Процессы обеззараживания воды
Одной из основных задач очистных сооружений водопровода и канализации является предотвращение возможного распространения через воду кишечных инфекций. Сооружения осветления (отстойники и особенно фильтры) задерживают значительную часть (90 % и более) содержащихся в природных водах микроорганизмов. Однако оставшееся количество бактерий, вирусов, простейших превышает допустимую норму. Поэтому осветленную воду следует всегда обеззараживать, подвергать дезинфекции. Часто дезинфицируют также воду подземных источников (обычно не требующую осветления), рекомендуется обеззараживать подземные воды, прошедшие стадию обезжелезивания. В обязательном порядке должны подвергаться обеззараживанию стоки прошедшие цикл полной биохимической очистки.
В системах коммунального водоснабжения и водоочистки на протяжении уже более ста лет применяют различные методы обеззараживания воды: химические методы - обработка воды газообразным (сжиженным) хлором и хлорсодержащими агентами, перекисью водорода, перманганатом калия, соединениями йода и брома, озоном, ионами серебра, золота, меди; безреагентные физические методы - воздействие ультрафиолетом, лазером, гамма излучением, потоком ускоренных электронов, ультразвуком, гидродинамической кавитацией и др.
Реальными практическими методами, обладающими необходимым потенциалом обеззараживания воды и прошедшими проверку на действующих крупномасштабных сооружениях водоподготовки, сегодня являются хлорирование, озонирование и облучение ультрафиолетом.
В нашей стране развитие исследований по обеззараживанию можно разбить на три этапа: 1 этап – до конца 70-х , 2 этап – 80-е и 3 этап 90-е годы. До конца 70-х годов дезинфекция сточных вод отождествлялась с хлорированием. Другие методы в этот период фактически не вышли из стадии испытаний. В конце 70-х, когда отрицательным последствиям хлорирования стало придаваться очень серьезное значение, исследования были направлены на снижение воздействия обеззараженных вод на водоем. Для этих целей применялись различные методы дехлорирования. Одновременно была предложена разработка альтернативных методов обеззараживания, не оказывающих влияния на водоем. Основным методом, изучение которого проводилось в 80-е годы, был метод озонирования. 90-е годы были отмечены повышенным интересом к обеззараживанию ультрафиолетом. Применимость различных методов оценивается рядом критериев:
-удаление патогенных и снижение концентрации индикаторных микроорганизмов до значений, установленных соответствующими санитарными нормативами;
-колебание физико-химического качества воды должны оказывать минимальное влияние на эффективность обеззараживания;
-исключение образования вредных побочных продуктов в концентрациях выше ПДК в результате обеззараживания;
- органичное вписывание в общую технологическую схему очистки и приемлемость с экономической и экологической позиции.
Выбор конкретного метода в каждом случае должен основываться на комплексном анализе предлагаемого решения с технико-эксплуатационной и экономической точек зрения. Основное внимание при этом уделяется обеспечению надежного и постоянного обеззараживания воды. Накопленный экспериментальный и теоретический материал позволил специалистам провести анализ различных методов обеззараживания коммунальных и промышленных сточных вод, систематизировать информацию и исключить из дальнейшего технико-экономического рассмотрения менее эффективные и редко используемые методы. Анализ проводился в два этапа: ранговой оценки и технико-экономического расчета. Как известно, ранговая оценка является принятым в мировой практике методом, который проводился по 23 критериям. В качестве критериев для оценки выступали: частота использования, длительность апробации, наличие производства в России, экологическая безопасность и др. Оценка проводилась по пяти бальной системе. Поскольку хлорирование в мировой практике рассматривается в основном вместе с дехлорированием, в первую очередь были оценены методы дехлорирования следующими веществами: SO2, NaHSO3, Na2SO3, Na2S2O3, Na2CO3 и гашеной известью Результаты оценки методов дехлорирования показали, что наиболее оптимальными по совокупности рассматриваемых показателей являются два метода, получившие максимальный ранг: с использованием бисульфита натрия (Na2S2O3) и сернистого ангидрида (диоксида серы SO2). Анализ данных показал, что наивысший ранг получили методы УФ-обеззараживания и озонирования. Эти методы хорошо испытаны на практике, имеют длительную апробацию, могут быть реализованы на станциях большой производительности, оказывают минимальное влияние на окружающую среду, не оказывают негативного влияния на водоем. Следует отметить, что ультрафиолет лидирует с большим отрывом от остальных методов.
Методы физического воздействия (лазерное-, гамма- и альфа- излучения) отстают от первых двух на достаточно значительное количество баллов, что вызвано отсутствием опыта их использования и необходимостью проведения дополнительных работ. Это не позволяет рассматривать их в обозримом будущем в качестве перспективных для реализации на крупных станциях.
Обеззараживание газообразным хлором отстает от УФ-обеззараживания на 42 балла по совокупности оцениваемых признаков. Это связано как с негативным влиянием хлорирования на окружающую среду, так и с определенной опасностью его применения. Поскольку метод хлорирования нашел широкое распространение в мире, а в нашей стране до последнего времени был фактически единственным методом, применяемым на практике, он наряду с лучшими был рассмотрен в технико-экономических расчетах.На втором этапе в качестве критериев для оценки были выбраны удельные капитальные затраты , себестоимость и приведенные затраты.
Из анализа результатов следует, что лидерами по экономическим оценкам являются два метода: ультрафиолет на российских установках с лампами низкого давления и хлорирование газообразным хлором с дехлорированием сернистым ангидридом. Однако негативные свойства хлорирования и соответственно низкий ранг, не позволяют рекомендовать этот метод для обеззараживания сточных вод.
Загрузка ...