Преимущества гипохлорита натрия по сравнению с хлором
Хлор — ядовитый газ, в водоочистке он используется в виде жидкого концентрата, хранящегося в баллонах. При контакте с воздухом хлор быстро улетучивается. Утечки жидкого концентрата опасны из-за сильного токсического действия газа и его возможности переноситься на большие расстояния с потоками воздуха.
Гипохлорит натрия — это водный раствор натрия хлорноватокислого. Жидкость имеет зеленовато-желтый и иногда красновато-коричневый цвет. Для водоочистки используют раствор, который содержит до 0,125 % активного хлора. При использовании гипохлорита выделение газа в воздух существенно снижается, поэтому этот реагент более безопасен.
Вода, обеззараженная хлором, имеет специфический запах, более или менее ярко выраженный в зависимости от концентрации. Вода, обеззараженная гипохлоритом натрия, приятнее на вкус, так как обычно не имеет запаха хлорки, который мог бы заметить человек с помощью вкуса и обоняния.
Для обеззараживания воды в городах и поселках хлор используется сегодня повсеместно. Можно сказать, что использование жидкого хлора — это необходимость, так как более дешевого и эффективного способа обеззараживания для таких больших объемов воды пока не существует.
Гипохлорит натрия не только безопаснее, но и дороже жидкого хлора, поэтому водоочистке он используется реже и в основном для частных домов, квартир и небольших производств (например, в качестве окислителя на одной из ступеней водоочистки, или если в воде обнаружены бактериальные загрязнения). Первым городом, который полностью перевел городскую водоочистку с хлора на гипохлорит, стал Санкт Петербург.
Несмотря на большую безопасность гипохлорита хлор все равно присутствует в поступающей в жилища людей воде. А поскольку это вещество и его соединения имеют свойство накапливаться в организме человека, необходимо дополнительно очищать воду в каждой отдельной квартире.
Чтобы полностью очистить воду от остатков хлора и его соединений, достаточно установить угольный фильтр нужного объема. В системах водоочистки для квартир обычно это последняя или предпоследняя ступень. В системах, где гипохлорит используется для окисления загрязнений, угольный фильтр может стоять сразу после него, чтобы предотвратить выход из строя фильтрующих сред на следующих этапах.
После установки фильтра необходимо обеспечить периодическую промывку угля для удаления загрязнений и восстановления его адсорбционных свойств. Поскольку уголь — материал быстроистираемый, раз в год он нуждается в полной замене.
Если ваша вода имеет в своем составе хлор и его соединения, наши специалисты подберут и установят угольный фильтр, а при необходимости — систему водоочистки полного цикла. Также мы занимаемся сервисным обслуживанием водоочистного оборудования, поэтому вода всегда соответствует санитарным нормам (российским или европейским — на выбор клиента).
При необходимости мы устанавливаем для наших клиентов системы на основе гипохлорита, которые доказали свою безопасность эффективность. Жидкий хлор мы не рекомендуем и в основном им не пользуемся.
ОЧИСТКА И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ
В процессе ОЧИСТКИ ВОДЫ задерживается до 98% бактерий, но среди оставшихся не исключена вероятность нахождения патогенных (болезнетворных) микроорганизмов, для уничтожения которых нужна специальная обработка - обеззараживание воды.
Конечно, в реках и других водоёмах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает очень медленно. Реки уже давно не справляются со сбросами сточных вод и другими источниками загрязнения. А ведь уровень бактерицидного воздействия в сточных водах часто превышает норму в сотни, тысячи и даже миллионы раз. Стоки попадают в водоемы, а большинство городских водоканалов берут воду именно из них. Таким образом, обязательными процессами в подготовке питьевой воды являются качественная очистка и обеззараживание сточных вод.
При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, а при использовании подземных вод – только тогда, когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Но на практике использование для питья и подземных, и поверхностных вод практически всегда без обеззараживания невозможно.
Вода природных источников питьевого водоснабжения, как правило, не соответствует гигиеническим требованиям к питьевой воде и требует перед подачей населению подготовки — очистки и обеззараживания.
Очистка воды, включающая её осветление и обесцвечивание, является первым этапом в подготовке питьевой воды. В результате её из воды удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов. Но часть патогенных бактерий и вирусов проникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде. Для создания надёжного и управляемого барьера на пути возможной передачи через воду кишечных инфекций и других не менее опасных болезней применяется её обеззараживание, т.е. уничтожение живых и вирулентных патогенных микроорганизмов – бактерий и вирусов. Ведь именно микробиологические загрязнения воды занимают первое место в оценке степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от присутствующих в воде болезнетворных микроорганизмов в тысячи раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы. Поэтому обеззараживание до пределов, отвечающих установленным гигиеническим нормативам, является обязательным условием получения воды питьевого качества.
В существующей практике обеззараживания питьевой воды хлорирование используется наиболее часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами. В США 98,6 % воды (подавляющее количество) подвергается хлорированию. Аналогичная картина имеет место и в России, и в других странах, т. е. в мире в 99 из 100 случаев для дезинфекции используют либо чистый хлор, либо хлорсодержащие продукты. На рис. 2 отражены объемы потребления хлора для дезинфекции воды в России и США.
Рис. 2 Объем потребления хлора для дезинфекции воды в США и России (тыс. тонн / год)
Обеззараживание воды осуществляется при помощи добавления в воду различных химических веществ или проведения специальных мероприятий. Использование химических дезинфицирующих средств при обработке воды обычно вызывает образование химических побочных продуктов. Однако риск для здоровья от этих побочных продуктов чрезвычайно низок по сравнению с риском, связанным с вредоносными микроорганизмами развивающимися в воде вследствие неадекватной дезинфекции.
Минздравом разрешено применение более 200 средств для дезинфекции и стерилизации. Однако рассматривать их все нет необходимости, так как многие из них по тем или иным причинам не применимы для водоснабжения. Остановимся только на основных дезинфектантах, применяемых в страна СНГ и за рубежом. Все технологические схемы очистки и обеззараживания воды (старые и новые) должны опираться на основные критерии, предъявляемые к качеству питьевой воды: питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и обладать благоприятными органолептическими (вкусовыми) свойствами. Эти критерии и лежат в основе нормативных актов всех стран, (СанПиН 2.14.1074–01). Причем, эти документы учитывают тот факт, что опасность заболеваний человека от микробиологического загрязнения воды во много тысяч раз выше, чем при загрязнении воды химическими соединениями различной природы.
А не пора ли остановиться и трезво (научно обоснованно) взглянуть на проблему, развеять заблуждения чиновников, от решения которых зависит здоровье нации? Недостатки и достоинства наиболее широко при- меняемых альтернативных методов обеззараживания — озонирование и УФ-облучения хорошо изучены. Основным недостатком этих методов, определяющим их место в технологии обеззараживания, является отсутствие эффекта обеззараживающего последействия. Поэтому эти методы используются на первичном (предварительном) этапе обеззараживания, что позволяет уменьшить дозу применяемого хлора. Однако перед подачей воды в распределительные сети обязательно хлорирование, поскольку оно является единственным способом, обеспечивающим микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети благодаря эффекту последействия. Другое направление модернизации станций водоподготовки, позволяющее уменьшить дозу хлора, связано с заменой существующих технологий первой ступени на мембранные фильтры, позволяющие производить очистку воды до уровня дистиллированной. Однако вторая ступень водоподготовки (обеззараживание) остается неизменной в силу причин описанных выше. Обеззараживание поступающей в резервуары чистой воды на этой станции производится диоксидом хлора, так как распределительная сеть должна постоянно поддерживаться в обеззараженном состоянии во избежание ее необратимого обрастания и заражения. Стоимость воды при таком подходе к водоподготовке увеличивается в 4–6 раз по сравнению с традиционными схемами подготовки. Рассмотрим с точки зрения безопасности применение озонирования и УФ-облучения. Несмотря на отечественный и зарубежный опыт применения озона в технологии водоподготовки, есть еще множество нерешенных проблем. Очень часто озонирование называют экологически чистым способом обеззараживания. Не понятно только, что послужило основанием такого определения. Последние исследования показали, что мнение об озонировании как о более безвредном способе обеззараживания воды ошибочно. Так, продукты реакции озона с содержащимися в воде органическими веществами представляют собой альдегиды (формальдегид, ацетальдегид, глиоксаль, метилглиоксаль), кетоны, карбоновые кислоты и другие соединения, присутствие которых создает ряд дополнительных проблем в процессе водоподготовки, в том числе альдегиды увеличивают опасность образования хлорорганических побочных продуктов. Кроме того, как следует из опыта применения озона на Москве-водоканале, применение озона не только дорого, но и не позволило исключить даже предварительное хлорирование из-за ненадежности очистки воды от гидробионтов,выявилась также негативная тенденция увеличения численности зоопланктона в воде, обработанной озоном.
Применение другого альтернативного дезинфектанта — УФ-облучения позволяет избавиться от побочных продуктов обеззараживания, что является его несомненным достоинством. Но на сегодня его промышленное применение осложняется отсутствием возможности оперативного контроля эффективности обеззараживания воды. В соответствующих методических руководствах указывается на возможность применения УФ- облучения на этапе первичного обеззараживания воды при условии проведения на источнике водоснабжения технологических исследований. Вместе с тем в методических указаниях отмечается, что УФ-облучение обеспечивает заданный бактерицидный и вирулицидный эффект лишь при соблюдении всех установленных эксплуатационных условий. Одним из важнейших вопросов применения этого метода является создание гарантий пропуска всей обеззараживаемой воды через установку, т. е. производительность установки должна быть равна производительности водопроводной станции. Одним из важнейших вопросов применения этого метода является создание гарантий его надежности. С этой целью система должна быть снабжена датчиками измерения интенсивности УФ-облучения в камере обеззараживания, системой автоматики, гарантирующей звуковой и световой сигналы при снижении минимально заданной дозы, счетчиков времени наработки ламп и индикаторов их исправности для своевременной очистки при обрастании или замены.
Общеизвестно, что качество обеззараживания воды хлорсодержащими реагентами зависит от значения водородного показателя рН, так как именно значение рН воды определяет формы соединений хлора в воде и их активность (рис. 3).
При низких значениях рН (от 0 до 3) преобладает молекулярный хлор Cl2 и в верхней половине этого диапазона начинает образовываться, хлорноватистая кислота НСlO, возрастая количественно так, что уже в диапазоне значений рН от 3 до 6 в воде присутствует только хлорноватистая кислота НСlO. А далее (рН>6) хлорноватистая кислота распадается на ионы Н+ и ClO –. Так, например, при рН = 6 доля HСlO составляет 97 %, а доля ClO – — 3 %. При рН = 7 доля HСlO составляет 78 %, а ClO – — 22 %, при рН = 8 доля HСlO — 24 %, ClO – — 76 %. А при рН>9 HСlO переходит полностью в гипохлорит-ион ClO –. Таким образом из диаграммы на рис. 1 следует, что в зависимости от значения рН воды существуют зоны стабильности хлор-реагентов в воде: зона Cl2 , зона HСlO, зона ClO –, в которых не проявляется их активность, и зоны нестабильности: зона Cl2 — HСlO (рН=1,5–3,5), зона HСlO — ClO – (рН=6–9). Так как рН воды поверхностных источников составляет 6,5–8,5, то вторая зона нестабильности должна быть предметом нашего внимания, так как именно в этой зоне проявляется высокая бактерицидная активность, причем наивысшая бактерицидная активность кислородных соединений хлора проявляется в диапазоне рН от 7,0 до 7,5, где концентрации гипохлорит-ионов и хлорноватистой кислоты сопоставимы.
Гипохлорит имеет щелочной характер и его ввод в обрабатываемую воду приводит, с одной стороны, к повышению уровня рН, хотя и незначительному, а с другой – нарушается химическое равновесие в питьевой воде, а на процесс его восстановления с учетом внесенных изменений затрачивается от нескольких часов до нескольких десятков часов, поскольку в таких системах (сверхразбавленные растворы) скорость процессов в большей степени определяется известным принципом Ле Шателье , т.е. гипохлоритные ионы все это время будут медлить переходить в активную форму, что весьма негативно будет сказываться на обеззараживании воды. А что же с хлором? Технология ввода хлора в питьевую воду следующая: сначала на питьевой воде, взятой из водовода, как основе готовится хлорная вода путем ввода в нее газообразного хлора, а затем хлорная вода вводится в тот же водовод. Практически нарушения химического равновесия и значения рН не происходит, а значит качество обеззараживания воды при его применении гарантированно. Это первое преимущество хлора перед гипохлоритом.
Анализ работ позволяет сделать выводы, что гипохлорит натрия обладает существенно меньшей бактерицидной активностью, нежели хлорноватистая кислота, концентрация которой максимальна при растворении хлора в воде. Из приведенных на диаграмме (рис. 4) данных видно, что для достижения одинакового эффекта обеззараживания питьевой воды хлорноватистой кислотой, гипохлоритом натрия и хлорамином при одной и той же концентрации активного хлора, например, 0,1 мг/л, упомянутым реагентам требуется время менее 2 минут, более 100 минут и около 500 минут соответственно. Это — второе преимущество хлора.
Санитарно-микробиологические исследования, проведенные в 2002 г. Институтом медико- экологических проблем и оценки риска здоровью (г. Санкт-Петербург), выявили недостатки гипохлорита с позиции функциональной эффективности и экологической чистоты. Оказалось, что раствор хлора в воде в несколько десятков раз эффективнее гипохлорита по остаточному количеству бактерий. Кроме того, гипохлорит неэффективен против цист, что ограничивает его применение на протяженных водопроводных сетях. Это — третье преимущество хлора.
Дискуссии о дезинфицирующей способности гипохлорита уже давно завершены врачами-эпидемиологами, и их выводы изложены в практическом руководстве, где указано, что гипохлорит натрия, полученный химическим и электрохимическим путем (неважно, каким) неэффективен против споровых форм микроорганизмов. Это — четвертое преимущество хлора.
Кроме того, хорошо и давно известно, что гипохлорит натрия не в состоянии обеспечить удаление биопленок с поверхности трубопроводов, которые благоприятны для развития микроорганизмов и вторичного загрязнения воды. Это — пятое преимущество хлора.
Существенно и то, что замена газообразного хлора гипохлоритом натрия или кальция для дезинфекции воды вместо молекулярного хлора не снижает, а значительно увеличивает вероятность образования тригалометанов (ТГМ), что ухудшает качество воды, связанное с тем, что при применении гипохлорита увеличивается рН и процесс образования ТГМ растягивается во времени до нескольких часов, а их количество при прочих равных условиях тем больше, чем больше рН. Это обусловлено тем, что малоактивные гипохлоритионы не в состоянии быстро окислить наиболее реакционно способные части молекул гумусовых веществ и потому реагируют с ними с образованием тригалометанов . Это — шестое преимущество хлора.
Сравнение эксплутационных затрат систем обеззараживания хлором и гипохлоритом, а также затрат на их внедрение явно не в пользу гипохлорита (и это — седьмое).
Время хранения гипохлорита ограничено из-за его разложения, что также удорожает логистику его использования. На рис. 5 представлена зависимость скорости распада раствора гипохлорита различной концентрации в зависимости от температуры хранения.
Рис. 5 Потеря активности гипохлорита натрия в зависимости от начальной концентрации, времени и температуры хранения.
Таким образом, при замене хлора на гипохлорит, с одной стороны, ухудшается качество воды по химическому составу и ухудшаются бактериологические показатели воды, а с другой — себестоимость водоподготовки увеличивается.
Рассмотрим технические аспекты проблем, возникающих при использовании гипохлорита натрия на объектах водоподготовки, основываясь на данные, накопленные как наукой, так и опытом использования его в зарубежных странах. Очень часто для обоснования перехода на гипохлорит натрия декларируется безопасная технология и отсутствие последствий, связанных с применением хлора. Однако это мнение ошибочно как в смысле технической, так и эпидемиологической безопасности. Из года в год растет число происшествий при применении, хранении и перевозке гипохлорита, и если общее число аварий в 1996 году при применении хлора и гипохлорита мало отличалось, то к 1998 году число происшествий с гипохлоритом возросло вдвое. Опыт использования гипохлорита в зарубежных странах показал, что аварийность на объектах, где он используется, растет опережающими темпами на всех этапах технологического процесса — от процесса производства до его использования. Это — восьмое преимущество хлора.
С одной стороны, дело в том, что потенциальной опасностью гипохлорита является его полная несовместимость с кислотами, так как при рН 8
Применяется в жидком виде (товарная концентрация растворов – 10 -12%), возможно получение на месте применения электрохимическим способом.
Достоинства
- эффективен против большинства болезнетворных микроорганизмов
- относительно безопасен при хранении и использовании
- при получении на месте не требует транспортировки и хранения опасных химикатов.
Недостатки
- неэффективен против цист (Giardia, Cryptosporidium)
- при увеличении величины рН воды снижается эффективность ГХН как дезинфектанта, так как снижается доля хлорноватистой кислоты и увеличивается доля гипохлорит-иона, а его эффективность как дезинфектанта в 20 раз ниже
- содержание активного хлора менее 15% (по массе), 85 % воды и балластных веществ
- опасность выделения газообразного хлора при хранении
- теряет активность при хранении (до 30 % за первый месяц хранения), при увеличении температуры на 100С скорость разложения ГХН увеличивается в
2 раза
Гипохлорит натрия, кальция и хлорная известь просты в применении, широко доступны и являются достаточно дешевыми реагентами. Однако они обладают меньшими окислительными и бактерицидными свойствами по сравнению с диоксидом хлора, озоном и УФ-излучением. Следовательно, в процессе обработки воды требуются бóльшие дозы (концентрации) этих реагентов, чем диоксида хлора или озона. Увеличение концентрации вводимых реагентов ведет к увеличению эксплуатационных затрат, которые зачастую становятся выше, чем при использовании хлордиоксидной или озоновой технологии.
Получают только на месте применения. В настоящее время считается самым эффективным дезинфектантом из хлорсодержащих реагентов для обработки воды при повышенных рН.
Достоинства
- эффективный окислитель и дезинфектант для всех видов микроорганизмов, включая цисты (Giardia, Cryptosporidium), споровые формы бактерий и вирусы
- дезинфицирующее действие практически не зависит от pH воды, в то время как эффективность хлора снижается с увеличением pH
- работает при пониженных дозах
- не образует хлораминов, наличие которых зачастую ухудшает органолептические показатели воды
- не способствует образованию тригалометанов и других хлорорганических соединений
- деодорирует воду, разрушает фенолы – источник неприятного вкуса и запаха
- не образует броматов и броморганических побочных продуктов дезинфекции в присутствии бромидов
- способствует удалению из воды железа и марганца путем их быстрого окисления и осаждения оксидов
- возможность увеличить вирулицидный эффект простым увеличением дозы (до 0,4 мг/л) в случае возникновения опасности вторичного вирусного заражения воды, например, при разрыве или ремонте разводящей сети
- стоимость применяющейся в настоящее время в России хлордиоксидной технологии сопоставима, а в ряде случаев дешевле по эксплуатационным затратам по сравнению с другими технологиями, в частности с гипохлоритом натрия, а по санитарно-эпидемиологическому эффекту значительно лучше
- обязательно получение на месте применения
- образует побочные продукты – хлораты и хлориты, содержание которых в питьевой воде необходимо контролировать
Сравнительная таблица стоимости обработки поверхностной воды р.Чепца (Удмуртия),
характеризующейся высокой цветностью (28-85 град), содержанием взвешенных веществ (4-64 мг/дм 3 ), высокими pH (7,7-8,5) и щелочностью (3,5-5 мг-экв/дм 3 ), а также высоким микробиологическим загрязнением
Сравнительная таблица стоимости обработки воды подземного источника водоснабжения г. Глазов (Удмуртия)
При хлорировании основной действующей частицей является хлор-радикал (Cl•).
Из-за этого основного отличия при хлорировании образуются всевозможные хлорорганические соединения в отличие от диоксида хлора, который действует только как окислитель и не присоединяется к органическим молекулам.
Бактерицидное действие диоксида хлора и хлора (гипохлорита натрия)
Бактерицидное действие хлора обусловлено проникновением хлора (в виде гипохлорит-иона ClO – и хлорноватистой кислоты HClO) через клеточную мембрану и разрушением ферментативной системы бактерий, в результате чего бактерия погибает.
Вирусы не имеют ферментной системы и поэтому хлорирование малоэффективно против вирусов.
Действие диоксида хлора аналогично действию озона, он воздействует как на окислительно-восстановительную систему бактерий, так и на их протоплазму. Поэтому диоксид хлора более эффективен против вирусов по сравнению с хлором.
Для споровых форм бактерий, цист простейших паразитов и других гидробионтов диоксид хлора также явно эффективнее хлора.
При вторичной обработке диоксидом хлора даются уже такие дозы, чтобы полностью обеззаразить воду. Остаточной концентрации диоксида хлора 0,02-0,03 мг/л как правило достаточно как для полного обеззараживания воды, так и для предотвращения вторичного заражения воды в разводящих сетях.
Наибольшее распространение, несоизмеримое с другими методами, получило хлорирование с использованием в основном жидкого хлора. Главными причинами столь широкого практического применения этого метода являются: высокая надежность бактерицидного действия; возможность простого оперативного контроля за процессом и эффектом обеззараживания путем химического определения остаточного хлора в воде; получение дезинфицирующего реагента в готовом виде и т.п.
Применение газообразного хлора в системах водоподготовки имеет более чем 100-летнюю историю. За это время во всем мире накоплен значительный опыт безопасного обращения с ним. По мнению эксплуатационного персонала, использование газообразного хлора является наиболее экономичным и технологичным способом обработки воды. В то же время хорошо известно, что хлор является высокотоксичным веществом 2-го класса опасности. Это требует соблюдения строгих мер техники безопасности при его хранении и потреблении.
Ротаметр с регулировочным клапаном предназначен для измерения и регулирования расхода хлора. Устройство оттарировано непосредственно на газообразный хлор и имеет градуировочную шкалу, выражающую расход газа в кг/час (г/час). Точность дозировния реагента составляет + 4%. В зависимости от модели хлоратора ротаметр монтируется либо непосредственно на корпусе вакуумного регулятора, либо входит в комплект поставки в виде отдельного элемента - панели дистанционного управления и устанавливается в любом, удобном для обслуживающего персонала месте.
Эжектор с обратным клапаном выполнен в виде общего узла и предназначен для создания необходимого разряжения в системе хлоратора, приготовления раствора хлорной воды и транспортировки ее к точке ввода. Обратный клапан исключает возможность попадания рабочей воды в систему хлоратора, технологические линии и оборудование при срыве эжекции. Отличительной чертой конструкции обратных клапанов является наличие двух запирающих устройств, предназначенных для защиты хлоратора от высокого и низкого давления рабочей воды.
Дополнительно хлораторы могут комплектоваться вспомогательным оборудованием: запорной арматурой на жидкий и газообразный хлор; настенными коллекторами с уловителями жидкого хлора в вертикальном и горизонтальном исполнении; гибкими металлическими компенсаторами; системой водоснабжения эжекторов и т.п.
Универсальность конструкции позволяет осуществить различные варианты привязки аппарата. Так, возможно дозирование в одну, две или несколько точек ввода. В этом случае хлор-газ с одного вакуумного регулятора подается на несколько ротаметров, что позволяет осуществить точную подачу реагента в каждую линию хлоропотребления и сократить состав установленного оборудования.
Выполнение предусмотренных по технике безопасности мероприятий и использование современного надежного оборудования позволяет в значительной степени исключить аварийные ситуации.
Состав и стоимость основного технологического оборудования хлораторной представлена в таблице 1.
Как альтернатива способу хлорирования воды газообразным хлором являются технологии с использованием гипохлорита натрия. Сохраняя все общеизвестные достоинства применения газообразного хлора как обеззараживающего реагента, гипохлорит лишен недостатков, связанных с соблюдением строгих правил техники безопасности при его использовании.
Гипохлорит натрия в практике обеззараживания воды применяют двух видов - химический и электролитический.
Химический гипохлорит натрия (ХГХН) приготавливают на предприятиях химической промышленности концентрацией 120-190 г/л по активному хлору и доставляют на место применения в титановых, гуммированных или полиэтиленовых емкостях. Технологический процесс обеззараживания сводится к разбавлению привозного ХГХН в емкостях - хранилищах до требуемой концентрации и дозированию рабочего раствора с помощью специальной техники в обрабатываемую воду в заданных количествах.
Схема легко поддается автоматизации по величине остаточного хлора в обрабатываемой воде или пропорционально ее расходу.
С экономической точки зрения способ целесообразно применять при расположении очистных сооружений вблизи заводов-поставщиков реагента.
Состав основного оборудования при использовании ХГХН и его стоимостные показатели приведены в таблице 2.
Электролитический гипохлорит натрия (ЭГХН) получают непосредственно на месте потребления путем электролиза искусственно приготовляемых растворов хлоридов -поваренной соли или природных электролитов - засолоненных подземных вод. Концентрация получаемых реагентов 7 0,578,0 г/л по активному хлору.
ЭГХН производят с помощью электролизных установок непрерывного (проточных) или периодического действия, сливают в баки-накопители, после чего готовый раствор дозируют в обрабатываемую воду в требуемых количествах.
Технология обеззараживания воды электролитическим гипохлоритом натрия представляется более трудоемким процессом. Требуется доставка поваренной соли на объект применения, организация ее хранения, растворения, дозирования в электролитические камеры (в случае использования проточных установок), накопления готового продукта в баках-хранилищах.
Однако возможность производства реагента в нужных количествах непосредственно на месте потребления, отсутствие какой-либо зависимости потребителей от предприятий-производителей обеззараживающих продуктов является неоспоримым достоинством способа.
Состав и стоимость основного электролитического оборудования приведена в таблице 3.
Из представленных данных видно, что создание крупных гипохлоритных хозяйств на базе электролизных установок непроточного типа технически нецелесообразно, что обусловлено ограниченной производительностью установок данного типа и сложностью обеспечения их работы в автоматическом режиме.
В таблице 4 приведены стоимостные показатели рассматриваемых хлорреагентов (в ценах на 01.10.2014 г.).
Анализ данных, представленных в таблицах 1-4, показывает, что наименее затратным по капитальным вложениям является применение химического гипохлорита натрия. Однако стоимость реагента в этом случае - самая высокая.
При производстве электролитического гипохлорита капитальные вложения примерно в 10 раз выше по сравнению с использованием химического гипохлорита натрия, но существенно ниже себестоимости производимого продукта.
При организации гипохлоритного хозяйства стоимость оборудования при росте производительности по активному хлору (как в случае использования ХГХН, так и ЭГХН) увеличивается в 2,5-3,5 раза.
Наиболее экономичным способом обеззараживания воды как с точки зрения стоимости основного оборудования, так и самого реагента по-прежнему остается хлорирование жидким хлором. К сожалению, в данном случае весьма значительны расходы на создание противоаварийных систем и табельных средств. При этом величина затрат на данные системы сохраняются на одном уровне независимо от производительности сооружений и составляют 2,072,5 млн. руб.
Таким образом, выбору наиболее рационального способа обеззараживания в каждом конкретном случае должно предшествовать технико-экономическое обоснование и сравнение возможных вариантов осуществления процесса.
Литература:
1. Медриш Г.Л., Писков М.В. Вакуумные дозаторы хлора ESCO. ВСТ, №2, 2002 г.
2. Медриш Г.Л. и др. Эксплуатация хло- раторов ESCO на водопроводно-канализационных сооружениях г.Новокузнецка. ВСТ, №3, 2005 г.
3. Медриш Г.Л., Писков М.В., Семенова М.А. Совершенствование системы хлорирования с использованием вакуумных дозаторов ESCO. ВСТ, №2, 2009 г.
Журнал «Вода Magazine, №1 (89), 2015 г.
Читайте также: