Статья: Анализ методов обеззараживания городских сточных вод

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Нижний Новгород, Россия

Анализ методов обеззараживания городских сточных вод

Трофимова С.Д., Кащенко О.В.

Городские сточные воды несут в себе потенциальную опасность заражения патогенными микроорганизмами и химическими веществами, которые могут иметь как неорганическое, так и органическое происхождение. Поэтому обеззараживание стоков - это актуальная проблема. Если не проводить эффективное очищение от болезнетворных бактерий и вредных веществ, это может вызвать возникновение эпидемий. На сегодняшний день в практике очистки городских сточных вод применяются три основных метода обеззараживания: хлорирование, озонирование и обеззараживание с помощью ультрафиолетового (УФ) излучения. обеззараживание хлорирование городской сточный

Среди химических методов обеззараживания наиболее распространённый в настоящее время является технология хлорирования. Принцип его заключается в том, что при добавлении хлора к воде происходит гидролиз его, в результате чего образуется соляная и хлорноватистая кислота:

Cl₂+H₂O=НCl+НОCl, которая в воде диссоциирует на ионы Н и ОCl. Хлорноватистая кислота сравнительно легко проникает через оболочку бактериальной клетки и, воздействуя на клеточные ферменты, нарушает обмен веществ и способность к размножению микробов.

Достоинствами этого метода являются: доступность, высокие результаты, при довольно низкой стоимости.

К недостаткам этого метода следует отнести :

Образование органических соединений хлора при обработке, таких как хлорфенол, четыреххлористый углерод, хлороформ и т.д. Данные соединения после сброса в натуральные водоемы оказывают отрицательное влияние на обитающие там флору и фауну;

Хлор в жидком состоянии является высокотоксичным веществом, требующим особых мер предосторожности при транспортировке и складировании;

Не оказывает эффективного воздействия на вирусы и спорообразующие бактерии;

Потребность в крупных емкостных сооружениях;

Эти недостатки, в последнее время, приводят к частичному отказу от хлорирования.

Следующим распространенным методом обеззараживания в настоящее время является озонирование. Озон относится к нестойким соединениям, в воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кислорода, с этим связана его сильная окислительная способность. В процессе его разложения образуются свободные радикалы ОН и НO₂, обладающие высокими окислительными свойствами.

Принцип работы заключается в воздействии озона на ядро и цитоплазму патогенных микроорганизмов, приводя к их разрушению. К достоинствам применения озона для обеззараживания следует отнести его сильную дезинфекционную и окислительную способности, а также эффективность и против вирусов.

Основными недостатками метода являются технически сложное аппаратурное оформление и высокие эксплуатационные затраты.

В настоящее время широкое применение находит метод обеззараживания с применением ультрафиолетового излучения.

Принцип действия данного метода заключается в следующем: сточные воды пропускают через корпус, в котором находятся ультрафиолетовые лампы. Под их действием клетки микроорганизмов перестают делиться и погибают. Воздействие ультрафиолетом считается быстрым методом, поскольку лампы работают безостановочно. Наблюдается также смягчение, проходящей через систему воды. УФ-лампы имеют высокое дезинфицирующее действие. Для защиты от влажной среды их располагают в специальных кварцевых отделениях.

К достоинствам данного метода можно отнести то, что его применение:

• не требует хранения и транспортировки химикатов;

• исключает образование побочных продуктов;

• эффективно против цист;

• экологически безопасно.

Недостатками этого метода являются:

• большие затраты на оборудование и техническое обслуживание;

• высокие энергетические затраты;

• зависимость дезинфицирующей активности от мутности воды, ее жесткости (образования отложений на поверхности лампы), осаждения органических загрязнений на поверхности лампы, а также колебаний в электрической сети, влияющих на изменение длины волны;

• отсутствие возможности оперативного контроля эффективности обеззараживания воды;

• эксплуатационные затраты на промывку(1 раз в 3 месяца) и замену ламп (1 раз в 6 месяцев).

Метод обеззараживания ультразвуком впервые был предложен в 1928 году. Механизм ультразвука до конца пока еще не изучен. Есть некие предположения:

- ультразвук вызывает образование пустот в завихренной части, это и приводит к разрыву клеточных стенок бактерий;

- ультразвук вызывает выделение растворенного в воде газа, а пузырьки от газа, оказавшиеся в бактериальной клетке, вызывают разрыв клетки.

Превосходством применения ультразвука перед остальными методами обеззараживания сточных вод является его нечувствительность к таким моментам, как высокая мутность и цветность воды, количество микроорганизмов и присутствие в воде растворенных веществ. Основным параметром , который оказывает большое влияние на эффективность обеззараживание сточных вод ультразвуком является интенсивность ультразвуковых колебаний.

К недостаткам следует отнести применение данного способа обеззараживания только для ОС с небольшой производительностью. Для более его широкого применения требуется разработка аппаратурного оформления, технологии.

Проанализировав достоинства и недостатки вышеизложенных методов обеззараживания и с учетом возросших требований к качеству очищенных сточных вод, можно сделать вывод, что ни один из перечисленных методов не гарантирует полную надежность обеззараживания. В связи с чем, рекомендуется использовать комбинирование различных методов, например, хлорирование с озонированием, ультрафиолетовое облучение с обработкой ультразвуковыми волнами, или применять параллельно с физическими также и химические способы дезинфекции.

Литература

1) Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. - М.: АСВ, 2006

2)Учебное пособие для студентов заочного отделения факультета «Водоснабжение и водоотведение» : Учеб. Пособие - М : Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008 - 488с.

3) Практический журнал «Водоснабжение и водоотведение»- №3/13 - 2013 - С.20 - 25