Хлорирование питьевой воды. Хлорирование и промывка сетей водоснабжения Vi

(

• Немного истории
• Методы хлорирования воды
• Дехлорирование воды
• Электрохимические анализаторы

Немного истории

История применения веществ, содержащих активный хлор, насчитывает более двух столетий. Вскоре после открытия шведским химиком Шееле в 1774 году хлора обнаружилось, что под воздействием этого газа желтоватые и некрасивые ткани из растительных волокон (льна или хлопка), предварительно смоченные водой, приобретают замечательную белизну. После этого открытия в 1785 году французский химик Клод Луи Бертолле применил хлор для беления тканей и бумаги в промышленном масштабе.
В 19 веке было обнаружено, что «хлорная вода» (так в то время называли результат взаимодействия хлора с водой) обладает не только отбеливающим, но и дезинфицирующим действием. В 1846 году одном из госпиталей Вены для врачей была введена практика ополаскивать руки «хлорной водой». Это было первое применение хлора в качестве дезинфицирующего средства.
В 1888 году на Международном гигиеническом конгрессе в Вене было признано, что заразные болезни, в том числе холера, могут распространяться с питьевой водой. С этого момента начались планомерные поиски наиболее эффективного способа обеззараживания воды. И когда в больших городах появился водопровод, хлору нашли новое применение - дезинфицировать питьевую воду. Впервые для этой цели его применили в Нью-Йорке в 1895 году. В России впервые хлор для обеззараживания питьевой воды был применен в начале 20-го века в Петербурге.
Хлорирование оказалось самым простым и дешевым способом обеззараживания воды, поэтому быстро распространилось по миру. Сейчас можно сказать, что традиционным методом обеззараживания питьевой воды, принятым во всем мире (в 99 случаев из 100), является именно хлорирование, и сегодня для хлорирования воды ежегодно расходуют сотни тысяч тонн хлора. Например, в США хлорированию подвергается более 98% воды и для этих целей используют в среднем в год около 500 тыс. тонн хлора. В России - 99% и до 100 тыс.тонн. В существующей практике обеззараживания питьевой воды хлорирование используется наиболее часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами, поскольку это единственный способ, обеспечивающий микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети в любой момент времени благодаря эффекту последействия хлора.

«Хлорная вода» и хлорноватистая кислота

Сейчас нам хорошо известно, что хлор, реагируя с водой, образует не «хлорную воду», а хлорноватистую кислоту (HClO ) - первое вещество, полученное химиками, которое содержало активный хлор.
Из уравнения реакции:

HClO + HCl ↔ Cl 2 + H 2 O

Следует, что теоретически из 52,5 г чистой HClO можно получить 71 г Cl 2 , то есть хлорноватистая кислота содержит 135,2% активного хлора. Но эта кислота неустойчива: максимально возможная ее концентрация в растворе - не более 30%.
Скорость и направление распада хлорноватистой кислоты зависит от условий:
в кислой среде при комнатной температуре идет медленная реакция:

4HClO → 2Cl 2 + O 2 + 2H 2 O ,

В присутствии соляной кислоты в растворе быстро устанавливается равновесие:

HClO + HCl ↔ Cl 2 + H 2 O , сильно сдвинутое вправо.

В слабокислых и нейтральных растворах идет распад хлорноватистой кислоты:

2HClO → O 2 + 2HCl , ускоряемый видимым светом.

В слабощелочных средах, особенно при повышенной температуре, идет реакция диспропорционирования с образованием хлорат-ионов:

.

Поэтому реально водные растворы хлора содержат лишь незначительные количества хлорноватистой кислоты и активного хлора в них немного.
В сильнощелочной среде (pH > 10), когда гидролиз гипохлорит-иона подавлен, разложение происходит следующим образом:

2OCl - → 2Cl - + O 2

В среде со значением рН от 5 до 10, когда концентрация хлорноватистой кислоты в растворе заметно выше, разложение идет по следующей схеме:

2HClO + ClO - → ClO 3 - + 2H + + 2Cl -
HOCl + ClO - → O 2 + 2Cl - + H +

При дальнейшем уменьшении рН, когда в растворе уже нет ClO - ионов, разложение идет следующим путем:

3HClO → ClO 3 - + 2Cl - + 3H +
2HClO → O 2 + 2Cl - + 2H +

В конце концов, когда рН раствора ниже 3, разложение будет сопровождаться выделением молекулярного хлора:

4HClO → 2Cl 2 + O 2 + H 2 O

Как резюме вышенаписанному можно сказать, что при рН выше 10 происходит кислородное разложение, при рН 5-10 - кислородное и хлоратное, при рН 3-5 - хлорное и хлоратное, при рН меньше 3 - хлорное разложение растворов хлорноватистой кислоты.

Бактерицидные свойства хлора и хлорноватистой кислоты

Хлор легко растворяется в воде, убивая в ней все живое. Мы выяснили, что после смешения газообразного хлора с водой в водном растворе устанавливается равновесие:

Cl 2 + H 2 O ↔ HClO + HCl

НОСl ↔ Н + + ОСl -

Наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах хлора и получающиеся в результате ее диссоциации анионы ОСl - обладают сильными бактерицидными свойствами. При этом выяснилось, что свободная хлорноватистая кислота почти в 300 раз более активна, чем гипохлорит-ионы ClO - . Объясняется это уникальной способностью HClO проникать в бактерии через их мембраны. Кроме того, как мы уже указывали, хлорноватистая кислота подвержена разложению на свету:

2HClO → 2 1 O 2 + 2HCl → О 2 + HCl

С образованием хлористоводородной кислоты и атомарного (синглетного ) кислорода (в качестве промежуточного вещества), который является сильнейшим окислителем.

Реакция с белками
Хлорноватистая кислота реагирует с аминокислотами с боковой аминогруппой, замещая водород аминогруппы на хлор. Хлорированные аминокислоты быстро распадаются, если они не состоят в белках, в белках состоящие хлорированные аминокислоты намного более долговечны. Тем не менее, уменьшение числа аминогрупп в белке из-за их хлорирования увеличивает скорость расщепления последнего на аминокислоты.
Кроме того было обнаружено, что хлорноватистая кислота является эффективным ингибитором сульфгидрильных групп, и в достаточном количестве она может полностью инактивировать белки, содержащие аминокислоты с этими группами. Оксидируя сульфгидрильные группы, хлорноватистая кислота препятствует образованию дисульфидных мостиков, которые ответственны за сшивание белков. Установлено, что хлорноватистая кислота может 4 раза оксидировать аминокислоту с сульфгидрильной группой: 3 раза реагировать с -SH группой давая R-SOH, R-SO 2 H и R-SO 3 H производные, а 4-ый раз - с аминогруппой в альфа- положении. Каждое из первых трех промежуточных соединений может конденсироваться с другой сульфгидрильной группой и привести к слипанию белков.

Реакция с нуклеиновыми кислотами
Хлорноватистая кислота реагирует как с ДНК и РНК, так и с отдельными нуклеотидами. Реакция с гетероциклическими NH- группами более быстрая, нежели реакция с аминогруппой не в гетероцикле, поэтому наиболее быстрая реакция происходит с теми нуклеотидами, которые имеют гетероциклические NH- группы - гуанозинмонофосфатом и тимидинмонофосфатом. Реакция уридинмонофосфата, у которого хотя и есть гетероциклическая NH- группа, но происходит очень медленно. Аденозинмонофосфат и цитизинмонофосфат, не имеющие гетероциклической NH- группы, реагируют боковыми -NH 2 группами достаточно медленно.
Данное взаимодействие хлорноватистой кислоты с нуклеотидами в нуклеокислотах препятствует образованию водородных связей между полинуклеотидными цепями.
Реакция с углеводистым каркасом не происходит, наружная опора молекул остается неповрежденной.

Химические свойства хлора и хлорноватистой кислоты

Поскольку и хлор, и хлорноватистая кислота являются окислителями, они взаимодействуют с восстановителями, присутствующими в воде:

• железом (Fe 2+) , которое обычно присутствует в форме бикарбоната, превращается в хлорид трехвалентного железа, который быстро гидролизуется до гидрооксида железа III:

2Fe (HCO 3) 2 + Cl 2 + Ca(HCO 3) 2 → 2Fe(OH) 3 ↓+ CaCl 2 + 6CO 2 (0,64 мг Cl 2 /мг Fe)

Реакция приводит к снижению значения рН (закислению воды) и протекает при оптимальном значении рН=7. Реакция практически мгновенная для неорганического железа, тогда как для органо-солевых комплексов железа скорость ее замедленна;

• марганцем (Mn 2+) , который обычно присутствует в виде двухвалентного марганца и окисляется до диоксида марганца (IV):

Mn 2+ +Cl 2 + 4OH - → MnO 2 ↓ + 2Cl - + 2H 2 O (1,29 мг Cl 2 /мг Mn) .

Реакция протекает в щелочной среде при значении рН от 8 до 10. Оптимальное значение рН=10;

• сульфидами (S 2 - ) , которые чаще всего встречаются в подземных водах и могут окисляться в зависимости от значения рН воды до серы или серной кислоты:

H 2 S + Cl 2 → S ↓ + 2HCl (2,08 мг Сl 2 /мг H 2 S) или
H 2 S + 4Cl 2 + 4Н 2 О → Н 2 SО 4 + 8HCl (8,34 мг Сl 2 /мг H 2 S) при значении рН=6,4;

• нитритами (NO 2 - ) , которые активно реагируют с образующейся при растворении хлора хлорноватистой кислотой:

NO 2 - + HClO→ NO 3 - + HCl (1,54 мг Сl 2 /мг NO 2 - ) ;

• цианидами (CN - ) , которые также окисляются хлором (хлорноватистой кислотой) при значении рН выше 8,5:

CN - + Cl 2 + 2OH - → CNO - + 2Cl - + H 2 O (2,73 мг Сl 2 /мг СN - ) ;

• бромидами (Br - ) , окисляя их до бромноватистой кислоты:

Br - + HClO → HBrO + Cl - (0,89 мг Cl 2 /мг Br - ) .

2NH 4 + + 3Cl 2 → N 2 + 6Cl - + 8H + (7,6 мг Cl 2 /мг N-NH 4 +) ,

Но реакция имеет чрезвычайно сложный механизм, первые стадии которого приводят к образованию хлораминов:

• монохлорамина: NH 4 + + HOCl → NH 2 Cl + H 3 O + ; (а)
• дихлорамина: NH 2 Cl + HOCl → NHCl 2 + H 2 0; (б)
• трихлорамина: NHCl 2 + HOCl → NCl 3 + H 2 O. (в)

Весь комплекс органических и неорганических хлораминов образует «связанный хлор» , называемый так в противоположность «свободному хлору» . Высвобождение азота происходит при повышенном уровне хлорирования в ходе последующих реакций моно- и дихлорамина (гидролиз, нейтрализация, окисление), При нейтральном значении рН монохлорамин является доминирующей формой, если величина молярного соотношения HOCl: NH 4 + меньше единицы. Это соединение окисляется хлором по реакции:

2NH 2 Cl + HOCl → N 2 + 3HCl + H 2 O (г)

При этом суммраная раекция является результатом сложения уравнений а и г :

2NH 4 + + 3HOCl → N 2 + 3HCl + H 2 O + H 3 O + .

Аппаратурное оформление процесса хлорирования

На станции водоподготовки хлор поставляется в сжиженном состоянии в специализированных контейнерах вместимостью 800 л, баллонах малого и среднего объема по ГОСТ 949. Но для обеззараживания воды применяется хлор в газообразном состоянии. Газообразный хлор получают из жидкого путем его испарения в змеевиковых испарителях, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты с размещенными внутри змеевиками, по которым проходит жидкий хлор. Дозирование полученного газообразного хлора в воду производится через специальные устройства - вакуумные хлораторы.
После введения хлора в обрабатываемую воду должны быть обеспечено хорошее смешение его с водой и достаточная продолжительность его контакта с водой (не менее 30 мин) до подачи воды потребителю. Следует отметить, что вода перед хлорированием должна быть уже подготовленной и, как правило, хлорирование обычно производят перед поступлением осветленной воды в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое время контакта.
Основными преимуществами применения для обеззараживания воды газообразным хлором
являются:

• низкая себестоимость процесса обеззараживания воды;
• простота проведения процесса хлорирования;
• высокая дезинфицирующая способность газообразного хлора;
• хлор воздействует не только на микроорганизмы, но и окисляет органические и неорганические вещества;
• хлор устраняет привкусы и запахи воды, ее цветность, не способствует увеличению мутности.

Однако хлор является сильно действующим ядовитым веществом, относящимся ко второму классу опасности. Содержание Cl 2 в воздухе 6 мг/м 3 оказывает раздражающее действие на дыхательные пути, 12 мг/м 3 переносится с трудом, концентрация выше 100 мг/м 3 опасна для жизни: дыхание становится частым, судорожным, паузы продолжительными, остановка дыхания наступает через 5 - 25 мин. Вдыхание хлора более высокой концентрации может привести к мгновенной смерти в результате рефлекторного торможения дыхательного центра.
ПДК хлора в воздухе рабочей зоны 1,0 мг/м 3 , в атмосфере населенных пунктов разовая 0,1 мг/м 3 , среднесуточная 0,03 мг/м 3 .
Газообразный хлор - сильный окислитель, поддерживает горение многих органических веществ, пожароопасен при контакте с горючими веществами. Скипидар, титан и порошки металлов в атмосфере хлора способны самовозгораться при комнатной температуре. С водородом хлор образует взрывоопасные смеси.
При проектировании, устройстве и эксплуатации хлораторных установок необходимо учитывать требования, направленные на предохранение обслуживающего персонала от вредного действия хлора («Правила по производству, транспортированию, хранению и потреблению хлора» (ПБ 09-594-03), «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и «Правила хранения и транспортировки хлора» (ПБХ-83)).
Подчас затраты на обеспечение безопасности при хлорировании превосходят затраты на собственно хлорирование воды.
В этом плане применение гипохлорита натрия в качестве хлор-агента при хлорировании воды является хорошей альтернативой газообразному хлору. Гипохлориту натрия нами посвящена (« Гипохлорит натрия. Свойства, теория и практика применения » ), там же дано сравнение между процессами хлорирования воды газообразным хлором и гипохлоритом натрия.

Активный, свободный, связанный и остаточный хлор

Для того чтобы понять, сколько нужно дозировать хлора в воду для ее обеззараживания надо разделить понятия активного, свободного, связанного и остаточного хлора.
В общем, принято считать, что активный хлор - это хлор в составе химического соединения, способный при взаимодействии его водного раствора с йодистым калием вытеснять из последнего йод. Содержание активного в хлорсодержащих препаратах характеризует их бактерицидные свойства.
Однако, как выяснили раньше, количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не только по количеству болезнетворных бактерий, но и по общему количеству способных к окислению органических веществ, микроорганизмов, а также неорганических веществ, находящихся в хлорируемой воде. Поэтому правильное определение вносимой дозы активного хлора является исключительно важным: недостаток хлора может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия, а его излишек приведет к ухудшению органолептических качеств воды. Поэтому доза активного хлора (хлоропотребление) должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств обрабатываемой воды на основании лабораторной проверки.
Лучше всего, если при проектировании установки хлор-обеззараживания воды расчетная доза активного хлора будет приниматься, исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения, например, в период паводков.
Остаточный хлор - хлор, оставшийся в воде после введенной дозы и после окисления находящихся в воде веществ. Он может быть свободным и связанным , т.е. представлен различными формами хлора. Именно остаточный хлор является - показателем достаточности принятой дозы хлора. Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3 - 0,5 мг/л.
Свободный хлор - часть остаточного хлора, присутствующая в воде в виде хлорноватистой кислоты, анионов гипохлоритов или растворенного элементарного хлора.
Связанный хлор - часть остаточного хлора присутствующая в воде в виде неорганических и органических хлораминов.

Расчет дозы активного хлора (хлоропотребления)

Перед тем, как рассказать Вам о расчете дозы активного хлора, следует еще раз напомнить о том, что «... доза активного хлора (хлоропотребление) должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств обрабатываемой воды на основании лабораторной проверки …».
При анализе химических свойств , рассмотренных в рамках этой публикации, мы не зря указывали стехиометрические коэффициенты потребления хлора для каждой из приводимых реакций. Они нам понадобятся для расчета дозы активного хлора.
Ориентировочная суммарная доза активного хлора, необходимая для окисления органических веществ, микроорганизмов, а также неорганических веществ, будет складываться из:

• остаточной дозы хлора (Д х ост)

принимается равной 0,3-0,5 мг/л согласно СанПиН 2.1.4.1074-01.

• дозы хлора для обеззараживания (Д х обез)

принимается согласно СНиП 2.04.02-84 после фильтрования:

• для поверхностных вод - 2-3 мг/л
• для вод подземных источников - 0,7-1 мг/л.
• дозы хлора для окисления двухвалентного железа (Д х Fe )

принимается 0,7 мгCl 2 на 1 мг железа (II) (СНиП 2.04.02 - 84): Д х Fe = 0,7. С Fe , мг/л;

• дозы хлора на окисление марганца (Д х Mn)

принимается 1,29 мг Cl 2 на 1 мг Mn(II) : Д х Mn = 1,29. С Mn , мг/л;
При совместном содержании в воде железа и марганца, как правило, происходит их совместное окисление.

• дозы хлора для окисления сульфидов (Д х S) ; принимается:
• либо 2,08 мг Сl 2 на 1 мгH 2 S : Д х S =2,08. С S , мг/л
• либо 8,34 мг Сl 2 на 1 мгH 2 S, если рН ≤ 6,4: Д х S = 8,34. С S , мг/л;
• дозы хлора для окисления нитритов (Д х NO)

принимается 1,54 мг Сl 2 на 1 мгNO 2 - : Д х NO = 1,54. С NO , мг/л;
Дозы окисления сульфидов и нитритов при их повышенном значении лучше устанавливать на основании данных технологических изысканий.

• дозы хлора для окисления органических веществ (Д х Орг)

При наличии ионов аммония в исходной воде, концентрация остаточного свободного хлора падает из-за образования хлораминов, но общая концентрация остаточного хлора остается неизменной.
Как правило, в протоколах испытаний (анализа) воды концентрацию ионов аммония (NН 4 + ) представляют в пересчёте на азот (N ). Для того чтобы перейти от этой величины к концентрации ионов аммония, необходимо результат анализа по азоту умножить на 1,28; т.е. C NН4 = 1,28 . C N .
Как мы уже указывали, в присутствии остаточного свободного хлора в растворе существуют только дихлорамин (NНCl 2 ) и трихлорамин (NCl 3 ). В отсутствии остаточного свободного хлора - монохлорамин (NН 2 Cl ) и дихлорамин.
Количество активного хлора пошедшего на образование дихлорамина составит: C Cl = 3,94 . C NН4 .
Отсюда следует, что наличие в воде ионов аммония с концентрацией более 0,3 мг/л может полностью перевести свободный хлор в связанное состояние, а содержание общего остаточного хлора при этом может быть предельным (1,2 мг/л). В этой ситуации вести процесс регулирования и аналитического контроля свободного хлора невозможно, поэтому необходимо предпринимать меры по снижению концентрации ионов аммония в исходной воде.

Методы хлорирования воды

Итак, в предыдущих разделах настоящей публикации мы выяснили, что на сегодняшний день хлорирование воды является мероприятием, постоянно осуществ-ляемым на станциях по обработке питьевой воды, очистки сточных бытовых и некоторых производственных вод и на коммунальных водопроводах. Кро-ме того, хлорирование проводится как кратковременное или периоди-ческое мероприятие, необходимое для дезинфекции вводимых в экс-плуатацию участков водопроводной сети, фильтров, резервуаров чис-той воды и т.п.
Что же касается методики хлорирования, то здесь необходимо учитывать це-левое назначение процесса хлорирования, наличие загрязнений, имеющихся в исходной воде, и их характер, а также (что немаловажно) возможные сезонные колебания состава воды. Особое внимание следует уделить специфическим особенностям технологической схемы очистки воды и оборудования, входящего в состав очистных сооружений.
По целям хлорирования существующие методы обработки воды хлором или другими хлорагентами, содержащими активный хлор, можно объединить в две основные группы:

• Предварительное хлорирование (предхлорирование,прехлорирование ).
• Финишное хлорирование (постхлорирование ).

Предварительное хлорирование воды чаще всего используют в качестве средства, улучшающего некоторые процессы очистки воды (например, коагулирование и обезжелезивание), а также как эффективный спо-соб обезвреживания некоторых токсических соединений при очистке сточных вод. При этом избыточный хлор расходуется на окисление различных примесей воды, сорбируется хлопьями коагулянта, окисляет микроорганизмы, способных к иммобилизации и развитию на поверхности оборудования и трубопроводов, а также в толще загрузки фильтров и пр. Как правило, при предхлорировании используются большие дозы хлора, а стадия дехлорирования воды отсутствует, так как избыточное количество хлора обыч-но полностью удаляется на других стадиях процесса очистки воды.
Финишное хлорирование воды (постхлорирование) - это процесс обеззараживания воды, который проводится после всех других способов ее обработки и явля-ется, таким образом, завершающим этапом очистки воды. Если же вода не подвергается другой обработке, кроме обеззараживания, то и в та-ком случае это будет пост-хлорирование.
Постхлорирование может проводиться как небольшими дозами хлора (нормаль-ное хлорирование ), так и его повышенными дозами (перехлорирование ). Если же при использовании хлорирования совместно применяются другие обеззараживающие вещест-ва, то оно называется комбинированным хлорированием .
Нормальное хлорирование применяется для обеззараживания во-ды, забираемой из надежных в санитарном отношении источников и обладающей хорошими физико-химическими показателями. Дозы хло-ра должны обеспечивать необходимый бактерицидный эффект без ухудшения органолептических показателей качества воды. Количест-во остаточного хлора после 30-минутного контакта воды с хлором до-пускается не выше 0,5 мг/л.
Перехлорирование применяется в тех случаях, когда наблюдаются резкие колебания бактериального загрязнения воды и когда нормаль-ное хлорирование не дает должного бактерицидного эффекта или приводит к ухудшению органолептических показателей качества воды (например, при наличии в воде фенолов). Перехлорирование устраня-ет многие неприятные привкусы, запахи и в некоторых случаях может применяться для очистки воды от токсичных веществ. Доза остаточного хлора при перехлорировании обычно устанавли-вается в пределах 1-10 мг/л. Известны случаи, когда перехлорирова-ние проводилось очень высокими дозами: до 100 мг/л (суперхлори-рование ). Большие дозы хлора дают быстрый и надежный эффект.
Комбинированные методы хлорирования , т. е. обработка воды хло-ром совместно с другими бактерицидными препаратами может приме-няться для усиления действия хлора или фиксации его в воде на более длительный срок. Комбинированные методы хлорирования используются не только для обработки больших количеств воды на стационарных водопроводах, но и как индивидуальные средства обеззараживания воды. К комбинированным методам относятся: хлориро-вание с манганированием, хлорсеребряный и хлормедный способы, а также хлорирование с аммонизацией.
Хлорирование с манганированием (добавление КМnО 4 ) применя-ется при обработке вод с неприятными запахами и привкусами, вы-званными наличием органических веществ, водорослей, актиномицетов и др. В некоторых случаях такая смесь действует более эффектив-но, чем перехлорирование. Для введения в воду раствора перманганата калия используют установки пропорционального дозирования .
Введение перманганата калия может проводиться как до хлорирования, так и после него, а доза зависит от места ввода его в обрабатываемую воду по ходу технологического процесса. В тех случаях, когда обработке подвергается вода перед отстойника-ми, доза КМnО 4 может доходить до 1 мг/л, так как при взаимодействии с хлором избыточный, неиз-расходованный на окисление перманганат калия восстанавливается в воде до оксида марганца (IV) МnО 2 , который задерживается на филь-трах. Если перманганат калия вводится в очищенную воду, т. е. после фильтров, то во избежание выпадения осадков МnО 2 его концентрация не должна превышать 0,08 мг/л.
Комбинированные хлорсеребряный и хлормедный способы осуще-ствляются путем одновременного введения в воду хлора и ионов се-ребра и меди. Усиление бактерицидного действия хлорирования находится в пределах суммарного обеззараживающего действия хлора и ионов серебра или меди. Хлорсеребряный способ может использоваться не только для обеззараживания питьевых вод, но и для предотвращения их повторного бактериального заражения, т. е. для консервирования воды. Благодаря тому, что бактерицидность сереб-ра увеличивается при нагревании, бактерицидный эффект хлорсеребряного способа возрастает в теплое время года.
Получение необходимой концентрации ионов серебра достигается введением в воду нитрата серебра или «серебряной воды». При этом концентрация ионов серебра должна строго контролироваться, поскольку ПДК серебра в воде составляет 50 мкг/л (такая же как у сурьмы и чуть больше чем у свинца).
Как мы уже говорили основной проблемой, которая возникает при хлорировании воды, является неустойчивость активного хлора при хранении и транспортировке очищенной воды. Одним из наиболее распространенных способов фиксации активно-го хлора в воде является хлорирование с аммонизацией . Аммонизация осуществляется введением в обеззараживаемую воду аммиака или со-лей аммония. В зависимости от целевого назначения аммонизация должна производиться непосредственно перед хлорированием (предварительная аммонизация) или после него (пост-аммонизация).
Длительность бактерицидного действия при хлорировании с аммонизацией зависит от соотношения масс хлора и аммиака. Наиболее длительное действие достигается при соотношении хлора и аммиака, отвечающего образованию монохлорамина , окислительный потенциал которого ниже, чем у свободного хлора. Расход активного хлора в случае применения раствора хлорамина не меньше, чем при использовании растворов свободного хлора.
Поэтому осо-бенно большой эффект при комбинировании хлорирования с аммонизацией наблюдается при обеззараживании вод, богатых органически-ми веществами, легко окисляющимися хлором. В этом случае потери хлора за счет разложения хлорамина уже не могут играть существенную роль, так как они будут меньше того количества хлора, которое при отсутствии аммиака пошло бы на окис-ление органических примесей воды. В связи с этим на процессы окисления присутствующих в воде органических веществ, а также на процессы коррозии расходуется меньше монохлорамина.
При обеззараживании вод с малой хлоропоглощаемостью может наблюдаться обратное явление: концентрация активного хлора при хлорировании с аммонизацией уменьшается более интенсивно, чем при обычном хлорирова-нии. Это явление объясняется окислением и разложением монохлор-амина, которое особенно интенсивно протекает при избытке активного хлора. Максимальная скорость окисления наблюдается при значениях рН = 7-9. Разложение монохлорамина особенно интенсивно протекает при рН = 5-7.
Необходимо учитывать то, что скорость процесса обеззараживания воды хлораминами меньше скорости обеззараживания хлором, поэтому контакт воды и хлора с использованием предварительной аммонизации должен быть более длительным (не меньше 2 часов).
В практике очистки воды применяется также двойное хлорирование (предварительное и финишное хлорирование). В таком случае к каждому из этих процессов предъявля-ют различные требования: первичное хлорирование проводят для того, чтобы подготовить воду к последующим этапам очистки (хлор вво-дится в подающий водовод); от конечного хлорирования требу-ется обеспечение необходимой концентрации остаточного хлора в воде, гарантирующей ее надлежащее санитарное качество (хлор вводится после фильтров). Двойное хлорирование чаще всего используется для поверхностных источников при высокой цветности исходной воды и повышенном содержании в ней органи-ческих веществ.

Дехлорирование воды

Излишки активного хлора, превышающие ПДК, удаляются дехлорированием . При небольшом избытке хлор можно уда-лить аэрированием (безнапорной аэрацией воды) , а при высоких концентрациях остаточного хлора следует использовать метод дозирования в воду химических реагентов: тиосульфата (гипосульфита) натрия, сульфита натрия, аммиака, сернистого газа (оксид серы (IV)), которые свяжут активный хлор , или обработать воду на фильтрах с активным углем .
При реагентной обработке хлорированной воды следует использовать установки пропорционального дозирования растворов химических веществ на основе насосов-дозаторов с контроллерами и датчиками по активному хлору .
Метод напорной фильтрации через активный уголь имеет преимущества по сравнению с дозированием химических реагентов, т.к. в этом случае в воду не вводятся никакие посторонние ве-щества, в то же время углем поглощается не только избыточный хлор, но и мно-гие другие примеси, ухудшающие органолептические свойства воды. При этом процесс де-хлорирования протекает автоматически, и контроль за ним не сложен.

Аналитический контроль процесса хлорирования

Основные положения, касающиеся аналитического контроля содержания остаточного, свободного и общего хлора в питьевой воде, были изложены достаточно давно в « Инструкции по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором при централизованном и местном водоснабжении, утвержденной Главным санитарным врачом СССР 25 ноября 1967 г. под № 723а-67. С тех пор был принят ряд нормативных актов, также регламентирующих методы лабораторного аналитического контроля содержания свободного и общего хлора в воде. Они перечислены в Таблице.

ISO 7393-1:1985	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 1. Титриметрический метод с применением N, N-диэтил-1, 4-фенилендиамина»
Стандарт устанавливает титриметрический метод определения свободного хлора и общего хлора в воде. Метод применим для концентраций общего хлора в пересчете на хлор (Cl2 ) от 0,0004 до 0,07 ммоль/л (0,03 - 5 мг/л), а при более высоких концентрациях - посредством разбавления проб.
ISO 7393-2:1985	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 2. Колориметрический метод с использованием N, N-диэтил-1, 4-фенилендиамина для повседневного контроля»
Стандарт устанавливает метод определения содержания свободного хлора и общего хлора в воде, пригодный для применения в полевых условиях. Метод применяют при концентрации хлора между 0,03 и 5 мг/л.
ISO 7393-3:2000	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 3. Метод йодометрического титрования для определения содержания общего хлора»
Стандарт устанавливает метод йодометрического титрования для определения содержания общего хлора. Метод применяют при концентрации хлора между 0,71 и 15 мг/л.
МУК 4.1.965-99	«Определение концентрации остаточного свободного хлора в питьевой и пресной природной воде хемилюминесцентным методом»
Методические указания устанавливают методику хемилюминесцентного количественного химического анализа воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания остаточного свободного хлора в диапазоне концентраций от 0,01-2,0 мг/дм 3 . Измерение концентрации активного свободного хлора основано на его способности инициировать хемилюминесценцию люминола в щелочной среде, интенсивность которой пропорциональна его концентрации в анализируемой пробе. Концентрирование активного свободного хлора из воды не осуществляют. Нижний предел измерения 0,0001 мкг.
ГОСТ 18190-72	«Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора»
Стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определений содержания остаточного активного хлора: йодометрический метод, метод определения свободного остаточного хлора титрованием метиловым оранжевым, метод раздельного определения свободного монохлорамина и дихлорамина по методу Пейлина

В настоящее время на основе этих методов разработаны экспресс- анализаторы свободного и общего хлора в воде. К ним относятся: индикаторные тест-полоски, тест-боксы и современные фотометры для индивидуальных веществ .
Наиболее простой экспресс-метод анализа качества воды в процессах водоподготовки - индикаторные тест-полоски . Принцип измерения (колориметрический) основан на изменении цвета полоски и сравнения его с калиброванной цветовой панелью. С их помощью регистрируют повышенное содержание в воде различных загрязняющих вредных примесей, а также определяют диапазон ряда качественных ингредиентов питьевой воды (см. Табл.1). Они выпускаются многими фирмами (Merckoquant , Bayer и др.) и предназначены, в основном, для контроля содержания хлора в воде бассейнов, аквариумов. Недостаточная чувствительность тест-полосок не позволяет анализировать показатели физиологической полноценности питьевой воды, а также определять на уровне ПДК ряд гигиенически значимых загрязняющих веществ. Погрешность измерений при использовании тест-полосок ± 50 - 70% .
Более высокой чувствительностью определения обладают колориметрические наборы (фирмы - производители: Aquamerck, Microquant, Aquaquant и др.), так называемые, тест-боксы (см. Табл.1). Принцип измерения основан на изменении цвета раствора (колориметрический) и сравнения его с калиброванной цветовой панелью. Анализ выполняется в прозрачной измерительной ячейке, куда заливается исходная вода и вносится готовый реагентный тест. После прохождения химической реакции вода изменяет цвет, который и сравнивается с цветовой шкалой. Калиброванная цветовая панель, как правило, наносится непосредственно на измерительную ячейку. С их помощью так же регистрируют повышенное содержание в воде различных загрязняющих вредных примесей, но в отличие от тест-полосок они имеют большую чувствительность и меньшую погрешность измерения (см. Табл.1). Хотя и для тест-боксов погрешность измерений достаточно велика и составляет ± 30 - 50 %.
Эти два вида экспресс-анализа пригодны только для рутинного быстрого контроля заранее заданных значимых величин содержания примесей в воде.

Таблица 1

Показатель	Един. измер.	Диапазон измерений
		Тест-полоски	Тест-боксы	Фотометры
Алюминий	мг/дм 3	10-250		0,01-1,00
Аммоний	мг/дм 3	10-400	0,2-1,5	0,1-50,0
Железо	мг/дм 3	3-500	0,1-50	0,01-5,00
Жесткость общая	оЖ		1-100	1-250/500/750
Жесткость карбонатная	оЖ	4-24	1-100
Калий	мг/дм 3	250-1500		0,01-50,0
Кальций	мг/дм 3	10-100	2-200	0,01-2,70
Кобальт	мг/дм 3	10-1000
Магний	мг/дм 3		100-1500	0,01-2,00
Марганец	мг/дм 3	2-100		0,1-20,0
Медь	мг/дм 3	10-300	0,1-10	0,01-5,00
Молибден	мг/дм 3	5-250	0,2-50	0,1-40,0
Мышьяк	мг/дм 3	5-500
Никель	мг/дм 3	10-500	0,02-0,5	0,01-7,00
Нитрат-ион	мг/дм 3	10-500	10-150	0,1-30,0
Нитрит-ион	мг/дм 3	2-80	0,1-2	0,5-150
Перекись водорода	мг/дм 3	0,5-25	0,2-10,0
Свинец	мг/дм 3	20-500	-
Серебро	мг/дм 3	0,5-10		0,001-1,000
Сульфат-ион	мг/дм 3	0,2-1,6		0,1-150
Сульфит-ион	мг/дм 3	10-400
Формальдегид	мг/дм 3	10-100	0,5-1,5
Фосфат-ион	мг/дм 3	10-500	1-5	0,1-30,0
Хлорид-ион	мг/дм 3	0,5-3	25-2500	0,1-20,0
Хлор общий	мг/дм 3	0,5-20	0,1-2,5	0,01-10,00
Хлор свободный	мг/дм 3	0,5-10	0,1-2,5	0,01-5,00
Хром	мг/дм 3	3-100	0,005-0,1	0,001-1,000
Цианид	мг/дм 3	1-30	0-0,2	0,001-0,200
Цинк	мг/дм 3	10-250	0,1-5	0,01-3,00

Для более точного количественного анализа ингредиентов воды рекомендованы современные фотометры , характеризующиеся большим уровнем чувствительности и меньшей погрешностью измерений.
Имеются две разновидности фотометров - кюветные и реагентные. В кюветных фотометрах тесты содержат все необходимые реактивы в специальной пробирке-кювете и используются как для проведения реакции, так и для измерения. Прибор автоматически распознает кюветные тесты (в диапазоне длин волн 340-820 нм) по штрих-коду, что исключает возможность ошибки. В реагентных фотометрах тесты содержат готовые реактивы или в порошке, в герметичной упаковке, или во флаконах с удобной системой дозирования. Готовые тесты не требуют специальной подготовки. Они просто вносятся в отмеренную пробу воды, затем происходит химическая реакция и окрашенный раствор переносятся в измерительную кювету. Кювета устанавливается в фотометр, где производиться измерение. Результат измерения анализируемого ингредиента регистрируется на дисплее фотометра. Погрешность измерений с помощью фотометров колеблется от 15 до 25%.
Сертификаты качества, прилагаемые к тест-наборам, исключают необходимость тестирования каждой партии реагентов. Также отпадает необходимость в приготовлении калибровочных растворов и длительных расчетах при калибровке. Например, анализ в питьевой воде свободного хлора (в диапазоне 0,03 - 6 мг/л) с помощью фотометра занимает всего 3 - 5 мин, в то время как его определение классическим методом (по ГОСТ 18190-72) требует 20 - 30 мин.

Автоматические анализаторы хлора

Хотя развитие современных методов подготовки и проведения анализов и позволило сильно сократить время на их проведение, все же лабораторный контроль не снимает вопрос непрерывного производственного контроля содержания хлора в воде. Это связано с тем, что при автоматизации процесса дозирования хлорагента от аналитического прибора необходимо получать сигнал о содержании хлора в воде в режиме «on-line» . Поэтому для измерения массовых концентраций хлора в воде был создан ряд анализаторов, различающихся между собой по принципу действия - методу измерения.
В автоматических анализаторах используются главным образом четыре метода измерения: оптические (фотометрия и колориметрия), йодометрия, хемилюминесценция и электрохимический метод в различных вариантах (амперометрия, кондуктометрия и т.п.).

В данной публикации мы рассмотрим характеристики только отдельных представителей автоматических анализаторов, разбитых по группам на основе метода измерения, положенного в основу работы.

Колориметрия (ISO 7393-2).
Промышленный автоматический фотометрический анализатор остаточного (свободного) и общего хлора в воде марки CL-17 (фирма «HACH-Lange») предназначен для обеспечения постоянного циклического контроля содержания общего или свободного (остаточного) хлора с интервалом времени ~ 2,5 минуты.
Принцип действия основан на фотоколориметрическом методе измерения концентрации хлора при окрашивании раствора в результате взаимодействия общего хлора с N`N-диэтил-1,4-фенилендиамином (N`N-diethyl-1,4-phenylenediamine, DPD) в потоке воды с применением готовых реагентов, поставляемых фирмой-изготовителем. Реагентов (~ по 400 мл двух видов), поставляемых с анализатором, хватает для непрерывной работы в течение 1 месяца. Реагенты можно приобрести отдельно.

Технические характеристики анализатора CL-17

Узлы анализатора смонтированы в пластиковом корпусе (IP62), который устанавливается в стойку или на панель.
Градуировка анализатора проводится по растворам ГСО иодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Хемилюминесценция (МУК 4.1.965-99).
Автоматический анализатор активного несвязанного хлора «Флюорат АС-2» (ТУ 4215-252-20506233-2002 ) предназначен для непрерывного автоматического измерения массовой концентрации активного несвязанного хлора в питьевой воде посредством регистрации интенсивности хемилюминесценции, возникающей при реакции взаимодействия люминола и несвязанного хлора.
В целом принцип действия анализатора сводится к измерению величины интенсивности хемилюминесценции в анализируемой пробе, проходящей через проточную кювету, и разбит на следующие стадии:

• дозирование реагента (раствора люминола) в поток исследуемой воды и проведение химической реакции непосредственно в измерительной кювете в контролируемых условиях;
• регистрация оптических характеристик рабочей среды в измерительной кювете (интенсивности излучения в результате реакции взаимодействия люминола и несвязанного хлора);
• обработка результатов измерения и вычисление результатов анализа цифровым преобразователем по хранящейся в оперативной памяти калибровочной характеристике;
• вывод полученной информации на и периферийные устройства, сохранение результатов измерения в архиве анализатора.

Технические характеристики анализатора «Флюорат АС-2»:

Диапазон измерений массовой концентрации хлора, мг/дм 3	0,1 - 5,0
Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %, в диапазоне измерений: от 0,1 до 0,5 мг/дм 3 от 0,5 до 5,0 мг/дм 3	±50 ±20
Время установления рабочего режима, мин, не более	30
Продолжительность однократного измерения, мин, не более	5
Мощность, потребляемая анализатором, Вт, не более	50
Габаритные размеры анализатора, мм, не более
длина	600
ширина	500
высота	215
Масса анализатора, кг, не более	50

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, аналоговым выходом на самописец (по умолчанию: 4 - 20 мА, по заказу: 0 - 10 мВ, 0 - 100 мВ, 0 - 1 В). Возможен вывод на внешний компьютер или принтер через дополнительно устанавливаемый интерфейс RS 232.
Узлы анализатора смонтированы в металлическом корпусе, который устанавливается на панель.

Йодометрия (ГОСТ 18190-72, ISO 7393-3).

Анализаторы остаточного хлора «ВАКХ-2000С»
предназначены для измерения массовой концентрации остаточного активного хлора йодометрическим методом измерения.
Принцип действия анализатора ВАКХ-2000С основан на реализации йодометрического метода определения содержания остаточного активного хлора в воде с кулонометрическим генерированием добавки йода в исследуемый образец (точно известного количества) и потенциометрическим измерением разности потенциалов, возникающей при этом на электродах электрохимической ячейки.
Анализатор выпускается и в полуавтоматическом исполнении, предназначенном для использования в лабораторных условиях. В этом случае анализируется предварительно отобранные пробы воды.

Технические характеристики анализатора остаточного хлора «ВАКХ-2000С»

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, аналоговым выходом на самописец (по умолчанию: 0 - 5 мА, по заказу: 4 - 20 мА), релейные выходы для управления внешними устройствами устанавливаются по заказу. Величина пороговых концентраций устанавливается с функциональной клавиатуры анализатора. Возможен вывод на внешний компьютер или принтер через дополнительно устанавливаемый интерфейс RS 232 (по заказу - RS-485).
Узлы анализатора смонтированы в металлическом корпусе, который устанавливается на стол.
Градуировка анализатора проводится с использованием свежеприготовленных растворов гипохлорита натрия, концентрация активного хлора в которых предварительно устанавливается при помощи лабораторной йодометрической методики по ГОСТ 18190-72 по растворам ГСО йодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Электрохимические анализаторы

Варианты электрохимических методов, используемых для определения различных форм содержания хлора в воде, весьма разнообразны, однако имеют между собой определенное сходство.
Во-первых, любой электрохимический процесс протекает в измерительной электрохимической ячейке, в которую и поступает исследуемая вода. Во-вторых, в ячейке размещаются три электрода: основной (рабочий), вспомогательный и электрод сравнения, который служит для поддержания постоянства потенциала используемого для измерения электрода. В-третьих, для поддержания необходимого значения потенциала используют источник фиксированного внешнего напряжения, так называемый - потенциостат.
Когда измерительная ячейка подключается к соответствующему измерительному преобразователю, на электроды подается фиксированное внешнее напряжение. Вследствие разницы площади рабочей поверхности электродов возникает поляризация катода. Ток поляризации отображается преобразователем в виде очень высоких значений сигнала, который постепенно снижается, а затем стабилизируется. Таким образом, движение свободных электронов от анода к катоду создает электрический ток, величина которого, при постоянных условиях, будет пропорциональна концентрации свободного хлора в рабочей среде. Значение этого тока обрабатывается преобразователем и приводится к концентрации свободного хлора в мг/л, что затем и отображается на дисплее. Следует отметить, что все анализаторы хлора, принцип действия которых основан на любом электрохимическом методе, требуют периодической валидации с использованием йодометрического метода, как традиционной лабораторной методики выполнения измерений.
Как мы видим, этот метод более удобен для автоматизации, поскольку в измерительной ячейке сразу же формируется и электрический сигнал. Приборы, реализующие электрохимические методы, отличаются своей простотой, невысокой стоимостью. При своей работе они не требуют каких-либо расходных химических реагентов.
Однако эти методы весьма неселективны, поэтому чаще всего используется для измерения содержания активного хлора в воде с неизменным химическим составом, поскольку любое изменение состава анализируемой воды неизменно вызовет и изменение в электрохимических процессах, протекающих в измерительной ячейке на электродах.
Как мы уже заметили, моделей анализаторов хлора, действующих на основе электрохимического принципа измерения, очень много, поэтому ограничимся рассмотрением только двух из них.

Анализатор хлора марки Q45H.

Анализатор хлора Q45H (фирма «Analytical Technology, Inc », США) предназначен для осуществления постоянного контроля содержания хлора воде.
В качестве чувствительного элемента в анализаторе Q45H используется мембранный полярографический датчик, который размещается проточной электрохимической ячейке. Существует две модификации датчиков к данному анализатору: датчик свободного хлора и датчик связанного хлора. Датчик свободного хлора используется только при проточном типе установки в электрохимической ячейке, а датчики связанного хлора могут устанавливаться как в проточном (в электрохимической ячейке), так и в погружном (непроточном) варианте (например, в емкости).
Электрохимическая ячейка предназначена для поддержания непрерывных постоянных параметров потока анализируемой воды: ее скорости и давления при контакте с поверхностью датчика, которые не будут зависеть от колебаний скорости и давления воды в трубопроводе исходной воды. В зависимости от предполагаемой концентрации хлора в воде, используются два вида электрохимических ячеек: большого и малого объемов проточной части. Первая ячейка предназначена для проведения измерений высоких концентраций хлора, вторая для концентраций хлора менее 200 мкг/л. Скорость потока анализируемой воды в ячейке первого типа должна быть не менее 30 л/час, второго - в пределах от 15 до 20 л/час.
Для надлежащей работы датчика связанного хлора при его погружной (непроточной) установке скорость потока анализируемой воды должна быть не менее 0,12 м/с.
Поскольку мембранный датчик чувствителен к значительным отклонениям pH, то, если значение pH исходной анализируемой воды может регулярно изменяться, появляется вероятность значительных неточностей при анализе концентрации свободного хлора. Во избежание этого в электрохимическую ячейку дополнительно может устанавливаться рН-электрод, который будет
автоматически корректировать данные изменения, обеспечивая необходимую точность измерений, даже если значение pH будет значительно варьироваться и приблизится к 9.

Технические характеристики анализатора хлора Q45 H

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, двумя аналоговыми выходами: 4 - 20 мА, релейные выходы для управления внешними устройствами устанавливаются по заказу: 6А/250В переменного тока или 5А/24В постоянного тока. Величина пороговых концентраций устанавливается с функциональной клавиатуры анализатора.
Анализатор смонтирован в поликарбонатном корпусе (IP-66), который может устанавливаться на стене, панели или трубе.

Анализатор содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С.

Анализатор содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С предназначен для измерения и контроля остаточного или общего хлора в процессе подготовки питьевых, сточных и оборотных технических вод, а также воды в плавательных бассейнах.
Принцип работы основан на измерении потенциала рабочего электрода относительно электрода сравнения при пропускании тока между рабочим и вспомогательным электродами в открытой ячейке, работающей в потенциостатическом режиме. АСХВ/ М1032Сконструктивно состоит из модуля измерительной ячейки, состоящего из двух электродов (рабочий и вспомогательный электроды объединены в единую систему) и датчика температуры, находящихся в отдельной камере с механической очисткой и блока дистанционного управления (БДУ-РХ), построенного на базе микропроцессора, с графическим дисплеем и клавишами управления. С помощью БДУ-РХ производится усиление сигнала на выходе модуля измерительной ячейки. Использование температурной и рН компенсации обеспечивает высокую точность измерения. Измеряемое значение выводится на дисплей БДУ-РХ.

Технические характеристики анализатора содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С

Для связи с другими устройствами предусмотрены два аналоговых токовых выхода (4 - 20 мА). С помощью этих выходов могут ретранслироваться следующие сигналы: содержания хлора в воде, температура воды или производительность регулятора.
Анализатор смонтирован в пластиковом корпусе, и вместе с измерительной ячейкой закреплен на панели, которая может устанавливаться на стене или трубе.
Валидация анализатора проводится с использованием свежеприготовленных растворов гипохлорита натрия, концентрация активного хлора в которых предварительно устанавливается при помощи лабораторной йодометрической методики по ГОСТ 18190-72 по растворам ГСО йодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Обеззараживание питьевой воды путем хлорирования стало настоящим достижением человечества, наряду с открытием пенициллина. Удивительным фактором служит то, что хлор, используемый в войне в качестве оружия, стал служить мирным целям, и, когда-то убивая, в настоящие дни спасает.

Причина этой процедуры вызвана тем фактом, что в природной пресной воде содержится бесчисленное количество микроорганизмов, способных вызывать опасные для жизни человека инфекционные заболевания.

Уничтожить источник заражения можно несколькими способами: кипячение, окисление или облучение. Кипячение и облучение – нерационально. Остается метод окисления, а самый дешевый окислитель – хлор.

Именно поэтому в санитарных целях для , поступающей в водопровод, проводят ее хлорирование. Ученые пытаются разработать более рациональный и безвредный способ, однако, пока безрезультатно.

В некоторых местах воду озонируют, но озон не сохраняется в воде и есть вероятность, что вода, дошедшая через водопроводный кран до потребителя, будет нести в себе болезнетворные организмы.

Каких необходимо придерживаться норм

Фото: анализатор хлора

Точная дозировка хлора – исключительно важный фактор. При недостаточном хлорировании – воду снова могут наполнить вредоносные бактерии. При чрезмерном хлорировании есть опасность излишнего потребления хлора человеком. Питьевая вода теряет свой вкус и становится жесткой.

Норма, служащая расчетной единицей при хлорировании, устанавливается из максимально загрязненного показателя.

Достаточная нормаокислителя в воде варьирует в пределах 0,5 мг/л. Важным фактором является тщательное смешивание обработанной воды с реагентом и нахождение с ним в контакте не менее получаса до потребления.

Методы хлорирования

Фото: хлорирование питьевой воды гипохлоритом натрия

Хлорирование питьевой воды гипохлоритом натрия обеспечивает надежную дезинфекцию от всех патогенных вирусов, бактерий и простейших. Гипохлорит безопасен, так как не обладает взрывоопасными характеристиками.

Кроме того, гипохлорит более активный, чем хлор. Гипохлорит практически не токсичен. В отличие от газообразного хлора хранить, применять, утилизировать несложно.

В последние годы химические заводы выпускают гипохлорит натрия на 60 процентов больше, чем хлорную известь.

Основные достоинства гипохлорит натрия:

• окислитель не требует хранения и транспортировки химикатов;
• реагент эффективен против преобладающего числа бактерий.

Существует у данного вида хлорирования и ряд недостатков:

• активность теряется при продолжительном периоде хранения;
• бессилен против цист;
• опасен из-за способности выделять газообразный хлор;
• накопление хлоратов при концентрации в растворе более 9 рН и 450 мг/л;
• требует дополнительных мер для возможности хранения, мер по очистке от ионов тяжелых металлов.

Фото: изготовление извести

Хлорная известь – яд. Получается путем воздействия на гашеную сухую известь газообразного хлора. Винипласт, резина и свинец не подвержен разъеданию известью.

Хлорирование питьевой воды хлорной известью довольно популярный метод дезинфекции на водопроводах. Для хранения и транспортировки извести используют железобетонные или деревянные баки.

Внутри поверхность облицовывают кислотоупорной плиткой или обрабатывают цементом. Активного хлора, содержащегося в извести, должно быть не менее 40 процентов.

При хлорировании питьевой воды хлорной известью используют 2-хпроцентный раствор, то есть на каждые 100 литров раствора 5 кг. хлорной извести.

Огромные затраты по изготовлению хлорной извести, небольшое содержание активного хлора в извести и его быстрая потеря из воды делают такую дезинфекцию нерациональной, по сравнению с другими способами.

Еще один распространенный метод обеззараживания воды – хлорирование диоксидом хлора. Диоксид хлора имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими реагентами:

• высокое дезодорирующее и бактерицидное действие;
• улучшение органолептических свойств воды;
• отсутствие необходимости транспортировать жидкий хлор;
• отсутствие хлорной органики в продуктах обработки;
• не ухудшает вкусовые качества воды, не имеет запаха.

У диоксида хлора есть только один недостаток: сложная технология из-за повышенной взрывоопасности, а, вследствие этого дороговизна метода.

Дехлорирование

Дехлорирование – это процесс очищение воды от хлора путем введения в воду, прошедшую хлорирование, веществ, способных удалить, связать избыточное содержание хлора.

Такими веществами могут быть сульфит натрия, сернистый газ, гипосульфит натрия и другие. Сульфит натрия может иметь бактериальное загрязнение, а, следовательно, может повторно заразить воду.

Одним из наиболее качественных промышленных методов очистки является угольный фильтр. Уголь устраняет неприятный вкус и запах, удаляет хлор и органические соединения.

Дехлорирование углем происходит путем химической реакции, в процессе которой происходит окисление угольной поверхности. Дехлорирование углем тем эффективнее, чем выше температура и ниже рН процесса.

После прохождения питьевой воды через фильтр происходит удаление от примесей, которые вымываются в дренаж при обратной промывки фильтра.

Так как процесс дехлорирования окисляет уголь и разрушает его структуру, обратная промывка гарантирует эффективность дехлорирования.

Фото: угольный-фильтр

Дехлорировать питьевую воду можно в домашних условиях довольно простыми способами:

• путем кипячения питьевой воды в течение двадцати минут;
• одной таблеткой витамина С можно дехлорировать до 400 литров воды;
• путем установки для фильтрации всей воды в доме. Следует учесть, что угольный фильтр требует особого ухода, промывать каждые полгода и менять в зависимости от марки фильтра. Однако подобное дехлорирование обеспечивает высококачественную стопроцентную фильтрацию;
• путем установки фильтра непосредственно под раковину, что существенно сэкономит семейный бюджет и очистит жизненно необходимый источник влаги.

Фото: фильтр обратного осмоса

Инструкция по хлорированию воды в домашних условиях

Хлорировать воду в домашних условиях, как правило, не является типичной проблемой, так как все мы пользуемся водопроводной питьевой водой, которая уже хлорирована на промышленном уровне.

Однако, если воду необходимо дезинфицировать, важно соблюдать следующие меры:

• количество хлора для дезинфекции зависит от температуры и продолжительности отстаивания воды. Обычная дозировка составляет 1 мг хлора на литр воды при средней продолжительности отстаивания 30 минут;
• количество хлора должно быть увеличено в случае отстаивания более получаса, при температуре воды ниже 10 градусов и кислотности выше 7.

Таким образом, чтобы хлорировать воду в домашних условиях, нужно обязательно знать и учитывать все показатели воды, так как хлор в случае передозировки способен вызвать отравление, а в случае недостаточного количества реагента – обеззараживание не будет эффективным.

Важно! После хлорирования воды необходимо произвести дехлорирование воды, чтобы питьевая вода стала пригодной для потребления.

Хлорирование в колодце

Фото: хлорирование воды в колодце

Периодический уход за колодцем необходим в случае потребления воды из него в качестве питья. Борьба с болезнетворными организмами, способными жить в питьевом источнике, серьезный вопрос, который преобладает над проблемами удаления с участка сорняков, листьев и вредных насекомых.

Для может подойти обыкновенный хлорный раствор, такой, как 2/3 основная соль гипохлорита натрия или хлорная известь. Для изготовления раствора 15 мг дезинфицирующего средства разводят в литре воды.

Рассчитывают количество раствора, исходя из формулы: Р=ЕС100/Н, где P – раствор для дезинфекции, Е – объем воды в колодце, С – количество активного хлора в колодце, Н – количество активного хлора в растворе..

Объем воды в колодце можно вычислить, исходя из факта, что кольцо колодца с метровой высотой и диаметром вмещается примерно 700 литров воды.

Хлорирование производится по следующим этапам:

• очистка стенок колодца. Сначала откачивают воду, затем обрабатывают стенки раствором хлорной извести;
• снова наполняют колодец. Заливают раствор извести 200 мг на литр холодной воды;
• раствор заливают в колодец;
• колодец закрывают на 10-12 часов;
• на следующий день процедуру повторяют;
• выкачивают воду, колодец тщательно промывают;
• до использования питьевой воды нужно подождать неделю с момента последней дезинфекции.

В емкости

При хлорировании воды в емкости, необходимо рассчитать, исходя из дозировки, изложенной в инструкции по хлорированию в домашних условиях, учитывая объем тары.

Польза и вред

Фото: хлорирование воды в емкости

Польза хлорирования заключается в очищении воды от опасных микроорганизмов, которые до открытия данного метода обеззараживания приводили к массовым заболеваниям людей, эпидемиям, иногда с угрозой для жизни.

Однако, несмотря на плюсы хлорирования, следуют знать, что оно имеет и ряд существенных недостатков. При обработке питьевой воды хлором образуются ядовитые и опасные для человека вещества.

Ученые установили, что частота онкозаболеваний напрямую связана с определенной концентрацией хлора в воде. При хлорировании воды образуются токсины, убийственно воздействующие на здоровье человека.

Это мутагенные вещества, имуннотоксичные и канцерогенные вещества. Вода, обработанная хлором, способна вызывать не только злокачественные образования, но влиять на общее состояние кожи, структуру волос, сердце, слизистую оболочку глаз.

Питьевая вода–источник жизни человека. Проблема обеззараживания воды является одной из актуальных проблем всего человечества, так как качество ее природных источников непрерывно ухудшается.

В последнее время все больше исследуются и применяются новые методы обеззараживания воды. Однако их применение намного дороже хлорирования и оно не дает стопроцентной гарантии от повторного заражения питьевой воды уже после дезинфекции.

В Перу вспыхнула вспышка холеры из-за отказа от хлорирования воды в целях предотвращения раковых заболеваний. Таким образом, хлорирование остается практически единственным надежным методом обеззараживания воды.

Видео: Опасность для почечных больных

Для дезинфекции трубопроводов и сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения допускается применять следующие хлорсодержащие реагенты, разрешенные Министерством здравоохранения СССР:

сухие реагенты - хлорную известь по ГОСТ 1692-85, гипохлорид кальция (нейтральный) по ГОСТ 25263-82Е марки А;

жидкие реагенты - гипохлорид натрия (хлорноватистокислый натрий) марок А и Б; электролитический гипохлорид натрия и жидкий хлор по ГОСТ 6718-68.

Очистку полости и промывку трубопровода для удаления оставшихся загрязнений и случайных предметов следует выполнять, как правило, перед проведением гидравлического испытания путем водо-воздушной (гидропневматической) промывки или гидромеханическим способом с помощью эластичных очистных поршней (поролоновых и др.) или только водой.

Скорость движения эластичного поршня при гидромеханической промывке принимается в пределах 0,3-1 м/с при внутреннем давлении в трубопроводе около 0,1 МПа.

Очистные поролоновые поршни принимаются диаметром 1,2- 1,3 диаметра трубопровода, длиной - 1,5-2 диаметра трубопровода только на прямых участках трубопровода с плавными поворотами, не превышающими 15°, при отсутствии выступающих внутрь трубопровода концов присоединенных к нему трубопроводов или других деталей, а также при полностью открытых задвижках на трубопроводе. Диаметр выпускного трубопровода следует принимать на один сортамент меньше диаметра промывочного трубопровода.

Гидропневматическая промывка осуществляется подачей по трубопроводу вместе с водой сжатого воздуха в количестве не менее 50 % расхода воды. Воздух следует вводить в трубопровод под давлением, превышающим внутреннее давление в трубопроводе на 0,05-0,15 МПа.

Скорость движения водовоздушной смеси должна составлять 2-3 м/с.

Длина промываемых участков трубопроводов, а также места введения в трубопровод воды и поршня и порядок проведения работ должны быть определены в проекте производства работ, включающем рабочую схему, план трассы, профиль и деталировку колодцев.

Длину участка трубопровода для проведения хлорирования следует назначать, как правило, не более 1-2 км.

После очистки и промывки трубопровод подлежит дезинфекции хлорированием при концентрации активного хлора 75-100 г/м3 продолжительностью контакта хлорной воды в трубопроводе 5-6 ч или при концентрации 40-50 г/м3 продолжительностью контакта не менее 24 ч. Концентрация активного хлора назначается в зависимости от степени загрязненности трубопровода.

Перед хлорированием необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

осуществить монтаж необходимых коммуникаций для введения раствора хлорной извести (хлора) и воды, выпуска воздуха, стояков для отбора проб (с выведением их выше уровня земли), монтаж трубопровода для сброса и отведения хлорной воды (с обеспечением мер безопасности); подготовить рабочую схему хлорирования (план трассы, профиль и деталировку трубопровода с нанесением перечисленных коммуникаций), а также график проведения работ;

определить и подготовить необходимое количество хлорной извести (хлора) с учетом процентного содержания в товарном продукте активного хлора, объема хлорируемого участка трубопровода с принятой концентрацией (дозой) активного хлора в растворе по формуле

Для осуществления контроля за содержанием активного хлора по длине трубопровода в процессе его заполнения хлорной водой через каждые 500 м следует устанавливать с выводом выше поверхности земли временные пробоотборные стояки с запорной арматурой, которые также используют для выпуска воздуха по мере заполнения трубопровода. Диаметр стояков принимается по расчету, но не менее 100 мм.

Введение хлорного раствора в трубопровод следует продолжать до тех пор, пока в точках, наиболее удаленных от места подачи хлорной извести, не начнет вытекать вода с содержанием активного (остаточного) хлора не менее 50 % заданного. С этого момента дальнейшую подачу хлорного раствора необходимо прекратить, оставив трубопровод заполненным хлорным раствором в течение расчетной продолжительности.

После окончания контакта хлорную воду следует сбросить в места, указанные в проекте, и промывать трубопровод чистой водой до тех пор, пока содержание остаточного хлора в промывной воде не снизится до 0,3-0,5 мг/л. Для хлорирования последующих участков трубопровода хлорную воду допускается использовать повторно. После окончания дезинфекции сбрасываемую из трубопровода хлорную воду необходимо разбавлять водой до концентрации активного хлора 2-3 мг/л или дехлорировать путем введения гипосульфита натрия в количестве 3,5 мг на 1 мг активного остаточного хлора в растворе. Места и условия сброса хлорной воды и порядок осуществления контроля ее отвода должны быть согласованы с местными органами санитарно-эпидемиологической службы.

В местах присоединений (врезок) вновь построенного трубопровода к действующей сети следует осуществлять местную дезинфекцию фасонных частей и арматуры раствором хлорной извести.

Дезинфекция водозаборных скважин перед сдачей их в эксплуатацию выполняется в тех случаях, когда после их промывки качество воды по бактериологическим показателям не соответствует требованиям ГОСТ 2874-82. Дезинфекция проводится в два этапа: сначала надводной части скважины, затем - подводной. Для обеззараживания надводной части в скважине выше кровли водоносного горизонта устанавливают пневматическую пробку, выше которой скважину заполняют раствором хлорной извести или другого хлорсодержащего реагента с концентрацией активного хлора 50- 100 мг/л в зависимости от степени предполагаемого загрязнения. Через 3-6 ч контакта пробку извлекают и с помощью смесителя вводят хлорный раствор в подводную часть скважины с таким расчетом, чтобы концентрация активного хлора после смешения с водой была не менее 50 мг/л. Через 3-6 ч контакта производят откачку до исчезновения в воде заметного запаха хлора, после чего отбирают пробы воды для контрольного бактериологического анализа. Расчетный объем хлорного раствора принимается больше, чем объем скважин (по высоте и диаметру): при обеззараживании надводной части в 1,2-1,5 раза, подводной части в 2-3 раза.

Дезинфекцию емкостных сооружений следует производить методом орошения раствором хлорной извести или других хлорсодержащих реагентов с концентрацией активного хлора 200-250 мг/л. Такой раствор приготовляется из расчета 0,3-0,5 л на 1 м2 площади внутренней поверхности резервуара. Стены и днище резервуара покрывается раствором путем орошения из шланга или гидропульта. По истечении 1-2 ч дезинфицированные поверхности следует промыть чистой водопроводной водой и удалить отработанный раствор через грязевые выпуски. Работа должна производиться в специальной одежде, резиновых сапогах и противогазах; перед входом в резервуар следует установить бачок с раствором хлорной извести для обмывания сапог.

Дезинфекцию фильтров после их загрузки, отстойников, смесителей и напорных баков малой вместимости следует производить объемным методом, наполняя их раствором с концентрацией 75- 100 мг/л активного хлора. После контакта в течение 5-6 ч раствор хлора необходимо удалить через грязевую трубу и емкости промыть чистой водопроводной водой до содержания в промывной воде 0,3- 0,5 мг/л остаточного хлора.

При хлорировании трубопроводов и сооружений водоснабжения следует соблюдать требования, установленные стандартами на применяемые хлорсодержащие реагенты, СНиП III-4-80 и ведомственными нормативными документами по технике безопасности.

Проведение промывки и дезинфекции трубопроводов (сооружений) оформляется актом (форма 4).

ИНСТРУКЦИЯ*
по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды
и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором
при централизованном и местном водоснабжении**

________________
* Подготовлена Институтом общей и коммунальной гигиены имени А.Н.Сысина АМН СССР.

** Под термином "обеззараживание" имеется в виду обработка воды, а под термином "дезинфекция" - обработка водопроводных сооружений и сетей дезинфицирующими средствами.


УТВЕРЖДЕНА Заместителем Главного санитарного врача П.Лярским 25 ноября 1967 г. N 723а-67.


Инструкция предназначена для санитарных врачей, осуществляющих контроль за хозяйственно-питьевым водоснабжением населенных мест. Руководствуясь настоящей инструкцией, органы санитарно-эпидемиологической службы предъявляют санитарные требования к администрации водопроводов или к владельцам местных водоисточников, которые несут ответственность за обеспечение населения доброкачественной питьевой водой.

I. Хлорирование воды на водопроводах

I. Хлорирование воды на водопроводах

Качество воды при централизованном водоснабжении зависит от качества воды источников, условий водозабора, правильности организации зон санитарной охраны и выполнения в них соответствующего режима, режима очистки и обеззараживания воды, а также от санитарно-технического состояния водозаборных устройств и водоразводящих сетей. Для того, чтобы обеспечить население доброкачественной питьевой водой, необходимо строго соблюдать санитарные требования при устройстве и эксплуатации всех сооружений водопровода, в том числе и установок для хлорирования воды.

2. Хлорирование воды должно производиться во всех случаях получения ее из поверхностных водоемов (после обязательной предварительной очистки), а также при получении воды из подземных источников, бактериальные показатели которой не соответствуют ГОСТ "Вода питьевая".

Примечание: Для обеззараживания воды могут применяться и другие методы, разрешенные Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР.

3. Хлорирование воды на водопроводах должно производиться, как правило, с применением жидкого хлора. Для станций производительностью до 3000 м/сутки допускается применение хлорной извести или гипохлорита кальция в виде двутретьосновной соли (ДТСГК). Реагенты, используемые для хлорирования воды, должны быть подвергнуты контрольному анализу на водопроводной станции для проверки содержания в них активного хлора и прочих составных частей, согласно установленным нормативам ("Хлор жидкий" - ГОСТ 6718-53 , "Известь хлорная" - ГОСТ 1692-58 , "Временное наставление по применению ДТСГК для целей дезинфекции", утвержденное Министерством здравоохранения СССР 6.11.1960 г. N 311-60).

4. В целях установления показаний для хлорирования воды источников, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также в целях разработки основных положений по режиму хлорирования, производится предварительное санитарное и лабораторное обследование водоисточника, выполняемое в соответствии с программой, предусмотренной действующим .

5. В целях установления рабочей дозы хлора для хлорирования, опытным путем производится определение эффекта обеззараживания воды и количества остаточного активного хлора, которое зависит от величины хлорпоглощаемости воды.

Выбранная для обеззараживания воды рабочая доза хлора должна обеспечивать надлежащий бактерицидный эффект, т.е. количество кишечных палочек в обработанной воде должно быть не более 3 в 1 л, общее число бактерий - не более 100 в 1 мл после контактного периода воды с хлором (не менее 30 мин). Содержание остаточного хлора при этом должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л (ГОСТ "Вода питьевая").

6. При хлорировании воды некоторых источников, преимущественно открытых, могут возникнуть затруднения, связанные с необходимостью получить надлежащий эффект обеззараживания и в то же время обеспечить соответствие воды гигиеническим требованиям в отношении органолептических свойств (запаха и вкуса). В таких случаях должен применяться тот или иной из специальных приемов обеззараживания, к которым относятся следующие:

а) Двойное хлорирование, т.е. введение хлора предварительно до очистных сооружений во всасывающие водоводы 1-го подъема (обычно в дозах 3-5 мг/л) и окончательно после фильтров (обычно в дозах 0,7-2 мг/л); используется при высокой цветности исходной воды, при повышенном содержании в ней органических веществ и планктона.

б) Хлорирование с преаммонизацией, т.е. введение в воду аммиака или его солей непосредственно перед введением хлора (обычно при соотношениях доз аммиака и хлора 1:4, 1:10). При этом обеззараживание обеспечивается за счет связанного хлора (хлораминов). Этот метод используется для предупреждения специфических запахов, возникающих после обработки воды хлором. При преаммонизации контакт воды с хлором должен быть не менее 1 часа.

в) Перехлорирование, т.е. введение заведомо высоких доз хлора (до 10-20 мг/л) с последующим связыванием избытка хлора (дехлорирование сернистым газом или активированным углем); применяется в случаях вынужденного использования водоисточников, бактериальное загрязнение которых превышает предел, установленный ГОСТ 2761-57 , т.е. среднее количество кишечных палочек составляет более 10000 в 1 литре (в пробах воды, взятых в точке водозабора). Кроме того, применяется во избежание появления хлор-фенольного запаха при наличии в исходной воде фенолов.

г) Хлорирование послепереломными дозами, т.е. с учетом точки перелома на кривой остаточного хлора; при этом обеззараживание воды производится свободным хлором, который значительно эффективнее связанного хлора (хлораминов); применяется главным образом в случаях высокого бактериального загрязнения исходной воды.

д) Использование двуокиси хлора также может быть рекомендовано для повышения эффективности обеззараживания и предупреждения специфических запахов в воде.

7. Выбор того или иного приема хлорирования, гарантирующего полное соответствие питьевой воды требованиям ГОСТ "Вода питьевая", осуществляется администрацией водопроводной станции на основании санитарно-химических, санитарно-бактериологических и технологических анализов сырой и обработанной воды с учетом производственного опыта по ее очистке и обеззараживанию.

8. На основе данных, полученных в соответствии с пп.5-7, администрация водопровода устанавливает основные положения по методике обработки воды хлором, которые включают схему использования хлора, дозировку реагентов и графики хлорирования, в зависимости от расхода воды. Эти основные положения должны быть согласованы с местными органами санитарно-эпидемиологической службы.

Лабораторно-производственный контроль за качеством воды на водопроводной станции и в распределительной сети обеспечивается администрацией водопровода, силами и средствами ведомственной лаборатории в соответствии с ГОСТ "Вода питьевая". Определение остаточного хлора перед подачей в сеть производится через каждый час, а на водопроводах из открытых водоемов - через каждые 30 мин; там же отбирается проба на бактериологический анализ не реже 1 раза в сутки, одномоментно с очередным определением остаточного хлора.

9. Санитарно-лабораторный контроль за эффективностью хлорирования воды, подаваемой водопроводом для хозяйственно-питьевых нужд, проводится санитарно-эпидемиологической станцией путем определения количества кишечных палочек и общего числа бактерий в наиболее характерных точках водоразбора (ближайшие к насосной станции, наиболее удаленные, наиболее возвышенные, тупики, водоразборные колонки). Пункты отбора проб и частота анализов определяются графиками, утверждаемыми местными органами санитарно-эпидемиологической службы.

10. Количественное определение остаточного активного хлора в воде выполняется йодометрическим или ортотолидиновым методом, описание которых дано в приложении N 1.

Йодометрический метод предпочтительнее при концентрациях активного хлора не менее 0,5 мг/л, ортотолидиновый - при более низких концентрациях.

Для определения остаточного хлора на крупных водопроводах целесообразно применять автоматические анализаторы, в частности фотоэлектронные системы Академии коммунального хозяйства РСФСР, которые обеспечивают непрерывную регистрацию остаточного хлора в воде.

В практике хлорирования может встретиться необходимость раздельно определять основные формы активного хлора, в частности, при хлорировании послепереломными дозами (свободный хлор) и при хлораммонизации (связанный хлор). Свободный хлор обладает сравнительно быстрым дезинфицирующим действием, тогда как связанный хлор менее эффективен (см. выше п.6-г). Для их раздельного количественного определения следует пользоваться методом, основанным на применении парааминодиметиланилина (см. приложение N 1). Международными стандартами питьевой воды рекомендуется также ортотолидин-арсенитный метод, который в СССР до настоящего времени не нашел применения.

11. При выполнении работ по хлорированию воды должны соблюдаться меры по технике безопасности, указанные в приложении N 2.

Условия хранения запасов хлора и аммиака должны отвечать требованиям действующих Санитарных правил проектирования, оборудования и содержания складов для хранения сильнодействующих ядовитых веществ (утверждены Министерством здравоохранения СССР 24.VI.1965 г. N 534-65). При этом аммиак должен храниться изолированно от хлора.

Хранение запасов хлорной извести допускается только в неповрежденной стандартной упаковке, в закрытых складских помещениях, сухих, затемненных и хорошо вентилируемых, при температуре воздуха не выше 20 °С. Запрещается хранить в одном помещении с хлорной известью взрывчатые и огнеопасные вещества, смазочные масла, пищевые продукты, металлические изделия и баллоны с газом.

12. Органы санитарно-эпидемиологической службы в процессе плановых обследований водопроводов, а также по эпидемическим показаниям, (не реже одного раза в месяц) должны проверять правильность лабораторно-производственного контроля за качеством воды, в том числе правильность основных положений по методике обработке воды хлором, установленной администрацией водопровода (см. п.8 настоящей инструкции).

Все замечания и предложения по улучшению санитарного состояния головных сооружений водопровода, по методике обработки и по улучшению качества воды должны вноситься в специальный журнал установленной формы, хранящийся на водопроводной станции.

13. В случае отсутствия ведомственной лаборатории (на водопроводах малой мощности) для производственного контроля за работой станции должна быть предусмотрена штатная должность лаборанта, который ведет наблюдение за правильностью хлорирования и выполняет простейшие анализы (содержание активного хлора в хлорной извести, в приготовленных хлорных растворах, определение остаточного хлора в воде и др.).

II. Хлорирование воды при местном водоснабжении

14. При местном водоснабжении, т.е. при использовании воды без разводящей сети труб, непосредственно из источника (колодцы, родники, открытые водоемы), хлорирование воды, требующей обеззараживания, производится обычно хлорной известью в чистых емкостях - резервуарах, бочках, баках или другой специальной таре. При этом необходимо соблюдать следующие условия:

а) хлорная известь вводится в воду в дозе, установленной опытным путем;

б) для надежного обеззараживания воды контакт ее с хлором должен быть летом менее 30 мин, а зимой не менее 1 часа;

в) правильно прохлорированная вода должна содержать остаточный хлор в количестве 0,3-0,5 мг в литре.

Примечание: В исключительных случаях, при отсутствии других возможностей остаточный хлор можно определить качественно по посинению хлорированной воды от добавления к ней нескольких кристаллов йодистого калия и нескольких капель 1% раствора крахмала, а также по наличию в воде слабого запаха хлора.

15. Раствор хлорной извести готовится крепостью 1-5%, т.е. для приготовления раствора берется 10-50 г хлорной извести на 1 литр воды. При отсутствии весов можно пользоваться для отмеривания извести ложками, стаканами и другими предметами известной емкости, принимая вместимость чайной ложки 2-2,5 г хлорной извести, столовой ложки 9-12 г, стакана - 120 г.

Отмеренное количество хлорной извести высыпают в кружку или миску, добавляют к ней немного воды и растирают в сметанообразную массу без комков. Затем эту массу разбавляют нужным количеством воды и тщательно перемешивают. Приготовленный раствор хлорной извести употребляется для хлорирования после отстаивания. Содержание активного хлора в хлорной извести и подбор рабочей дозы хлора производится согласно приложению N 1.

16. В отдельных случаях, в зависимости от качества воды, с целью повышения надежности ее обеззараживания, рекомендуется применять перехлорирование, т.е. введение заведомо избыточных доз активного хлора с последующим удалением или химическим связыванием избытка хлора.

Перехлорирование производится следующим образом. В воду добавляют раствор хлорной извести из расчета не менее 10 мг/л активного хлора, а при обеззараживании загрязненных вод из открытых источников - не менее 20 мг/л активного хлора. Тщательно перемешав залитый в воду раствор хлорной извести с помощью деревянной лопаты или весла, оставляют воду в покое летом на 15 мин, зимой - на 30 мин. После этого проверяют запах воды: при сильном запахе хлора перехлорирование признается достаточным, при отсутствии запаха или очень слабом запахе хлора, необходимо повторить введение хлорной извести.

Для удаления избытка хлора (дехлорирования) воду фильтруют через активированный или обычный древесный уголь, а при отсутствии угля - добавляют в воду гипосульфит натрия (из расчета 3,5 мг гипосульфита на 1 мг активного остаточного хлора).

17. Дезинфекция шахтных колодцев и обеззараживание воды в них производится в соответствии с "Временной инструкцией по дезинфекции шахтных колодцев и обеззараживанию воды в них", утвержденной Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР 18 января 1967 г. N 663-67.

III. Дезинфекция хлором водопроводных сооружений при их строительстве и эксплуатации

18. Дезинфекция водопроводных сооружений (скважин, резервуаров и напорных баков, отстойников, смесителей, фильтров, водопроводной сети) может быть профилактической (перед приемом в эксплуатацию новых сооружений, после периодической чистки, после ремонтно-аварийных работ), а также по эпидемическим показаниям (в случае загрязнения сооружений, в результате которого создается угроза возникновения водных вспышек кишечных инфекций).

19. Для повышения надежности дезинфекции и сокращения ее продолжительности рекомендуется применять растворы с концентрацией активного хлора 75-100 мг/л при контакте 5-6 часов. Возможно использование растворов с меньшей концентрацией активного хлора - 40-50 мг/л, но продолжительность необходимого контакта в этом случае увеличивается до 24 часов и более.

20. Перед дезинфекцией водопроводных сооружений во всех случаях обязательно производится их предварительная механическая очистка и промывка. Водопроводная сеть, очистка которой затруднительна, интенсивно промывается в течение 4-5 часов при максимально возможной скорости движения воды (не менее 1 м/сек.).

21. Дезинфекция артезианских скважин перед сдачей их в эксплуатацию выполняется в тех случаях, когда после их промывки качество воды по бактериологическим показателям не соответствует ГОСТ "Вода питьевая".

В процессе эксплуатации скважин необходимость дезинфекции возникает при обнаружении загрязнения воды непосредственно в скважине вследствие ее дефектов (в таких случаях дезинфекции должны предшествовать соответствующие ремонтные работы).

Дезинфекция проводится в два этапа: сначала надводной части скважины, затем - подводной части. Для обеззараживания надводной части в скважине на несколько метров ниже статического уровня устанавливают пневматическую пробку, выше которой скважину заполняют раствором хлора (или хлорной извести) с концентрацией активного хлора 50-100 мг/л, в зависимости от степени предполагаемого загрязнения. Через 3-6 часов контакта пробку извлекают и при помощи специального смесителя вводят хлорный раствор в подводную часть скважины с таким расчетом, чтобы концентрация активного хлора после смешения с водой была не меньше 50 мг/л. Через 3-6 часов контакта производят откачку до исчезновения в воде заметного запаха хлора, после чего отбирают пробу воды для контрольного бактериологического анализа.

Примечание: Расчетный объем хлорного раствора принимается больше объема скважин (по высоте и диаметру): при обеззараживании надводной части - в 1,2-1,5 раза, подводной части - в 2-3 раза.

22. Дезинфекцию резервуаров большой емкости рекомендуется проводить методом орошения. Раствор хлорной извести (или хлора) с концентрацией 200-250 мг/л активного хлора приготовляют из расчета 0,3-0,5 л на 1 м внутренней поверхности резервуара. Этим раствором покрывают стены и дно резервуара путем орошения из шланга или гидропульта.
[email protected]

Если процедура оплаты на сайте платежной системы не была завершена, денежные
средства с вашего счета списаны НЕ будут и подтверждения оплаты мы не получим.
В этом случае вы можете повторить покупку документа с помощью кнопки справа.

Произошла ошибка

Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.

Страница 32 из 122

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ

6.144. Выбор метода обеззараживания воды надлежит производить с учетом расхода и качества воды, эффективности ее очистки, условий поставки, транспорта, хранения реагентов, возможности автоматизации процессов и механизации трудоемких работ.

6.145. Введение хлорсодержащих реагентов для обеззараживания воды следует предусматривать в трубопроводы перед резервуарами чистой воды.

Необходимость обеззараживания подземных вод определяется органами санитарно-эпидемиологической службы.

Примечание. При обосновании допускается предусматривать для ввода и контакта хлорсодержащих реагентов с водой специальные контактные резервуары.

6.146. Дозу активного хлора для обеззараживания воды следует устанавливать на основании данных технологических изысканий. При их отсутствии для предварительных расчетов следует принимать для поверхностных вод после фильтрования 2-3 мг/л, для вод подземных источников 0,7-1 мг/л.

Концентрации остаточного свободного и связанного хлора надлежит принимать в соответствии с ГОСТ 2874-82.

Примечание. При хранении в резервуарах воды на хозяйственно-питьевые нужды на время выключения одного из них на промывку и ремонт в случаях, когда не обеспечивается время контакта воды с хлором, следует предусматривать подачу дозы хлора в два раза больше, чем при нормальной эксплуатации. При этом увеличение подачи хлора допускается предусматривать за счет включения резервных хлораторов.

6.147. Хлорное хозяйство должно обеспечить прием, хранение, испарение жидкого хлора, дозирование газообразного хлора с получением хлорной воды.

Подача хлорной воды должна производиться раздельно на каждое место ввода.

Хлорное хозяйство следует располагать в отдельно стоящих хлораторных, в которых сблокированы расходный склад хлора, испарительная и хлордозаторная. Расходный склад хлора допускается располагать в отдельных зданиях или примыкать к хлордозаторной и вспомогательным помещениям хлорного хозяйства (компрессорной, венткамерам и т.п.); при этом следует отделять его от других помещений глухой стеной без проемов.

6.148. Расходные склады хлора следует проектировать согласно пп. 6.211 и 6.212. При обосновании в составе хлораторных склад хлора может не предусматриваться; в этом случае в хлордозаторной допускается установка 1 баллона жидкого хлора массой нетто не более 70 кг.

6.149. Испарители хлора следует размещать в складе хлора или хлордозаторной. Испарение хлора необходимо производить в специальных испарителях или баллонах (при поставке в них хлора).

Температура воды, подаваемой в испаритель, должна быть в пределах 10-30°С, при этом снижение температуры воды в испарителе должно быть не более 5°.

Испаритель должен быть оборудован устройствами для контроля температуры воды и давления хлора и воды. При подаче газообразного хлора за пределы здания хлораторной после испарителя необходимо предусматривать устройства для очистки газа, а также клапан, поддерживающий после себя вакуум, при котором не происходит конденсации хлора при наименьшей температуре наружного воздуха.

Протяженность трубопровода газообразного хлора не должна превышать 1 км.

6.150. Хлордозаторные без испарителей, располагаемые в блоке с другими зданиями водопровода или вспомогательными помещениями хлорного хозяйства, должны быть отделены от других помещений глухой стеной без проемов и снабжены двумя выходами наружу, при этом один из них через тамбур. Все двери должны открываться наружу. Пол хлордозаторной, располагаемой над другими помещениями, должен быть газонепроницаемым. Хлордозаторные размещать в заглубленных помещениях не допускается.

6.151. Для дозирования хлора должны применяться автоматические вакуумные хлораторы.

Расчетные расходы и напоры воды, подаваемой на хлоратор, и напор хлорной воды после него следует определять по характеристикам хлоратора, а также по расположению его относительно точки ввода хлора.

Допускается применение хлораторов ручного регулирования, при этом расход хлора контролируется весовым способом.

6.152. Количество резервных хлораторов на одну точку ввода надлежит принимать: при 1-2 рабочих хлораторах - 1, при более двух - 2.

Допускается предусматривать общие резервные хлораторы на две точки ввода хлора.

Работа двух и более хлораторов со струйными эжекторами на один трубопровод хлорной воды не допускается.

6.153. Хлоропроводы для транспортирования жидкого и газообразного хлора следует выполнять из бесшовных стальных труб.

Количество хлоропроводов следует принимать не менее двух, из них один резервный.

Хлоропроводы и арматуруна них надлежит предусматривать на рабочее давление 1,6 МПа (16 кгс/см 2) и пробное давление 2,3 МПа (23 кгс/см 2).

Прокладку хлоропроводов внутри помещений следует предусматривать на кронштейнах, укрепленных на стенах и колоннах; вне зданий - на эстакадах с защитой от воздействия солнечных лучей. Хлоропроводы следует окрашивать перхлорвиниловыми эмалями. Соединения труб надлежит принимать на сварке или муфтах с проваркой их концов или на фланцах с уплотнительной поверхностью типа “выступ-впадина” с применением хлорустойчивых прокладок (паронит) и болтов из нержавеющей стали.

Трубопроводы жидкого хлора должны иметь уклон 0,01 в сторону сосуда с хлором, при этом на хлоропроводе не должно быть мест, в которых возможно образование гидравлического затвора или газовой пробки.

Диаметр хлоропроводов следует принимать при расчетном расходе хлора с коэффициентом 3 с учетом объемной массы жидкого хлора 1,4 т/м 3 , газообразного - 0,0032 т/м 3 , скорости в трубопроводах 0,8 м/с для жидкого хлора, 2,5-3,5 м/с для газообразного. При этом диаметр хлоропровода должен быть не более 80 мм.

Необходимо предусматривать устройство для удаления из системы газообразного хлора при переключении контейнера или баллона, а также для периодического удаления из трубопроводов и испарителей треххлористого азота, при этом рекомендуется использовать сухой сжатый азот, воздух и др.

Продукты продувки должны обезвреживаться путем пропуска их через слой нейтрализационного раствора.

6.154. Трубопроводы для хлорной воды следует предусматривать из материалов, обладающих коррозионной стойкостью к ней: резины, полиэтилена высокой плотности, поливинилхлорида и др. Внутри помещений трубопроводы хлорной воды надлежит располагать в каналах, устраиваемых в полу, или на кронштейнах и сплошных опорах.

Вне помещений надлежит предусматривать подземную укладку трубопроводов хлорной воды в каналах или футлярах из труб, обладающих коррозионной стойкостью.

В каналах и футлярах не допускается располагать трубопроводы другого назначения, кроме теплового сопровождения.

Необходимо предусматривать температурную компенсацию труб, а также возможность замены труб в футлярах и каналах.

На наружных трубопроводах хлорной воды следует предусматривать колодцы, в которых прерываются футляры, для наблюдения за возможной утечкой хлорной воды, при этом дно колодцев должно покрываться химически стойкими эмалями. Расстояние между колодцами должно быть не более 30 м.

Глубина заложения низа футляра без теплового сопровождения должна быть не менее глубины промерзания грунта.

6.155. Воздух, выбрасываемый в атмосферу постоянно действующими вентиляционными системами складов хлора и хлордозаторных, должен удаляться через трубу, высота которой определяется согласно п. 14.38.

При необходимости, определяемой расчетом, следует предусматривать очистку выбрасываемого вентиляторами воздуха.

При хранении на складе контейнеров для хлора очистка воздуха при аварии обязательна, при этом концентрацию хлора в воздухе, выбрасываемом вентиляторами при аварии, следует определять по площади растекания хлора из одного контейнера и интенсивности испарения с поверхности пола 5-6 кг/(ч?м 2).

6.156. Для очистки воздуха следует применять орошаемые скрубберы высотой не менее 3 м, скорость движения воздуха следует принимать не более 1,2 м/с, интенсивность орошения не менее 20 м 3 /(ч?м 2). Насадка скрубберов должна быть из материалов, стойких к воздействию хлорной воды.

Орошение скрубберов следует предусматривать нейтрализационным раствором (водный раствор - 3 % соды и 2 % гипосульфита натрия).

6.157. Электролитическое приготовление гипохлорита натрия следует предусматривать из раствора поваренной соли или естественных минерализованных вод с содержанием хлоридов не менее 50 г/л на станциях водоподготовки с расходом хлора до 50 кг/сут.

6.158. Хранение соли следует принимать согласно пп. 6.203 и 6.213.

Количество растворных баков для получения насыщенного раствора поваренной соли следует принимать не менее двух, при этом общая вместимость баков должна обеспечивать запас раствора соли не менее чем на 24 ч работы одного электролизера.

6.159. Электролизеры должны располагаться в сухом отапливаемом помещении. Допускается их установка в одном помещении с другим оборудованием электролизных. Количество электролизеров не должно быть более трех, из которых один - резервный.

Электролизеры следует располагать с учетом самотечного отвода гипохлорита в бак-накопитель.

6.160. Вместимость бака-накопителя гипохлорита должна обеспечивать непрерывную работу одного электролизера не менее 12 ч. Бак-накопитель должен размещаться в вентилируемом помещении. Должны обеспечиваться подвод воды и отвод сточных вод при его промывке и опорожнении.

6.161. Для приготовления раствора порошкообразного гипохлорита кальция необходимо предусматривать расходные баки (не менее двух) общей вместимостью, определяемой исходя из концентрации раствора 1 % и двух заготовок в сутки.

Баки должны оборудоваться мешалками.

Для дозирования гипохлорита следует применять отстоенный раствор.

Надлежит предусматривать периодическое удаление осадка из баков и дозаторов.

6.162. Баки и трубопроводы для растворов соли и гипохлорита должны быть из коррозионно-стойких материалов или иметь антикоррозионное покрытие.

6.163. Обеззараживание воды прямым электролизом следует применять при содержании хлоридов не менее 20 мг/л и жесткости не более 7 мг-экв/л на станциях производительностью до 5 тыс. м 3 /сут.

6.164. Установки для обеззараживания воды прямым электролизом должны располагаться в помещении рядом с трубопроводами, подающими воду в резервуары фильтрованной воды. Необходимо предусматривать одну резервную установку.

6.165. При обеззараживании воды хлорированием и необходимости предупреждения хлорфенольного запаха на станциях следует предусматривать устройства для подачи в воду газообразного аммиака (установка для аммонизации).

Допускается при обосновании применение аммиака также для увеличения продолжительности бактерицидного действия, например, при длительном хранении или транспортировании воды.

6.166. Аммиак следует хранить в расходном складе в баллонах или контейнерах. Оборудование аммиачного хозяйства необходимо предусматривать во взрывоопасном исполнении.

Аммиачное хозяйство должно быть организовано аналогично хлорному и располагаться в отдельных помещениях. Допускается блокировка установки для аммонизации с зданиями хлорного хозяйства.

Установки для дозирования аммиака следует проектировать согласно пп. 6.151, 6.152.

Ввод аммиака следует предусматривать в фильтрованную воду, при наличии фенолов - за 2-3 мин до ввода хлорсодержащих реагентов.

6.167. Продолжительность контакта хлора или гипохлорита с водой от момента смешения до поступления воды к ближайшему потребителю следует принимать в соответствии с ГОСТ 2874-82.

Контакт хлорсодержащих реагентов с водой надлежит осуществлять в резервуарах чистой воды или специальных контактных резервуарах. При отсутствии попутного водоразбора допускается учитывать продолжительность контакта в водоводах.

6.168. Обеззараживание воды с помощью бактерицидного излучения следует применять для подземных вод при условии постоянного обеспечения требований ГОСТ 2874-82 по физико-химическим показателям.

Коли-индекс обрабатываемой воды должен быть не более 1000 ед/л, содержание железа? не более 0,3 мг/л.

6.169. Количество рабочих бактерицидных установок следует определять исходя из их паспортной производительности. При этом количество рабочих установок должно быть не более пяти, резервных - одна.

6.170. Бактерицидные установки следует располагать, как правило, непосредственно перед подачей воды в сеть потребителям на напорных или всасывающих трубопроводах насосов.

6.171. Применение озона для обеззараживания воды допускается при обосновании. При проектировании озонаторных установок следует предусматривать устройства для синтеза озона и смешения озоно-воздушной смеси с водой. Необходимую дозу озона для обеззараживания надлежит принимать: для вод подземных источников - 0,75-1 мг/л, для фильтрованной воды - 1-3 мг/л.

Содержание