Контроль процессов обеззараживания воды

Для обеззараживания воды используют в основном два мето­да:

1) обработка воды сильными окислителями (хлор, озон, пер­манганат калия, перекись водорода и др.);

2) воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами.

Чаще всего в качестве обеззаражи­вающих агентов используют хлор либо его соединения: диоксид хлора, гипохлориты натрия и кальция, хлорную известь, хлора мины.

Необходимую дозу хлора принимают на основании пробного хлорирования, по результатам которого строят график хлоропоглощаемости воды. Задаваясь требуемой концентрацией остаточ­ного свободного хлора, по этому графику определяют бактерицид­ную дозу хлора. Для обеззараживания обработанной воды поверх­ностных источников обычно требуется доза хлора 2—3 мг/дм³.

Контакт прошедшей очистку воды с хлором должен осуще­ствляться не менее 1 ч, при этом концентрация остаточного сво­бодного хлора в местах ближайшего водоразбора должна быть 0,3-0,5 мг/дм³.

На эффективность бактерицидного действия хлора большое влияние оказывает режим смешения его с водой: при быстром рас­пределении реагента во всем объеме воды обеззараживание про­исходит мгновенно. Поэтому в резервуарах чистой воды должна быть обеспечена постоянная циркуляция и полный обмен воды должен происходить не более чем за 5 суток при температуре 18°С и не более чем за 10 суток при более низких температурах.

Вариант обеззараживания хлорированием с аммонизацией при­меняют в двух случаях:

- для снижения запаха воды и

- для консерва­ции остаточной концентрации хлора на более длительный период.

Аммонизацию проводят до ввода хлора, если вода содержит фено­лы или другие органические соединения.

Контроль дозы реагентов производят по расходу хлора и амми­ака и по остаточному хлору (свободному или связанному в зависи­мости от режима хлорирования). Каждую смену взвешивают бочки или баллоны с реагентом и таким образом определяют его расход за смену. Гидробиологический анализ обеззараженной воды про­водят обычно 1 раз в сутки. Бактериологические показатели в очи­щенной воде определяют не реже двух раз в сутки. Остаточную концентрацию хлора в воде, подаваемой из резервуаров чистой воды, определяют каждый час.

Наиболее эффективный режим хлорирования воды можно обес­печить, если дозу хлора корректировать по свободному хлору в обрабатываемой воде. Это самый простой способ учета реальной хлорпоглощаемости данной воды.

О₃ и КМnО₄ – более сильные окислители, чем хлор. Необходи­мые дозы озона для обеззараживания подземных вод не должны превышать 0,75–1 мг/дм³, а для фильтрованной воды – 1–3 мг/дм³. Продолжительность контакта озона с водой зависит от ряда фак­торов: качества воды, температуры, концентрации озона в озоно­-воздушной смеси, конструкции смесителя, но в среднем составля­ет 5—20 мин. Для правильного ведения технологического процесса озониро­вания контролируют расход поступающей на озонирование воды, концентрацию озона в озоно-воздушной смеси после озонаторов и при выбросе в атмосферу, а также содержание остаточного озона в воде после смесителей.

Для контроля содержания озона в воде станции водоподготовки снабжают различного типа анализаторами, действие которых ос­новывается на методах вольтамперметрии, спектрофотометрии и хемилюминесценции.

В анализаторах, работа которых основывается на принципе вольтамперметрии и которые включают поляризованные гальва­нопары (например, Cu/Au, Cu/Pt, Pt/Au, Ni/Ag и др.), производит­ся сравнение сигналов изменения силы тока при пропуске через электроды воды до и после озонирования, т.е. когда окислителем осуществляется деполяризация электродов.

Так как озон в ряде растворителей (фреоне, четыреххлорис­том углероде и т.д.) довольно стабилен, то его концентрацию можно измерять в растворах данных веществ способом спектро­фотометрии. Чувствительность метода может составить порядка 10^-4–10^-5 моль/дм³. Однако применение этого метода ограничено. Основной его недостаток состоит в подборе способов компенсации поглощения излучения растворителем, которое в условиях опыта может быть велико (т.е. может превышать поглощение, обуслов­ленное наличием озона).

Известны конструкции газоанализаторов, в основу действия которых положен способ измерения интенсивности хемилюминесцентного свечения, возникающего при реакции растворенного в воде озона с реактивом. Прибор, как правило, имеет выход на ав­томатически записывающий потенциометр, шкала которого отгра­дуирована в единицах концентрации остаточного в воде озона.

Концентрацию озона в озоно-воздушной смеси контролируют озонометром, построенным на базе газоанализатора ртутных па­ров. Принцип действия его основан на свойстве озона поглощать ультрафиолетовые лучи.

При применении КМnО₄ необходимо исключить опасность по­падания в очищенную воду остаточного марганца сверх предельной его концентрации, равной 0,1 мг/дм³.

Перекись водорода Н₂О₂ бактерицидна по отношению к возбу­дителям кишечных заболеваний. Обеззараживающий эффект Н₂О₂ в отношении бактерий достигается дозой 3–10 мг/дм³, в отноше­нии вирусов — 6–10 мг/дм³ и спор – 100 мг/дм³.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волн 220-280 нм действуют на бактерии губительно. Бактерицидное действие ультразвуковых колебаний возрастает с увеличением интенсивности ультразвуко­вого поля и продолжительности воздействия его на воду. Каче­ство облучения контролируют обычными бактериологическими анализами.