Обеззараживание воды
Вода, которая подаётся для хозяйственнобытовых и питьевых нужд должна быть безвредной для здоровья людей и, следовательно, не должна содержать болезнетворных бактерий. И для окончательного удаления микроорганизмов из воды производят её обеззараживание.
Обеззараживанию подвергается вода, как правило, уже прошедшая остальные стадии очистки – коагулирование, отстаивание и фильтрование, т.е. это последний этап обработки воды. В противном случае болезнетворные бактерии могут скрываться во взвешенных частицах и не подвергается действию дезинфицирующих средств.
В некоторых случаях дезинфекция воды применяется как единственная и самостоятельная мера очистки воды – это может быть при использовании подземной воды, а также во временных водопроводах.
В настоящее время существуют следующие методы обеззараживания воды:
I Реагентные
а) обработка воды различными окислителями – Cl, О3, KMnO4, J2, диоксид хлора (СlO2);
б) введение в воду различных металлов типа серебра, меди и др.
II Безреагентные
а) обработка воды ультрафиолетовыми лучами;
б) ультразвуком, радиоактивным излучением;
в) термическая обработка.
Наибольшее распространение получили такие методы обеззараживания, как:
а) хлорирование;
б) ультрафиолетовое облучение;
в) озонирование воды.
Частично обеззараживание воды достигается и при осуществлении процесса коагулирования воды.
Иногда проводят, если это требуется, дезодорацию воды – т.е. удаляют нежелательные привкусы и запахи воды.
Дезодорацию осуществляют, используя процесс аэрации, а также могут быть применены сорбенты (активированный уголь) и окислители.
Химизм процесса хлорирования воды
При введении хлора в воду образуются хлорноватистая и соляные кислоты:
Cl2 + H2O = HCl + HOCl
далее HOCl диссоциирует
HOCL →← H+ + OCl-
Сумму Сl2 + HOCl + OCl - называют свободным активным хлором.
↓
И именно эти молекулы и ионы обладают бактерицидным действием
При наличии в воде аммонийных соединений образуются монохлорамины NH2Cl и дихлорамины NHCl2, которые оказывают бактерицидное действие несколько меньше, чем свободный хлор, но более продолжительное.
Хлор в виде хлораминов называют связанным активным хлором.
Правильное назначение дозы хлора является исключительно важным, так как при недостатке активного хлора - нет бактерицидного эффекта, а при его избытке ухудшаются вкусовые свойства воды вследствие появления хлорных, хлорфенольных привкусов и запахов.
Показателем достаточности принятой дозы хлора служит остаточный хлор – согласно нормативным документам Схл.ост = 0,3-0,5 мг/л
Расчётную дозу хлора обычно определяют пробным хлорированием при проведении технологического анализа воды.
Хлорирование осветлённой воды производят перед её поступлением в резервуар чистой воды (РЧВ), где обеспечивается хорошее смешение Cl и Н2О и необходимое время контакта ≈ 30 мин. Всё это относится к окончательному хлорированию (обеззараживанию) воды.
В ряде случаев применяют предварительное хлорирование. Предварительное хлорирование предназначено для:
1. уменьшения цветности и окисляемости воды, вследствие разрушения органических веществ в процессе хлорирования;
2. снижения дозы коагулянта за счет устранения тормозящего действия органических веществ, удаляемых на стадии предварительного хлорирования;
3. улучшения санитарного состояние очистных сооружений.
Хлорирование хлорной известью
В ряде случаев на станциях небольшой производительности для обеззараживания воды применяют хлорную известь. Хлорная известь приготавливается путём соединения газообразного хлора с гашёной известью. Обычно она содержит 25-30% активного вещества.
Формула хлорной извести: CaOCl2.
В воде происходит диссоциация хлорной извести:
2CaOCl2 = Ca(OCl)2 + CaCl2,
т.е хлорная известь распадается на гипохлорид Са и СаС12. Далее происходит взаимодействие с находящейся в воде СО2 и Са(НСО3)2:
Са(ОС1)2 + СО2 + Н2О = СаСО 3 + 2НОС1
↓
Также есть вероятность прохождения такай реакции:
Са(ОС1)2 + Са(НСО3)2 =2 СаСО 3 + 2НОС1
↓
В обоих случаях получается НОС1 и далее хлорирование идёт по обычному механизму, рассмотренному ранее.
Ряд специалистов считают, что обеззараживание хлорной известью происходит согласно следующей реакции:
2СаОС12 + 2Н2О →← СаС12 + Са(ОН)2 + 2НС1О
И далее процесс хлорирования происходит уже по известному механизму.
Хлорирование с аммонизацией
Обеззараживание воды хлорированием с аммонизацией применяют в двухслучаях:
1. для снижения запаха воды;
2. для консервации остаточной концентрации хлора на более длительный период.
Если вода содержит фенолы, бензолы или другие органические соединения (которые могут попасть в источник водоснабжения при сбросе сточных вод), соединения, которых с хлором (хлоропроизводные) ухудшают органолептические свойства воды, то в этом случае аммонизацию проводят до вводахлора. Это связанно с тем, что при последующем введении С1 он болееэнергично взаимодействует с аммиаком, а не с фенолами или бензолом, что предотвращает появление неприятных хлорфенольных запахов.
При этом идут реакции:
NH4OH + HOCl = NH2C1 + 2H2O
NH4OH + 2HOCl = NHC12 + 3H2O
Для снижения хлорных запахов аммиак вводят после хлорирования.
При осуществлении процесса хлорирования с аммонизацией соотношение доз аммиака и хлора устанавливается в лаборатории проведением процесса пробного хлорирования и аммонизации.
Контакт воды с хлором при проведении совместной обработке воды хлороа и аммонием должен быть не менее 1 часа.
Аммиак доставляется на станцию, также как и хлор, в баллонах.
Хлорирование с аммонизацией предотвращает зарастание труб железистыми бактериями, которые могут развиваться в трубах и должно проводиться при рН > 7 т.к. при меньших значениях рН образование хлораминов происходит медленно.