научная статья по теме ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОСТУПЛЕНИЯ ХЛОРА В СРЕДУ ОБИТАНИЯ Биология

Текст научной статьи на тему «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОСТУПЛЕНИЯ ХЛОРА В СРЕДУ ОБИТАНИЯ»

Экологигеские технологии и инновации

УДК 504.054

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОСТУПЛЕНИЯ ХЛОРА В СРЕДУ ОБИТАНИЯ

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

Рассматриваются вопросы, связанные с возможностью использования бактерицидных и бактериостатичных свойств аммиачного комплекса меди и его способностью поглощать свободный хлор для усовершенствования хлорной технологии биоцидной обработки воды. Приводятся результаты экспериментов и расчетов, выполненных на основе теории и практики электролиза с растворимыми анодами, представлены разработанные технологическая схема синтеза аммиачного комплекса меди и схема очистки вентиляционных газов от хлора.

Обнаруженные в результате исследований свойства аммиачного комплекса меди позволили разработать природоохранную технологию подготовки воды. В результате реализации предлагаемого социально-экономического нововведения появляется возможность снабжения предприятий пищевого профиля высококачественной водой для технологических целей. Предлагаемая технология улучшит качество продукции, обеспечит население питьевой водой, характеризующейся высокой физиологической значимостью, а также позволит значительно снизить потребности основного производства в экологически опасном хлоре.

The issues connected with the possibility of the use of bactericidal and baсteriostatic properties of an ammoniacopper complex and its ability to absorb free chlorine for the improvement of chloric technology of biocidal processing of water are considered. The results of the experiments and the calculations executed on the basis of the theory and practice of electrolysis with soluble anodes are given, the technological scheme of synthesis of an ammo-niacopper complex and the scheme of ventilating gases treatment from chlorine are submitted.

The properties of the ammonia copper complex found as a result of the research allowed for development of nature protection technology of the preparation of water. The realization of an offered social and economic innovation makes it possible to supply the enterprises of a food profile with high-quality water for the technological purposes. The offered technology improvesthe product quality, provides the population with the drinking water characterizedby high physiological importance, and also allows for reducing considerably the needs of the main production for ecologically dangerous chlorine.

Ключевые слова: водоочистка, хлор, бактерицидность, очистка газов.

Keywords: water treatment, chlorine, bactericidal action, gas treatment.

Бактерицидность и бактериостатичность аммиачного комплекса меди (АКМ) в сочетании с его способностью поглощать содержащийся в воде и отходящих газах свободный хлор легли в основу рекомендаций по усовершенствованию хлорной технологии биоцидной обработки воды, имеющего целью повышение технико-экономических и экологических показателей процесса. Это достигается улавливанием выбрасываемого с вентиляционными газами хлора, возвращением его в виде хлорамина в технологический процесс, а также заменой (полной или частичной) вторичного хлорирования на введение раствора АКМ, что обеспечивает нейтрализацию остаточного хлора в воде и длительную бактерицидную устойчивость обработанной воды.

Поглотительный раствор АКМ в зависимости от требуемого объема может быть получен в непрерывном режиме и периодическом режиме.

Существует также вариант конструкции смесителя порошка дезинфектанта с водой, где перемешивание осуществляется сжатым воздухом.

В табл. 1 приведены расчеты количества АКМ, требуемых для извлечения хлора из вентиляционных газов хлораторных в сравнении с применяемыми ныне абсорбентами.

Как видно из табл. 1 раствор АКМ имеет преимущество перед другими абсорбентами (кроме N^3) по дозовому параметру. Однако по сравнению с последним АКМ выгодно отличается значительно большей длительностью бактерицидного последействия.

Кроме того, исходя из результатов экспериментов и расчетов, на основе теории и практики электролиза с растворимыми анодами, разработана технологическая схема синтеза аммиачного комплекса меди. Ее особенность состоит в том, что вначале

Рис. 1. Технологическая схема синтеза раствора АКМ и его последующего применения: 1 — резервуар постоянного уровня; 2 — регулирующая задвижка; 3 — расходомер; 4 — пульт управления; 5 — трансформатор; 6 — выпрямитель; 7 — корпус электролизера; 8 — растворимые аноды; 9 — катоды; 10 — механический смеситель с водой, поступающей на дехлорирование; 11 — мотор-редуктор; 12 — баллон с аммиаком; 13 — скруббер (смеситель). (Пунктиром показаны линии блокировки электропитания)

производится синтез простых ионов меди (II) с последующим их связыванием аммиаком (рис. 1).

Требуемое количество воды (определяется исходя из варианта последующего применения АКМ) забирается из напорного магистрального водопровода после фильтров и подается в резервуар постоянного уровня 1. Из последнего вода поступает в выносной элект-ролизер-ионатор 7. Работа ионатора регулируется силой тока так, чтобы обеспечить заданное содержание ионов меди в воде, выходящей из аппарата. Далее в воду вводят газообразный аммиак из баллона 12 при помощи расходомера 3, после чего раствор АКМ направляется либо в абсорбер для поглощения хлора или на смешение с основным потоком воды,

* — с учетом 10 %-ного избытка

подвергаемой дехлорированию; для этого используется смеситель 10.

Установка для получения АКМ химическим растворением ингредиентов в воде обладает по сравнению с основанной на электрохимическом растворении медного анода следующими преимуществами: меньшим энергопотреблением и простотой, так как сама установка (при условии работы с концентрированными растворами) представляет собой, по сути, дозирующее устройство, которое может быть оснащено стандартными средствами автоматики. Однако в этом случае следует предусмотреть специальное помещение для хранения медного купороса.

Установка с электрохимическим растворением медного анода, расположенного в выносном электролизере, имеет преимущество при наличии относительно дешевой и избыточной электроэнергии, а также решении задачи извлечения относительно небольших количеств хлора, содержащегося в отходящих газах, при отсутствии дефицита металлической меди.

На рис. 2 приведена принципиальная схема очистки вентиляционных газов хлораторных от содержащегося в них хлора.

Вентиляционные газы поступают в абсорбер 1, в котором происходит основной процесс абсорбции хлора раствором аммиачного комплекса меди (АКМ). Очищенные газы при помощи вентилятора 5 поступают в санитарный электрофильтр 6 для освобождения от взвешенных частиц раствора АКМ и далее отводятся в атмосферу. Уловленный раствор АКМ возвращается в циркуляционный бак. Соотно-

Таблица 1

Сопоставление различных абсорбентов хлора в зависимости от поступления его в атмосферу

Вы- Количество требуемых абсорбентов, т

бро-

сы хлора, т Ш2820З-5Н20 (эквивалент) Ш2803-7Н20 802 ^3 АКМ*

0,1 0,35 0,35 0,09 0,025 0,084

0,5 1,75 1,75 0,45 0,125 0,42

1,0 0,35 0,35 0,09 0,025 0,084

2,0 7,0 7,0 1,8 0,5 1,68

5,0 17,5 17,5 4,5 1,25 4,2

10,0 35,0 35,0 9,0 2,5 8,4

20,0 70,0 70,0 18,0 5,0 16,8

50,0 175,0 175,0 45,0 12,5 42,0

Рис. 2. Схема очистки вентиляционных газов от хлора:

1 — абсорбционная башня; 2 — узел производства раствора АКМ (рис. 8.3); 3 — расходный бак раствора АКМ; 4 — циркуляционный бак; 5 — вентилятор; 6 — санитарный электрофильтр

шение между хлором и аммиаком, содержащимся в циркулирующем растворе АКМ, устанавливается 4 + 5:1. По мере достижения определенной концентрации хлорамина, часть циркулирующего раствора (готовый продукт — дезинфектант) выводится из системы и используется для биоцидной обработки воды (или создается запас на случай ЧС). Одновременно в бак 4 вводится свежий раствор абсорбента при помощи дозатора (не показан).

В других работах автора отмечалась целесообразность применения разработанного им де-зинфектанта — аммиачного комплекса меди — для снижения концентрации экологически опасного хлора в воде, отводимой потребителям (население, предприятия пищевой индустрии и т. п.), с одновременным повышением времени ее антибактериальной устойчивости.

В табл. 2 представлены результаты расчета количества аммиачного комплекса меди для извлечения (нейтрализации) остаточного свободного хлора, содержащегося в воде после очистных сооружений водопровода различной производительности.

Исходя из данных табл. 2, можно предварительно оценить требуемое количество АКМ для устранения того или иного количества

свободного хлора в воде. Так, например, для

3

ОСВ-1 г. Новочеркасска (40 тыс. м3/сут.) при

3

остаточной концентрации хлора 1 мг/м3 суточный расход АКМ составит ~34 кг, в год — около 12 400 кг. Очевидно, что для ОСВ большой производительности должно быть организовано складское помещение для хранения медного купороса и аммиака (аммиачной воды). Уместно отметить, что нормативными документами не предусматривается вообще наличие остаточного хлора в воде, отводимой в природные водоемы.

Обнаруженные в результате исследований свойства аммиачного комплекса меди: 1) способность эффективно поглощать хлор, содержащийся в отходящих в атмосферу газах; 2) относительно высокая биоцидная активность; 3) бактериостатичность, обеспечивающая длительную устойчивость обработанной воды к внешнему загрязнению; 4) нейтрализация остаточного свободного хлора в воде, отводимой потребителю, позволили разработать природоохранную технологию подготовки воды. Это достигается отказом от вторичного хлорирования путем замены последнего обработкой воды перед РЧВ раствором АКМ, в который предварительно введен дезинфицирующий раствор, образовавшийся в результате поглощения хлора из вентиляционных газов. Тем самым не только достигается природоохранный эффект, но и повышается степень использования хлора (~ на 4 %).

Таблица 2

Расход ам

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.

Показать целиком