Обеззараживание хлором и хлорсодержащими и реагентами. Схема хлораторной, оборудование

Самый распространенный окислитель для обеззараживания – хлор.

(1) , НОСl – хлорноватистая кислота; она диссоциирует в зависимости от рН. Для севера при рН ниже 6,5:

(2) , ОСl^- тоже обладает бектерицидным действием. 3 компонента обладают бактерицидным действием: Cl^-, HOCl и OCl^-.

Недиссоциированная хлорноватистая кислота обладает в несколько раз большим бактерицидным действием, чем гипохлорид ион.

При наличие в воде аммонийного азота:

(3)

Образуется моно и дихлорамин, обладающие более низким бактерицидным действием, но у них преимущество перед хлорноватистой кислотой: повышенная длительная устойчивость и сохранность в воде при ее хранении и транспортировке. Хлорноватистая кислота и гипохлорид ион максимум держится в течении 2часов, хлорамины м. сохраняться в воде(последействие) до нескольких суток. Иногда для преднамеренного образования хлораминов в воду вводят кроме хлора азотсодержащие реагенты. М. вводить аммиак газообразный, сульфат аммония и тд.

Для оценки эффективности обеззараживания хлором применяют показатель концентрации остаточного активного хлора, меряют ч/з 30 мин после введения хлора. В этот показатель входят все компоненты. Подразделяют:

1. Элементарный хлор, хлорноватистая кислота и гипохлорид ион – свободный активный хлор.

2. Хлорамины – связанный активный хлор.

Активный хлор менее эффективный.

Нормирование по активному хлору: если обеззараживание осущ активным хлором, то концентрация активного хлора ч/з 30 мин контакта д.б. 0,3-0,5 мг/л, если обеззараживание связанным активным хлором(хлорамины): концентрация 0,8-1,2 мг/л, 60мин. Если в воде есть и связанный и свободный хлор, то время контакта 60 мин, конц 0,8-1,2.

Вода, прошедшая очистку, имеющая такие концентрации безопасна от микроорганизмов.

Доза хлора – кол-в хлора в мг/л, вводимое в воду. Определяют предварительно по снип 2.04.02-84 для поверхностных источников водоснабжения после полного комплекса коагулирования и отстаивания: от 2 до 3мг/л, для подземных источников еще меньше. Точную дозу хлора м. определить тока после проведения технологических исследований. Доза хлора складывается из 2х частей:

1. Хлоропоглощаемость. Хлор окисляет не тока микроорганизмы, но и все остальные загрязнения в воде, он вступает во взаимодействие с орг веществами, находящимися в воде. На окисление органических веществ расходуется большая часть расходуемого хлора. Хлоропоглощаемость зависит от дозы вводимого хлора и времени контакта воды с хлором. Обычно определяют хлоропоглощаемость ч/з 30 мин контакта. Проводят пробное хлорирование в течение 30 мин.

2. Остаточная концентрация активного хлора по санпин.

(4)

остаточная концентрация определяется перед подачей воды в распределительную сеть, если не лучшая компоновка, то определяют в нс первого подъема. Сейчас по нормам потребнадзора требуют повышенных концентраций остаточного хлора, особенно в южных районах.

По результатам пробного хлорирования м. построить кривую поглощения (хлоропоглощения):

(5)

В процессе окисления хлорамина концентрация хлора падает. А во второй точке перелома свободный хлор образуется, все хлорамины окисляются.

(6) точка к – критическая точка. На практике для достижения этой точки надо 7-10 мг хлора на 1мг имеющегося в воде аммонийного азота, в зависимости от содержания в воде органики. Хлорирование с переходом за критическую точку применяется, когда надо резко повысить эффективность обеззараживания. Недостатки такого способа:

1. Большая доза хлора, чтоб перейти ч/з критическую точку.

Есть еще оценка эффективности обеззараживания: подход к обеззараживанию на основе параметра СТ. это произведение концентрации хлора на время контакта в минутах. Пользуясь этим параметром сравнивают чувствительность микроорганизмов к действию разных дезифектантов. Классифицируют реагенты по степени эффективности воздействия на микроорганизмы.

Эффективность обеззараживания хлором очень высока.

Побочные эффекты и недостатки метода хлорирования воды:

1. При хлорировании воды с фенолами, вода приобретает стойкий неприятный хлорфенольный запах. Концентрация фенолов по санпин, фенолы также нормируют в воде. Возможно также образование других типов запахов и привкусов. Борются с этим, хлорированием с высокими дозами, при этом запахи м. как усиливаться, так и снижаться, надо делать опыты и смотреть. Определяют это при технологическом исследовании(пробном хлорировании). Более радикальный способ борьбы с запахами: предварительная аммонизация воды(введение азотсодержащих реагентов). Это хлорирование с преамонизацией.

2. Реакции замещения с органическими веществами(гуминовые кислоты вод поверхностных источников водоснабжения) приводят к образованию хлорорганических соединений. Это целый класс соединений. Тригалометан(ТГМ) - побочные продукты хлорирования. Хлороформ(образуется в наиболее высоких концентрациях), дихлорбромметан, бензопирен. Все эти соединения обладают токсическим, мутагенным и канцерогенным действием. Наш санпин нормирует содержание хлороформа: 0,2 мг/л. В будущем законе собираются ввести еще более жесткие нормативы.

Способы снижения риска образования побочных продуктов:

· Высокое качество очистки воды, сижение концентрации орг соединений в воде значительно снижает концентрацию конечных продуктов. Перед хлорированием воды надо проводить полный копмплекс очистки воды с коагуляцией, отстаиванием. Способ неприменим, если на станции проводят 2х кратное хлорирование воды.

· Применение альтернативных способов обеззараживания(когда не применяют хлор).

· Хлорирование с преамонизацией(хлораминами). Хлорамины не м. вступить в реакцию с органикой и нет побочных продуктов. При хлорировании с амонизацией снижается содержание побочных продуктов до нескольких раз.

3. Устойчивость к воздействию хлора очень многих видов микроорганизмов. Это почти все вирусы, простейшие паразитарные и все спорообразующие микроорганизмы. Борются: применяют альтернативные способы обеззараживания вместо или вместе с хлорированием, также повышают качество очистки воды. Большинство перечисленных микроорганизмов хорошо удаляются при полной очистке воды(коагуляция и фильтрование). Воду надо осветлять и даже без хлорирования она будет уже почти без микроорганизмов.

Обеззараживание воды хлорсодержащими реагентами.

Их 3 основных:

1. Хлорная известь

2. Гипохлорид кальция

3. Гипохлорид натрия

Химически это обеззараживание от обеззараживания хлором ничем не отличается

(1)

При обеззараживании гипохлоритом есть выделение продуктов, которые имеют щелочную природу(Са(ОН)₂). Поэтому нет необходимости для подщелачивания добавлять известь, подщелачивающего резерва достаточно и так.

Хлорную известь получают обработкой известкового теста(молока) продувкой газообразным хлором. Содержание активной части в продукте не превышает 25%, со временем еще и падает, поэтому надо использовать довольно быстро.

Гипохлорид кальция отличается от хлорной извести – содержание активной части до 35%. Его расход поэтому меньше.

Самый распространенный продукт – гипохлорид натрия, бывает 2х видов:

1. Химический гипохлорид натрия, он изготавливается на химимческих предприятиях, где готовят хлор.

2. Более распространенный вид: электролитический. Получают на месте потребления электролизом в электролизере из растворов поваренной соли или из сильно минерализованных подземных вод.

Диоксид хлора(ClO₂).

Получают из NaClO₂.

Преимущества:

1. Обладает более сильным бактерицидным действием, чем хлор и хлорсодержащие реагенты.

2. Действует эффективно на вирусы и спорообразующие организмы.

3. Не образует хлор-фенольных запасов и тригалометанов.

4. Очень глубоко окисляет органические примеси воды

5. Способствует эффективно снижению цветности воды

Недостатки:

1. Иногда образуются токсичные примеси(хлориды и хлораты).

2. Дефицитное и очень дорогое оборудование для производства. Также дефицитность сырья для производства.

3. Стоимость обработки воды возрастает до 10 раз. Поэтому применение его в России не часто.

Применяют в разных областях промышленности(бумажная и тд.).

Схема хлораторной:

Для дозирования применяют вакуумные газодозаторы системы ЛОНИИ-СТО и системы Кульского.

Рис. ЛОНИИ-СТО: 1 — промежуточный баллон; 2 — фильтр со стекловатой; 3—редукционный клапан для снижения давления хлор-газа; 4 — манометр; 5 — измерительная диафрагма; 6 — ротаметр; 7 —смеситель; 8 — подача водопроводной воды; 9 — эжек­тор, создающий разряжение в хлораторе; 10 —отвод хлорной воды, 11 – весы, 12 – баллон с хлором

Из баллонов на весах жидкий хлор идет в промежуточный баллон, там идет его испарение и отделение загрязняющих хлор примесей. Далее уже газообразный хлор проходит ч/з фильтр со стекловатой (для окончательной очистки хлор-газа) и ч/з понижающий давление редуктор. Манометры фиксируют степень понижения давления до и после редукционного клапана. С помощью диафрагмы создается перепад давлений, который служит импульсом для работы измерителя расхода хлора. Далее в смесителе хлор смешивается с водопроводной водой, образуя хлорную воду, которая засасывается эжектором и направляется по назначению.

Если подача технической воды в эжектор прекращается, то вакуумная линия д. перекрываться с обоих сторон. Во первых перекрывается со стороны хлоратора для избежания утечек хлора и у эжектора стоит обратный клапан, чтоб не залить вакуумные линии(хлоропроводы) водой.

Оборудование для хлорирования воды.

Хлор производят на химических предприятиях электролизом раствора из хлорида натрия(поваренная соль). На потребители предприятия хлор идет в сжиженной форме. Поставляется он в специальной таре – стальные баллоны(50л) или в стальных контейнерах(800л) или в стальных цистернах(10-40т), в США цистерны большей емкости. Ротаметр: (7)

Меры безопасности.

Газообразный хлор на малых водопроводах и в черте населенного пункта не целезообразно применять, т.к. огромные расходы на безопасность. Применяют другие не хлорсодержащие реагенты.

Поиск по сайту: