Обеззараживание воды хлором. Хлор для обеззараживания питьевой воды

Обеззараживание воды хлором

Методы хлорирования:

1.Хлорирование нормальными дозами.

Доза хлора устанавливается экспериментально по сумме величин хлорпоглощаемости и нормы остаточного хлора (хлорпотребности воды) путем проведения опытного хлорирования. Хлорирование нормальными дозами является наиболее часто применяемым методом на водопроводных станциях. Минимальное время контакта воды с хлором при хлорировании составляет летом не менее 30 минут, зимой – 1 часа.

Этапы хлорирования:

· определение хлорпотребности воды.

· расчет необходимого количества хлора для обеззараживания воды.

· контроль эффективности хлорирования путем определения количества остаточного хлора в воде.

Преимущества:

· малый расход хлора

· не изменяются органолептические свойства воды.

Недостатки:

· трудно выбрать рабочую дозу хлора.

2.Гиперхлорирование – хлорирование избыточными дозами хлорсодержащими соединениями, заведомо превышающими хлорпотребность воды. Гиперхлорирование применяется в неблагоприятной эпидемиологической обстановке, при отсутствии или неэффективной работе водоочистных сооружений, в полевых условиях, при отсутствии возможности проведения пробного хлорирования для определения хлорпотребности, при невозможности обеспечить достаточное время контакта с хлором.

Преимущества:

· создает возможность надежного обеззараживания мутных, цветных, сильнозагрязненных и зараженных вод

· сокращается время обеззараживания до 10-15 минут

· упрощается техника хлорирования, т. к. нет необходимости проводить опытное хлорирование

Доза хлора определяется ориентировочно в зависимости от вида водоисточника, качества воды (мутности, цветности), степени её загрязнения и опасности в эпидемическом отношении. Дозы хлора при гиперхлорировании для воды хорошо оборудованных колодцев, при хороших органолептических свойствах воды – 10 мг/л, при пониженной прозрачности колодезной воды, воды рек или озер (прозрачной и бесцветной) – 15 мг/л, при сильном загрязнении воды любого водоисточника и при использовании воды из источников непитьевого назначения (вода искусственных прудов и запруд) – 25-20 мг/л. В неблагоприятной эпидемиологической обстановке доза хлора может быть увеличена до 100 мг/л.

По истечении необходимого времени контакта избыточное количество остаточного хлора удаляют путем дехлорирования воды тиосульфатом натрия или фильтрацией через активированный уголь.

Недостатки:

· большой расход препаратов хлора

· необходимость проведения дехлорирования

3.Хлорирование с преаммонизацией

Этот метод применяется в случае обнаружения в воде поверхностных водоисточников фенолов, попадающих туда с промышленными сточными водами. При взаимодействии хлора с фенолом образуются стабильные хлорфенольные соединения, придающие воде резкий аптечный запах и привкус, что делает воду непригодной для питья и ограничивает использование других способов хлорирования. При хлорировании с преаммонизацией в воду вначале вносится аммиак, образующий амины, а затем хлор, вступающий в реакцию с аминами с образованием хлорамина, который и оказывает бактерицидное действие. Образующиеся хлорамины не взаимодействуют с фенолами из-за более низкого окислительно-восстановительного потенциала и хлорфенольный запах не возникает. К недостаткам метода можно отнести то, что хлораминный хлор проявляет бактерицидный эффект в 2 раза медленнее, чем свободный хлор, и обладает более низким окислительно-восстановительным потенциалом, поэтому время хлорирования увеличивается и количество остаточного связанного хлора должно составлять 0,8 – 1,2 мг/л.

Данный способ хлорирования может применяться при необходимости транспортировки воды по трубопроводам на большие расстояния. Это обусловлено тем, что остаточный связанный (хлораминный) хлор обеспечивает более длительный бактерицидный эффект, чем свободный.

Наиболее лучшим соотношением аммиака и хлора считается 1:4, при котором образуется монохлорамин, наиболее эффективно предотвращающий появление запаха. Уже образовавшийся запах аммонизация не устраняет.

4.Двойное хлорирование.

Хлор подается в воду первый раз в смеситель перед отстойниками, а второй – после фильтров. Хлор перед отстойниками ослабляет защитные свойства коллоидов, облегчая процесс коагуляции, и позволяет уменьшить дозу коагулянта. Кроме того, он подавляет рост бактерий, засоряющих песок на фильтрах, и делает более успешным повторное заключительное хлорирование. Двойное хлорирование применяют в тех случаях, когда бактериальная загрязненность речной воды высока или подвержена значительным колебаниям. Повторное обеззараживание служит дополнительной гарантией надежности эпидемиологической безопасности воды.

all-gigiena.ru

Обеззараживание воды хлором | Насколько эффективно и безопасно обеззараживать питьевую воду хлором

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ ХЛОРОМ

Воду очищают поэтапно отстаиванием, окислением кислородом атмосферного воздуха, коагулирование, вновь отстаиванием, фильтрованием. Зачем производить обеззараживание воды хлором? Чем необходимость хлорирования обусловлена, какие условия делают его незаменимым? Дело в том, что бактерии и вирусы уничтожаются на всех предварительных этапах очистки не более чем на 85-90 %, а среди оставшихся микроорганизмов вполне могут быть опасные для здоровья человека. Кроме того, хлор один из сильнейших окислителей, и обеззараживание питьевой воды хлором связывает некоторые оставшиеся примеси и разрушает другие. В качестве окислителей используют не только хлор. Широко применяют перманганат калия, перекись водорода, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, диоксид хлора, озон. В муниципальной водоочистке используют чаще всего озон и хлор. Дело в том, что вода всегда разная, и методы подбираются под каждую конкретную исходную воду. При этом почти универсальным методом, подходящим для очистки любой исходной воды является хлор. Стоимость, возможности автоматизации подачи реактива в заданных количествах, условия поставки и транспортировки хлора, и сама степень очистки воды делает хлор незаменимым на современном этапе развития водоочистительных технологий именно для массовой повсеместной очистки, для тиражирования комплексных водоочистительных систем.

Обеззараживание водопроводной воды хлором используют в мире с конца девятнадцатого века. После эпидемии холеры в Англии в 1870 году, хлорирование стали использовать для обеззараживания воды. В начале 20-го века хлорирование воды пришло и в Россию, сначала в крупные города, а после и повсеместно для обеззараживания водопроводной воды на станциях муниципальной водоподготовки. Именно хлорирование остановило распространение кишечных инфекций в период развития промышленности и массовым повсеместным увеличением числа жителей городов в связи с промышленной революцией.

Хлорируют и водопроводную воду, и питьевую, и техническую, и воду в плавательных бассейнах.

Чем же опасен хлор для человека? Информации по статистике заболеваний в свободном доступе достаточно. И ее легко найти, мы укажем только очевидные. Обеззараживание воды с помощью хлора подавляет естественный бактериальный фон пищеварительной системы человека. Бактерии внутри нас выполняют огромную работу, помогают переваривать клетчатку, створаживают молочные белки, вырабатывают витамины и полезные минеральные вещества, являясь частью иммунной системы человека. Хлор в питьевой воде серьезно угнетает иммунитет.

Обеззараживание воды хлором имеет серьезный недостаток при кипячении. Хлор, вступая в реакцию с рядом минеральных примесей образует серьезные яды. Хлор является сильным аллергеном и катализатором прочих аллергий. Аллергику порой достаточно поменять питьевую воду, чтобы получить облегчение основного заболевания. Это важно, особенно понимая, что хлорирование будет использоваться еще достаточно долго.

У хлора ряд других недостатков – высокая токсичность, высокая корозийность водных растворов, взрывоопасность. Ни для кого не секрет, что в первую мировую войну хлор использовали как боевое отравляющее вещество на полях сражений. Однако методы использования хлора для очистки питьевой, технической воды и обеззараживания промышленных и бытовых стоков давно отработаны, поэтому пока не произошел отказ от использования хлора в водоочистке.

Качество обеззараживания воды хлором и его соединений на практике определяют на основании анализа количества дозируемого хлора и остаточного хлора в очищенной воде. Если остаточный хлор есть, значит, концентрации хватило для завершения процессов окисления примесей. Учитывают также данные водородного показателя, температуры воды, времени реакции и некоторые дополнительные параметры. Статистических данных, сколько именно необходимо дозировать хлор в каждом конкретном случае не существует, потому что вода всегда разная. Расчет всегда делается проектными способами, а при использовании дозирования хлора или хлорсодержащих веществ с использованием специальных загрузок для фильтров опираются на данные производителя загрузок.

Обеззараживание воды с помощью хлора используют в зависимости от характера загрязнений и особенностей водоочистительного оборудования на предварительное хлорирование и последующее хлорирование.

Предварительное хлорирование проводится перед другими методами очистки, при значительных загрязнениях воды. Последующие стадии очистки обычно удаляют избыточный хлор.

Последующее хлорирование используют для обеспечения гарантий на санитарное качество воды. Количество остаточного хлора призвано, в данном случае обезопасить потребителя от загрязнений, попадающих в воду при транспортировке воды в системах водопроводных трубопроводов.

Избыток хлора удаляют методами дехлорирования. Используют аэрацию или восстанавливающие агенты – химические вещества, удаляющие хлор.

При обеззараживании питьевой воды хлором, он удаляется легко при использовании обратноосмотической системы, проточной системы, кувшина. Как именно подобрать фильтр для очистки воды для питья можно прочесть в соответствующем разделе сайта.

При использовании индивидуальной системы водоподготовки в частном доме, также может стоять оборудование с дозированием хлора. Как гарантировано произвести обеззараживание воды с помощью хлора в этом случае, могут подсказать специалисты нашей компании.

geizer.com

Обеззараживание воды

Исключительно важной характеристикой воды является её микробиологическая безопасность. Информация о безопасности или загрязнении воды вирусами или бактериями может быть получена в результате полного микробиологического анализа воды в специализированных лабораториях. Если для удовлетворения питьевых нужд используется вода из колодца, скважины, либо какого-то другого источника (например, родника), необходимо не реже 2-х раз в году проверять её на безопасность, если пользователь не применяет устройств для дезинфекции воды. В случае присутствия или только подозрения на микробиологическую загрязненность следует произвести обеззараживание воды.Главная цель дезинфекции воды состоит в снижении уровня патогенных и болезнетворных микроорганизмов. Существует большое количество физических и химических подходов, позволяющих продезинфицировать воду и сделать её пригодной для питья.В воде может встретиться большое разнообразие микроорганизмов. В крупных городах вода из системы централизованного водоснабжения подвергается дезинфекции. Коттеджные поселки, садовые товарищества, частные дома, потребляющие воду из колодцев и скважин, должны уделять особое внимание дезинфекции воды по результатам микробиологического анализа.

Дезинфекция ультрафиолетом

Бактерицидные свойства ультрафиолетовой радиации были известны уже давно, задолго до того как она была впервые использована для дезинфекции воды. Бактерицидное действие ультрафиолетового света подобно солнечным лучам, которые убивают бактерии в поверхностных водах.Ультрафиолетовое излучение применяется для дезинфекции воды из подземных и поверхностных источников в процессе подготовки воды для её использования в домах, офисах, фермерских хозяйствах. Механизм действия состоит в образовании поперечных сшивок в ДНК микроорганизмов, что вызывает инактивацию клеток.Система ультрафиолетовой дезинфекции состоит из одной или нескольких ультрафиолетовых ламп, заключенных в кварцевые чехлы. Ультрафиолетовые лампы излучают электромагнитные волны (длина волны 254 нанометра). УФ-лампа подобна люминесцентным лампам, однако, они не имеют флуоресцентного покрытия на внутренней части трубки, преобразующего ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Кварцевый чехол, окружающий каждую лампу, защищает ее от охлаждающего действия воды, так как лампы должны поддерживать постоянную температуру, обеспечивающую нужную бактерицидность. Бактерицидный эффект достигается за счет сочетания интенсивности лампы и длительности воздействия. Интенсивность луча, произведенного бактерициднойлампой, достаточна чтобы убить микроорганизмы за долю секунды. Интенсивность, конечно, уменьшается с расстоянием и зависит от среды, через которую проходит. Помимо мутности, даже следы соединений железа, которое обычно присутствует в воде, уменьшают интенсивность луча, поэтому до подачи в ультрафиолетовую камеру вода должна быть отфильтрована, чтобы предотвратить возможность экранирования микроорганизмов. Эффективность УФ системы повышается при активном перемешивание потока воды, так как при этом микроорганизмы более равномерно подвергаются воздействию УФ- излучения. В связи с этим конструкция ультрафиолетовых систем предусматривает прохождение воды вокруг ламп в виде тонкослойного потока. Небольшие ультрафиолетовые устройства рассчитаны на скорость потока от 3 до 20 л/мин. На входе и выходе таких устройств установлены ограничительные шайбы, ограничивающие поток воды. Для эффективной работы ультрафиолетового устройства воду нужно предварительно фильтровать, для того чтобы только чистая вода проходила через ультрафиолетовую камеру. Чтобы вода подвергалась воздействию лучей максимальной интенсивности, лампу необходимо вынимать и очищать, по крайней мере, четыре раза в год, так же как и кварцевый чехол.Соли кальция и магния, а так же железо, присутствующие в воде, могут образовывать накипь на кварцевом чехле, препятствуя прохождению ультрафиолетового излучения. Лампы следует менять не реже одного раза в год.

Ультра-, нанофильтрация и обратный осмос

Мембраны, используемые в этих системах очистки воды, физически отсекают и удаляют многие микроорганизмы, присутствующие в воде, включая патогенные бактерии. Однако при неправильной эксплуатации может произойти биообрастание мембран или подмес части неочищенной воды через технологические стыки, поэтому эти фильтры не могут быть единственным дезинфицирующим фильтром, особенно при обработке небезопасной или непригодной для питья воды. применяются в сочетании с другими дезинфицирующими средствами.

Дезинфекция воды озоном

Озон (О3) – высокоактивный ядовитый газ, образующийся из кислорода при электрическом разряде, возникающем при высоком напряжении. Он имеет характерный запах. Озон самый сильный окислитель, используемый в водоподготовке. Он разрушает органические вещества без образования тригалометанов (ТНМ), убивает практически все бактерии и вирусы. Озон не стойкий газ, разрушается в течение 15-45 минут. Обычная доза при дезинфекции 0,5-5 мг/л, включая расход на окисление органических веществ. При комбинации с ультрафиолетом или перекисью водорода (Н2О2) образуется свободные радикалы (ОН-). Свободные радикалы – чрезвычайно активные соединения с очень коротким периодом существования, способные к исключительно эффективной дезинфекции воды. Однако, озонирование воды, содержащей бромиды, может привести к образованию броматов, являющихся токсичными.Все бактерии и вирусы являются носителями отрицательных электрических зарядов, поэтому существуют методы дезинфекции, основанные на использовании устройств содержащих среды, заряженные положительно. Когда вода проникает через такие среды, бактерии электростатически притягиваются к ним. Существуют картриджи, нити которых заряжены положительным зарядом. Среди гранулированных загрузок для седиментных фильтров известны положительно заряженные цеолиты.Недостатком всех описанных выше технологий дезинфекции воды является тот факт, что они не обладают пролонгирующим действием, то есть не воздействуют на микробиологическое состояние водопроводных систем.

Обезараживание химическими соединениями

Дезинфекция хлором

Для дезинфекции питьевой воды используют три основные формы хлора: газообразная, жидкая,таблетированная, порошковая. На централизованных станциях водоочистки (водоканалах) в основном использовался газообразный хлор (Cl2). Однако, эта форма хлора достаточно дорогая и может представлять опасность при обработке небольших объемов воды. Хлор также доступен в сухой форме, например,гипоплорит кальция, который используется в виде растворимого порошка или таблеток. Эти соединения считаются высококачественным гипохлоритом и содержат 65-75% хлора.Наиболее распространенным способом хлорирования является использование гипохлорита натрия, дозируемого с помощью поршневого или диафрагменного насоса для введения раствора в водный поток. При расчете обеззараживания гипохлоритом натрия необходимо учитывать несколько факторов: уровень дозирования в мг/л, потребление хлора, остаточный хлор и необходимое время контакта. Дозировка – это количество хлора в мг/л, подаваемого в водную магистраль. Определенное количество добавленного в воду хлора окисляет или взаимодействует с другими компонентами воды, например, двухвалентным железом, марганцем, сероводородом или органическими веществами. Количество хлора, используемого во время реакции с элементами, содержащимися в воде, называется «потреблением хлора». Хлор, оставшийся в воде после обработки и взаимодействия с другими веществами, называется «остаточным хлором». Если в воде присутствует аммоний, хлор взаимодействует с ним с образованием хлораминов, обладающих умерено дезинфицирующей способностью. Если в воде аммония нет, оставшийся хлор называют «остаточным свободным» хлором, и его дезинфицирующая активность в 35-100 раз выше, чем у хлораминов.Время контакта – период времени, которое остаточный хлор сохраняется в воде. Оптимальное время контакта составляет 20-30 минут, а количество дозируемого хлора должно быть достаточным для того, чтобы концентрация свободного остаточного хлора составляла 0,2-0,5 мг/л. Хлор эффективен по отношению к большому спектру патогенных микробов, работает в широком диапазоне рН и температуры и может контролироваться с помощью простых тест-систем.

Диоксид хлора ClO2

Эффективным дезинфицирующим реагентом является диоксид хлора, широко применяемый в европейских странах. Для целей дезинфекции воды рекомендуемая доза диоксида хлора 0,2 мг/л. Количество побочных веществ в результате реакции диоксида хлора с органическими загрязнителями воды настолько мало, что никак не отражается на органолептических и токсикологических свойствах воды. Диоксид хлора не вступает в реакцию с аммонийным азотом и первичными аминами, хлорамины не образуются. Не образует тригалометаннов. Также как гипохлорит диоксид хлора разрушает фенолы, окисляет железо, марганец и сероводород. Диоксид хлора образуется в результате реакции хлористого натрия (NaClO2) и хлора (Cl2) при низком рН. Побочным продуктом реакции может быть значительное количество свободного хлора, что сводит на нет положительный эффект при использовании его в качестве дезинфиктанта, предотвращающего появление хлораминов и тригалометанов.

Сравнение методов дезинфекции, обезараживания

Таблица 1. Эффективность методов дезинфекции

	Хлор (Cl2)	Диоксид хлора (ClO2)	Хлорамин(Nh3Cl)	Озон (О3)	Ультрафиолет
Окислительно- восстановительный потенциал	Высокий	Высокий	Средний	Очень высокий	–
Остаточный эффект (постэффект)	Хороший	Хороший	Отличный	Нет	Нет
Образование запаха и вкуса	Да	Может быть	Нет	Нет	Нет
Образование тригалометанов	Да	Может быть	Нет	Нет	Нет

Таблица 2. Рекомендуемые дозы и продолжительности контакта.

	Хлор (Cl2)	Диоксид хлора (ClO2)	Хлорамин(Nh3Cl)	Озон (О3)
Концентрация, мг/л	0,5	0,2	0,2-1	0,4
Время, мин	30	15	>60	5

Таблица 3. Эффективность дезинфекции относительно определенных видов патогенных микроорганизмов.

	Хлор (Cl2)	Диоксид хлора (ClO2)	Хлорамин(Nh3Cl)	Озон (О3)	Ультрафиолет
Бактерии	+++	+++	++	+++	++
Вирусы	++	+++	+	+++	+++
Простейшие	+	+	+	++	+

+++ - Хороший++ - Удовлетворительный+ - Недостаточный

gostvoda.ru

Очистка воды хлором

Это метод окисления органических веществ, входящих в протоплазму бактериальных клеток (дезинфекция), снижение цветности воды, устранение её запаха и привкуса (дезодорация), улучшение хода коагуляции, а также поддержание удовлетворительного санитарного состояния водных очистных сооружений бытового и технического назначения.

Цель и значение

На сегодняшний день лидирующую позицию среди дезинфицирующих и очищающих воду веществ занимает хлор. Благодаря эффективности, доступности и умеренной стоимости хлора и хлорагентов (его соединений), этот реагент используется более чем на 90% водопроводных станций всего мира, занимающихся очисткой воды.

Главная цель данного способа очистки воды – это её дезинфекция (уничтожение возбудителей инфекционных заболеваний). Важнейший фактор санитарной безопасности воды – глубокое осветление и обесцвечивание, которое возможно за счет окислительной способности данного реагента, разрушающего частицы взвеси и коллоидов, находящихся в воде (именно к ним прикрепляется большинство микроорганизмов).

Эпидемиологическое значение данного способа очень велико: при его применении резко снижается заболеваемость и смертность от кишечных инфекций, передающихся водным путем. Именно поэтому хлор на протяжении длительного времени является основным дезинфицирующим средством. Однако для достижения оптимального эффекта он может быть дополнен озонированием, УФ-облучением и другими способами очистки воды.

Область применения

Водопроводы.
Местное водоснабжение.
Дезинфекция водопроводных сооружений в ходе их строительства и эксплуатации.

Нормативно-правовая документация, регулирующая применение хлора

1. СанПиН 2.1.4.556-96 (Метод. рекомендации, обеспечивающие выполнение требований санитарных правил и норм). Гигиенические требования к качеству питьевой воды на централизованных системах питьевого водоснабжения. Контроль качества, проводимый на водопроводных станциях в процессе очитки природных вод.

2. ГОСТ 2874-73. согласно его требованиям производится следующий учет концентрации остаточного хлора в воде:

0,3-0,5 мг/л – перед поступлением воды в водопроводную сеть.
1,5-3 мг/л – при осветлении речной воды.
1-1.5 мг/л – хлорирование подземных вод.

Концентрация вещества может быть увеличена при наличии в воде закисного железа и при повышенном содержании гуминовых веществ.

Принцип и особенности очистки воды хлором

На водопроводных очистных станциях при хлорировании воды применяется жидкий хлор.

Вступая в реакцию с водой, это соединение преобразуется в соляную и хлорноватистую кислоту, обладающую бактерицидным действием. При этом происходит выделение активного хлора.
Активный хлор, реагируя с органическими веществами, образует хлорфенолы, тригалогенметаны (придающие характерный запах воде) и чрезвычайно токсичные диоксины, требующие последующей доочистки воды.

Обязательным условием хлорирования является наличие систем транспортировки и хранения реагента, а также большую роль играет назначение правильной дозировки. В зависимости от хлорпоглощаемости, концентрация вещества, необходимая для данного способа предварительно отфильтрованной воды должна составлять 2-5 мг/л. Как правило, она устанавливается с таким расчетом, чтобы в поступившей к потребителю воде оставалось не более 0,3-0,5 мг/л свободного хлора. Именно такая доза предотвращает её вторичное заражение.

При меньшей концентрации реагент не будет оказывать необходимого бактерицидного действия, а при большей ухудшатся вкусовые качества воды. Показатель достаточной дозы – наличие в воде остаточного Cl.

Контакт реагента с водой должен происходить не менее 30 минут, и все это время следует обеспечивать тщательное перемешивание. Как правило, хлорирование осветленной воды производится перед её поступлением в резервуар с чистой водой, где и выдерживается необходимое время.

Для правильной дозировки применяются специальные вакуумные хлораторы, оснащенные узлом хранения жидкого хлора, испарителем, системой фильтрации и измерения расхода газа и эжектором, создающим разрежение и доставляющим газообразный хлор в смеситель.

Выводы

Несмотря на то, что хлор обладает высокой токсичностью, а также существуют определенные трудности при обеспечении этим соединением удаленных объектов, на сегодняшний день он остается основным дезинфицирующим средством.

Распространенность метода объясняется его эффективностью, относительной дешевизной применяемых реагентов, простотой обслуживания и используемого технологического оборудования.

Вместе с тем ученые всех стран неустанно пытаются найти достойную замену реагентом, близким по окислительной способности, однако лишенным его недостатков.

Повышенная активность хлора – вот главный минус его применения. В связи с тем, что в природных водных источниках находится огромное количество разнообразных органических и неорганических веществ, после хлорирования они могут образовывать канцерогены, мутагенные соединения, яды и токсины. Вместе с тем Cl способен воздействовать только на вегетативные формы микроорганизмов, тогда как вирусы, цисты, споры простейших и яйца гельминтов устойчивы к его воздействию.

Тем не менее, этот относительно дешевый метод, выдержавший проверку временем, вероятно ещё долгое время будет применяться на российских водоканалах. К сожалению, альтернативные безреагентные методики обеззараживания достаточно дорогостоящи, а также они не гарантируют невозможность последующего заражения очищенной воды за то время, пока она идет к потребителю по трубам.

Сохраните статью в соцсети:

Alex, 2 мая 2016.

Задайте свой вопрос по статье

sistemyochistkivody.ru