Введение к работе
Актуальность работы. Вследствие прогрессирующего антропогенного загрязнения водного бассейна проблема эффективной и экономичной очистки природных вод для питьевых, целей имеет важное народно-хозяйственное, социальное и санитарно-гигиеническое значение.
Среди известных окислительных методов обработки воды важное место принадлежит хлорированию. Однако жидкий хлор, повсеместно используемый в практике подготовки питьевой воды, является сильнодействующим ядовитым и взрывоопасным веществом, что требует применения специальных мер по обеспечению техники безопасности при работе, хранении м транспортировке. Серьезным недостатком традиционной технологии является необходимость функционирования щелочного хозяйства. Это усложняет геммологию и увеличивает затраты на очистку. Кроме того, при хлорировании природных вод образуются опасные для здоровья галогенсодержащие органические соединения.
Одним из путей повышения безопасности процесса хлорирования является замена жидкого хлора менее токсичным хлорсодержащим де-эннфектантом, достаточно доступным, сравнительно дешевым и не уступающим по эффективности воздействия. Таким реагентом является технический гипохлорит натрия, производимый промышленностью, что делает экономически приемлемым его использование на крупных водоочистных комплексах.
Отсутствие аналога в практике водоснабжения не позволяет прогнозировать влияние хлорирования техническим гипохлоритом натрия на процессы последующей обработки воды (коагуляцию, сорбцию) и качество питьевой воды в случае обеззараживания сильноэагряз-ненных вод. В то же время, замена жидкого хлора техническим гипохлоритом натрия целесообразна при условии как минимум равноценных результатов обработки.
Цель и задачи. Цель диссертационной работы - научно обосновать, разработать и внедрить технологию подготовки води с использованием технического гипохлорита натрия. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
провести гигиеническую оценку технического гипохлорита натрия с целью выяснения принципиальной возможности его использования в питьевом водоснабжении;
сравнить технологии подготовки питьевой воды, использующие жидкий хлор и технический гипохлорит натрия по важнейшим показателям: эффективности процесса коагуляции, соответствия качества
4 воды ГОСТу "Вода питьевая", а также коррозионной активности воды;
провести опытно-промышленные испытания технологии с использованием гипохлорита натрия;
выбрать аппаратурное оформление и средства автоматизации;
осуществить технико-экономическую, экологическую и социальную оценку технологии с использованием технического гипохлорита натрия.
Научная новизна:
проведено комплексное исследование технологий подготовки питьевой вода, использующих в качестве окислителя и дезинфектанта жидкий хлор и гипохлорит натрия по важнейшим показателям: хлор-поглощаемости речной воды, эффективности процесса коагуляции и соответствия качества воды ГОСТу;
установлены закономерности и особенности процесса коррозии стальных труб в зависимости от типа используемого дезинфектанта, качества воды и гидродинамического режима;
выявлено влияние состава органических и минеральных примесей, температуры и рН воды, дозы активного хлора и времени года на содержание галогенорганических соединений в питьевой воде при хлорировании техническим гипохлоритом натрия;
осуществлена гигиеническая оценка технического гипохлорита натрия. Установлена доза бактерицидного эффекта и уровень токсичности обработанной воды.
Практическая ценность. Разработана и внедрена на водоочистной станции г.Кемерова производительностью 30 тыс.м3/сут.технология подготовки питьевой воды, базирующаяся на использовании в качестве окислителя и дезинфектанта технического гипохлорита натрия. Экономический эффект от внедрения технологии составляет, около 38 млрд.рублей. Эколого-экономический эффчкт от предетвращения ущерба окружающей среде - более I млрд. рублей в год. Социальный эффект - повышение качества питьевой воды за счет снижения на 15-37 % содержания опасных для здоровья галогенорганических соединений.
Апробация работы. Основные результаты, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на Республиканском.семинаре "Новые технологические решения в практике водоснабжения и водоотведения" (г.Москва,1993), совещании заведукхцих физико-химическими лабораториями предприятий ВЮС (г.Санкт-Петербург,1994), Международном симпозиуме "физические проблемы экологии,природопользования и
ресурсосбережения"{г.Ижевск,1994), Международной конференции "Проблемы реформирования региональной экономики'Чг.Кемерово, 1994),Международном конгрессе "Вода:экология и технология" (г.Москва,1994).
Публикации. По материалам диссертации имеется 9 публикаций (6 статей и 3 тезиса докладов на Международных форумах).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитируемой литературы, насчитывающего 123 библиографических наименований и приложения. Работа изложена на страницах, содержит 31 рисунок и 29 таблиц.
Положения, выносимые на защиту:
результаты экспериментальных исследований технологий подготовки питьевой воды при хлорировании жидким хлором и гипохлори-том натрия по важнейшим показателям;
данные гигиенической оценки технического гипохлорита натрия;
результаты изучения коррозионной активности питьевой воды при обеззараживании иидким хлором и техническим гипохлоритом натрия;
-_ технология и аппаратурное оформление процесса подготовки питьевой воды из сшГіНозагрязненного источника водоснабжения с использованием в качестве окислителя и дезинфектанта технического гипохлорита натрия.