книги из ГПНТБ / Барац, В. А. Водоснабжение судов речного флота

17%, а.растворы марки В — жидкость от желтого до коричневого-

Воду, предназначенную для питьевых целей, обеззараживают гипохлоритом натрия марки А.

Раствор гипохлорита кальция окрашен, содержит примесь взвешенных частиц, выпускается промышленностью двух сортов,

в полиэтиленовые канистры или бочки емкостью 20—60 л. Раство­ ры гипохлорита натрия разлагаются, в связи с чем их надо хра­ нить в закрытом, сухом, прохладном, хорошо вентилируемом помещении.

Ввиду слабой стойкости раствора гипохлорита, возможных нарушений правил хранения и приготовления рабочих растворов необходимо проверять препараты и готовые рабочие растворы иодометрическим методом на содержание активного хлора. Гипо­ хлориты обладают бактерицидным и спорицидным действием.

Двутретиосновая соль гипохлорита кальция (ДТСГК)— твер­ дая соль гипохлорита кальция [ЗСа (ОС12)] — белый, сухой, кри­ сталлический порошок. Выпускается она двух сортов, содержащих активного хлора соответственно до 52 и до 47%. В оцинкованных барабанах соль можно хранить около пяти лет, потеря активного хлора при этом составит не более 8%.

Для обеззараживания воды в условиях транспорта ДТСГК наиболее предпочтительна. Она отличается от прочих хлорсодер­ жащих препаратов высоким содержанием активного хлора, одно­ родностью состава, высокой стойкостью при хранении, хорошей растворимостью в холодной воде и т. д. В растворе имеется не­ большое количество быстро отстаивающегося нерастворимого ве­ щества. Получаемый при растворении ДТСГК раствор можно не отстаивать.

Неорганические хлорамины (H2CI, NHCb) получают введением в обрабатываемую воду газообразного аммиака и хлора. Эти ре­ агенты широко используют на водопроводных станциях.

Органические хлорамины (хлорамин Т, дихлорамин Т, хлора­ мин В, чистый хлорамин) — твердые порошкообразные вещества, содержащие около 20% активного хлора. Хлорамин — стойкое ве­ щество, длительно сохраняющее исходное количество активного хлора при отсутствии света и влаги.

Двуокись хлора (СЮг) — газ желто-зеленого цвета. В воде растворяется, не гидролизуясь. Обладает сильным бактерицидным

20

(исходных) растворов препаратов зависят от используемой авто­ матической дозирующей аппаратуры или приемов неавтоматиче­

ского хлорирования.

Свойства и состав водной среды влияют на эффективность хлорирования путем связывания активного хлора растворенными органическими веществами или путем снижения величины окисли­ тельно-восстановительного потенциала хлора.

Способность содержащихся в воде веществ активно взаимо­ действовать с хлором определяет величину хлоропоглощаемости

воды..

Многочисленными исследованиями установлена прямая зави­ симость величины хлоропоглощаемости воды от ее температуры, времени контакта с хлором, содержания взвешенных и растворен­ ных органических веществ.

Для эффективного обеззараживания воды хлором знание ве­ личины хлоропоглощаемости воды крайне необходимо, поскольку достаточное бактерицидное действие хлора проявляется лишь при определенном его избыточном (остаточном) количестве. В то же время величина хлоропоглощаемости воды весьма различна вследствие зависимости ее от перечисленных выше переменных факторов. Поэтому хлоропоглощаемость воды следует определять при тех же условиях, в которых будет произведено и ее хлориро­ вание.

Это касается и предполагаемого периода контакта хлора с во­ дой. Если, например, он равен 60 мин, то и величину хлоропогло­ щаемости необходимо определять за такой же период времени.

Оптимальная доза активного хлора должна превышать величи­ ну хлоропоглощаемости не менее чем на 0,3—0,5 мг/л. Более вы­ сокие величины остаточного хлора также недопустимы, поскольку они придают воде специфический запах.

Согласно действующим санитарным нормативным документам

0,3—0,5 мг/л) должен постоянно обнаруживаться в воде, поступа­ ющей в водопроводную сеть и в ближайшей точке водоразбора.

Надежность обеззараживающего эффекта в сложных условиях (вне стационарных береговых водопроводных станций) можно до­ стичь путем применения заведомо повышенных доз хлора — перехлорирования.

В этом случае возникает необходимость удаления из обеззара­ женной воды избытка остаточного хлора. При небольшой величи­ не остаточного хлора (1—2 мг/л) его удаление может быть обес­ печено аэрацией воды, а при значительных количествах — химиче­ скими (например, связыванием гипосульфитом) или сорбционны­ ми (с помощью сорбции активированным углем) методами дехло­ рирования.

Для дезодорации (устранения запаха) перехлорированной во­ ды пригодны активированные угли марки БАУ (березовый акти-

21

аироваиный уголь), используемые в виде угольного порошка либо гранул.

Рассматривая реагентные методы обеззараживания воды, сле­ дует остановиться на озонировании как методе, обладающем уни­ версальным действием. Комбинированный обеззараживающий, обесцвечивающий и дезодорирующий эффект, достигаемый при обработке воды озоном, позволяет выбрать эффективные ускорен­ ные методы ее обработки.

Как известно, озон является аллотропической модификацией кислорода и при нормальных температуре и давлении представ­ ляет собой газ.

Основные свойства озона как сильного окислителя обуслов­ ливаются его способностью к самопроизвольному распаду с отда­ чей активного атома кислорода. Разложение кислорода и образо­ вание озона в производственных условиях осуществляется при наложении на определенный объем сухого атмосферного воздух электрического разряда высокого напряжения (так называемого «тихого» разряда). В озонаторах получают озоно-воздушную смесь, содержание озона в которой может достигать 5—10% (по весу). Для обеззараживания воды обеспечивают быстрое и пол­ ное смешение ее с озонированным воздухом .в контактном резер­ вуаре.

Озон обладает высоким окислительно-восстановительным по­ тенциалом, определяющим быстрое развитие реакции с органиче­ скими веществами, содержащимися в воде. Существенно, что те­ чение этих реакций у озона интенсивнее, чем у хлора, «хлоропотребность» воды ниже, чем «озонопотребность».

о необратимом высоком 'бактерицидном, спороцидном, вирулицидном н цистоцидном эффектах, вызываемых озоном, но и о весьма кратком (2—3 мин) периоде необходимого контакта озона с во­ дой. Эффективные бактерицидные концентрации озона находятся в пределах 0,5—0,2 мг/л. Обеззараживание воды озонированием выгодно отличается от хлорирования как краткостью необходимо­ го периода контакта, так и достигаемым при этом эффектом в ши­ роком спектре патогенных представителей микрофлоры воды. Опыт эксплуатации ряда станций озонирования воды свидетель­ ствует, что выбор эффективной дозы озона должен основываться па необходимости перекрытия озонопотребпости воды.

Величина остаточного озона лимитируется по органолептиче­ скому признаку (по запаху), хотя данное определение весьма условно — присутствие озона в воде кратковременно. Казалось бы, это невыгодно отличает его от хлора. Однако результаты ис­ следований последних лет показывают, что остаточный хлор так­

22

При устранении привкусов, запахов и цветности, сопутству­ ющих обеззараживанию воды озоном, следует также учитывать его высокую окисляющую способность, приводящую к расщепле­ нию соединений минерального и органического происхождения. Эти соединения и придают воде неблагоприятные свойства. С по­ мощью озона устраняют запахи, обусловленные жизнедеятельно­ стью водорослей и микроорганизмов, присутствием эфирных ма­ сел. Применительно к высокоцветным речным водам с запахами и привкусами биологического происхождения получен вполне удовлетворительный эффект при действии доз озона 1—2 мг/л и контакте 7—10 мин. Озонирование оказывается эффективным ме­ тодом очистки воды, содержащей фенолы и нефтепродукты.

Вследствие невозможности постоянного контроля состава воды в судовых условиях при определении эффективной дозы озо­ на приходится ориентироваться на заведомо увеличенные дозы и периоды контакта.

Применение озонаторных установок в судовых условиях долгое время считалось малореальным по техническим соображениям. Эти трудности сейчас преодолены, о чем свидетельствует появле­ ние как отечественных, так и зарубежных образцов установок в судовом исполнении.

Из безреагентных методов обеззараживания воды наиболее широкое распространение получило бактерицидное ультрафиоле­ товое излучение (длина волны 0,254—0,257 мкм). К его преиму­ ществу относится возможность достижения довольно высокого бактерицидного и спороцидного эффекта в воде при секундных периодах контакта.

Однако при известных достоинствах этого метода применениеего ограничивается двумя группами факторов: факторами среды, содержащей бактерии, и факторами, обусловливающими рези­ стентность (устойчивость) бактерий.

К первой группе относятся факторы, повышающие абсорбцион­ ную способность воды в отношении коротковолновой ультрафио­ летовой радиации. При этом имеются в виду растворенные кол­ лоидные и суспензированные в воде вещества.

В. Ф. Соколовым выведена формула расчета потребной для обеззараживания воды бактерицидной мощности источников уль­ трафиолетового излучения (Вт)

Q a k lg —

р __ ____________ Ро f

п156-3-444 ijn т)п

где Q — расчетный расход обеззараживаемой воды;

а — коэффициент поглощения облучаемой воды, см-1;

k — коэффициент сопротивляемости бактерий кишечной па­ лочки, мк Вт • с/см2;

р — коли-индекс после облучения;

23

р0_— количество бактерий кишечной палочки в единице объе­

Как видно, в числитель формулы входит коэффициент а, оп­ ределяющий поглощение ультрафиолетовой радиации облучаемой водой. Численные величины его, приведенные ниже, указывают на прямую зависимость бактерицидной мощности излучения от по­ глощающей способности воды, причем цветность последней имеет основное значение. Как видно, следующими по значимости факто­ рами являются мутность воды и количество содержащегося в ней железа.

обеззараживания .воды с пониженными физическими свойствами. Однако при этом значительно возрастают дозы ультрафиолетово­ го излучения, необходимые для получения гигиенически приемле­ мых результатов. Так, при увеличении цветности воды на 1° вели­ чина а возрастает па 0,07—0,09 см-1, в то время как при концен­ трации железа, равной 1 мг/л, — на 0,01—0,015 см-1.

Существует также определенная соразмеримость между слоем облучаемой воды и величиной коэффициента поглощения а. Эта зависимость обусловливает возможность получения высокого бак­ терицидного эффекта ультрафиолетового излучения лишь в слоях воды, не превышающих 1—4 см.

Известно также, что физико-химическая природа цветности и мутности также ограничивает бактерицидное действие ультра­ фиолетовых лучей. Наибольшее поглощение свойственно раство­ рам гуминовых кислот.

Следует отметить неодинаковую чувствительность бактерий разных видов к действию ультрафиолетовой радиации. Однако установлено, что кишечная палочка сохраняет свое санитарно-по­ казательное значение и по отношению к этому виду энергии.

Для эффективного обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами должны быть обеспечены полные бактерицидные дозы за счет мощности источников излучения, времени воздействия и слоя обеззараживаемой воды.

Недостатком метода является прямая зависимость достигае­ мого эффекта обеззараживания от качества очистки обрабатывае­ мой воды, что обусловливает необходимость предварительного вы­ сококачественного ее осветления и обесцвечивания. Кроме' того

24

при этом методе не происходит какое-либо улучшение других свойств воды (например, дезодорации), что также требует ее до­

полнительной обработки.

Применение, особенно на флоте, других методов безреагентного обеззараживания (ультразвука, УКВ, радиоактивного излу­ чения) следует рассматривать как возможное в отдаленной пер­ спективе.

§ 5. ВЫБОР МЕТОДОВ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЗАБОРТНОЙ ВОДЫ НА РЕЧНЫХ СУДАХ

Водоснабжение речных судов за счет использования заборт­ ной воды является исторически сложившимся и, очевидно, наибо­ лее рациональным вариантом. Однако интенсивное загрязнение судоходных водоемов создает значительные сложности при техни­ ческой реализации этого пути водоснабжения.

Возникающие в данном случае трудности связаны с невозмож­ ностью применения общеизвестных в береговых условиях ком­ плексных способов очистки и обеззараживания воды, а также с необходимостью использования автоматических экспрессных схем, позволяющих в минимальные сроки достигать требуемого эффек­ та с помощью малогабаритной аппаратуры. В то же время обра­ ботке подлежит вода, качество которой значительно хуже, чем это допускается Государственным стандартом для воды источников централизованного водоснабжения (ГОСТ 2761—57).

Сведения о возможности использования таких методов очист­ ки и обеззараживания воды, как фильтрация, хлорирование, бак­ терицидное ультрафиолетовое излучение, озонирование показыва­ ют, что конечный гигиенически приемлемый эффект можно до­ стичь при соблюдении ряда требований. Отклонения от этих тре­ бований при создании судовых установок для получения питье­ вой воды из забортной приводило к нежелательным резуль­ татам.

Для получения питьевой воды из забортной речной нужен ком­ плекс технологических осветляющих, 'дезодорирующих и обеззара­ живающих воду приемов. Ни одним из них в отдельности нельзя получить воду, состав которой соответствовал бы требованиям ГОСТа на питьевую воду.

'В то же время применить на судах обычную схему очистки и обеззараживания воды, включающую отстаивание, реагентную коагуляцию, фильтрацию и обеззараживание, оказывается невоз­ можным. Вынужденный, в судовых условиях, отказ от отстаива­ ния воды приводит к тому, что для ее осветления приходится ис­ пользовать лишь фильтрационные и коагуляционные приемы. Из числа последних наиболее перспективны электрокоагуляционные методы.

Электрокоагуляция исключает необходимость применения до-

25

дельных камер коагуляции. Однако электролизеры для коагуля­ ции, созданные специально для речных судов, оказались сложны в обслуживании. Учитывая, что необходимую степень осветления воды удалось достичь за счет подбора фракции и скорости филь­ трации, с целью упрощения судовых станций в настоящее время от электролизеров отказались. Тем не менее, следует отметить, что введение в технологическую схему узла коагуляции повышает надежность и качество осветления воды. Если будет создан элек­ тролизер, не требующий постоянного ухода, его следует ввести в

схему судовых станций приготовления воды.

Для фильтрования воды в судовых условиях применимы лишь скорые напорные фильтры с ручным или автоматическим включе­ нием их на промывку в конце фильтроцикла.

В судовых условиях предпочтение надо отдавать безреагентным методам обеззараживания. Однако единственный из их чис­ ла — бактерицидное ультрафиолетовое излучение, получившее практическое применение, требует высококачественного осветле­ ния и обесцвечивания воды. Необходима при этом и дополнитель­ ная безреагентная дезодорация воды. Правильное построение экс­ пресс-схемы очистки воды (использование электрокоагуляции и тонкой фильтрации) позволяет эффективно применять бактери­ цидное ультрафиолетовое излучение.

Менее жесткие требования предъявляются к предварительной подготовке воды при хлорировании. В судовых условиях его мож­ но применять лишь при завышенных дозах хлора (перехлорировании). Хлоропоглощаемость воды здесь уже не является основным критерием при выборе дозы хлора: колебания величины хлоропоглощаемости забортной воды при движении судна могут быть зна­ чительны и на небольших отрезках судоходных фарватеров. Ис­ пользуемые для перехлорирования воды дозы активного хлора (3—10 мг/л) позволяют не только обеззараживать воду, но и уст­ ранять неприятные привкусы и запахи ее. Однако избыток хлора нужно удалять. Таким образом, при обработке воды методом хло­ рирования необходимо производить дехлорирование.

Наиболее перспективно из гигиенических и технологических соображений озонирование воды. Возможность получить одновре­ менно обесцвечивающий, дезодорирующий и обеззараживающий эффект упрощает общую схему судовой станции приготовления воды. В судовых условиях озон правильнее рассматривать именно как агент поливалентного действия.

Сведения о конструктивных решениях различных судовых станций приготовления воды с использованием озонирования и о их гигиенической эффективности, приведенные ниже, свидетель­ ствуют о правомерности сделанных заключений.

Эти материалы подтверждают также принципиальные И прак­ тические возможности эффективных построений малогабаритных

26

§ 6. КОНТРОЛЬ ЗА КАЧЕСТВОМ ВОДЫ, ПОЛУЧАЕМОЙ НА СУДОВЫХ СТАНЦИЯХ

Использование в качестве водоисточника для судовых стан­ ций загрязненной забортной воды требует систематического конт­ роля за качеством воды в системе водоснабжения судна.

В связи со сложностью проведения полного объема лаборатор­ ных аналитических исследований воды непосредственно в судовых условиях и длительностью даже ориентировочных бактериологиче­ ских анализов (12—18 ч) приемы контроля за качеством ее раз­ деляют на судовые и внесудовые. Кроме того, одной из контроль­ ных мер является постоянное наблюдение за режимом работы су­ довых станций приготовления питьевой воды.

Поскольку гарантии работы станций гигиенически обусловле­ ны использованием избыточных концентраций бактерицидных агентов, то основное внимание должно быть обращено на исправ­ ность дозаторных устройств, состояние источников бактерицидно­ го излучения (ламп), агрегатов для получения бактерицидных агентов на борту, а также состояние фильтров и своевременную их промывку по окончании фильтроцикла.

Эти меры технического контроля, в том числе предельные сро­ ки работы отдельных устройств (бактерицидных ламп), опреде­ ляются инструкциями по эксплуатации судовых станций приготов­ ления воды.

Соблюдение паспортных режимов работы агрегатов станции является безусловным требованием, выполнение которого в зна­ чительной степени обеспечивает надежность ее работы.

Ответственность за правильность эксплуатации станций, их исправность и обеспечение достаточным запасом реагентов возла­ гается на механиков судов.

Соответствие качества воды, получаемой на судовой станции, требованиям ГОСТа определяется органами саннадзора на вод­ ном транспорте во время приемки новой станции в эксплуатацию. При этом производят анализы основных физико-химических и бактериологических показателей с учетом остаточных количеств применяемых реагентов в воде (алюминия, хлора, озона и др.).

Практически аналогичные (по объему) анализы проб воды, приготовляемой станцией в процессе эксплуатации, следует прово­ дить один раз в неделю. Пробы воды должны отбирать работники санитарной службы (в частности, санитарно-контрольного отдела БСЭС) и направлять для исследований в лабораторию соответ­ ствующей санэпидстанции. Результаты анализов передаются на судно через санитарно-контрольные отделы БСЭС при прохожде­ нии его в обратном направлении. В случае обнаружения некаче­ ственной воды судно информируют по радио или через ближай­ ший пункт транзитного прохождения о необходимости принятия мер по наладке станции приготовления питьевой воды и дезин­ фекции системы. Ответственность за соблюдение периодичности

27

отбора проб воды несет капитан судна, который должен своевре­ менно д-ать заявку в санитарно-контрольные отделы БСЭС.

Результаты анализов проб и другие сведения о работе стан­ ции необходимо заносить в- специальный судовой санитарный журнал.

Ежедневный санитарный контроль за качеством питьевой воды

обученное лицо из числа команды, желательно механик судна.

В объем ежедневных анализов должно входить определение содержания остаточного хлора при использовании для обеззара­ живания воды хлоросодержащих препаратов и органолептических свойств воды (прозрачности по Снеллену, цветности по платиново­ кобальтовой шкале, запаха, вкуса в баллах). Обеспечение судов простейшей аппаратурой для определения перечисленных показа­ телей следует считать неотложной задачей.

Кроме того, необходимо учитывать ряд косвенных признаков, свидетельствующих о исправной работе станции. По ним также можно судить о качестве воды.

При работе озонаторных установок косвенным признаком по­ ступления в воду озона является обнаружение его запаха в про­ бах воды после смесительных устройств.

О работе бактерицидной ультрафиолетовой лампы судят по ее свечению и по сроку эксплуатации.

Косвенным признаком работоспособности фильтрующих уст­ ройств является нарастание давления в фильтрах (по показаниям манометров).

Ухудшение таких показателей качества воды, как прозрач­ ность и цветность, по сравнению с требованиями ГОСТа указыва­ ет на дефекты работы водоочистных узлов станции (фильтрую­ щих, коагулирующих). При использовании бактерицидных ламп ухудшение этих показателей свидетельствует также о недостаточ­ ном обеззараживании воды.

Па озонаторных станциях недостаточное обесцвечивание воды при ее обработке указывает на снижение необходимого уровня со­ держания озона. Результаты анализов судовой медицинский ра­ ботник или специально обученное лицо из команды должен зано­ сить в специальный журнал. Примерная форма такого журнала приведена в табл. 2.

-28

Глава III

СНАБЖЕНИЕ СУДОВ ПИТЬЕВОЙ

ИМЫТЬЕВОЙ ВОДОЙ

§7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ НА СУДНЕ

Снабжение судна, даже работающего в пресноводных бассей­ нах, питьевой и мытьевой водой, соответствующей по качеству требованиям ГОСТ 2874—73 и Санитарным правилам представ­

ляет сложную инженерную задачу.

Из сравнения требований к качеству питьевой и мытьевой во­ ды (см. гл. I) видно, что они отличаются незначительно. И питье­ вая и мытьевая вода должна подвергаться очистке и обеззаражи­ ванию.

К сожалению, еще считают, что для мытьевых целей можно использовать необработанную воду. На некоторых судах старой постройки до последнего времени в систему мытьевой воды пода­

Санитарные правила устанавливают минимальное количество питьевой и мытьевой воды, которое должно подаваться из расчета на одного человека в сутки. Минимальные санитарные нормы во­

Как видно из табл. 3, на транспортных судах I группы, состав­ ляющих основное ядро флота, минимальная норма расхода питье­ вой и мытьевой воды на одного человека в сутки составляет 60 л.

Термин «минимальная норма», использованный в Санитарных правилах, говорит о том, что это количество воды может удовлет­ ворить только самые необходимые нужды экипажа и пассажиров.

29