Фев 24 2002

Технології консервації води в протяжних

Технології консервації води в протяжних

водоводах та міських водопровідних мережах.

Проблеми та перспективи впровадження

Ю.В.Загороднюк, В.П.Грахов

ГО "Фонд водоочисних технологій", м. Київ

На завершальних стадіях очищення водопровідної води перед подачею в магістралі і мережі технології знезаражування й консервації мають вирішальне значення. Основним методом знезаражування, використовуваним у даний час, є постхлорування звичайними або підвищеними дозами хлору при необхідності з наступним дехлоруванням перед подачею питної води споживачам.

Крім того, запропоновані комбіновані методи хлорування води: хлорування з амонізацією, хлорування з манганированиєм, а також хлор-срібний метод.

Амонізуючі агенти (звичайно аміак або амонійні солі), зв\’язуючи вільний хлор у хлораміни, істотно знижують швидкість вільнорадикальних процесів, що розвиваються при звичайному хлоруванні. Хлорування з амонізацією рекомендується для економії хлору у випадку високої хлоропоглинанні води і відсутності запахів, присмаків і високого бактеріального забруднення; для підтримки рівня залишкового хлору в довгих водоводах і мережах з метою забезпечення необхідного санітарного режиму; для зменшення корозії в сталевих трубопроводах; для зменшення запаху і присмаку хлору, особливо в літню пору; для зменшення змісту небезпечних речовин (хлорованих вуглеводнів, хлорфенолів, хлорбифенилов та ін.), які утворюються при простому хлоруванні питний води, що містить багато гумінових і фульвокислот; а також у ряді інших випадків.

При спільної присутності у воді хлорамінів і органічних хлорпоглинаючих домішок практично не утворюються небезпечні речовини, тому амонізацію почали широко застосовувати у світовій практиці водопідготовки. В даний час у США амонізацію використовують більш 300 великих водопровідних систем. Уже 70 років амонізація успішно застосовується на водопроводі м. Денвер (штат Колорадо). Постхлорування з

амонізацією широко використовується в регіональній системі водопостачання "Метрополітен" у Південній Каліфорнії, що обслуговує більш 13млн. чоловік з добовою витратою 6,1 млн. м3.

Ще з 80-х років хлорування з амонізацією в різних варіантах настійно рекомендовано для впровадження в СРСР вищими державними інстанціями. Особливо це стосується протяжних (більш 5 км) водоводів; з тривалим перебуванням води (більш 3 годин) у резервуарах і розподільної мережі; а також у випадку високого залишкового хлоропоглинання води.

Позитивний досвід застосування амонізації є і на території колишнього СРСР. Зокрема в Україні амонізація застосовувалася або застосовується в Києві, Вінниці, Миколаєві та багатьох інших містах України.

Амонізація здійснюється технічно просто, витрати на амонізацію швидко окупаються, а в ряді випадків може бути отриманий значний економічний ефект за рахунок економії хлору. Амонізація питної води дозволена органами охорони здоров\’я, аміак входить у число реагентів, дозволених до застосування для цілей очищення питної води.

У той же самий час технології знезаражування і консервації води, засновані на постхлоруванні з амонізацією, мають істотний недолік – хлораміни хоч і набагато повільніше, проте розкладаються швидше, ніж того потребує тривале консервування води, що обумовлює пошук як шляхів удосконалення цієї базової технології, так і розробку й впровадження альтернативних методів або ж їх доцільне поєднання.

В практиці знезараження та консервації в різних галузях останніми роками спостерігається підвищений інтерес до синтетичних бактерицидних поліелектролітів на основі гуанідинових сполук. Більше двадцяти років тому розроблено доступний і екологічно безпечний біоцидний поліелектроліт – полігексаметиленгуанідин (ПГМГ), що належить до класу полігуанідінів (ПГ) і у вигляді солей неорганічних або органічних кислот являє собою добре розчинний у воді органічний полімер. Він не леткий, не надає воді запаху та присмаку і у водному середовищі одночасно виявляє властивості антисептичного засобу і полікатіона-флокулянта.

Для процесів обробки води найбільший інтерес представляють дві солі полімеру: (гідро)хлорид та фосфат, відповідно ПГМГ‑гх та ПГМГ‑ф. Обидві модифікації отримали комплексну медико-біологічну оцінку і випускаються в промисловому масштабі різними виробниками під різними комерційними назвами. Модифікації відрізняються один від одного за рекомендованими галузями застосування: ПГМГ-ф – для знезараження і консервації питної води; ПГМГ-гх – для води закритих та відкритих систем технологічного водопостачання. ПДК солей ПГМГ у водному середовищі за загальносанітарними ознаками шкіливості за різними джерелами становить 0,1-0,15мг/л.

Товарні препарати ПГМГ випускаються або у вигляді твердих гранул, що їх потрібно розчиняти у гарячий воді, або ж у вигляді концентрованих водних розчинів порядку 20-30 % концентрації. Концентровані водні розчини реагентів зберігають свою стабільність і активність не менше двох років, а реагент у вигляді гранул, запакованих у поліетилен, – не менше одного року.

Регламент приготування, дозування і вводу реагентів в воду, як підлягає очищенню, що встановлено в СНіП 2.04.02-84, може бути без особливих змін розповсюджений на ПГМГ. Схема і обладнання реагентного господарства ПГМГ на спорудах очищення води – стандартні, не потребують прийняття особливих засобів безпеки в процесі експлуатації. В закритих баках готується (при використанні товарного продукту в сухому вигляді) і/або зберігається концентрований розчин реагенту. Із сухого продукту розчин слід готувати в баках, обладнаних мішалками, для розчинення потрібно мати гарячу (до 90° C) воду. Робочий розчин ПГМГ, призначений для дозування у воду, що підлягає очищенню та консервації, повинен бути концентрацією 0,1-1% в залежності від умов дозування. Робочий розчин допускається готувати шляхом перемішування з водою концентрованого розчину реагенту циркуляційними насосами. Баки для приготування і збереження розчинів ПГМГ-гх повинні бути виготовлені із корозійно-стійкого матеріалу, оскільки солянокислі солі корозійно активні.

ПГМГ проявляє у водному середовищі властивості високостабільної хімічної речовини і тому має пролонговану знезаражуючу дію. Після 20 діб спостереження препарат виявлявся у воді практично в первинно заданих концентраціях, причому повторний осередок зараження (в межах первинних величин мікробного навантаження), внесений в однократно знезаражену полімером воду, зникав протягом 1 години без будь-яких добавок реагенту.

Повне знезараження води по Е.соli (вихідна концентрація до 108кл/л) і його бактеріофагу Т (вихідна концентрація до 105 БОЕ/мл) досягається протягом 1 години після введення 1 мг ПГМГ в 1 л води, що підлягає обробці. В цих умовах не змінюються органолептичні показники якості води і забезпечується надійна ступінь знезараження як у випадку її бактеріального, так і вірусного зараження. Для запобігання розвитку бактеріального і водоростевого біологічного обростання трубопроводів концентрацію полімеру у водному середовищі достатньо підтримувати на рівні 0,5-1мг/л.

Препарат ПГМГ-гх, що використовується в запропонованих концентраціях, пройшов з позитивними результатами випробування в якості антисептика в різних галузях: в харчової промисловості, ветеринарії, рослинництві, деревообробної промисловості, медицині, для знезараження плавальних басейнів як з проточною, так і з рециркулюючими схемами водопостачання, а також для знезараження питної води. Констатується той факт, що остаточна концентрація ПГМГ в очищеній питній воді не повинна перевищувати 1,0 мг/л.

Володіючи високим біоцидним ефектом стосовно багатьох мікроорганізмів, препарати ПГМГ екологічно безпечні, нетоксичні, відносяться до IV класу (малонебезбечні речовини) при шкірному шляху надходження в організм і до III класу (помірковано небезпечні речовини) при надходженні через шлунок.

Проведені протягом 1985-1999 рр. дослідження в Науково-дослідному інституті мікробіології і епідеміології ім. Н.Ф. Гамалеї РАМН, Інституті дезінфектології МЗ РФ, Інституті медикобіологічних проблем, Московському університеті прикладної біотехнології показали, що за ефективністю антимікробної дії ПГМГ-гх перевершує відомі антибактріальні препарати (бензалконій, хлоргексидін, септабік, рокал, етоній та ін.) та наближається за спектром ефективності до антибіотиків типу гентаміцину, однак вигідно відрізняється від останніх значно більш широким спектром бактерицидної активності. Антимікробна активність ПГМГ-гх також значно вища, ніж у імпортних антисептиків, що широко використовуються в Російській Федерації: хлоргексидина (гібітана), вантоцилу (Великобританія), космоцила (США), септабіка, бромсепта, септодора (Ізраіль) та інших. ПГМГ ефективно пригнічує також віруси: аденовіруси, ентеровіруси, віруси гепатиту А и В, герпесу, енцефаліту, грипу, парагрипу, ВІЛ, а також ротавіруси.

Використання ПГМГ для дезінфекції питної води за ефективністю можна порівняти з озонуванням або хлоруванням, однак, на відміну від останніх, не робить подразнюючого впливу на слизуваті покриви і не приводить до нагромадження у воді небезпечних речовин.

Поліалкиленгуанідини, до яких належать і ПГМГ, є речовинами, що нормально біорозкладаються. Під час досліду за стандартною методикою оцінки біорозкладання флокулянтів, гуанідиновий препарат розкладається на 80 % за один прохід через шар "активного мулу". При зберіганні на відкритому повітрі з аэрацією дуже розведених розчинів (0,01%) протягом 6 місяців здійснюється їх повна деструкція, завдяки чому хімічні витрати кисню розчином знижуються до нуля.

Флокулюючі властивості ПГМГ найбільш ефективно проявляються на стадії фільтрування води через гранульоване завантаження (пісок, активоване вугілля). Як флокулянт полімер можна використовувати як самостійно, так і в поєднанні з коагулянтом. Оптимальна доза ПГМГ в якості флокулянта на стадії фільтрування залежить від процесу очищення води і становить 0,5-1 мг/л. Крім інтенсифікації видалення завислих і органічних речовин, ПГМГ дозволяє знизити в фільтрованій воді концентрацію залишкового алюмінію (на 30 – 50 %), а також сприяє видаленню таких забрудників, як залізо (до 80 %) і важкі метали (на 25 – 95 % в залежності від виду іону).

Технологія очищення і знезараження води з поверхневих джерел водопостачання містить в собі слідуючу послідовність наступних операцій: попередня бактерицидна обробка вихідної води ПГМГ дозою 0,3 –0,5мг/л для забезпечення санітарної безпеки споруд і запобігання їх біологічному обростанню; коагуляція води мінеральним коагулянтом і відстоювання (при необхідності); флокуляція (при необхідності) води ПГМГ дозою 0,3 – 0,5 мг/л і фільтрування; заключна бактерицидна обробка води ПГМГ дозою 0,5 – 0,7 мг/л.

Технологія доочищення і знезараження біологічно очищеної води (яка пройшла вторинні відстойники) припускає наступні етапи обробки: коагуляція (при необхідності) стічної води мінеральним коагулянтом; флокуляція води ПГМГ дозою 1 – 1,5 мг/л; фильтрування.

Найбільш простою є технологія запобігання розвитку бактеріального і водорослинного біологічного обростання теплообмінних апаратів і трубопроводів. Вона припускає постійну підтримку у воді концентрації ПГМГ на рівні 0,5 – 0,9 мг/л.

Таким чином, препарати ПГМГ можуть бути з успіхом використані в галузі знезараження та консервації води в трубопроводах. Оптимальним варіантом представляється опрацювання технологій, що поєднують постхлорування, аммонізацію та консервацію води за допомогою ПГМГ в конкретних водогосподарських умовах.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.