Хлорування води
Для знезараженняводи хлоруванням на водоочисних комплексах використовуютьхлорне вапно, хлор і його похідні, під дією яких бактерії,знаходяться у воді, гинуть в результаті окислення речовин, що входять до складупротоплазми клітин. Хлор діє і на органічні речовини, окислюючи їх.
Для якісногохлорування необхідно хороше перемішування, а потім не менш, ніж30-хвилинний (при спільних хлоруванні і аммонізаціі 60-хвилинний) контактхлору з водою, перш, ніж вода надійде до споживача. Контакт може відбуватисяв резервуарі фільтрованої води або в трубопроводі подачі води споживачу,якщо останній має достатню довжину без водорозбору.
Дозу хлорувстановлюють технологічним аналізом з розрахунку, щоб у 1 мл води,надходить до споживача, залишилося 0,3 ... 0,5 мг хлору, яке не набралореакцію (залишкового хлору), який є показником достатностіПрийнятої дози хлору. При цьому умови доза хлору при хлоруванніфільтрірованной води становить 2 ... 3 мг/л в залежності від її хлоропоглощаемості,а при хлоруванні підземної води - 0,7 ... 1 мг/л. При вимиканні на промивкуабо ремонт одного з резервуарів фільтрованої води, коли не забезпечуєтьсячас контакту води з хлором, доза хлору повинна бути збільшена вдвічі.
Хлорування водиздійснюється рідким (газоподібним) хлором. На малих водоочисних комплексах(До 3000 м3/сут) допускається застосування хлорного вапна. При плюсовихтемпературах і атмосферному тиску хлор являє собою газзеленувато-жовтого кольору із задушливим запахом і щільністю, значно більшою,ніж щільність повітря (в 1,5 ... 2,5 рази в залежності від температури). Припідвищенні тиску (при плюсових температурах) хлор переходить у рідкийстан. У такому вигляді його перевозять і зберігають в спеціальних сталевих ємностях(При тиску 0,6 ... 1,0 МПа).
Рис. 14.1. Балон (а) іконтейнер (б) для хлору.
1 - сталевий корпус, 2- Кільце горловини; 3 - ковпак;4 - запірнийвентиль; 5 - сифонна трубка
-->p>
В даний часзаводи з виробництва хлору постачають хлор в основному в балонах двох типів:Е-24 (рис. 14.1, а) місткістю до 25 ... 30 кг рідкого хлору і Е-54 звмістом хлору до 100 кг і в бочках. На великих водоочисних комплексахпродуктивністю більше 100 тис. м3/сут хлор доставляють зазвичай в спеціальнихзалізничних цистернах місткістю до 48 т рідкого хлору, а зберігають його вбочках (рис. 14.1,6), які залежно від розмірів вміщають від 700 до 3000кг рідкого хлору. Хлорне господарство повинно забезпечувати прийом, зберігання,випаровування рідкого хлору, дозування газоподібного хлору з одержанням хлорноговоди.
Хлорне господарстворозташовують в окремо розташованих хлораторних, де зблоковані видатковийсклад хлору, випарна і хлордозаторная. Видатковий склад хлору можнарозміщувати в окремих будівлях або впритул до хлораторної, відокремлюючи його глухийстіною без отворів. Склад хлору в складі хлораторних можна не передбачати,в цьому випадку в хлордозаторной дозволяється зберігання одного балона рідкогохлору масою не більше 70 кг. Хлордозаторние без випарників, що розміщуються вблоці з іншими будівлями комплексу або допоміжними приміщеннями хлорногогосподарства, відокремлюють від інших приміщень глухою стіною без отворів і обладнаютьдва виходи назовні, при цьому один з них повинен мати тамбур. Трубопроводипередачі хлорної води виконують з полівінілхлориду, гуми, поліетиленувисокої щільності і ін
Хлорування водиє надійним засобом, що запобігає поширенню епідемій, так якбільшість патогенних бактерій (бацили черевного тифу, туберкульозу та дизентерії,вібріони холери, віруси поліомієліту та енцефаліту) вельми нестійкі по відношеннюдо хлору. Спороутворюючих бактерій хлор не знищує, що є одним знедоліків цього методу знезараження.
Гідроліз хлорувідбувається (рис. 14.2) відповідно до Рівнянням
З утвореннямхлорнуватистої кислоти, яка дисоціює на соляну кислоту і атомарний кисень(У нейтральному або лужному середовищі), що володіє сильними окиснимивластивостями. Ю. Ю. Лур'є вважає, що хлорнуватиста кислота дисоціює вЗалежно від рН з утворенням гипохлоритного іона (ОСl-),при цьому окисне дію на мікроорганізми чинить як самахлорнуватиста кислота, так і головним чином гипохлоритного іон:
При застосуванні замістьхлору хлорного вапна має місце реакція
2СаОС12 + 2Н2О в†’СаС12 +Сa(ОН) 2 +2НС10.
Подальша дисоціаціяхлорнуватистої кислоти відбувається аналогічно описаному вище.
Ефект придушеннябактеріальної життя при хлоруванні залежить від дозивведеного хлору і тривалості контакту його з водою. Томухлоропоглощаемость однієї і тієї ж води, рівна сумарному витраті хлору наокислення мікроорганізмів, органічних і неорганічних домішок, - величиназмінна, що залежить від дози введеного хлору, тривалості контакту,величини рН, температури води та ін (рис. 14.3). Очевидно, що доза вводитьсяхлору повинна
Рис. 14.3. Залежністьхлоропоглощаемості від часу контакту хлору з водою: дози хлору, мг/л:1- 0,5;2 - 0,75;3- 2,0;4 -4,0; 5 - 20,0
Бути більше величинихлоропоглощаемості на величину залишкового хлору, присутність якого єгарантією того, що окислення бактерій і органічних речовин у водіпрактично завершено. Зв'язок між дозою введеного в воду хлору і змістомзалишкового хлору може мати прямолінійний характер або яскраво виражений злам(Рис. 14.4). Непрямолінійний характер цієї залежності має місце при наявностів хлорованої воді аміаку. Перша точка перелому на кривій 2 відповідаєутворенню монохлораміна NH2Clзменшим, ніж в хлору окислювально-відновним потенціалом. Друга -переломна точка кривої відповідає моменту окислення утвореногомонохлораміна надлишковим хлором.
Рис. 14.4. Залежністьзалишкового хлору від дози введеного в воду при відсутності(1) і при наявності (2) в ній амонійних солей
На практиці ввідповідно до якості вихідної води застосовують одно-або дворазовехлорування води. При обробці високоцветних вод, а також вод, багатихорганічними речовинами та бактеріями, застосовують двократне хлорування. Прицьому хлор у воду дозується спочатку перед камерами хлопьеобразования абоосвітлювачами (попереднє хлорування), а потім в фільтровану воду,перед резервуаром чистої води. Попереднє хлорування необхідно дляокислення органічних захисних колоїдів, що перешкоджають процесу коагуляції,а також окислення гумінових речовин, що обумовлюють кольоровість води, з метоюекономії коагулянту, що витрачається на її знебарвлення. Доза хлору напопереднє хлорування значно вище тієї, яка вводиться вфільтровану воду, і може доходити до 5 мг/л.
У деяких випадкахможе виникнути необхідність хлорування води підвищеними дозами хлору, т.тобто застосування так званого перехлорування, що гарантує високий ефектїї знезараження. Після перехлорування води залишкова концентрація хлору вній досить велика (1 ... 7 мг/л), тому доводиться вдаватися до подальшогоїї Дехлоризація. Для цього найчастіше застосовують обробку води сульфитомнатрію, сірчистим газом і фільтрування дехлоріруемой води через активованевугілля. Дехлоризація води сульфитом натрію, вважаючи 3,5 мг (у розрахунку на Na2S03-7H20)на1 мг пов'язаного хлору, протікає по рівнянню
Na2S03+ Н20+ С12= Na2S04 + 2НС1.
Дехлоризація водисірчистим газом (у співвідношенні, приблизно 1:1)відбувається у відповідності з рівнянням
S02+2H2O+ С12в†’ H2S04+2НС1.
При триваломуперебуванні питної води перед надходженням до споживачів в резервуарах іводоводах (більше 1,5 ч) для продовження бактерицидної дії хлору, а такождля запобігання хлорфенольного запаху в воду крім нього вводять також іаміак. Введення аміаку, крім того, скорочує витрату хлору і в ряді випадківполіпшує смак води. При взаємодії хлорнуватистої кислоти (утвориласяпри хлоруванні води) з аміаком виходять монохлораміна:
HOCI+NH3 в†’ NH2CI + Н2О,
які, гідролізуючись,утворюють сильний окислювач - гипохлоритного іон:
NH2C1+Н20 в†’ NH4 + + ОСl-.
Гідро...
