УДК 504.054
ПРИМЕНЕНИЕ ИОННЫХ ДЕЗИНФЕКТАНТОВ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРВООЧЕРЕДНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЗН ЕДЕЯТЕЛ ЬНОСТИ ПОСТРАДАВШЕГО НАСЕЛЕНИЯ
А. И. Ажгиревич, к.т.н., президент Общероссийского отраслевого объединения работодателей «Союз предприятий и организаций, обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов и защиту окружающей среды «Экосфера», info@ecoregion.ru
В статье рассматриваются вопросы, связанные с совершенствованием технологии обработки воды озоном в типовых контейнерных установках очистки воды, используемых в войсковой практике и деятельности подразделений МЧС РФ.
Рассмотрены особенности очистки поверхностных вод степных и пустынных регионов, поверхностных вод длительно транспортируемых в ламинарном режиме в анаэробных условиях, подземных вод степных и пустынных регионов.
Разработаны рекомендации и произведены необходимые расчеты, обосновывающие целесообразность применения ионной бактерицидной смеси длительного действия в используемых спецподразделениями МЧС и МО РФ средствах первоочередного обеспечения пострадавшего в результате ЧС населения, автоцистернах, станциях опреснения соленых вод, а также резервуарах длительного хранения воды.
Предлагается усовершенствование технологии химико-биоцидной обработки природной воды на мобильных станциях полевого базирования посредством замены ввозимого порошка гипохлорита кальция на электролитически получаемые на месте гипохлорит натрия и ионные дезинфектанты. Такой подход существенно повышает время эксплуатации станций полевого базирования в отрыве от баз снабжения.
The article discusses the issues related to the improvement of water treatment technology with ozone in standard container units for water treatment, used in military practice and the activities of the EMERCOM of Russia. The peculiarities of surface water treatment in the steppe and desert regions, long-term surface water transported in a laminar mode under anaerobic conditions and groundwater in steppe and desert regions are considered. The paper develops recommendations and makes necessary calculations, justifying the expediency of application of ionic bactericidal mixture of long-term action in the means of priority security of the affected population in the emergency situations used by special units of the Ministry of Emergency Situations and the Ministry of Defense of the RF, tank trucks, stations, water desalination, as well as reservoirs of long-term water storage. The improvements in the technology of chemical biocidal treatment of natural waters in the field mobile stations by replacing the transportable powder of calcium hypochlorite on the electrodeposited received on-site sodium hypochlorite and ion disinfectants are offered. This approach significantly increases the lifetime of the field stations in isolation from supply bases.
Ключевые слова: водоочистка, жизнедеятельность населения, бактерицидность, дезинфекция.
Keywords: water treatment, life support of the population, bactericidal action, dezinfection.
Совершенствование технологии обработки воды озоном в типовых контейнерных установках. Типовые контейнерные установки очистки воды, используемые в войсковой практике и деятельности подразделений МЧС РФ (в их основу положены изобретения, полученные по результатам выполненных исследований [1—4]), обладая высокой эффективностью и надежностью, тем не менее имеют ряд недостатков: 1) вода, обработанная озоном, не обладает антибактериальной устойчивостью; 2) эффективность озонирования существенно снижается с ростом температуры. Поэтому в воду вводят щелочи, что, естественно, ухудшает качество воды и наносит ущерб гидробионтам.
Усовершенствование типовых контейнерных установок очистки природной воды возможно с учетом синергетического эффекта, имеющего место при комбинировании озона и ионов серебра (меди). При этом дозы вводимых ионных дезинфектантов удовлетворяют известному экологическому требованию:
[Си2+]/пдКси + ^+]/ПДКа& т 1.
Для очистки поверхностных вод степных и пустынных регионов, коли-индекс которых может превышать 1100, а ОМЧ > 570, разработана и эксплуатируется контейнерная установка (рис. 1, позиции 1—9). Рекомендуется введение активаторов — ионов меди с концентрацией ~0,5 мг/л (0,5 ПДК) в
воду, перед смешением ее с озоном (позиция 3) и да-
2+
лее бактерицидную смесь (0,25 мг Си /л + 0,01 мг Ag+/л) в воду непосредственно перед резервуаром чистой воды (РЧВ) 9. Ионы меди, генерируемые электролизом или посредством растворения медного купороса, предназначены прежде всего для повышения биоцидного действия озона (особенно при повышенных температурах) и исключения (снижения) количества используемой щелочи. Следует подчеркнуть, что большая часть введенной меди будет извлечена на последующих стадиях фильтрации и сорбции (поз. 5—7). При необходимости возможно проведение регенерации фильтров с выделе-
Озон
Рис. 1. Усовершенствование контейнерной установки для очистки поверхностных вод степных и пустышны1х регионов озоно-ионныш методом: 1 — грубый фильтр; 2 — генератор озона; 3 — смеситель озона с водой; 4 — насос; 5 — песчаный фильтр; 6 — сорбо-фильтр; 7 — мембранный фильтр; 8 — установка для стабилизации воды; 9 — резервуар чистой воды; 10 — генератор ионов меди (II); 11 — дозатор бактерицидной смеси
(с^ 9
Вода на очистку
Воздух
— Озон
Коагулянт Флокулянт
н
(а?)
Озон
<3
и
10
:бс]
В РЧВ
Рис. 2. Усовершенствование контейнерной установки для очистки водыь, длительно транспортируемой
в анаэробны1х условиях:
1 — устройство для аэрации воды; 2 — генератор озона; 3 — смеситель (первичное озонирование); 4 — реактор (коагуляция, флокуляция); 5 — насос; 6 — песчаный фильтр; 7 — смеситель (вторичное озонирование); 8 — сорбофильтр; 9 — генератор ионов меди (II); 10 — дозатор бактерицидной смеси (БС)
3
8
7
6
3
4
нием ионов меди и последующим их возвращением в процесс.
Введение бактерицидной смеси, содержащей ионы меди и серебра на уровне 0,2 ПДК, имеет целью обеспечить длительную сохранность питьевой воды, что значимо в относительно безводных регионах с жарким климатом, а также в условиях происшедшей ЧС.
Установки очистки поверхностных вод, длительно транспортируемых в ламинарном режиме в анаэробных условиях. Для таких вод характерны: высокая цветность (до 70 град, норматив 20), запах (4 балла, норма 2), высокое значение коли-индекса (до 105 кл/л).
Схема соответствующей контейнерной установки представлена на рис. 2, позиции 1—8). Для достижения надлежащих показателей по качеству воды (прежде всего по химическому и бактериальному) используется двойное озонирование, что, естественно, требует повы-
шенных расходов озона: энергозатраты на получение 1 кг О3 составляют до 20—25 кВт-ч, причем до 10—15 % озона может поступить в атмосферный воздух.
С целью усиления бактерицидной активности озона, повышения технико-экономических и экологических показателей процесса предлагается вводить активатор — ионы меди в два приема (из расчета по 0,3 мг/л): перед смесителями воды с озоном 3 и 7. Бактерицидную смесь рекомендуется вводить в воду на
2 +
выходе из сорбофильтра 8 (0,25 мг Си /л + + 0,01 мг Ag+/л), тем самым обеспечивается антибактериальная устойчивость воды.
Установка очистки подземных вод степных и пустынных регионов. Для указанных вод характерны высокие солесодержание (до 3500 мг/л при нормативе 800 мг/л), концентрации железа (до 2 мг/л, норматив 0,2 мг/л), марганца (до 0,3 мг/л, норматив 0,05 мг/л),
Рис. 3. Усовершенствование контейнерной установки для очистки подземной воды степных и
пустынных регионов озоно-ионным методом: 1 — устройство для аэрации воды; 2 — насос; 3 — песчаный фильтр; 4 — мембранный фильтр; 5 — генератор озона; 6 — смеситель озона с водой; 7 — устройство для сорбции воды и стабилизации; 8 — генератор ионов меди (II)
хлорид-ионов (до 1100 мг/л, норматив 250 мг/л). Схема соответствующей контейнерной установки показана на рис. 3 (позиции 1—7).
Вследствие высокого содержания в таких водах хлоридов и сульфатов и, наоборот, относительно низкого уровня бактериального загрязнения использовать ионы серебра нецелесообразно. Так как ионы меди не образуют с анионами С1- и БО2 нерастворимых малоактивных в бактерицидном отношении солей, нами рекомендуется сочетание озонирования только с ионами меди (< 0,5 ПДК). Поскольку часть последних будет задержана на стадии сорбции (позиция 7), целесообразно остальную часть ионов меди (<0,5 ПДК) ввести перед РЧВ. Тем самым будут обеспечены: 1) повышение эффективности процесса биоцидной обработки воды основным дезинфектантом — озоном и 2) устойчивость воды, поступившей в распределительную сеть, к повторному загрязнению. При наличии в исходной воде ионов меди рекомендуемые дозы вводимого дезинфек-танта могут быть скорректированы с тем, чтобы не допустить превышения ПДК (1 мг/л [2]).
Для повышения экологических показателей работы контейнерных установок различной производительности потребуется относительно небольшое количество ионных дезинфек-тантов: даже для наиболее мощной из рассмотренных оно чуть больше 1,6 кг на сутки непрерывной работы.
Применение бактерицидной смеси в станциях опреснения воды. Вода может опрес-
няться дистилляцией и вымораживанием. Однако эти способы не обеспечивают достаточного обеззараживания и обезвреживания воды.
Опресненная вода может легко вновь подвергнуться бактериальному загрязнению (при перевозке, хранении), особенно при повышенных температурах. Поэтому опресненная вода перед отпуском потребителю должна быть подвергнута обеззараживанию. Между тем подавляющее большинство средств опреснения не имеют в штате бактерицидных препаратов длительного действия, что препятствует созданию запасов защищенной от внешнего бактериального загрязнения воды и может быть причиной распространения водных инфекций, или (в станции СК0-1,5/0,8-1К) оснащены устройством для ввода хлора — опасного в эко-лого-гигиеническом отношении препарата.
В табл. 1 приведены некоторые тактико-технические характеристики станций опреснения, а также результаты расчетов их потребности в бак
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.