К химическим методам обеззараживания воды относятся. Обеззараживание воды (методы обеззараживания питьевой воды)

Факультет экологии и химической технологии
Специальность: Экология химических производств

Введение

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp В настоящее время проблема обеззараживания воды является очень актуальной, поэтому в качестве индивидульного задания была выбрана именно эта тема. Также на выбор темы индивидуального задания повлияло ее непосредственное отношение к теме моей магистерской работы.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОбеззараживание воды – мероприятия, в ходе которых происходит уничтожение микроорганизмов и вирусов, вызывающих инфекционные заболевания.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspПо способу воздействия на микроорганизмы методы обеззараживания воды подразделяются на термические (кипячение); олигодинамические (обработка ионами благородных металлов); физические (обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т. д.); химические (обработка окислителями: хлором и его соединениями, озоном, перманганатом калия и т. п.) [1, 2].

Термический метод

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspКипячение является исключительно бытовым методом обеззараживания, однако он не дает полной гарантии гибели бактерий или их спор. Кроме того, при кипячении происходит удаление из воды растворенных в ней газов (кислорода, углекислого газа), что снижает ее вкусовые свойства.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspПри кипячении происходит частичное смягчение воды из-за того, что в осадок выпадает часть солей кальция и магния, которые из растворимых гидрокарбонатных солей переходят в нерастворимые карбонатные [1].

Обеззараживание воды серебром

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОбработка воды, в которой содержится 0,05 — 0,2 мг / дм3 серебра, втечение 30 — 60 мин дaет возможность достичь санитарных норм. Для растворения серебра в воде используют методы контактирования воды с развитой поверхностью металла, растворением солей серебра или электролитическим растворением металлического серебра. Наибольшее распространение получил последний метод, основанный на анодном растворении серебра.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОднако серебро, как и другие тяжелые металлы, способно накапливаться в организме и вызывать заболевания (аргироз – отравление серебром). Кроме того, для бактерицидного действия серебра на бактерии требуются достаточно большие концентрации, а в допустимых количествах (около 50 мкг/л) оно способно оказывать лишь бактериостатическое действие, т.е. останавливать рост бактерий, не убивая их. А некоторые виды бактерий вообще практически не чувствительны к серебру.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspВсе эти свойства ограничивают применение серебра. Оно может быть уместно только в целях сохранения исходно чистой воды для длительного хранения [2, 3].

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspДанный метод основан на способности ультрафиолетового излучения с определенной длиной волны губительно действовать на ферментные системы бактерий. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. Важно отметить, что поскольку при УФ-облучении не образуются токсичные продукты, то не существует верхнего порога дозы. Увеличением дозы УФ-излучения почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания. В качестве источника излучения используются ртутные лампы, изготовленные из кварцевого песка.

Читайте также:  Скорость снежной лавины. Снежные лавины: как образуются, почему происходят и защита от них

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspМетод не требует сложного оборудования и легко может применяться в бытовых комплексах водоподготовки в частных домах.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspФактором, снижающим эффективность работы установок УФ-обез¬зараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОсновным недостатком метода является полное отсутствие последействия [4].

Ультразвуковая обработка воды

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОбеззараживание воды ультразвуком основано на способности его вызывать так называемую кавитацию – образование пустот, создающих большую разность давления, что ведет к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspВ настоящее время этот способ еще не нашел достаточного применения в системах очистки воды, хотя в медицине он широко используется для дезинфекции инструментария и т.п. в так называемых ультразвуковых мойках [2].

Озонирование

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОзонирование воды основано на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Количество озона, необходимое для обеззараживания воды, зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/дм3 при контакте в 8–15 мин; количество остаточного озона должно составлять не более 0,3–0,5 мг/дм3, т. к. более высокая доза придает воде специфический запах и вызывает коррозию водопроводных труб. Однако молекула озона неустойчива, поэтому его остаточные количества быстро разлагаются в воде. С гигиенической точки зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОднако в связи с большим расходом электроэнергии, использованием сложной аппаратуры и необходимостью высококвалифицированного обслуживания, озонирование нашло применение для обеззараживания питьевой воды только при централизованном водоснабжении.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspМетод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ. Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу. Все это требует также дополнительного вспомогательного оборудования (озонаторы, компрессоры, установки осушки воздуха, холодильные агрегаты и т. д.), объемных строительно-монтажных работ.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОзон токсичен. Предельно допустимое содержание этого газа в воздухе производственных помещений 0,1 г/м3. К тому же существует опасность взрыва озоновоздушной смеси [1, 2].

Хлорирование

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspНаиболее распространенным методом обеззараживания воды был и остается метод хлорирования. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания.

Читайте также:  Красивое плетение из паракорда. Схемы плетения из паракорда своими руками

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspОчень важным и ценным качеством метода хлорирования является его последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком, так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/л остаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspХлор является сильнодействующим токсическим веществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждению катастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтому ведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора и не имеющих его недостатков.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspПредлагается применение диоксида хлора, который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог, должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspПрименение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Однако используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержащих реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием [5].

4. Волков С. В., Костюченко С. В., Зайцева С. Г., НПО «ЛИТ»; Гильбух А. Я., Гречухин А. И., Петрова Н. Р., АО «АвтоВАЗ»; Кудрявцев Н. Н., МФТИ; Смирнов А. Д., ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО; Стрелков А. К., Самарская арх. — строит. академия; Малаханова Т. Б., Царева С. Б., Главгосэкспертиза России. Эффективный метод обеззараживания воды – ультрафиолетовое излучение / Журнал «Инновации. Технологии. Решения», —
http://www.sibai.ru/content/view/760/890/

5. Хлорирование воды / Нова Терра, — http://www.superfilter.ru/index.php?Page=hlor_water


ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ вые эксперименты с определением бактерицидных свойств озона рыли проведены во Франции в 1886 г. Первая в мире производ­ственная озонаторная установка была построена в 1911 г. в Петер­бурге.

В настоящее время метод озонирования воды является одним •из самых перспективных и уже находит применение во многих странах мира — Франции, США. У нас озонируют воду в Москве, Ярославле, Челябинске, на Украине — в Киеве, Днепропетров­ске, Запорожье и др.

Озон (О3) — газ бледно-фиолетового цвета с характерным за­пахом. Молекула озона легко отщепляет атом кислорода. При раз­ложении озона в воде в качестве промежуточных продуктов обра­зуются короткоживущие свободные радикалы НО2 и ОН. Атомар­ный кислород и свободные радикалы, являясь сильными окисли­телями, обусловливают бактерицидные свойства озона.

Читайте также:  Масштабы топографических планов. Масштабы топографических карт и планов

Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработ­ки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов.

Озон получают непосредственно на водопроводных станциях путем тихого электрического разряда в воздухе. Установка для озо­нирования воды объединяет блоки кондиционирования воздуха, получения озона и смешения его с обеззараживаемой водой. Кос­венным показателем эффективности озонирования является ос­таточный озон на уровне 0,1 — 0,3 мг/л после камеры смешения.

Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде токсических соедине­ний (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов и др.), улучшает органолептические показатели воды и обеспечива­ет бактерицидный эффект при меньшем времени контакта — до 10 мин. Он более эффективен по отношению к патогенным про­стейшим — дизентерийной амебе, лямблиям и др.

Широкое внедрение озонирования в практику обеззаражива­ния воды сдерживается высокой энергоемкостью процесса полу­чения озона и несовершенством аппаратуры.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды может быть с успехом использован ряд табельных средств, который чаще все­го используется в армейских и полевых условиях, а также в случа­ях экстремальных ситуаций и катастроф (гл. 9).

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания пре­имущественно индивидуальных запасов воды. Серебро обладает вы­раженным бактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекра­щают размножение, хотя остаются живыми и способны вызвать

заболевание. Концентрации серебра, способные вызвать гибель большинства микроорганизмов при длительном употреблении воды, токсичны для человека. Поэтому серебро, в основном, при­меняется для консервирования воды при длительном хранении воды в плавании, в космонавтике и т.д.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применя­ются таблетированные формы, содержащие хлор.

Лквасепт — таблетки, содержащие 4 мг активного хлора моно­натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты. Растворяется в воде в течение 2 — 3 мин, подкисляет воду и тем самым улучшает про­цесс обеззараживания.

Пантоцид — препарат из группы органических хлораминов, растворимость — 15 — 30 мин, выделяет 3 мг активного хлора.

Все перечисленные методы обеззараживания индивидуальных запасов воды имеют ряд недостатков, к числу которых относится необходимость определенного по продолжительности контакта обез­зараживающего средства с водой, расчет необходимой дозы и др.

В начале 80-х гг. XX в. был предложен метод обеззараживания индивидуальных запасов воды, основанный на ином способе (Ю.А. Рахманин и др., 1988), в основу которого положено дей­ствие галогенсодержащих дезинфектантов в соответствующем труб­чатом устройстве («Топаз — 01»). Метод основан на использова­нии комбинированного способа водоочистки, сочетающего реа-гентную и безреагентную обработку воды и представляющего ори­гинальное направление обеззараживания воды с помощью инди­видуальных портативных средств (патент № 2138449).



ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here