bbk 000000

УДК 628.16.085

Гусева О. А., Герасимов М. М., Смирнов А. Д.

Модернизация процесса вторичного обеззараживания воды в системе очистки (на примере р. Амура)

Аннотация

Представлены результаты исследования различных режимов обеззараживания воды (хлорирования, ультрафиолетового облучения) на специальном пилотном испытательном комплексе. Приведены данные вирусологического и бактериологического анализа воды в условиях фонового и высокого микробиологического загрязнения р. Амура.

Ключевые слова:

хлорирование , технологическая схема очистки , ультрафиолетовое обеззараживание , микробиологические показатели , вирусы , высокое микробиологическое загрязнение

Скачать статью в журнальной верстке PDF

Системы очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения включают в себя, как правило, двухступенчатое обеззараживание хлором. В оследнее время в связи с ухудшением качества воды источников водоснабжения, в том числе по бактериологическим и вирусологическим показателям [1], все большее внимание уделяется комбинированным способам обеззараживания воды. Наиболее эффективно комбинировать методы ультрафиолетового облучения с хлорированием в системах водоподготовки.

Для проведения исследований ОАО «НИИ ВОДГЕО» был разработан и сконструирован пилотный испытательный комплекс производительностью до 12 м³/сут, позволяющий моделировать процесс очистки воды (рис. 1, 2). Испытания проводились в динамическом режиме в зимний период в условиях фонового и высокого (искусственно смоделированного) микробиологического загрязнения р. Амура. Технологические схемы очистки воды представлены на рис. 3.

По результатам пробной коагуляции были выбраны марки и дозы реагентов [2]: коагулянт – оксихлорид алюминия дозой 4 мг/л, флокулянт – Праестол 650 TR дозой 0,05 мг/л.

В период испытаний речная вода во всех технологических схемах хлорировалась дозой хлора порядка 3 мг/л. Величина остаточного свободного хлора после отстойников поддерживалась на уровне не менее 0,3 мг/л [2]. Вторичное хлорирование производилось с учетом хлорпоглощаемости очищенной воды до концентрации остаточного хлора 0,8–1,2 мг/л (по связанному хлору) [2]. Доза УФ-облучения составляла 32 мДж/см² [3; 4].

Отбор проб воды на исследование по микробиологическим показателям осуществлялся после основных блоков технологической схемы очистки, по физико-химическим показателям – перед поступлением на испытательный комплекс (речная вода) и в конце технологической схемы (после стадии механического фильтрования). Анализ результатов проб воды по физико-химическим показателям показал, что очищенная вода соответствовала нормативным требованиям [5] в течение всего периода исследований (табл. 1).

При испытании технологических схем с системами обеззараживания «I Cl₂ – II Cl₂»и «I Cl₂ – II (УФО + Cl₂)» при фоновом уровне микробиологического загрязнения р. Амура вода после стадии вторичного обеззараживания как хлором, так и УФ-облучением соответствовала требованиям СанПиН [5] по всем анализируемым показателям независимо от последовательности стадий (УФО + Сl₂ или Сl₂ + УФО). Однако наблюдался проскок микробиологического загрязнения по показателю клостридии после стадии первичного обеззараживания хлором (рис. 4), оцениваемого после механического фильтрования.

Данные анализа проб воды на наличие вирусов (табл. 2) указывают на малую эффективность стандартно применяемого для их удаления двойного хлорирования. Введение на стадии вторичного обеззараживания УФ-облучения позволило полностью удалить из очищаемой воды загрязнения по данному показателю. Высокая эффективность удаления вирусов наблюдалась независимо от последовательности технологических операций на стадии вторичного обеззараживания. Однако система обеззараживания с использованием варианта УФО + Сl₂ обладала преимуществом, так как в этом случае на стадии УФ-облучения наблюдался основной вирулицидный эффект, а последующее хлорирование обеспечивало бактериостатирование питьевой воды.

Для оценки надежности способа вторичного обеззараживания (хлорирования и комбинации УФ-облучения с хлорированием) проведены испытания с моделированием повышенного содержания колифагов в речной воде, подаваемой на пилотный испытательный комплекс. Для этого в трубопровод речной воды, подаваемой на пилотный комплекс, дозировался раствор, содержащий колифаги. Величина исходного микробиологического загрязнения оценивалась сразу после смешения модельного раствора с исходной водой и через 1 час после начала работы.

Анализ результатов исследований показал, что вторичное хлорирование оказалось неэффективным при высоком микробиологическом загрязнении воды, в том числе при содержании в воде перед финишным обеззараживанием колифагов (на уровне 16,1 БОЕ/100 мл) и клостридий, количество которых после вторичного хлорирования практически не изменялось. По остальным показателям (ОМЧ, ОКБ и ТКБ) вода после стадии вторичного хлорирования соответствовала требованиям СанПиН [5] (табл. 3).

Дооснащение технологической схемы стандартного вторичного хлорирования стадией УФ-обеззараживания позволило получить воду, удовлетворяющую требованиям СанПиН [5] по всем исследуемым микробиологическим показателям. Следует отметить, что ни клостридий, ни колифагов в воде после УФ-облучения обнаружено не было.

Выводы

Сравнение технологических схем очистки воды с двойным хлорированием и схем с первичным хлорированием и комбинированным вторичным обеззараживанием в период фонового микробиологического загрязнения р. Амура показало близкую эффективность их работы в отношении снижения наиболее распространенных показателей (ОМЧ, ОКБ, ТКБ, клостридии, колифаги).

Вирусологическое исследование проб воды в период фонового загрязнения р. Амура свидетельствовало о недостаточной эффективности технологических схем, использующих стандартное двойное хлорирование. Схемы очистки воды с комбинацией УФ-облучения и хлорирования на стадии вторичного обеззараживания позволяют получить оду, безопасную для потребителя по данному показателю.

При высоком уровне микробиологического загрязнения стандартные схемы с двойным хлорированием не способны обеспечить нормативное качество очищенной воды по таким показателям, как клостридии и колифаги.

Дооснащение стандартной схемы обеззараживания воды блоком УФ-облучения позволяет достичь нормативного уровня качества питьевой воды в широком диапазоне исходных значений исследуемых микробиологических показателей.

Список литературы

1. Онищенко Г. Г. Эффек­тивное обеззараживание воды – основа профилактики инфекционных заболеваний // Водоснабжение и сан. техника. 2005. № 12, ч. 1.
2. Методики проведения технологических изысканий и мо­делирования процессов очистки воды на водопровод­ных станциях: ОАО «НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды», ООО «Водкоммунтех». – М.: ГУП «ВИМИ», 2001.
3. МУ 2.1.4.719-98. Санитарный надзор за применением ульт­рафиолетового излучения в технологии подготовки пить­евой воды. – М.: Минздрав России, 1998.
4. МУК 4.3.2030-05. Санитар­но-вирусологический конт­роль эффективности обеззараживания питьевых и сточных вод УФ-облучени­ем. – М.: Мин­здрав России, 2005.
5. СанПиН 2.1.4.1074-01. Пить­евая вода. Гигиенические тре­бования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М.: Минздрав России, 2002.