2809

В состав моющих средств входят различные вещества, но основной компонент – синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), чаще анионактивные поверхностно-активные вещества (АПАВ). Эти самые АПАВ совершенно небезобидны. В качестве АПАВ чаще всего применяют лаурилсульфат натрия, sodium lauril sulfate, или SLS.

Доказано, что анионактивные поверхностно-активные вещества негативно влияют на организм человека и способны:

вызывать нарушения иммунитета;

вызывать и усиливать аллергические реакции;

поражать внутренние органы человека (печень, почки, мозг);

проникать и накапливаться в тканях глаз и сердца, что затрудняет их работоспособность и приводит к необратимым последствиям;

вызывать преждевременное старение организма, разрушая коллагеназу.

Основой моющих средств, которыми мы пользуемся для мытья посуды, является анионактивный ПАВ – лаурилсульфат натрия.

Лаурилсульфат натрия (SLS) – это синтетический детергент (очищающее средство) и поверхностно-активное вещество (способствует образованию пены). Он используется в промышленных продуктах, например: в моющих средствах для автомобилей, обезжиривающих средствах для очистки двигателей и средствах для мытья полов. Лаурилсульфат натрия также является компонентом многих средств личной гигиены, включая мыло, шампуни и зубные пасты, пены для ванн. Его добавляют из-за его эмульгирующего (загущающего) действия и способности образовывать пену.

Установлено, что высокое содержание лаурилсульфата натрия вызывает раздражение кожи, поэтому обычно в составе продукта точная концентрация производителями не указывается.

Поскольку моющие средства активно применяются в настоящее время для мытья посуды, то остаток их на посуде может попасть в организм человека и вызвать негативные последствия.

Для оптимального решения этих вопросов было проведено исследование смывов с чайной посуды после ее неоднократного ополаскивания на содержание остаточных моющих средств известных марок.

21

Цель работы – подтвердить или опровергнуть факт, что после многократного смывания моющее средство не остается на поверхности посуды.

Объект исследования – синтетические моющие средства торговых марок Fairy, Pril и Dosia, основой которых является анионактивный СПАВ – лаурилсульфат натрия.

Задачи:

1.Определить концентрацию синтетического моющего средства (СПАВ) в исследуемой пробе воды после смыва посуды.

2.Вычислить оптимальную степень очистки посуды от моющего средства.

Гипотеза: после многократного ополаскивания посуды моющего средства на ней не остается или остаются незначительные следы.

Метод исследования: в условиях лаборатории было смоделировано мытье посуды с применением вышеназванных моющих средств.

Вкачестве посуды была выбрана фарфоровая кружка емкостью 220 мл. Действия выполнялись в соответствии с указанной на упаковке моющих средств инструкцией.

Алгоритм действий в ходе исследования:

нанесение с помощью пипетки небольшого количества моющего средства (2 см3) на губку;

тщательное протирание им внутренних стенок кружки (тем самым вспенивание);

смывание (споласкивание) при температуре воды 30–35 °С; с каждой кружки было сделано 8 смывов; все смывы пронумеровывались;

определение концентрации СПАВ в каждом смыве воды. Для определения концентрации СПАВ был использован фото-

метрический метод с метиленовым синим на приборе фотоколориметре КФК-3. Данная методика основана на фотометрии экстрагируемого хлороформом окрашенного комплекса, образующегося при взаимодействии СПАВ с метиленовым синим в щелочной среде.

Содержимое АПАВ во взятой для анализа пробе находят по градуировочному графику.

Концентрацию АПАВ в пробах находим по формуле

22

C A 0,026 1000 , 8,3152 V

где С – концентрация АПАВ в пробе, мг/дм3; А – оптическая плотность раствора; V – объем пробы, взятой для анализа.

За результат измерений принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений (рисунок).

Рис. Результаты исследования смывов СПАВ

В ходе эксперимента были получены следующие результаты:

после первого смыва на посуде остается высокая концентрация моющих средств;

моющие средства значительно смываются с посуды только после третьего ополаскивания;

23

после четвертого ополаскивания концентрация моющих средств на посуде снижается незначительно;

моющее средство в незначительном количестве остается на посуде даже после восьмого споласкивания.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что синтетические моющие средства полностью не смываются с поверхности посуды, следовательно, не исключена возможность их проникновения

ворганизм человека.

Особое внимание следует уделить выбору моющего средства для детской посуды, так как организм ребенка более уязвим. Детское моющее средство должно содержать антибактериальные компоненты, хорошо смываться водой, быть окрашено натуральными красителями. В составе не должны присутствовать агрессивные вещества, химические показатели должны соответствовать существующим стандартам безопасности.

В качестве альтернативы синтетическим моющим средствам можно рекомендовать проверенные временем хозяйственное мыло и соду.

Cписок литературы

1.Бочаров В.В. Эколого-гигиеническая оценка ПАВ-основы СМС и ТБХ // Бытовая химия. – 2002. – № 10. – С. 4–7.

2.Филиппенков В.М. Перспективы развития жидких СМС в России // Бытовая химия и средства личной гигиены: сырье и новые технологии: междунар. науч.-практ. конф. – М., 2002.

3.Филиппенков В.М. Синтетические моющие средства // Сырье

иупаковка. – 2002. – № 2–3.

4.Химмрих Й., Скрипцак В. Система ПАВ для бытовых чистящих средств, не повреждающих кожу // SOFW-Journal (рус. версия). – 2002. – № 2. – С. 40–47.

5.Дивакова Н.А. Тенденции развития ассортимента СМС и ТБХ // Бытовая химия в России: VII Междунар. науч.-практ. конф. – Пермь, 2001.

24

Об авторах

Фадеева Ульяна Александровна – студентка, Краевой индуст-

риальный техникум.

Алексеева Галина Вениаминовна – консультант, преподава-

тель высшей квалификационной категории, Краевой индустриальный техникум, e-mail: Galinperm@yandex.ru.

Комбарова Мария Михайловна – консультант, ведущий ин-

женер кафедры охраны окружающей среды, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: mariyakombarova@yandex.ru.

25

УДК 628.16.066.7

А.С. Андреева, Т.Г. Крупнова, А.М. Кострюкова, И.В. Машкова

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СОСНОВСКИХ ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Проанализировано качество воды Шершневского водохранилища, являющегося источником водоснабжения города Челябинска. Изучена работа отстойников второго блока Сосновских сооружений водоподготовки. Даны рекомендации по возможным путям реконструкции очистных сооружений.

Ключевые слова: очистные сооружения водоснабжения, питьевая воды, отстаивание, горизонтальный отстойник, тонкослойные модули, хлорирование, ультрафиолетовое обеззараживание.

A.S. Andreeva, T.G. Krupnova,

A.M. Kostryukova, I.V. Mashkova

SUGGESTIONS FOR IMPROVING THE EFFICIENCY

OF SOSNOWSKI WATER TREATMENT PLANT

Shershnevskoye reservoir water quality that is the source of water supply of the Chelyabinsk city was analyzed. The work of the settling tanks of the second unit of Sosnowski water treatment plant was studied. Recommendations on possible ways of reconstruction of treatment facilitie are given.

Keywords: water treatment plant, drinking water, sedimentation, horizontal settling tank, thin-layer modules, chlorination, ultraviolet disinfection.

Большинство очистных сооружений водоподготовки России были построены более 50 лет назад и проектировались, учитывая естественный фон загрязнения в данный момент. В настоящее время наблюдается общая тенденция к ухудшению качества воды водоисточников и возрастание нагрузки на типовые сооружения водоподготовки. В связи с этим возникает необходимость поиска действенных технологических решений для модернизации существующих очистных сооружений водопровода.

26

Источником водоснабжения Челябинска является Шершневское водохранилище с забором воды у поселка Сосновка на расстоянии 13 км южнее города. Состояние источника водоснабжения в районе водозабора ОСВ города Челябинска формируется под влиянием естественного фона примесей природного генезиса, обусловливающих высокую цветность (до 102 град ПКШ) и окисляемость (до 12 мгО2/л) воды при средней мутности (максимальное значение –13,7 мг/л). Усредненные значения цветности и мутности воды из Шершневского водохранилищазапериодс2009 по2013 годпредставленынарис. 1, 2.

Из графиков 1, 2 видно, что цветность и мутность достигают максимального значения в период паводка.

Сосновские очистные сооружения были введены в эксплуатацию 5 сентября 1932 года с расчетной производительностью 32 000 м3/сут. В настоящее время они включают в себя 5 блоков очистных сооружений с производительностью 975 000 м3/сут. Очистка воды блоков № 1–3 представлена двухступенчатой схемой (отстаивание и фильтрование), а блоков № 4 и 5 – одноступенчатой схемой с контактным осветлением [1].

Качество питьевой воды, подготавливаемой на очистных сооружениях города Челябинска, превышает норматив СанПиН 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централи-

27

Нами была изучена работа отстойников блока № 2. Для сравнительного анализа эффективности их работы и камер хлопьеобразования № 12 и 14 второго блока, имеющих схожие технологические нагрузки, были построены эпюры накопления шлама. Отметим, что после проведения последней продувки прошло в обоих случаях четверо суток.

Вотстойнике № 12 наблюдалось четкое разделение на 2 зоны: зону осаждения и зону накопления и уплотнения осадка (рис. 3). Шлам накапливался с существенным преимуществом в начале отстойника. Максимальная высота шламовых отложений составляла 1 м с постепенным снижением. В конце отстойника его уровень составлял 0,1 м.

Вотстойнике № 14 шлам распределялся (рис. 4) на протяжении 50 м от его начала, наибольшая высота достигала 2,8 м при высоте отстойника 4,7 м, т.е. почти 60 %. Оценивая эпюры накопления шлама

вотстойниках, можно отметить существенную неэффективность процесса осветления в отстойнике № 14.

28

Для устранения перечисленных недостатков предлагаются следующие технические мероприятия:

–проведение капитального ремонта и оборудование тонкослойными модулями горизонтальных отстойников;

–замена загрузки скорых фильтров на двухслойную;

–повторное применение промывных сточных вод после их отстаивания с применением флокулянта в горизонтальных отстойниках;

–использование комбинированной схемы обеззараживания «ультрафиолетовое обеззараживание – гипохлорит натрия».

При выборе конструкции тонкослойных модулей необходимо руководствоваться требованиями прочности, долговечности, простоты монтажа и коррозионной устойчивостью. Рекомендуется выбор конструкции и материал тонкослойных модулей в виде сотоблоков, обеспечивающих устойчивый режим осаждения в слоях небольшой высоты

(5–10 см) [2, 3].

Замена загрузки фильтра на двухслойную позволит сократить расход воды на промывку, что уменьшит количество воды, используемой на собственные нужды станции. Производительность скорых безнапорных фильтров с двухслойной загрузкой по сравнению с фильтрами с кварцевой загрузкой увеличится на 10–15 % [3].

В предлагаемой схеме предусматривается электролитическое получение гипохлорита натрия и размещение станции ультрафиолетового обеззараживания на напорных трубопроводах от насосных станций второго подъема. Это приведет к повышению эксплуатационных расходов [4, 5], однако позволит улучшить органолептические и сани- тарно-бактериологические показатели качества питьевой воды [6, 7].

В данной работе нами был предложен переход от классической схемы очистки воды к более эффективной. Согласно результатам расчетов возможно в 2 раза уменьшить количество промывных вод и использовать их повторно на собственные нужды станции. Современная технология обеззараживания воды снизит дозу хлорсодержащего реагента в 4 раза и повысит барьерную роль очистных сооружений в отношении патогенных микроорганизмов.

Список литературы

1. Современные технологии водоподготовки в городе Челябинске / Л.А. Перемыкина, А.Д. Смирнов, М.М. Герасимов, Р.А. Давлятерова, В.А. Смагин // Водоснабжение и санитарная техника. – 2012. –

№ 8. – С. 7–12.

30