Материал: Сравнение методов обеззараживания сточных вод
Озонированная вода поступает в карман (отсек) и отводится по трубе 12 в резервуар чистой воды.
Расход электроэнергии на производство озона колеблется в широких пределах и в значительной степени зависит от применения и степени осушения воздуха. При хорошо осушенном воздухе расход энергии составляет 13-29 квт-ч на 1 кг озона; при отсутствии осушения он возрастает в 2-3 раза.
Проведенные исследования и опыт показывают возможность использования озона для борьбы с вирусами. Озонирование успешно используется также для обесцвечивания воды, борьбы с запахами и привкусами в ней. В ряде случаев применение озона является целесообразным: для комплексного решения указанных задач- обеззараживания, обесцвечивания, борьбы с привкусами и запахами. Наконец, озонирование может использоваться для удаления из воды солей железа и марганца[1].
Ультрафиолетовое обеззараживание
Уничтожение бактерий, находящихся в воде, может быть достигнуто путем обработки воды ультрафиолетовыми лучами. Бактерицидным действием обладают в основном ультрафиолетовые лучи с длиной волны в промежутке 2200-2800 А.
Различные виды бактерий имеют различную степень сопротивляемости действию бактерицидных лучей, что учитывается коэффициентом сопротивляемости бактерий, определяемым в результате исследований.
Процесс обеззараживания воды бактерицидными лучами осуществляется на специальных установках, в которых вода относительно тонким слоем обтекает источники бактерицидного излучения - ртутно-кварцевые или аргонно-ртутные лампы. Вода, подвергаемая облучению, должна обладать наибольшей проницаемостью для бактерицидных лучей, т. е. быть возможно более прозрачной.
Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова разработаны технологические схемы, методы расчета и ряд аппаратов для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами (для станций небольшой производительности).
Обеззараживающие установки устраиваются напорными и безнапорными.
На рис.3 представлено схематическое устройство напорной обеззараживающей установки, состоящей из нескольких (двух-пяти) камер 1, по которым последовательно проходит обрабатываемая вода. В каждой камере установлена ртутно-кварцевая лампа 2, заключенная в цилиндрический кварцевый кожух 3. Вода, попадая в камеру, направляется радиально расположенными перегородками 4, обеспечивающими ее перемешивание и прохождение вблизи ламп.
Метод обеззараживания воды бактерицидными лучами
имеет ряд преимуществ по сравнению с методом хлорирования: относительная
простота эксплуатации, отсутствие необходимости введения в дезинфицируемую воду
каких-либо реагентов, отсутствие ухудшения вкусовых качеств воды.
Рис.3.Напорная УФ-обеззараживающая установка.
Расход электроэнергии на облучение составляет для подземных вод 10-15 Вт-ч/м3, для осветленных поверхностных вод - до 30 Вт-ч/м3.
Стоимость обеззараживания воды бактерицидными лучами не превышает стоимости хлорирования.
К недостаткам метода следует отнести отсутствие
простых и надежных способов контроля за эффектом обеззараживания и
невозможность использования метода для обеззараживания вод, отличающихся
повышенной мутностью и цветностью[1].
Результаты
исследований.
В результате исследований был выявлен ряд достоинств и недостатков вышеперечисленных методов.
Обеззараживание воды хлорированием.
Метод обеззараживания воды путем добавления в нее хлора используется в нашей стране с давнего времени как наиболее дешевый способ. Добавление хлора в воду приводит к химическим реакциям с веществами, находящимися в воде. Обеззараживание микроорганизмов (их отравление) происходит в результате химических реакций взаимодействия хлора с органическими веществами, из которых состоят микроорганизмы. Концентрации хлора в воде для обеззараживания от различных видов микроорганизмов отличаются в 50 раз.
Достоинства хлорирования воды:
. Простота метода;
2. Эффективность хлорирования;
. «Попутное» удаление неприятного привкуса и запаха воды;
. Предотвращение роста водорослей и биообрастание фильтров;
. Высокая экономичность метода (по сравнению с озонированием).
Недостатки метода обеззараживания воды хлором:
. Наличие хлорорганических веществ в питьевой воде, являющихся результатом взаимодействия хлора с органическими веществами, что весьма опасно и может приводить, в частности, к канцерогенным заболеваниям.
2. Хлор в допустимых дозах убивает не все виды микроорганизмов. Стойкими к хлору являются, например, вирусы. Если выбирать дозу хлора для уничтожения всех микроорганизмов, то превышение допустимых концентраций остаточного хлора будет опасным и для здоровья человека.
. Хлорированная вода подается потребителю по трубам от места хлорирования. Трубопровод вносит дополнительное заражение, что требует повышение доз хлорирования.
. Эффективность обеззараживания хлором зависит от рН и температуры воды.
. Экологическую опасность для обслуживающего персонала и окружающих представляет реагентное хозяйство, подвоз и хранение хлора.
Обеззараживание воды озонированием.
Для обеззараживания воды используются озонаторы, создающие озон в результате высоковольтного разряда. Озон уничтожает микроорганизмы в результате повреждения их клеточных оболочек.
Достоинства обеззараживания воды озоном:
1. Экологичность. После использования газ сам распадается на молекулы кислорода и не оказывает пагубного воздействия на окружающую среду;
2. Отсутствие дополнительных запахов и вкусов. Обладая специфическим запахом, озон не передает его обрабатываемой среде;
. Сильные окислительные свойства. Озон способен уничтожать бактерии, вирусы, плесневые грибы патогенные микроорганизмы. Он эффективен даже при условии его невысокой концентрации в обрабатываемом пространстве;
. Не требует транспортировки. Озон, в отличие от других химических дезинфекторов, не требует транспортировки и вырабатывается непосредственно на месте его применения.
Недостатки технологии обеззараживания воды озонированием:
1. Использование опасного высоковольтного (до 3 кВ) и сложного оборудования.
2. Высокая стоимость озонаторов.
. Воду нельзя употреблять сразу. В течение одного-двух часов в воде сохраняется остаточный озон.
. При наличии в воде растворенной органики могут образовываться так называемые «озониды», некоторые из которых опасны для здоровья.
Обеззараживание УФ облучением.
В отличие от приведенных выше методов обеззараживания, этот метод является физическим. Вода проходит через камеру обеззараживания установки, в которой подвергается воздействию бактерицидного УФ облучения. Гибель микроорганизмов происходит в результате поражения структуры ДНК, ответственной за наследственные механизмы.
Особенности УФ обеззараживания воды:
. Все виды микроорганизмов, включая вирусы, уничтожаются УФ излучением. Безвредно для потребителя применяются большие дозы УФ облучения воды для уничтожения самых устойчивых форм микроорганизмов.
2. Обладает мгновенным действием - не требует контактных резервуаров. Обеззараженная УФ излучением вода пригодна к использованию сразу же.
.