1.2.4.Возможность утечки хлора при использовании напорных хлораторов. Ввиду ядовитости хлора утечка его представляет опасность для обслуживающего персонала.
1.2.5.Необходимость хранения большого запаса хлора на станциях. Так как из одного баллона (при комнатной температуре) может быть получено лишь около 0,5-0,7 кг хлора в час, то при большом общем расходе хлора может возникнуть необходимость одновременного использования значительного числа баллонов. Во избежание этого принимают меры по увеличению съема хлора, обогревая баллоны нагретым воздухом или водой. Однако на крупных станциях этих мероприятий оказывается все же недостаточно и приходится менять более емкую тару.
1.2.6.Соблюдение особых правил при устройстве хлораторных установок. При проектировании и эксплуатации хлораторных установок надо учитывать требования, направленные на предохранение обслуживающего персонала очистной станции от вредного действия хлора.
1.2.7. Наиболее существенным из перечисленных недостатков является способность хлора в случае его утечки поражать не только обслуживающий персонал, но и население прилегающей к водоочистной станции территории. Эта его способность обусловлена летучестью и ядовитыми свойствами хлора. Газ хлор настолько ядовит и способен распространяться по территории, что раньше использовался в качестве боевого отравляющего вещества.
В связи с изложенным хранение его на складах представляет реальную опасность для городов и населённых пунктов. В крупных городах опасность усугубляется тем, что ядовитый газ хранится под давлением в значительных количествах (до 100 тонн) на водоочистных станциях, очень часто расположенных в черте города.
Эти обстоятельства, а также принятый недавно федеральный закон «О промышленной безопасности производственных объектов», предусматривающий страхование потенциально опасных производств и взимание страховых взносов с потребителей сжиженного хлора в размере до 70000 минимальных оплат труда, обусловливают необходимость поиска альтернативных хлору вариантов обеззараживания воды.
1.2.8. Одним из недостатков хлорирования воды является образование побочных продуктов – галогенсодержащих соединений (ГСС), большую часть которых составляют тригалометаны (ТГМ): хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Образование тригалометанов обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами природного происхождения. Процесс образования тригалометанов растянут во времени до нескольких десятков часов, а их количество при прочих равных условиях тем больше, чем выше рН воды. Поэтому применение гипохлорита натрия или кальция для дезинфекции воды вместо молекулярного хлора не снижает, а значительно увеличивает вероятность образования тригалометанов. Наиболее рациональным методом уменьшения побочных продуктов хлорирования является снижение концентрации органических веществ – предшественников тригалометанов на стадиях очистки воды до хлорирования.
В настоящее время предельно допустимые концентрации для веществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различных развитых странах в пределах от 0,06 до 0,2 мг/л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья. Научная дискуссия о способности этих веществ вызывать рак и проявлять мутагенную активность, длившаяся в США в течение многих лет, завершилась признанием их безопасности в указанном выше диапазоне концентраций.
Однако, безусловно, уменьшение концентрации побочных продуктов хлорирования, точно так же, как и побочных продуктов озонирования, представляющих гораздо большую опасность (см. таблицу 1), чем побочные продукты хлорирования, является одной из основных причин поиска новых технологий и средств обеззараживания питьевой воды. В таблице 1 приведены сведения о достоинствах и недостатках известных основных и альтернативных методов и технологий обеззараживания воды.
Таблица 1.
Характеристики некоторых дезинфектантов воды
|
Наименование и характеристика дезинфектанта |
Достоинства |
Недостатки | |
Основные дезинфектанты | |
Хлор Применяется в газообразном виде, требует соблюдения строжайших мер безопасности |
• эффективный окислитель и дезинфектант • эффективен для удаления неприятного вкуса и запахов • обладает последействием • предотвращает рост водорослей и биообрастаний • разрушает органические соединения (фенолы) • окисляет железо и магний • разрушает сульфид водорода, цианиды, аммиак и другие соединения азота |
• повышенные требования к перевозке и хранению • потенциальный риск здоровью в случае утечки • образование побочных продуктов дезинфекции - тригалометанов (ТГМ) • образует броматы и броморганические побочные продукты дезинфекции в присутствии бромидов | |
Гипохлорит натрия Применяется в жидком виде (товарная концентрация растворов - 10 -12%), возможно получение на месте применения электрохимическим способом. |
• эффективен против большинства болезнетворных микроорганизмов • относительно безопасен при хранении и использовании • при получении на месте не требует транспортировки и хранения опасных химикатов. |
• неэффективен против цист (Giardia, Cryptosporidium) • теряет активность при длительном хранении • потенциальная опасность выделения газообразного хлора при хранении • образует побочные продукты дизинфекции, включая тригалометаны, в том числе бромоформ и броматы в присутствии бромидов • при получении на месте требует либо немедленного использования, либо, для обеспечения возможности хранения, специальных мер по очистке исходной воды и соли от ионов тяжелых металлов • при хранении растворов NaClO с концентрацией активного хлора более 450 мг/л и рН более 9 происходит накопление хлоратов | |
Диоксид хлора Получают только на месте применения. В настоящее время считается самым эффективным дезинфектантом из хлорсодержащих реагентов для обработки воды при повышенных рН. |
• работает при пониженных дозах • не образует хлораминов • не способствует образованию тригалометанов • разрушает фенолы - источник неприятного вкуса и запаха • эффективный окислитель и дезинфектант для всех видов микроорганизмов, включая цисты (Giardia, Cryptosporidium) и вирусов • не образует броматов и броморганических побочных продуктов дезинфекции в присутствии бромидов • способствует удалению из воды железа и магния путем их быстрого окисления и осаждения оксидов |
• обязательно получение на месте применения • требует перевозки и хранения легковоспламеняющихся исходных веществ • образует хлораты и хлориты • в сочетании с некоторыми материалами и веществами приводит к проявлению специфического запаха и вкуса | |
Хлорамин Образуется при взаимодействии аммиака с соединениями активного хлора, используется как дезинфектант пролонгированного действия |
• обладает устойчивым и долговременным последействием • способствует удалению неприятного вкуса и запаха • снижает уровень образования тригалометанов и других хлорорганических побочных продуктов дезинфекции • предотвращает образование биообрастаний в системах распределения |
• слабый дезинфектант и окислитель по сравнению с хлором • неэффективен против вирусов и цист (Giardia, Cryptosporidium) • для дезинфекции требуются высокие дозировки и пролонгированное время контакта • представляет опасность для больных, пользующихся диализаторами, т.к. способен проникать сквозь мембрану диализатора и поражать эритроциты • образует азотсодержащие побочные продукты | |
Альтернативные дезинфектанты | |
Озон Используется на протяжении нескольких десятков лет в некоторых европейских странах для дезинфекции, удаления цвета, улучшения вкуса и устранения запаха |
• сильный дезинфектант и окислитель • очень эффективен против вирусов • наиболее эффективен против Giardia, Cryptosporidium, а также любой другой патогенной микрофлоры • способствует удалению мутности из воды • удаляет посторонние привкусы и запахи • не образует хлорсодержащих тригалометанов |
• образует побочные продукты, включающие: альдегиды, кетоны, органические кислоты, бромсодержащие тригалометаны (включая бромоформ), броматы (в присутствии бромидов), пероксиды, бромуксусную кислоту • необходимость использования биологически активных фильтров для удаления образующихся побочных продуктов • не обеспечивает остаточного дезинфицирующего действия • требует высоких начальных затрат на оборудование • значительные затраты на обучение операторов и обслуживание установок • озон, реагируя со сложными органическими соединениями, расщепляет их на фрагменты, являющиеся питательной средой для микроорганизмов в системах распределения воды | |
Ультрафиолет Процесс заключается в облучении воды ультрафиолетом, способным убивать различные типы микроорганизмов |
• не требует хранения и транспортировки химикатов • не образует побочных продуктов • эффективен против цист (Giardia, Cryptosporidium) |
• нет остаточного действия • требует больших затрат на оборудование и техническое обслуживание • требует высоких операционных (энергетических) затрат • дезинфицирующая активность зависит 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. • отсутствует возможность оперативного контроля эффективности обеззараживания воды | |
