Летучие органические соединения

Так, при выборе дозы хлора  следует руководствоваться только соображениями дезинфекции воды. Доза предварительного хлорирования не должна превышать 1-2 мг/л.

При высокой хлорпоглощаемости воды следует проводить дробное хлорирование, в этом случае расчетная доза хлора вводится не сразу, а небольшими порциями (частично перед сооружениями I ступени очистки воды, частично перед фильтрами).

Дробное хлорирование целесообразно  применять также при транспортировании  неочищенной воды на значительные расстояния. Разовая доза хлора при дробном  хлорировании не должна превышать 1-1,5 мг/л.

С целью сокращения времени  контакта неочищенной воды с хлором предварительное обеззараживание  воды следует проводить непосредственно  на очистных сооружениях. Для этого  хлор подается в воду после барабанных сеток или микрофильтров на входы  воды в смеситель или после  воздухоотделительной камеры.

Для оперативного регулирования  процесса хлорирования воды и эффективного использования хлора необходимо иметь коммуникации для транспортирования  хлора в водозаборные сооружения, в водоприемные колодцы 1 подъема, в  смесители, трубопроводы осветленной  и фильтрованной воды, в резервуары чистой воды.

Кроме того, для профилактики биологического и бактериального обрастания сооружений (периодическая промывка отстойников и фильтров хлорированной водой) можно применять передвижные, хлораторные установки.

Чтобы исключить возможность  образования хлорорганических соединений при приготовлении хлорной воды, в хлораторных должна использоваться только очищенная вод Органические вещества, присутствующие в исходной воде, являются основными источниками образования ЛХС в процессе водоподготовки. Предварительная очистка воды от растворенных и коллоидных органических загрязнений до хлорирования, уменьшает концентрацию ЛХС в питьевой воде на 10-80 % в зависимости от глубины их удаления.

 

2. Предварительная очистка воды коагуляцией.

 

Частичная очистка воды от органических загрязнений коагулированием и осветлением (хлор при этом вводится в обрабатываемую воду после I ступени очистки воды) позволяет уменьшить концентрацию ЛХС в питьевой воде на 25-30 %.

При проведении полной предварительной  очистки воды, включающей коагулирование, осветление и фильтрование, концентрация органических веществ уменьшается на 40-60 %, соответственно, уменьшается концентрация ЛХС, образующихся при последующем хлорировании.

С целью максимального  удаления органических веществ необходимо интенсифицировать процессы очистки  воды (применять флокулянты, тонкослойные модули в отстойных сооружениях и осветителях со взвешенным осадком, новые фильтрующие материалы и др.).

При использовании технологии очистки воды без предварительного хлорирования следует обращать внимание на выполнение требований ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» в отношении времени контакта воды с хлором при ее обеззараживании, а также на санитарное состояние сооружений, проводя периодическую дезинфекцию в соответствии с работами [3, 4].

Необходимо также регулярно  удалять осадок из сооружений I ступени  очистки воды.

 

3. Сорбционная очистка воды.

 

Применение порошкообразного активированного угля (ПАУ) для очистки  воды уменьшает образование ЛХС  на 10-40 %. Эффективность удаления органических веществ из воды зависит от природы  органических соединений и в основном от дозы ПАУ, которая может изменяться в широких пределах (от 3 до 20 мг/л  и более).

Обрабатывать воду ПАУ  следует до ее хлорирования и в  соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.02-84.

Применение сорбционных  фильтров с загрузкой из гранулированных  активированных углей без предварительного хлорирования воды позволяет удалить  из воды до 90 % растворенных органических веществ и соответственно уменьшить  образование ЛХС в процессе водоподготовки. С целью повышения эффективности  сорбционных фильтров по отношению  к органическим веществам их следует  располагать в технологической  схеме очистки воды после этапов коагуляционной обработки и осветления воды, т.е. после фильтров или контактных осветлителей.

Предварительная обработка  воды окислителями (озон, перманганат  калия, ультрафиолетовое облучение  и др.) увеличивает межрегенерационный период работы фильтров.

Технологические приемы расположены  в порядке их последовательного  введения. Каждый последующий прием  должен вводиться в технологический  процесс, если предыдущий или не снижает  концентрации ЛХС до требуемого уровня или не может быть применен по условиям работы станции.

При оптимальном использовании  перечисленных методов и в  сочетании их применительно к  конкретным объектам можно с минимальными капитальными затратами уменьшить  содержание токсичных ЛХС в питьевой воде до уровня, рекомендованного Минздравом СССР.

Так как мероприятия по предотвращению образования ЛХС  связаны с изменением режима очистки  и обеззараживания воды, а методы удаления ЛХС требуют существенных капитальных и эксплуатационных затрат, подход к выбору оптимальных  приемов и режимов обработки  воды для каждого конкретного  случая должен быть строго индивидуален и определяться на основе технологических  изысканий с учетом качества исходной воды, существующей технологии и технического состояния водоочистных сооружений, а также технико-экономического сравнения.

 

3.1. Сорбционная очистка воды от ЛХС

 

Использовать ПАУ для  удаления из воды ЛХС целесообразно  при концентрации их в исходной воде не более 50 мкг/л. Дозы ПАУ в этом случае существенно выше, чем для удаления эквивалентного количества органических веществ - предшественников ЛХС. Так, для удаления ЛХС на 20 % необходимо 10 мг/л угля, на 50 % - 50 мг/л, а на 80 % - 150 мг/л. Эффективность применения ПАУ повышается, если углевание проводить до хлорирования воды или сократить до минимума время между хлорированием и углеванием.

Эффективность удаления ЛХС  на фильтрах с загрузкой гранулированными активными углями более 90 %, однако сорбционная емкость ГАУ по отношению к ЛХС невелика, и для угля марки АГ-М она составляет 30 мг на 1 г угля, а для угля марки АГ-3 - 19 мг на 1 г угля. При исходной нагрузке по хлороформу 100-150 мкг/л время защитного действия угольного фильтра не превышает 2-3 мес. После того как сорбционная емкость фильтров полностью исчерпана, возможен вынос ЛХС; в этом случае концентрация их в фильтрате может быть выше, чем в нефильтрованной воде. При эксплуатации фильтров с загрузкой из активного угля необходимо осуществлять контроль за содержанием ЛХС в фильтрате и периодически проводить регенерацию загрузки.

С целью увеличения межрегенерационного периода фильтры с загрузкой ГАУ следует устанавливать после коагуляционной обработки и очистки воды на песчаных фильтрах. При наличии в исходной воде ЛХС и значительного количества органических загрязнений сорбционную очистку воды необходимо проводить без предварительного хлорирования; в этом случае уменьшается нагрузка на угольные фильтры по ЛХС и существенно понижается потенциал образования ЛХС при последующем хлорировании воды. Для повышения эффективности работы фильтров с ГАУ следует предварительно обрабатывать воду озоном или перманганатом калия.

 

3.2. Удаление ЛХС из воды аэрацией

 

Аэрирование воды является эффективным методом удаления, летучих примесей, в том числе ЛХС. Объем воздуха, необходимый для удаления 99 % всего количества ЛХС из 1 м³ воды при начальной их концентрации 100 мкг/л, равен 30 м³. Удаление ЛХС на 80; 70; 50 и 30 % потребует соответственно 9; 6; 4 и 2 м³ воздуха. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий барботирования воды. Аэрацию можно проводить как в аэрируемых емкостях, так и в аппаратах колонного типа.

При выборе места аэрации  в технологической схеме водоподготовки следует иметь в виду, что процесс  образования ЛХС протекает во времени, поэтому сооружения для  аэрирования воды следует располагать на заключительных стадиях обработки воды. Предварительно вода должна быть тщательно очищена от высокомолекулярных органических загрязнений, способных после аэрации образовывать ЛХС при окончательном обеззараживании воды хлором.

4. Питьевая вода  и заболевания

 

Питьевая вода - это, прежде всего здоровье человека. Так как  «вода -это жизнь», то понятно, что естественные воды заселены разнообразными живыми организмами, нередко опасными для здоровья человека. Действительно, неумолимая статистика свидетельствует о том, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения.

Заболевания подразделяются на четыре типа:

• заболевания, вызываемые зараженной водой (тиф, холера, дизентерия, полиомиелит, гастроэнтерит, гепатит);

• заболевания кожи и  слизистой, возникающие при использовании  загрязненной воды для умывания (от трахомы до проказы);

• заболевания, вызываемые моллюсками, живущими в воде (шистосоматоз и ришта);

• заболевания, вызываемые живущими и размножающимися в воде насекомыми - переносчиками инфекции (малярия, желтая лихорадка и т. п.).

В целом от болезней, связанных  с водой, страдает добрая половина человечества - около 2 млрд. человек. Это примерно соответствует той части населения  земного шара, которая все еще  испытывает недостаток в чистой питьевой воде - 2,5 млрд. человек.

Для систем водоснабжения  сейчас созданы стандарты, определяющие безопасность и качество питьевой воды, специальные станции подготовки воды обрабатывают естественную воду перед подачей ее в распределительные сети. К такой системе человек пришел не сразу. За этот опыт миллионы людей заплатили жизнью. Современные системы водоснабжения часто дают сбои, что приводит к вспышкам заболеваний, связанных с водой. Так, в самой благоприятной по водоснабжению стране мира - США за период с 1971 по 1978 г. было зарегистрировано 202 эпидемии, охвативших до 50 тыс. человек. Американские исследователи считают, что регистрируется не более 10-30% подобных вспышек. Их причина - недостаточная очистка и обеззараживание воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термины и понятия

 

Адсорбция - поглощение молекул растворенного вещества твердым телом-адсорбентом.

Адсорбенты - твердые нерастворимые тела, обладающие развитой поверхностью за счет их высокой пористости. Обычно эти тела способны удерживать газы, жидкости, взвешенные вещества на собственной поверхности и в порах. В системах водоподготовки в качестве адсорбента широко применяется активированный уголь.

Активные (активированные) угли  - пористые углеродные тела, зерненые или порошкообразные, с развитой системой микро-, мезо-  или макропор, имеющие большую площадь поверхности, обычно производятся путем обжига целлюлозообразующих веществ, таких как дерево или скорлупа кокосовых орехов, в отсутствие воздуха. Имеет очень пористую структуру и используется при кондиционировании воды как адсорбент для органического вещества и некоторых растворенных газов. Иногда называется "активированный древесный уголь".

Анион - отрицательно заряженный ион.

Аэрация - процесс в водоподготовке, при котором воздух тесно контактирует с водой, путем распыления воды в воздухе, или пропуская пузырьки воздуха через воду. Аэрация может использоваться при насыщении воды кислородом для окисления таких веществ как железо, или способствовать удалению из воды растворенных газов, таких как двуокись углерода или сероводород.

Деионизация   - удаление из воды всех ионов солей посредством обмена на другие ионы, находящиеся в ионообменной смоле в связанном состоянии.

Дехлорирование   - удаление из воды растворенного активного молекулярного хлора.

Деминерализация - удаление ионизированных неорганических минералов и солей (не органические вещества) из раствора посредством двухфазного ионообменного процесса; подобен деионизации, и оба термина часто используются заменяя друг друга.

Диализ -  разделение компонентов раствора посредством их диффузии через полупроницаемую мембрану, которая способна пропускать через себя некоторые ионы или молекулы при одновременном отклонении других.

Жесткость воды -  первоначально определялась, как мера способности воды осаждать пену, созданную жирными карбоновыми кислотами. Эта "пена" осаждалась в присутствии ионов кальция и/или магния. Сегодня термин "жесткость" используется для описания суммарной концентрации кальция, магния и стронция, выраженной в мг-экв/л.

Иониты - твердые нерастворимые вещества, имеющие в своем составе функциональные группы, способные к ионизации в растворах и обмену ионами с электролитами.

Ионный обмен - процесс обмена ионов твердой матрицы-ионита-с ионами раствора.

Катиониты - иониты с закрепленными анионам или анионообменными группами, обменивающиеся с внешней средой катионитами.

Коагуляция   - образование и осаждение в жидкой фазе гидрооксидов железа или алюминия с адсорбированными на них коллоидами загрязнений и соосажденными гидрооксидами тяжелых металлов. Одна из стадий водоподготовки, на которой коагулянт, обычно квасцы, добавляется в воду, при этом очень маленькие, мелкие твердые частицы, часто коллоидные в природе, образуют более крупные частицы.

Коагулянт - химическое вещество, которое способствует осаждению взвешенных в воде коллоидных частиц и применяется для их удаления в процессе водоподготовки. В качестве коагулянтов обычно используются соли алюминия и железа.

Кондиционирование   - доведение состава воды до заданных норм, как правило, путем введения соответствующих реагентов. Фактически любая форма очистки воды, улучшающая качество воды посредством нейтрализации, ингибирования (торможения химических реакций) или удаления нежелательных веществ.