými klimatickými oblastmi - v rozmezí 0,7-1,5 mg / l.
Pro fluoridaci pitné vody lze použít sloučeniny obsahující fluor, zejména fluorid křemičitý sodný (Na 2 SiF 6), fluorid křemičitý
____ ____
kyselina chlorovodíková H 2 SiF 6, fluorid sodný (NaF), silikofluorid amonný (NH 4) 2 SiF 6, fluorid vápenatý (CaF 2), kyselina fluorovodíková (HF) atd. 1 Existují dva způsoby, jak fluoridovat vodu: po celý rok jednorázová dávka a sezónní zimní a letní dávky. V prvním případě se po celý rok přidává stejná dávka fluoru, která odpovídá klimatickým podmínkám sídla. Pokud se dávka mění v závislosti na ročním období, pak v chladném období, kdy průměrná měsíční teplota vzduchu (ve 13:00) nepřesahuje 17-18 ° C, může být voda fluoridována na úrovni 1 mg / l, a v teplém období (například v červnu - srpnu) - na nižší úrovni. Závisí na průměrné maximální teplotě (ve 13.00) v těchto měsících. Například při teplotě 22-26 ° C se používá dávka 0,8 mg / l fluorového iontu, při 26-30 ° C a vyšší - 0,7 mg / l.
Dezinfekce pitné vody
Dezinfekce pitnou vodou slouží k vytvoření spolehlivé bariéry přenosu po vodě patogeny infekčních chorob. Metody dezinfekce vody jsou zaměřeny na ničení patogenních a oportunních mikroorganismů, což zajišťuje epidemickou bezpečnost vody.
Voda se dezinfikuje v konečné fázi čištění po vyčeření a odbarvení před vstupem do nádrží čistá voda, které současně plní funkce kontaktních komor. K dezinfekci vody se používají reagenční (chemické) a nereagenční (fyzikální) metody. Reagenční metody jsou založeny na zavádění silných oxidačních činidel do vody (chlorace, ozonizace, manganizace, úprava vody jódem), iontů těžkých kovů a iontů stříbra. Mezi nereagenční patří tepelné zpracování, ultrafialové ozáření, sonikace, y-ozařování, ošetření mikrovlnným proudem. Způsob se volí v závislosti na množství a kvalitě zdrojové vody, způsobech její předběžné úpravy, požadavcích na spolehlivost dezinfekce, s přihlédnutím k technickým a ekonomickým ukazatelům, podmínkách dodávky činidel, dostupnosti dopravy a možnost automatizace procesu.
Dezinfekce vody chlórem a jeho sloučeninami. Dosud nejrozšířenějším způsobem dezinfekce vody na vodárnách je chlorace. Ze sloučenin obsahujících chlór se s ohledem na určité hygienické a technické výhody nejčastěji používá kapalný chlor. Dále je možné použít bělidlo, chlornan vápenatý a sodný, oxid chloričitý, chloraminy atd.
Pro použití v praxi zásobování pitnou vodou jsou určeny pouze sloučeniny obsahující fluor, které prošly hygienickým testováním a jsou zahrnuty v „Seznamu materiálů a činidel povolených Hlavním hygienickým a epidemiologickým ředitelstvím Ministerstva zdravotnictví SSSR pro použití v provozování zásobování pitnou vodou (č. 3235-85)“ jsou povoleny.
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
Poprvé v praxi úpravy vody byl chlor použit dávno před objevením mikrobů L. Pasteurem, R. Kochův důkaz o etiologickém významu patogenních mikroorganismů při vzniku infekčních chorob, T. Escherichovo konečné povědomí o tzv. mikrobiologická podstata vodních epidemií a baktericidní vlastnosti chlóru. Používal se k deodorizaci vody, která měla nepříjemný „septický“ zápach. Chlór se ukázal jako velmi účinný deodorant a navíc po ošetření vody chlórem bylo u lidí mnohem méně pravděpodobné, že budou diagnostikováni střevní infekce. Se začátkem chlorace vody se v mnoha evropských zemích zastavily epidemie tyfu a cholery. Předpokládá se, že příčinou nemocí byl zápach a chuť vody, kterou chlór účinně eliminoval. Teprve časem prokázala mikrobiální etiologii vodních epidemií střevních infekcí a uznala roli chlóru jako dezinfekčního prostředku.
K chlorování vody se používá kapalný chlór, který je pod tlakem skladován ve speciálních nádobách (lahvích), nebo látky obsahující aktivní chlor.
Chlorace vody kapalným chlórem. Chlor (C1 2) je za normálního atmosférického tlaku zelenožlutý plyn, který v 1,5-
2,5krát těžší než vzduch, s ostrým a nepříjemným zápachem, dobře se rozpouští ve vodě, snadno zkapalňuje při zvýšení tlaku. Atomová hmotnost chloru je 35,453, molekulová hmotnost- 70,906 g/mol. Může být uvnitř tři skupenství agregátu: pevné, kapalné a plynné.
Chlór je do vodáren dodáván k dezinfekci vody v kapalné formě v tlakových lahvích. Chlorace se provádí pomocí chlorátorů. Připravují roztok chlóru, který se vstřikuje přímo do potrubí, kterým se voda dostává do RCHV. Používají se chlorátory L.A. Kulsky (obr. 20), vakuové chlorátory LONII-100, Zh-10, LK-12, KhV-11. Schematické schéma chlorátoru LONII-100 je znázorněno na Obr. 21.
Když je válec připojen k chlorátoru, kapalný chlór se odpařuje. Plynný chlor se čistí ve válci a na filtru a po snížení jeho tlaku reduktorem na 0,001-0,02 MPa se míchá v mixéru s vodou. Z mixéru se zahustí
Rýže. 21. Technologické schéma typického chloračního zařízení pro 3 kg/h: 1 - plošinové váhy; 2 - stoupačky s válci; 3 - lapač nečistot; 4 - chlorátory
LONI-100; 5 - vyhazovače
Roztok je nasáván ejektorem a přiváděn do potrubí. Pro velkokapacitní stanice se používají chlorátory typu LK, jejichž konstrukce je jednodušší a přesnost je nižší. Tyto chlorátory nevyžadují předběžné čištění chlóru, nejsou tak přesné v dávkování, ale dokážou dodávat chlórovou vodu do výšky 20-30 m. Po ejektoru z LONI-100 je tlak pouze 1-2 m. Během rozpouštěním chloru ve vodě dochází k jeho hydrolýze za vzniku chloridových (chlorovodíkových) a chlornanových (nebo chlorných) kyselin:
C12 + H20 ^ HC1 + HC10.
Kyselina chlorná HC10 je slabá, jednosytná, nestabilní kyselina, která se snadno disociuje za vzniku chlornanového iontu (CH~):
NSU ^ H + + SU".
Stupeň disociace kyseliny chlorné závisí na pH vody. Při pH< 5 (по Л. Кульскому) почти весь свободный хлор остается в виде неиони-зированной хлорноватистой кислоты (НСЮ). При повышении pH возрастает степень диссоциации хлорноватистой кислоты. При pH свыше 9,2 (по Л. Кульскому) почти весь свободный хлор находится в виде иона гипохлорита (СЮ -). Окислительное действие (окислительный потенциал) имеет как гипохлоритная кислота, так и гипохлорит-ион. Именно поэтому обе эти формы способны оказывать бактерицидное влияние. Их называют свободным активным хлором. Окислителем является и молекулярный хлор (С1 2), который также рассматривается как одна из форм свободного активного хлора 1 .
Kromě toho se kyselina chlorná rozkládá za vzniku atomového kyslíku, který je také silným oxidačním činidlem:
NSJ To HCl + O".
Aktivní chlor je ten, který je schopen uvolňovat ekvivalentní množství jódu z vodných roztoků jodidu draselného při pH 4. Aktivní chlor je volný (molekulární chlor, kyselina chlorná, chlornanový iont) a vázaný (chlor, který je součástí organických a anorganických mono- a dichloraminů).
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
Dříve se věřilo, že právě tento atomární kyslík má baktericidní účinek. Dnes je prokázáno, že dezinfekční účinek kapalného chlóru, stejně jako bělidla, chlornanu vápenatého a sodného, dvouterciární soli chlornanu vápenatého, je způsoben oxidačními činidly, které vznikají ve vodě při rozpuštění sloučenin obsahujících chlor, a především působením kyseliny chlornanové, poté působením chlornanového aniontu a nakonec atomového kyslíku.
Chlorace vody chlornany(soli kyseliny chlorné) se provádějí u vodáren malého výkonu. Chlornany se také používají k dlouhodobé dezinfekci vody v důlních vrtech pomocí keramických kartuší, k dezinfekci vody v terénu včetně použití tkaninovo-uhlíkových filtrů apod.
Používá se k dezinfekci pitné vody chlornan vápenatý Ca(OC1)2. V procesu jejího rozpouštění ve vodě dochází k hydrolýze s tvorbou kyseliny chlorné a její další disociaci:
Ca (OS1) 2 + 2H 2 0 \u003d Ca (OH) 2 + 2HNS,
její -£. n + + cikr.
V závislosti na způsobu výroby vápníku může chlornan obsahovat od 57-60% do 75-85% aktivního chloru. Spolu s čistým chlornanem se k dezinfekci vody používá směs chlornanu vápenatého s dalšími solemi (NaCl, CaCl 2). Takové směsi obsahují až 60-75 % čistého chlornanu.
Na stanicích se spotřebou aktivního chloru do 50 kg/den jej lze použít k dezinfekci vody chlornan sodný(NaCIO 5H 20). Tento krystalický hydrát se získává z roztoku chloridu sodného (NaCl) elektrolytickou metodou.
Chlorid sodný ve vodě disociuje za vzniku kationtu sodného a chloridového aniontu:
NaCl ^ Na+ + SG
Při elektrolýze na anodě se vybíjejí ionty chloru a tvoří se molekulární chlor:
2SG -» C1 2 + 2e.
Výsledný chlór se rozpouští v elektrolytu:
C12 + H20 ^ HC1 + NSu,
C12 + OH-^CI + NSO.
Na katodě dochází k vypouštění molekul vody:
H20 + e -> OH- + H+.
Atomy vodíku se po rekombinaci na molekulární vodík uvolňují z roztoku ve formě plynu. Hydroxylové anionty OH ", které zůstávají ve vodě, reagují se sodnými kationty Na +, což vede ke vzniku NaOH. Hydroxid sodný interaguje s kyselinou chlornou za vzniku chlornanu sodného:
NaOH + HC10 -> NaOCI + H20.
Rýže. 22. Technologické schéma elektrolytické výroby chlornanu sodného: 1 - nádrž na roztok; 2 - čerpadlo; 3 - distribuční odpaliště; 4 - pracovní nádrž; 5 - dávkovač; 6 - článek s grafitovými elektrodami; 7 - zásobní nádrž chlornanu sodného; 8 - deštník
odsávací ventilace
Chlornan sodný disociuje do značné míry za vzniku SJ, který má vysokou antimikrobiální aktivitu:
NaCIO ^ Na + + CIO",
syu- + n + ;^nsyu.
Elektrolýza se dělí na průtoková a vsádková. Patří mezi ně elektrolyzéry, různé typy nádrží. Schéma vsádkového zařízení je znázorněno na Obr. 22. 10% roztok chloridu sodného se přivádí do nádrže s konstantní hladinou, odkud vytéká konstantní rychlostí. Po naplnění dávkovací nádrže sifon funguje a odvádí určitý objem roztoku do elektrolyzéru. Vlivem elektrického proudu vzniká v elektrolyzéru chlornan sodný. Nové dávky solného roztoku vytlačují chlornan sodný do zásobní nádrže, ze které je dávkován dávkovacím čerpadlem. Zásobní nádrž musí pojmout objem chlornanu sodného po dobu nejméně 12 hodin.
Výhodou získávání chlornanu sodného elektrolytickou metodou v místě použití je, že není potřeba přepravovat a skladovat toxický zkapalněný chlor. Mezi nevýhody patří značné náklady na energii.
Dezinfekce vody přímou elektrolýzou. Metoda spočívá v přímé elektrolýze sladké vody, ve které není přirozený obsah chloridů
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
stejné 20 mg / l a tvrdost - ne vyšší než 7 meq / l. Používá se u vodáren s kapacitou do 5000 m 3 / den. V důsledku přímé elektrolýzy na anodě se chloridové ionty ve vodě uvolňují a tvoří se molekulární chlor, který se hydrolyzuje za vzniku kyseliny chlorné:
2CH ^ C12 + 2e, C12 + H20^ HC1 + HCS.
Při elektrolytické úpravě vody s pH v rozmezí 6-9 jsou hlavními dezinfekčními prostředky kyselina chlorná (chlornanová) NSO, chlornanový anion C10 ~ a monochloraminy NH 2 C1, které vznikají reakcí mezi NSO a obsaženými amonnými solemi. v přírodní vodě. Zároveň při úpravě vody elektrolytickou metodou dochází k ovlivnění mikroorganismů elektrickým polem, ve kterém se nacházejí, což zesiluje baktericidní účinek.
Používá se dezinfekce vody bělidlem malá vodárna (kapacita do 3000 m 3 / den), po přípravě roztoku. Chlorové vápno je také plněno keramickými kartušemi pro dezinfekci vody v důlních studních nebo místních vodovodech.
Bělidlo je bílý prášek se silným chlórovým zápachem a silnými oxidačními vlastnostmi. Jedná se o směs chlornanu vápenatého a chloridu vápenatého. Získejte bělidlo z vápence. Uhličitan vápenatý se při teplotě 700 °C rozkládá za vzniku nehašeného vápna (oxidu vápenatého), které se po interakci s vodou mění na hašené vápno (hydroxid vápenatý). Když chlór reaguje s hašeným vápnem, tvoří se bělidlo:
CaCO3 ^ CaO + CO 2,
CaO + H20 \u003d Ca (OH) 2,
2Ca (OH) 2 + 2C1 2 \u003d Ca (OC1) 2 + CaCl 2 + 2H 2 0 nebo
2Ca(OH)2 + 2C12 = 2CaOC12 + 2H20.
Hlavní složka bělidla je vyjádřena vzorcem:
Technický produkt neobsahuje více než 35 % aktivního chloru. Během skladování se bělidlo částečně rozkládá. Totéž se děje s chlornanem vápenatým. Světlo, vlhkost a vysoká teplota urychlují ztrátu aktivního chlóru. Bělidlo ztrácí přibližně 3-4 % dostupného chloru za měsíc v důsledku hydrolytických reakcí a rozkladu na světle. Ve vlhké místnosti se bělidlo rozkládá a vytváří kyselinu chlornou:
2CaOC12 + C02 + H20 \u003d CaC03 + CaC12 + 2HNS.
____ ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR ____
Proto se před použitím bělidla a chlornanu vápenatého kontroluje jejich aktivita - obsah aktivního chloru vyjádřený v procentech v přípravku s obsahem chloru.
Baktericidní účinek bělidla, stejně jako chlornanů, je způsoben skupinou (OSG), která tvoří kyselinu chlornou ve vodním prostředí:
2CaOC12 + 2H20 -> CaCl2 + Ca(OH)2 + 2HC10.
Oxid chloričitý (ClOJ- plyn žlutozelené barvy, snadno rozpustný ve vodě (při teplotě 4 °C se v 1 objemu vody rozpustí 20 objemových dílů plynného SYO 2). Nehydrolyzuje. Je vhodné jej použít, pokud jsou vlastnosti přírodní vody nepříznivé pro účinnou dezinfekci chlorem, například při vysokých hodnotách pH nebo v přítomnosti amoniaku. Získávání oxidu chloričitého je však složitý proces, který vyžaduje speciální vybavení, kvalifikovaný personál a dodatečné finanční náklady. Oxid chloričitý je navíc výbušný, což vyžaduje přísné dodržování bezpečnostních požadavků. Výše uvedené omezuje použití oxidu chloričitého k dezinfekci vody v potrubích pitné vody.
Mezi přípravky obsahující chlór patří chloraminy (anorganické a organické), které se v omezené míře používají v praxi úpravy vody, ale používají se jako dezinfekční prostředky při dezinfekčních činnostech, zejména ve zdravotnických zařízeních. Anorganické chloraminy (monochloraminy NH 2 C1 a dichloraminy NHC1 2) vznikají interakcí chloru s amoniakem nebo amonnými solemi:
NH 3 + CI 2 \u003d NH 2 CI + HC1,
NH2CI + CI2 \u003d NHCI2 + HCl.
Spolu s anorganickými sloučeninami chloru se k dezinfekci používají i organické chloraminy (RNHC1, RNC1 2). Získávají se v procesu interakce bělidla s aminy nebo jejich solemi. V tomto případě jsou jeden nebo dva atomy vodíku aminové skupiny nahrazeny chlorem. Různé chloraminy obsahují 25-30% aktivního chloru.
Proces dezinfekce vody přípravky obsahujícími chlór probíhá v několika fázích:
1. Hydrolýza chlóru a přípravků obsahujících chlor:
C12 + H20 = HC1 + HC10;
Ca (OS1)2 + 2H20 \u003d Ca (OH)2 + 2HC10;
2CaOC12 + 2H20 \u003d Ca (OH)2 + CaCl2 + 2HC10.
2. Disociace kyseliny chlorné.
Při pH ~ 7,0 HC10 disociuje: HC10<± Н + + СЮ".
3. Difúze molekuly HC10 a iontu CO do bakteriální buňky.
4. Interakce dezinfekčního prostředku s enzymy mikroorganismů, které jsou oxidovány kyselinou chlornou a chlornanovým iontem.
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
Aktivní chlor (NSO a SU") nejprve difunduje do bakteriální buňky a poté reaguje s enzymy. Největší baktericidní a virucidní účinek má nedisociovaná kyselina chlorná (NSO). Rychlost procesu dezinfekce vody je dána kinetikou difúze chlóru uvnitř bakteriální buňku a kinetika buněčné smrti v důsledku metabolických poruch. Se zvyšováním koncentrace chloru ve vodě, její teploty a s přechodem chloru na nedisociovanou formu snadno difundovatelné kyseliny chlorné se zvyšuje celková rychlost dezinfekčního procesu.
Mechanismus baktericidního působení chloru spočívá v oxidaci organických sloučenin bakteriální buňky: koagulaci a poškození její membrány, inhibici a denaturaci enzymů, které zajišťují metabolismus a energii. Nejvíce poškozené jsou thiolové enzymy obsahující SH-skupiny, které jsou oxidovány kyselinou chlornou a chlornanovým iontem. Z thiolových enzymů je nejaktivněji inhibována skupina dehydrogenáz, které zajišťují dýchání a energetický metabolismus bakteriální buňky 1 . Pod vlivem kyseliny chlorné a chlornanového iontu dochází k inhibici dehydrogenáz glukosy, etylalkoholu, glycerolu, jantarové, glutamové, mléčné, pyrohroznové, formaldehydu atd. Inhibice dehydrogenáz vede k inhibici oxidačních procesů v počátečních fázích. Důsledkem toho je jak inhibice procesů reprodukce bakterií (bakteriostatický účinek), tak jejich smrt (baktericidní účinek).
Mechanismus působení aktivního chloru na viry se skládá ze dvou fází. Nejprve se kyselina chlorná a chlornanový ion adsorbují na obal viru a pronikají přes něj a poté inaktivují RNA nebo DNA viru.
S rostoucí hodnotou pH klesá baktericidní aktivita chloru ve vodě. Například pro snížení počtu bakterií ve vodě o 99 % při dávce volného chloru 0,1 mg/l se doba kontaktu prodlouží z 6 na 180 minut se zvýšením pH z 6 na 11, resp. je vhodné dezinfikovat vodu chlórem při nízkých hodnotách pH, tedy před zavedením alkalických činidel.
Přítomnost organických sloučenin schopných oxidace, anorganických redukčních činidel a také koloidních a suspendovaných látek obalujících mikroorganismy ve vodě zpomaluje proces dezinfekce vody.
Interakce chloru se složkami vody je složitý a vícestupňový proces. Malé dávky chloru jsou zcela vázány organickými látkami, anorganickými redukčními činidly, suspendovanými částicemi, humusovými látkami a vodními mikroorganismy. Pro spolehlivý dezinfekční účinek vody po její chloraci je nutné stanovit zbytkové koncentrace volného nebo kombinovaného aktivního chloru.
Energetický metabolismus u bakterií probíhá v mesozomech - analogech mitochondrií.
Rýže. 23. Graf závislosti velikosti a druhu zbytkového chloru na vstřikované dávce chloru
Na Obr. 23 ukazuje vztah mezi dávkou zavedeného chloru a zbytkovým chlorem v přítomnosti amoniaku nebo amonných solí ve vodě. Při chlorování vody, která neobsahuje čpavek nebo jiné sloučeniny obsahující dusík, "se zvýšením množství chloru přiváděného do vody se zvyšuje obsah zbytkového volného chlóru v ní. Ale obraz se změní, pokud je přítomen amoniak, amonné soli a další sloučeniny obsahující dusík ve vodě, které jsou nedílnou součástí přírodní vody nebo jsou do ní uměle zaváděny. Chlor a chlórová činidla současně interagují s amoniakem přítomným ve vodě, amonnými a organickými solemi obsahujícími aminoskupiny. To vede k tvorbě mono- a dichloraminů a také extrémně nestabilních trichloraminů:
NH3 + H20 = NH40H;
C12 + H20 = HC10 + HC1;
NSYU + NH4OH \u003d NH2C1 + H20;
NSU + NH2C1 = NHC12 + H20;
NSY + NHC12 = NC13 + H20.
Chloraminy jsou vázaný aktivní chlor, který má baktericidní účinek, který je 25-100krát menší než volný chlor. Poměr mezi mono- a dichloraminy se navíc mění v závislosti na pH vody (obr. 24). Při nízkých hodnotách pH (5-6,5) se tvoří převážně dichloraminy a při vysokých hodnotách pH (vyšších než 7,5) monochloraminy, jejichž baktericidní účinek je 3-5krát slabší než u dichloraminů. Baktericidní aktivita anorganických chloraminů je 8-10krát vyšší než u chlorovaných derivátů organických aminů a iminů. Když se do vody přidávají nízké dávky chlóru v molárním poměru C12:NH*< 1 образуются моно- и дихлорамины. Поэтому на отрезке II кривой (см. рис. 23) в воде
Voda bez amoniaku v přírodě neexistuje. Lze jej připravit pouze v laboratoři z destilované vody.
hromadí se zbytkový amin vázaný chlór. Se zvýšením dávky chloru se tvoří více chloraminů a koncentrace zbytkového kombinovaného chloru stoupá na maximum (bod A).
S dalším zvýšením dávky chloru se molární poměr vneseného chloru a NH iontu * obsažené ve vodě se stává větší než jednota. V tomto případě se mono-, di- a zejména trichloraminy oxidují přebytkem chloru v souladu s následujícími reakcemi:
NHC12 + NH2C1 + NSO -> N20 + 4HC1;
NHCI2 + H20 -> NH(OH)Cl + HCl;
NH(OH)Cl + 2HC10 -> HNO3 + ZNS1;
NHC12 + HCIO -> NC13 + H20;
4NH2C1 + 3C12 + H20 = N2 + N20 + 10HC1;
IONCI3 + CI2 + 16H20 = N2 + 8N02 + 32HCI.
S molárním poměrem Cl 2 : NH \ až 2 (10 mg Cl2 na 1 mg N2 jako NH \ ) v důsledku oxidace chloraminů přebytkem chloru množství zbytkového vázaného chloru ve vodě prudce klesá (část III) na minimální bod (bod B), který se nazývá bod obratu. Graficky to vypadá jako hluboký pokles křivky zbytkového chloru (viz obr. 23).
S dalším zvyšováním dávky chloru po bodu obratu se koncentrace zbytkového chloru ve vodě opět začíná pozvolna zvyšovat (segment IV na křivce). Tento chlór není spojen s chloraminy, nazývá se volný zbytkový (aktivní) chlor a má nejvyšší baktericidní aktivitu. Působí na bakterie a viry jako aktivní chlor v nepřítomnosti amoniaku a sloučenin amonia ve vodě.
Podle výzkumných údajů lze vodu dezinfikovat dvěma dávkami chlóru: před a po zlomenině. Při chlorování předrozbíjenou dávkou se však působením chloraminů dezinfikuje voda a při chlorování předrozbíjenou dávkou se používá volný chlor.
Při dezinfekci vody se přidaný chlór spotřebovává jak k interakci s mikrobiálními buňkami a viry, tak k oxidaci organických a minerálních sloučenin (močovina, kyselina močová, kreatinin, amoniak, huminové látky, železnaté soli, amonné soli, karbamáty atd.). ).), které jsou obsaženy ve vodě v suspendované a rozpustné formě
____ ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR ____
renny stavu. Množství chlóru absorbovaného nečistotami vody (organické látky, anorganická redukční činidla, suspendované částice, huminové látky a mikroorganismy) se nazývá absorpce chloru vodou (segment I na křivce). Jelikož přírodní vody mají jiné složení, hodnota absorpce chloru u nich není stejná. Tím pádem absorpce chloru- to je množství aktivního chloru, které je absorbováno suspendovanými částicemi a je vynaloženo na oxidaci bakterií, organických a anorganických sloučenin obsažených v 1 litru vody.
S úspěšnou dezinfekcí vody můžete počítat pouze v případě, že je chloru určitý přebytek v poměru k množství, které je absorbováno bakteriemi a různými sloučeninami obsaženými ve vodě. Efektivní dávka aktivního chloru se rovná celkovému množství absorbovaného a zbytkového chloru. Přítomnost zbytkového chlóru (nebo, jak se také nazývá, přebytek) ve vodě je spojena s myšlenkou účinnosti dezinfekce vody.
Když je voda chlorována kapalným chlórem, chlornany vápenatými a sodnými a bělidlem, poskytuje 30minutový kontakt spolehlivý dezinfekční účinek při koncentraci zbytkového chloru minimálně 0,3 mg/l. Ale během chlorace s preamonizací by měl být kontakt 1-2 hodiny a účinnost dezinfekce bude zaručena, pokud bude zbytkový kombinovaný chlor v koncentraci alespoň 0,8 mg/l.
Chlor a sloučeniny obsahující chlor výrazně ovlivňují organoleptické vlastnosti pitné vody (vůně, chuť), v určitých koncentracích dráždí sliznice dutiny ústní a žaludku. Limitní koncentrace zbytkového chloru, při které pitná voda nezíská chlórovou vůni a chuť, je stanovena pro volný chlor na úrovni 0,5 mg/l, pro vázaný chlor - 1,2 mg/l. Podle toxikologických znaků je maximální koncentrace aktivního chloru v pitné vodě 2,5 mg/l.
K dezinfekci vody je proto nutné přidat takové množství přípravku s obsahem chloru, aby po úpravě voda obsahovala 0,3-0,5 mg/l zbytkového volného nebo 0,8-1,2 mg/l zbytkového kombinovaného chloru. Takový přebytek aktivního chloru nezhoršuje chuť vody, neškodí zdraví, ale zaručuje její spolehlivou dezinfekci.
Pro účinnou dezinfekci se tedy do vody přidává dávka aktivního chloru, která se rovná součtu absorpce chloru a zbytkového aktivního chloru. Tato dávka se nazývá potřeba chlóru ve vodě.
Požadavek chloridu vody- jedná se o množství aktivního chlóru (v miligramech) nutné pro účinnou dezinfekci 1 litru vody a zajištění obsahu zbytkového volného chlóru v rozmezí 0,3-0,5 mg/l po 30 minutách kontaktu s vodou, popř. množství zbytkového kombinovaného chloru v rozmezí 0,8-1,2 mg po 60 minutách kontaktu. Zbytkový obsah
Maximální koncentrace oxidu chloričitého v pitné vodě není vyšší než 0,5 mg/l, limitujícím ukazatelem působení vody je organoleptický.
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
aktivní chlor je kontrolován po nádržích s čistou vodou před dodáním do vodovodní sítě. Protože absorpce chloru vodou závisí na jejím složení a není stejná pro vodu z různých zdrojů, je potřeba chloru v každém případě stanovena experimentálně zkušební chlorací. Přibližně spotřeba chloru pro vyčištěnou a odbarvenou koagulaci, usazování a filtraci říční vody se pohybuje od 2-3 mg / l (někdy až 5 mg / l), mezivrstva podzemní vody - v rozmezí 0,7-1 mg / l.
Faktory ovlivňující proces chlorace vody, spojené s: 1) biologické charakteristiky mikroorganismů; 2) baktericidní vlastnosti přípravků obsahujících chlór; 3) stát vodní prostředí; 4) s podmínkami, za kterých se dezinfekce provádí.
Je známo, že sporové kultury jsou mnohonásobně odolnější než vegetativní formy vůči působení dezinfekčních prostředků. Enteroviry jsou odolnější než střevní bakterie. Saprofytické mikroorganismy jsou odolnější než patogenní. Přitom z patogenních mikroorganismů jsou na chlór nejcitlivější původci tyfu, úplavice a cholery. Původce paratyfu B je odolnější vůči působení chlóru. Navíc, čím vyšší je počáteční kontaminace vody mikroorganismy, tím nižší je účinnost dezinfekce za stejných podmínek.
Baktericidní aktivita chloru a jeho sloučenin souvisí s hodnotou jeho redox potenciálu. Redoxní potenciál se zvyšuje při stejných koncentracích v řadě: chloramin - > bělidlo -> chlor -» oxid chloričitý.
Účinnost chlorace závisí na vlastnostech a složení vodního prostředí, a to: na obsahu nerozpuštěných látek a koloidních sloučenin, koncentraci rozpuštěných organických sloučenin a anorganických redukčních činidel, pH vody a její teplotě.
Suspendované látky a koloidy zabraňují působení dezinfekčního prostředku na mikroorganismy nacházející se v tloušťce částice, absorbují aktivní chlor díky adsorpci a chemické vazbě. Vliv na účinnost chlorace organických sloučenin rozpuštěných ve vodě závisí jak na jejich složení, tak na vlastnostech přípravků s obsahem chloru. Sloučeniny živočišného původu obsahující dusík (bílkoviny, aminokyseliny, aminy, močovina) tedy aktivně vážou chlor. S chlórem méně silně reagují sloučeniny, které neobsahují dusík (tuky, sacharidy). Protože přítomnost nerozpuštěných látek, huminových a jiných organických sloučenin ve vodě snižuje účinek chlorace, pro spolehlivou dezinfekci jsou zakalené a silně zabarvené vody předběžně čištěny a odbarveny.
Při poklesu teploty vody na 0-4 °C klesá baktericidní účinek chlóru. Tato závislost je patrná zejména při pokusech s vysokou počáteční kontaminací vody a v případě chlorace nízkými dávkami chloru. V praxi vodáren, pokud znečištění zdrojové vody splňuje požadavky státní normy 2761-84 "Zdroje centralizovaného zásobování domovní pitnou vodou. Hygienické, technické
ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR
požadavky a kontrola kvality“, snížení teploty znatelně neovlivní účinnost dezinfekce.
Mechanismus vlivu pH vody na její dezinfekci chlorem je spojen se znaky disociace kyseliny chlorné: v kyselém prostředí se rovnováha posouvá směrem k molekulární formě, v alkalickém prostředí - iontovému. Kyselina chlorná ve své nedisociované molekulární formě lépe proniká membránami do středu bakteriální buňky než hydratované ionty chlornanu. V kyselém prostředí se proto urychluje proces dezinfekce vody.
Baktericidní účinek chlorace je významně ovlivněn dávkou činidla a délkou kontaktu: baktericidní účinek se zvyšuje se zvýšením dávky a prodloužením doby působení aktivního chloru.
Metody chlorování vody. Existuje několik způsobů chlorace. úprava vody s přihlédnutím k povaze zbytkového chlóru, jehož výběr je dán vlastnostmi složení upravované vody. Mezi nimi: 1) chlorace s dávkami po zlomenině; 2) konvenční chlorace nebo chlorace podle potřeby chlóru; 3) superchlorace; 4) chlorace s preamonizací. V prvních třech možnostech je voda dezinfikována volným aktivním chlórem. Při chloraci s preamonizací je baktericidní účinek způsoben působením chloraminů, tedy vázaného aktivního chloru. Kromě toho se používají kombinované metody chlorace.
Chlorace dávky po zlomenině zajišťuje, že po 30 minutách kontaktu bude ve vodě přítomen volný aktivní chlór. Dávka chloru se volí tak, aby byla o něco vyšší než dávka, při které se vytvoří zlom na křivce zbytkového chloru, tj. v rozmezí IV (viz obr. 23). Takto zvolená dávka způsobuje výskyt zbytkového volného chlóru ve vodě v nejmenším množství. Tato metoda se vyznačuje pečlivým výběrem dávky. Poskytuje stabilní a spolehlivý baktericidní účinek, zabraňuje vzniku zápachu ve vodě.
Konvenční chlorace (chlorace podle potřeby chlóru) je nejběžnější metodou dezinfekce pitné vody v centralizovaném zásobování pitnou vodou. Chlorace dle potřeby chloru se provádí takovou post-breakingovou dávkou, která po 30 minutách kontaktu zajistí přítomnost zbytkového volného chloru ve vodě v rozmezí 0,3-0,5 mg/l.
Vzhledem k tomu, že přírodní vody se výrazně liší složením, a proto mají různou absorpci chloru, je potřeba chloru určena experimentálně experimentální chlorací vody, která má být dezinfikována. Předpokladem účinné dezinfekce vody je kromě správné volby dávky chlóru důkladné promíchání a doba působení, tedy doba kontaktu chlóru s vodou (minimálně 30 minut).
Zpravidla se u vodáren chlorování podle potřeby chlóru provádí po vyčeření a odbarvení vody. Spotřeba chlóru v takové vodě se pohybuje v rozmezí 1-5 mg/l. Optimální dávka chlóru je do vody zavedena bezprostředně po filtraci před RFW.
____ ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU _______________________________
Na základě poptávky po chlóru je možné provést dvojitá chlorace, ve kterém se poprvé chlor přivádí do mísiče před reakční komorou a druhý - po filtrech. V tomto případě se experimentálně stanovená optimální dávka chloru nemění. Chlór po zavedení do mísiče před reakční komorou zlepšuje koagulaci a zabarvení vody, což umožňuje snížit dávku koagulantu. Navíc inhibuje růst mikroflóry, která kontaminuje písek na filtrech. Celkové náklady na chlor při dvojité chloraci se prakticky nezvyšují a zůstávají téměř stejné jako u jednoduché chlorace.
Dvojité chlorování si zaslouží široké použití. Měl by být konzultován v případech, kdy je znečištění říční vody relativně vysoké nebo podléhá častým výkyvům. Dvojité chlorování zvyšuje hygienickou spolehlivost dezinfekce vody.
Superchlorace(rechlorace) je metoda dezinfekce vody, která využívá vysoké dávky aktivního chloru (5-20 mg/l). Tyto dávky jsou ve skutečnosti po zlomenině. Kromě toho výrazně převyšují spotřebu chlóru v přírodní vodě a určují v ní přítomnost vysokých (nad 0,5 mg/l) koncentrací zbytkového volného chlóru. Metoda superchlorace proto nevyžaduje předběžné stanovení potřeby vody ve vodě a pečlivý výběr dávky aktivního chloru, po dezinfekci je však nutné odstranit přebytečný volný chlor.
Superchlorace se používá ve zvláštní epidemiologické situaci, kdy není možné určit potřebu chlóru ve vodě a zajistit dostatečnou dobu kontaktu chloru s vodou, stejně jako k prevenci a boji proti zápachu ve vodě. Tato metoda je vhodná ve vojenských polních podmínkách, v nouzových situacích.
Superchlorace účinně zajišťuje spolehlivou dezinfekci i zakalené vody. Vysoké dávky aktivního chlóru zabíjejí patogeny, které jsou odolné vůči dezinfekčním prostředkům, jako jsou Burnettovy rickettsie, cysty améby, mycobacterium tuberculosis a viry. Ale ani takové dávky chlóru nedokážou spolehlivě dezinfikovat vodu ze spór antraxu a vajíček helmintů.
Při superchloraci překračuje zbytkový volný chlor v dezinfikované vodě výrazně 0,5 mg/l, což činí vodu nevhodnou k pití kvůli zhoršení jejích organoleptických vlastností (silný zápach chlóru). Proto je potřeba jej zbavit přebytečného chlóru. Takový proces se nazývá dechlorace. Pokud je přebytek zbytkového chlóru malý, lze jej odstranit provzdušňování. V ostatních případech se voda čistí filtrací přes vrstvu aktivní uhlí nebo chemickými metodami, jako je zpracování hyposiřičitan sodný (thiosíran), hydrogensiřičitan sodný, oxid siřičitý (oxid siřičitý), síran železitý. V praxi se používá především hyposiřičitan sodný (thiosíran) - Na 2 S 2 0 3 5H 2 0. Jeho množství se vypočítává v závislosti na množství přebytečného chloru, na základě následující reakce:
Na2S203 + C12 + H20 = Na2S04 + 2HCl + si.
ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR
Podle výše uvedené vazebné reakce mezi aktivním chlorem a siřičitanem sodným v molárním poměru 1:1 se na 0,001 g chloru použije 0,0035 g krystalického hydrátu siřičitanu sodného nebo 3,5MrNa 2 S 2 0 3 -5H 2 0 na 1 mg chlóru.
Chlorace s preamonizací. Metoda chlorace v preamonizaci se používá: 1) aby se zabránilo vzniku nepříjemných specifických pachů, které vznikají po chloraci vody obsahující fenol, benzen a ethylbenzen; 2) k zamezení vzniku karcinogenních látek (chloroform apod.) při chloraci pitné vody obsahující huminové kyseliny, uhlovodíky metanu; 3) ke snížení intenzity vůně a chuti chlóru, zvláště patrné v létě; 4) pro úsporu chlóru vysokou absorpcí chloru vodou a absencí pachů, chutí a vysoké bakteriální kontaminace. Pokud přírodní voda obsahuje fenoly (například v důsledku znečištění vodních ploch odpadními vodami z průmyslových podniků) i v malých množstvích 1, pak při dezinfekci sloučeninami obsahujícími chlór, které jsou hydrolyzovány za vzniku kyseliny chlorné, volný aktivní chlor okamžitě interaguje s fenolem , tvořící chlorfenoly, které i v malých koncentracích dodávají vodě farmaceutickou chuť a vůni. Současně s tím související aktivní chlor - chloramin, mající nižší redoxní potenciál, neinteraguje s fenolem za vzniku chlorfenolů, a proto se při dezinfekci nezhoršují organoleptické vlastnosti vody. Podobně volný aktivní chlor je schopen interagovat s uhlovodíky methanové řady za vzniku trihalomethanů (chloroform, dibromchlormethan, dichlorbrommethan), které jsou karcinogeny. Jejich tvorbě lze zabránit dezinfekcí vody vázaným aktivním chlorem.
Při chloraci s předamonizací se do vody, která se dezinfikuje, nejprve přidá roztok čpavku 2 nebo jeho solí a po 1-2 minutách se přidá chlór. V důsledku toho se ve vodě tvoří chloraminy (monochloraminy NH 2 C1 a dichloraminy NHC1 2), které mají baktericidní účinek. Chemické reakce za vzniku chloraminů jsou uvedeny na str. 170.
Poměr výsledných látek závisí na pH, teplotě a množství reagujících sloučenin. Účinnost chlorace s preamonizací závisí na poměru NH 3 a C1 2 a dávky těchto činidel se používají v poměrech 1:2, 1:4, 1:6, 1:8. Pro vodu každého zdroje zásobování vodou je nutné zvolit nejefektivnější poměr. Rychlost dezinfekce vody chloraminy je nižší než rychlost dezinfekce volným chlorem, proto by doba dezinfekce vody v případě chlorace s preamonizací měla být minimálně 2 hodiny.
MPC fenolu ve vodě je 0,001 mg/l, limitním ukazatelem je organoleptický (zápach), třída nebezpečnosti 4.
Pro zavádění amoniaku do vody je nejvýhodnější použít vakuové chlorátory.
ZÁVOD VODY Z POVRCHOVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ VODOU
ale menší oxidační aktivitu, protože redoxní potenciál chloraminů je mnohem nižší než u chloru.
Kromě předamonizace (zavedení čpavku 1-2 minuty před zavedením chlóru) se někdy používá i postamonizace, kdy se čpavek vstřikuje po chlóru přímo do nádrží s čistou vodou. Díky tomu je chlor fixován déle, než je dosaženo prodloužení doby jeho působení.
Kombinované metody chlorace vody. Kromě uvažovaných způsobů chlorace vody byla navržena řada kombinovaných, kdy se spolu se sloučeninami obsahujícími chlor používá další chemický nebo fyzikální dezinfekční prostředek, který zvyšuje dezinfekční účinek. Chloraci lze kombinovat s úpravou vody stříbrnými solemi (metoda chlor-stříbro), manganistanem draselným (chlorace manganátem), ozonem nebo ultrafialovým světlem, ultrazvukem atd.
Chlorace manganem(s přídavkem roztoku KMn04) se v případě potřeby používají ke zvýšení oxidačního a baktericidního účinku chloru, protože manganistan draselný je silnější oxidační činidlo. Metoda by měla být použita v přítomnosti pachů a chutí ve vodě, které jsou způsobeny organickými látkami, řasami. V tomto případě se před chlorací zavádí manganistan draselný. KMn0 4 by měl být přidán před usazovacími nádržemi v dávkách 1-5 mg/l nebo před filtry v dávce 0,08 mg/l. Regeneruje se na ve vodě nerozpustný Mn02 a zcela se zadržuje v usazovacích nádržích a filtrech.
Metoda chloridu stříbrného používané na lodích říční flotily (u jednotek KVU-2 a VHF-0,5). Poskytuje zvýšenou dezinfekci vody a její konzervaci na dlouhou dobu (až 6 měsíců) s přídavkem stříbrných iontů v množství 0,05-0,1 mg/l.
Metoda chloridu stříbrného se navíc používá k dezinfekci vody v bazénech, kde je potřeba co nejvíce snížit dávku chlóru. To je možné, protože baktericidní účinek je zajištěn v mezích celkového účinku dávek chloru a stříbra.
Baktericidní, virucidní a oxidační účinky chloru mohou být zesíleny současnou expozicí ultrazvuku, ultrafialovému záření, stejnosměrnému elektrickému proudu.
Vzorky vody se odebírají po nádržích s čistou vodou před dodáním do vodovodní sítě. Sledování účinnosti chlorace zbytkovým aktivním chlorem se provádí každou hodinu, tedy 24x denně. Chlorace je považována za účinnou, pokud je obsah zbytkového volného chloru v rozmezí 0,3-0,5 mg/l po 30 minutách kontaktu, nebo obsah zbytkového kombinovaného chloru je 0,8-1,2 mg/l po 60 minutách kontaktu.
Voda po RCV se podle mikrobiologických ukazatelů epidemické bezpečnosti vyšetřuje 2x denně, to znamená 1x za 12 hod. Ve vodě po dezinfekci
ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR
zhivaniya určit celkový mikrobiální počet a index BGKP (coli-index). Dezinfekce vody se považuje za účinnou, pokud index coli nepřesahuje 3 a celkový mikrobiální počet není vyšší než 100.
Negativní účinky chlorace vody na veřejné zdraví. V důsledku reakce chloru s huminovými sloučeninami, odpadními produkty hydrobiontů a některými látkami průmyslového původu vznikají desítky nových extrémně nebezpečných haloformních sloučenin, včetně karcinogenů, mutagenů a vysoce toxických látek s MPC na úrovni setin a tisícin. miligram na 1 litr. V tabulce. 3 a 5 (viz str. 66, 67, 101) jsou uvedeny některé sloučeniny obsahující halogeny, vlastnosti jejich působení na lidský organismus a hygienické normy v pitné vodě. Indikátory této skupiny jsou trihalomethany: chlor- a bromoform, dibromchlormethan, bromdichlormethan. V dezinfikované pitné vodě a zásobování teplou vodou je nejčastěji ve vyšších koncentracích detekován chloroform - karcinogen skupiny 2B, dle klasifikace IARC.
Haloformní sloučeniny vstupují do těla s vodou nejen enterálně. Některé látky pronikají neporušenou pokožkou při kontaktu s vodou, zejména při plavání v bazénu. Při koupeli nebo sprše se haloformní sloučeniny dostávají do vzduchu. Podobný proces se vyskytuje v procesu vaření vody, praní, vaření.
S ohledem na extrémní nebezpečí haloformních sloučenin pro lidské zdraví byl vyvinut soubor opatření ke snížení jejich obsahu ve vodě. Poskytuje:
Ochrana vodárenského zdroje před znečištěním odpadními vodami obsahujícími prekurzory haloformních sloučenin;
Snížená eutrifikace útvarů povrchových vod;
Odmítnutí rechlorace (primární chlorace) nebo její nahrazení ultrafialovým zářením nebo přidáním síranu měďnatého;
Optimalizace koagulace pro snížení barvy vody, tj. odstranění huminových látek (prekurzorů haloformních sloučenin);
Použití dezinfekčních prostředků, které mají nižší schopnost tvořit haloformní sloučeniny, zejména oxid chloričitý, chloraminy;
Použití chlorace s preamonizací;
Provzdušňování vody nebo použití granulovaného aktivního uhlí jako nejvíce efektivní způsob odstranění haloformních sloučenin z vody.
Kardinálním řešením problému je nahrazení chlorace ozonizací a dezinfekce vody UV paprsky.
Ozonizace vody a její výhody oproti chloraci. Ozonizace je jednou z perspektivních metod úpravy vody pro její dezinfekci a zlepšení organoleptických vlastností. Dnes téměř 1000 vodáren v Evropě, především ve Francii, Německu a Švýcarsku, využívá při úpravě vody ozonizaci. V V poslední době ozonizace se začala široce zavádět ve Spojených státech a Japonsku. Na Ukrajině se ozonizace používá na vodovodním potrubí Dněpr
Rýže. 25. Technologické schéma ozonátoru:
1 - přívod vzduchu; 2 - vzduchový filtr; 3 - varovný ventil; 4 - pět přívodních ventilátorů; 5 - vzduchový píst; 6 - dvě chlazené sušičky; 7 - čtyři adsorpční sušičky; 8 - aktivovaný oxid hlinitý; 9 - ohřívače chladicích ventilátorů; 10 - padesát generátorů ozonu (zobrazeno 2); 11 - suchý vzduch; 12 - vstup chladicí vody; 13 - výstup chladicí vody; 14 - ozonizovaný vzduch; 15 - tři nádrže pro difúzi ozonu; 16 - hladina vody
stanic v Kyjevě, v zemích SNS - u vodáren v Moskvě (Ruská federace) a Minsku (Bělorusko).
Ozón(os)- světle fialový plyn se specifickým zápachem, silné oxidační činidlo. Jeho molekula je velmi nestabilní, snadno se rozkládá (disociuje) na atom a molekulu kyslíku. V průmyslových podmínkách se směs ozonu a vzduchu získává v ozonizátoru pomocí „pomalého“ elektrického výboje o napětí 8000-10 000 V.
Schéma zařízení ozonátoru je znázorněno na Obr. 25. Kompresor nasává vzduch, čistí prach, chladí, suší na adsorbérech se silikagelem nebo aktivním oxidem hlinitým (které se regenerují foukáním horkého vzduchu). Poté vzduch prochází ozonátorem, kde vzniká ozón, který je přiváděn rozvodem do vody kontaktní nádrže. Dávka ozonu potřebná k dezinfekci pro většinu typů vod je 0,5-6,0 mg/l. Nejčastěji se pro podzemní zdroje vody odebírá dávka ozonu v rozmezí 0,75-1,0 mg / l, pro povrchové vody - 1-3 mg / l. Někdy jsou potřeba vysoké dávky k odbarvení a zlepšení organoleptických vlastností vody. Doba kontaktu ozonu s vodou by měla být minimálně 4 min 1 . nepřímý ukazatel
V souladu s GOST 2874-82 byla doba dezinfekce vody ozonem minimálně 12 minut. Stejnou dobu trvání upravuje SanPiN 2.1.4.559-96 schválený Ministerstvem zdravotnictví Ruska "Pitná voda. Hygienické požadavky na kvalitu vody v systémech centralizovaného zásobování pitnou vodou. Kontrola kvality". V souladu se SanPiN "Pitná voda. Hygienické požadavky na kvalitu vody pro centralizované zásobování domácností pitnou vodou", schválené Ministerstvem zdravotnictví Ukrajiny, by doba ošetření ozonem měla být alespoň 4 minuty.
ODDÍL I. HYGIENA VODY A ZÁSOBOVÁNÍ VODOU VEŘEJNÝCH PROSTOR
Účinností ozonizace je přítomnost zbytkových množství ozonu na úrovni 0,1-0,3 mg/l za směšovací komorou.
Ozon ve vodě se rozkládá za vzniku atomového kyslíku: 0 3 -> 0 2 + O". Je prokázáno, že mechanismus rozkladu ozonu ve vodě je složitý. V tomto případě dochází k řadě mezireakcí s tvorbou volných radikálů ( například HO *), což jsou také oxidační činidla Silnější oxidační a baktericidní působení ozonu ve srovnání s chlorem se vysvětluje tím, že jeho oxidační potenciál je větší než u chloru.
Z hygienického hlediska je ozonizace jednou z nejlepších metod dezinfekce vody. V důsledku ozonizace je dosaženo spolehlivého dezinfekčního účinku, ničí se organické nečistoty a organoleptické vlastnosti vody se nejen nezhoršují, jako při chloraci nebo varu, ale také se zlepšují: barva se snižuje, přebytečná chuť a zápach zmizí. voda získává modrý odstín. Přebytečný ozón se rychle rozkládá za vzniku kyslíku.
Ozonizace vody má oproti chloraci následující specifické výhody:
1) ozon je jedním z nejsilnějších oxidačních činidel, jeho redoxní potenciál je vyšší než u chloru a dokonce i oxidu chloričitého;
2) při ozonizaci se do vody nevnáší nic cizího a nedochází k žádným znatelným změnám v minerálním složení vody a pH;
3) přebytek ozonu se po několika minutách mění na kyslík, a proto neovlivňuje tělo a nezhoršuje organoleptické vlastnosti vody;
4) ozón, který interaguje se sloučeninami obsaženými ve vodě, nezpůsobuje nepříjemné chutě a pachy;
5) ozón bělí a deodorizuje vodu obsahující organické látky přírodního a průmyslového původu, dodává jí vůni, chuť a barvu;
6) ve srovnání s chlorem ozón účinněji dezinfikuje vodu od spór a virů;
7) proces ozonizace je méně ovlivňován proměnnými faktory (pH, teplota atd.), což usnadňuje technologický provoz zařízení na úpravu vody a sledování účinnosti není obtížnější než u chlorace vody;
8) ozonizace vody zajišťuje nepřetržité zpracování