Комбіновані методи знезараження питної води

Знезараження хімічними окислюва­чами питної води, яка транспорту­ється водорозподільними мережа­ми, - процес обов’язковий і забез­печує відповідність якості питної води гігієнічним нормативам за мі­кробіологічними показниками, за­побігає біообростанню водогінних мереж, є бар’єром для вторинного мікробного забруднення тощо.

Але спалахи інфекційних хвороб се­ред населення України, причиною яких є водний чинник, свідчать про те, що знезараження питної води хлором не завжди гарантує епіде­мічну безпеку води. Тому питна вода в Україні - небезпечний фактор ри­зику виникнення інфекційних хво­роб, збудниками яких є патогенні ві­руси, бактерії, найпростіші.

Значимість водного середовища у поширенні інфекційних захворю­вань можна пояснити такими чинни­ками: помітно збільшилося мікроб­не забруднення води, змінилися властивості збудників (підвищилася їхня вірулентність та стійкість до впливу факторів зовнішнього середо­вища); знизилася загальна неспе­цифічна стійкість мікроорганізмів; зросла кількість випадків захворю­вань унаслідок частішого контакту людини з водою; вода стала причи­ною передачі збудників не тільки ві­домих раніше захворювань, а й тих, роль яких в інфекційній патології людини вважалася гіпотетичною.

Крім цього, актуальна також і про­блема утворення побічних продуктів при знезараженні питної води окис­лювачами, що диктує необхідність досліджень, спрямованих на зни­ження ймовірності утворення потенційно небезпечних сполук при|збе­реженні мікробіологічної якості пит­ної води.

Хлорування як метод знезараження не гарантує епідемічної безпеки пит­ної води, особливо щодо вірусів.

Назріла потреба у новій стратегії знезараження, спрямованій на до­сягнення врівноваження ризиків зараження водними патогенами та ризиків упливу хімічних дезінфек­тантів та їх побічних продуктів.

Одним зі шляхів розв’язання цієї проблеми є дослідження та подаль­ше впровадження у практику водопідготовки комбінованих методів знезараження води, переваги яких полягають у виникненні синергічних ефектів з посиленням антимікробної дії, зниженні концентрації побічних продуктів знезараження, збільшенні тривалості пролонгованого ефекту у водорозподільних мережах, еконо­мії знезаражувальних засобів тощо.

Комбіноване використання різних окислювачів між собою або у поєд­нанні з фізичними методами знеза­раження та очищення води є на сьо­годні найбільш перспективним на­прямом. Розробки у цьому напрямі широко проводять в усьому світі.

Ураховуючи теоретичні передумови, технологічні та економічні критерії процесу знезараження, ми зупини­ли свій вибір на дослідженні комбінованої дії діоксиду хлору (СЮ₂) та хлору (СІ₂) чи гіпохлориту нарію для знезараження питної води центра­лізованого водопостачання.

Досліджено комбіноване послідов­не застосування діоксиду хлору та хлору (хлор-газу чи гіпохлориту натрію) для знезараження природних вод на 5 підприємствах України, що готують воду централізованого гос­подарсько-питного водопостачання, а також вивчено схеми введення цих окислювачів у технологічний процес підготовки питної води. Про­ведені органолептичні, фізико-хімічні, санітарно-токсикологічні, бакте­ріологічні, вірусологічні, експрес- токсикологічні дослідження проб во­ди, оброблених за різними схемами уведення окислювачів.

Насамперед досліджено процес Сl0₂-поглинання природними вода­ми, який, на відмінну від хлорпоглинання, вивчений недостатньо.

Процес Сl₂O-поглинання природ­ною водою досліджували аналогіч­но хлорпоглинанню, тобто вивчали залежність залишкової концентра­ції Сl₂O від уведеної дози цього оки­слювача за ЗО хв. контакту. Особли­вістю визначення Сl₂O-поглинання є можливість дослідження залежності концентрації утворених хлорит- та гіпохлорит аніонів від уведеної дози діоксиду хлору за ЗО хв. контакту. На рисунку представлена крива Сl₂O поглинання річковою водою, хлорпо- глинання якої становить 5 мг/дм³.

Значення Сl₂O -поглинання природ­ної води за 30 хв. нижче від СІ₂-поглинання у 2,5 разу (якщо вони ви­ражені у мг/дм³). Таке саме співвід­ношення між цими значеннями ха­рактерне для інших досліджених

природних вод.

Максимальна концентрація хлори­тів утворюється при дозі діоксиду хлору, що відповідає значенню Сl₂O поглинання, подальше збільшення дози діоксиду призводить до зни­ження концентрації хлорит-аніону.

Стандартний процес підготовки пит­ної води, що застосовується на біль­шості ВОС централізованого водо­постачання, складається з передокислення, реагентної обробки, ко­агуляції, осадження, фільтрування та кінцевого знезараження (пост знезараження).

Передокислення неочищеної при­родної води з високим вмістом орга­нічних речовин хлором призводить до утворення токсичних галогенорга- нічних сполук (тригалогенметани, галогеноцтові кислоти, галогенацето - нітрили та ін.), які не видаляються при подальшому очищенні води.

Досліджено технологічні схеми вве­дення окислювачів - хлору (чи гіпо­хлориту натрію) та діоксиду хлору з різними комбінаціями послідовного застосування (див. таблицю).

Отримані результати дають підстави зробити такі висновки:

1. Технологічна схема № 1 (табл.) - передокислення хлором, коагуляція, фільтрування, постзнезараження хлором - при обробці річкової води з високим вмістом органічних спо­лук призводить до утворення трига- логенметанів (ТГМ), концентрації яких значно перевищують гігієнічні нормативи вмісту у питній воді. Хло­рування води не гарантує епідеміч­ної безпеки питної води, особливо щодо вірусів. Хлорована вода про­являє токсичну та мутагенну дію на бактеріальні тест-об’єкти.

2. Схема № 2 - передокислення хло­ром, коагуляція, фільтрування, поcтзнезараженння діоксидом хлору - не усуває утворення хлорорганічних сполук у воді з високим вмістом ор­ганічних сполук; забезпечує мікро­біологічну якість питної води; оброб­ка хлорованої води діоксидом хлору може призводити до виникнення токсичної та мутагенної дії питної води. Хлорити як основний побічний продукт діоксиду хлору, гранично до­пустима концентрація (ГДК) якого становить 0,2 мг/дм³, у присутності залишкового вільного хлору не утво­рюються.

3. Схема № 3 - передокислення ді­оксидом хлору, коагуляція, фільтру­вання, постзнезараження діокси­дом хлору - усуває утворення ТГМ у питній воді, гарантує епідемічну без­пеку питної води, ут. ч. щодо вірусів, але концентрації хлоритів у питній воді можуть перевищувати ГДК.

Включення діоксиду хлору до техно­логії підготовки питної води на стадії передокислення призводить до зни­ження токсичності та мутагенної ак­тивності води при експрес-токсико- логічних дослідженнях на бакте­ріальних тест-системах, сприяє ефек­тивному видаленню органічних спо­лук у процесах коагуляції.