ДЕЗИНФЕКЦИЯ ХЛОРОМ, ГИПОХЛОРИТОМ НАТРИЯ И ОЗОНОМ

Сточную воду хлорируют газообразным хлором, так как жидкий хлор плохо растворяется в воде. При этом дозирование и введение хлора в обрабатываемую воду, регулирование подачи хлора из баллонов или бочек газа высокого давления, измерение расхода газа при контролируемом давлении, растворение газа в рабочей (чистой воде) для получения хлорной воды заданной концентрации (обычно 0,1—0,2% или 1—2 г хлора в 1 л воды) осуществляются с помощью специального аппарата — хлоратора. Хлор к аппаратам подводится трубами из баллонов, контейнеров   или бочек.

Хлораторы порционного действия обычно представляют собой переносные аппараты, приспособленные для периодического использования. Предназначены они для хлорирования небольших объемов воды.

Хлораторы непрерывного действия в основном являются стационарными аппаратами. Наиболее эффективными из них являются вакуумные, в которых дозируемый газ находится под разрежением. Это предотвращает проникание газа в помещение, что возможно при напорных хлораторах. Вакуумные хлораторы имеются двух типов: с жидкостным (дифманометром) и газовым измерителем расхода хлора (ротаметром).

Вакуумные хлораторы производительностью 5—50 кг/ч устанавливаются с автоматическими дозаторами хлора.

Установки для обеззараживания жидким хлором при суточном его расходе до 120 кг проектируются с отбором хлора из стандартных стальных баллонов вместимостью 30—55 л ( 4.140). Хлор находится в них под давлением до 3 МПа. Баллон снабжен сифонной трубкой, опущенной почти до его дна; через эту трубку хлор выходит из баллона. Так как в хлоратор должен подаваться только газообразный хлор, хлоропровод, идущий к дозатору, присоединяют к промежуточному баллону. Он представляет собой обычный стандартный баллон с вентилями для впуска жидкого и выпуска газообразного хлора. Жидкий хлор, поступающий в промежуточный баллон, попадает на его дно (вместе с возможными загрязнениями) и, испаряясь, в виде газа уходит через фильтр и выпускной вентиль к дозатору хлора. Подача хлора из одного баллона без подогрева не должна превышать 0,5—0,7 кг/ч (во избежание замерзания хлора). Поэтому при большом расходе хлора отбор его производят из нескольких баллонов или специальных баллонов-испарителей большей вместимости. Расход хлора из баллонов   обычно   определяют при помощи весов, на которых размещают баллоны с жидким хлором.

Дополнительно по теме канализация:

При наличии двух весов на них могут быть установлены по четыре баллона — семь рабочих баллонов и один промежуточный. Указанное содержание хлора в этих баллонах достаточно для обеззараживания сточных вод до 40 000 м3/сутки при полной биохимической очистке

При пропускной способности станции 40 000 м3/сутки и выше в качестве испарителей применяют контейнеры и бочки вместимостью 400 и 1000 кг. Съем хлора из контейнеров при температуре 15° С составляет 10—30 кг/ч.

Хлораторная должна быть оборудована водопроводом. Давление в водопроводе, питающем эжектор хлоратора, должно быть не меньше 0,25 МПа. Расход воды, подаваемой к эжектору, составляет 1,4 м3/ч, а к бачку хлоратора — 0,4—0,7 м3/ч.

Все процессы при хлорировании необходимо автоматизировать.

Хлораторная производительностью 10 кг хлора в 1 ч, совмещенная с расходным складом хлора на 8 т, приведена на  4.141. Здание располагается вблизи места потребления хлорной воды и на расстоянии противопожарного разрыва от других производственных и административных зданий. В хлораторной установлены хлораторы ЛОНИИ-100 производительностью 5 кг/ч.

Из емкости газообразный хлор по трубопроводам проходит через грязевик и попадает в хлоратор. Перемещение газа обусловлено тем, что давление в баллоне выше атмосферного, в хлораторе же под действием эжектора создается пониженное давление.

Железнодорожные   цистерны   с   розливом в контейнеры на базисных складах То же

Вентиляция хлораторной предусматривается общеобменная с 12-кратным обменом воздуха в 1 ч, осуществляемым двумя центробежными вентиляторами типа ЭВР-3 с электродвигателем А-32-41. Вентиляция включается за 5—10 мин до входа обслуживающего персонала в хлораторную и продолжается в течение всего времени пребывания работающих в помещении. Загрязненный воздух отсасывается из нижней зоны через подпольные каналы с решетками и выбрасывается в атмосферу через шахту, возвышающуюся на 5 м над крышей здания. Отметка выброса воздуха согласовывается с органами Государственного санитарного надзора при проектировании. Приток воздуха обеспечивается вентилятором на высоте 2,25 м от уровня пола. В зимнее время приточный воздух подогревается калориферами типа КФ6-41. В помещении хлораторной поддерживается температура 15° С.

Хлораторная и расходный склад имеют самостоятельные входы и разделены между собой глухой капитальной газонепроницаемой стеной. Склады хлора также оборудуются вытяжной искусственной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха.

В складах хлораторной предусматриваются кран-балки грузоподъемностью 1 т или электрические тали грузоподъемностью 1 т, служащие для загрузки и перемещения баллонов или бочек внутри склада.

В складе хлора следует предусматривать резервные емкости. Для поврежденных баллонов необходимо иметь специальные футляры.

Из хлоратора хлорная вода по полиэтиленовым или винипластовым трубам поступает в смеситель со сточной водой. Могут быть применены смесители любого типа. Наиболее простым является ершовый смеситель производительностью от 12 до 1400 м3/сутки. Он представляет собой лоток с пятью вертикальными перегородками, поставленными перпендикулярно или под углом 45°. Перегородки суживают сечение и создают вих-реобразное движение, в результате чего хлорная вода хорошо смешивается со сточной. Скорость движения воды через суженное сечение смесителя должна быть не менее 0,8 м/с. Дно лотка смесителя устраивается с уклоном.

На  4.142, а показан железобетонный ершовый смеситель. В зависимости от максимального расхода сточных вод (12—1400 м3/сутки) ширина смесителя b колеблется от 200 до 300 мм, длина L от 3,13 до 4,02 м, высота от 300 до 915 мм. Потери напора в ершовом смесителе составляют 0,465 м.

Для расходов сточных вод более 1400 и до 280 000 м3/сутки применяют смесители типа «лоток Паршаля». Этот смеситель ( 4.142,6) состоит из подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Боковые стенки горловины строго вертикальны, а дно имеет уклон в сторону движения воды. В результате сужения сечения и резкого изменения уклона дна в отводящем раструбе образуется гидравлический прыжок, в котором происходит интенсивное перемешивание хлорной воды со сточной.

При хлорировании сточной воды чрезвычайно важное значение имеет правильная организация охраны труда и техники безопасности. Для безопасности обслуживающего персонала при хлорировании должна быть обеспечена безотказная работа вентиляции, достаточное и надежное уплотнение соединений в баллонах и дозаторах, наличие защитных средств (противогазы, резиновые перчатки и пр.), обслуживающий персонал должен изучить и точно выполнять инструкции по технике безопасности.

При обеззараживании сточных вод может применяться метод электролиза, признанный V Международным конгрессом по водоснабжению одним из наиболее перспективных.

Обеззараживание при электролизе сточной воды достигается комплексным воздействием на микроорганизмы гипохлорита натрия, электрического и магнитного полей, некоторых активных радикалов.

Основными способами обеззараживания при электролитическом методе являются следующие: электролиз сточной жидкости без добавления к ней хлорсодержащих веществ; электролиз смеси сточных вод с добавлением морской воды или раствора поваренной соли; электролиз морской воды или раствора поваренной соли и введение получаемых при этом продуктов электролиза в сточную воду.

НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ имени К. Д. Памфилова (НИИ KB и ОВ) совместно с ПКБ АКХ разработаны электролизные установки для получения на месте потребления обеззараживающего хлорреагента — гипохлорита натрия из обычной технической поваренной соли.

Электрохимический способ получения гипохлорита натрия основан на получении хлора и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате — электролизере.

Достаточный эффект обеззараживания очищенной сточной воды ги-похлоритом натрия наступает обычно при концентрации его от 1,5 до 3,5 мг/л (в зависимости от хлоропоглощаемости); содержание избыточного хлора при этом равно 0,3—0,5 мг/л.

Эффект обеззараживания сточной воды зависит от температуры лишь при введении малых доз гипохлорита натрия. Высокие дозы его нивелируют влияние температуры.

Продукты электролиза в некоторой степени способствуют коагуляции и осаждению взвешенных веществ.

Схема электролизной установки для обеззараживания сточных вод продуктами электролиза, полученными из раствора поваренной соли. В приемный бак загружается поваренная соль, которая заливается водой и перемешивается до получения насыщенного раствора. Приготовленный раствор насосом подается в рабочий бак, где разбавляется водопроводной водой до рабочей концентрации 100—120 г/л. Из рабочего бака через дозатор электролит поступает в электролизер. Готовый продукт собирается в баке-накопителе, из которого дозируется в соответствии с колебаниями притока сточной воды. Контакт раствора соли со сточной водой должен длиться не менее 30 мин,

При использовании гипохлорита натрия обеззараживающий эффект, технологические показатели качества обрабатываемой воды и методы контроля такие же, как и при применении хлора или хлорной извести.

Производительность по активному хлору, кг/ч    .     1—1,1

Концентрация  электролита,  г/л                     100—120

Концентрация активного хлора, г/л                 5—6

Расход электролита, м3/г                   0,18—0.2

Напряжение общее на клеммах электролизера, В     60—62

Сила тока, А               120—130

Удельные затраты электроэнергии, кВт-ч/кг хлора   6,6—6,7

На станции устанавливают до 4—5 параллельно работающих электролизных установок, из которых одна резервная.

Конструкции электролизных установок разработаны в АКХ имени К. Д. Памфилова, а типовой компоновочный проект — институтом Мос-гипротранс. Хлораторные на электролитическом гипохлорите натрия разработаны с применением электролизеров ЭИ-100 с графитовыми электродами, выпускаемыми серийно.

Обработка сточной воды гипохлоритом натрия по стоимости практически равноценна обработке хлором и в 1,5—2 раза дешевле, чем обеззараживание хлорной известью.

Применение электролиза сточной воды без внесения в нее хлоридо-содержащих добавок осуществляется на небольших объектах и в сельских населенных пунктах, источником водоснабжения которых служат минерализованные подземные воды с высокими концентрациями хлоридов (100— 1000 мг/л и выше).

Весьма перспективным является способ обеззараживания очищенных сточных вод методом озонирования. К его преимуществам относятся: улучшение цветности и устранение неприятных запахов обрабатываемой воды; отсутствие необходимости в транспортировании дезинфектантов и их хранении, так как озон вырабатывается на месте; дозирование озона не требует такой тщательности, как дозирование хлора.

Обеззараживающее действие озона основано на его высокой окислительной способности, обусловленной легкостью отдачи им активного атома кислорода: 03=02+0.

Благодаря высокому окислительному потенциалу озон энергично вступает во взаимодействие со многими минеральными и органическими веществами, в том числе и с плазмой микробных клеток. Озон действует на бактерии быстрее хлора и применяется в дозах 0,5—5 мг/л в зависимости от содержания в воде веществ, способных окисляться.

Исследования показали, что после озонирования количество бактерий уменьшается в среднем на 99,8%. Спорообразующие бактерии более устойчивы по отношению к озону, чем вегетативные.

К недостаткам метода озонирования относится необходимость применения сложного оборудования для получения озона, что определяет высокую себестоимость обеззараживания сточных вод.

Из других методов дезинфекции можно назвать обеззараживание воды с помощью импульсных электрических разрядов, предложенное в Тамбовском медицинском институте. Этот метод не требует применения реагентов и относительно прост по конструктивному оформлению. Количество затрачиваемой на обеззараживание энергии относительно невелико. Эффект обеззараживания достигается и при наличии в воде органических примесей белкового характера.

Для обеззараживания очищенных сточных вод могут применяться также ультразвуковые колебания или облучение бактерицидными (ультрафиолетовыми.) лучами. Последний способ требует предварительного максимального освобождения очищенных сточных вод от взвешенных веществ, которые снижают эффективность действия лучей.

Высокий эффект обеззараживания достигается при обработке коагулянтами и флокулянтами сточной воды, прошедшей биохимическую очистку. С помощью сернокислого алюминия или хлорида железа в сочетании с полиэлектролитами достигается удаление вирусов на 90— 95%, мутность при этом снижается на 90%.