Диоксид хлора — экономичная и экологически безопасная дезинфекция

В технологии водоподготовки обеззараживание воды является одной из основных стадий. От эффективности и безопасности технологии обеззараживания воды, применяемой на водоочистных станциях, зависит здоровье и санитарно-эпидемическое благополучие населения.

Известно, что подавляющее большинство водоочистных сооружений традиционно используют для обеззараживания воды жидкий хлор. До последнего времени на крупных водоочистных сооружениях хлорирование воды было едва ли не единственным методом обеззараживания воды, обеспечивающим стойкий и достаточно длительный эффект обеззараживания.

Однако, наряду с неоспоримыми преимуществами, хлор как реагент для обработки воды обладает рядом существенных недостатков.

Как показали современные исследования, при введении в воду, хлор может вступать в реакцию с содержащимися в ней органическими веществами и образовывать новые хлорорганические соединения. Хлорорганические соединения относят к суперэкотоксикантам – чужеродным веществам, которые отличаются уникальной биологической активностью и уже на уровне микропримесей оказывают негативное воздействие на живые организмы. По последним данным хлорорганические соединения обладают токсическими, мутагенными и канцерогенными свойствами, т.е. способны вызывать опасные для человеческого организма заболевания. Наиболее распространенными хлорорганическими соединениями, образующимися при хлорировании воды являются такие соединения как хлороформ (ПДК 0,2 мг/дм3), дихлорбромметан (ПДК 0,03 мг/дм3), хлордибромметан (ПДК 0,03 мг/дм3), четырёххлористый углерод (ПДК 0,006 мг/дм3). Все эти соединения относятся ко второму классу опасности по санитарно-токсикологическому признаку и в соответствии с п.3.4.4 СанПиН 2.1.4.1074-01 нормируются как сумма отношений обнаруженных концентраций каждого соединения к величине его ПДК. Сумма этих отношений не должна превышать единицы.

В некоторых случаях невозможность использования жидкого хлора на водопроводных станциях обусловлена ещё и причинами обеспечения безопасности населения. В настоящее время станции подготовки воды, использующие жидкий хлор часто располагаются в непосредственной близости от жилых и производственных зданий, что создаёт реальную угрозу безопасности населения в случае возникновения аварийных ситуаций, связанных с утечкой хлора.

Ещё одним недостатком хлорирования можно назвать низкую активность гипохлорит-иона по отношению к вирусам. Обеззараживающее действие хлора проявляется в разрушении ферментной системы клеток бактерий, в результате чего они и погибают. В случае вирусного заражения воды хлор малоэффективен, так как вирусы ферментной системы не имеют, а для разрушения тела вируса окислительно-восстановительного потенциала гипохлорит-иона недостаточно.

В практике водоподготовки для компенсации указанных недостатков жидкого хлора, как средства обеззараживания воды, реализуется несколько технологических направлений.

Предлагаемый многими переход к обеззараживанию водопроводной воды озоном или ультрафиолетом не может полноценно заменить хлорирование, так как данные способы обеззараживания не обладают необходимым временем последействия и не могут использоваться при обеззараживании водопроводной воды, транспортируемой по протяжённым разводящим сетям. Сочетание же двух способов (первично озонирование или УФ-обеззараживание, вторично - хлорирование) сопряжено со значительными капитальными затратами и зачастую такие схемы возможно предусматривать при новом строительстве.

Перевод водоочистных сооружений на гипохлорит натрия, получаемый электролизом на месте потребления, решает вопрос обеспечения безопасности хлорирования, но не решает проблемы образования хлорорганических веществ. Кроме того, электролизёры для выработки гипохлорита натрия занимают большие производственные площади, а их эксплуатация связана со значительным ростом потребления электроэнергии и дорогостоящим техническим обслуживанием.

По нашему глубокому убеждению, так считают специалисты предприятия Акви ТЭК, наиболее экономически и экологически перспективной технологией является обеззараживание воды диоксидом хлора. В мировой практике водоподготовки диоксид хлора используется уже давно. Одной из первых систем водоснабжения, успешно использующих диоксид хлора, была, введенная в эксплуатацию в США в 1944 г., система «Ниагара Фоллз». В 1958 г. ужЕ-150 водных систем в США применяли диоксид хлора. В Германии его используют с 1959 г. С 1995 г. диоксид хлора применяется на Украине (г. Ильичевск, г. Южный, г. Килия и др.). В настоящее время диоксидом хлора обрабатывают питьевую воду на сотнях станций мира, в том числе в большинстве крупных городов Европы и Северной Америки. Мировой опыт применения диоксида хлора и многочисленные исследования показали его эффективность при подготовке и дезинфекции питьевых, производственных и сточных вод, экономичность и надежность, а также неоспоримые санитарно-гигиенические преимущества по сравнению с хлорированием.

Диоксид хлора получают на месте его использования в виде водного раствора газа. Расходные нормы реагентов для получения раствора содержащего 1 кг диоксида хлора следующие: хлорит натрия 25% – 6,67 л соляная кислота 30…33% – 6,67 л разбавляющая вода – 66,7 л

На диоксид хлора не распространяются правила безопасности ПБ 09-594-03, которыми регламентируются условия производства, хранения, транспортирования и применения хлора. Для размещения технологического оборудования не требуется строительство новых помещений, все системы встраиваются в здания существующих хлораторных после их небольшой реконструкции.

В настоящее время установлено, что диоксид хлора обладает следующими технологическими преимуществами: -сильное обеззараживающее воздействие - необходимые дозы очень малы (0,1-0,3 мг/л); -не образуются тригалометаны (ТГМ) и хлорфенолы; -практически не образуются не удаляемые органические галогены (НОГ); -не происходит реакция с аминами и другими соединениями азота; -сильное дезинфицирующее действие практически не зависит от значения рН воды; -сильное воздействие на споры, вирусы и водоросли; -практически не влияет, а зачастую улучшает органолептические свойства обработанной воды; -эффективное окисление соединений железа (II) и марганца (II); -улучшение коагулируемости загрязнений при обработке сырой воды; -долго сохраняющийся бактериостатический эффект (до 7 суток) в водораспределительных системах и, как следствие, удаление микробиологических отложений в них;

Все эти преимущества при определённых условиях позволяют не только успешно использовать диоксид хлора в целях обеззараживания воды, но и заменить обработкой воды диоксидом хлора её первичное хлорирование, полностью отказавшись от использования жидкого хлора на фильтровальных станциях. При этом нет необходимости в использовании нескольких методов, что всегда связано с большими затратами на капитальное строительство.

До последнего времени широкое распространение обеззараживания воды диоксидом хлора сдерживалось несколькими факторами:

• отсутствием сертифицированного оборудования для получения и контроля диоксида хлора в воде;
• отсутствием практического опыта внедрения новой технологии;
• отсутствием необходимого нормативно-правового обеспечения – данный реагент не был внесён в государственный реестр средств для обеззараживания питьевой воды.

Однако за последние годы произошли коренные изменения данной ситуации, позволившие широко внедрять данную технологию.

1. Оборудование.

Диоксид хлора получают на месте его использования. Компания «Акви ТЭК» предлагает хорошо зарекомендовавшие себя в России установки фирмы ProMinent Dosiertechnik (Германия). Установки отличаются компактностью, высокой степенью автоматизации, надежностью, простотой в управлении и безопасностью в эксплуатации.

Энергопотребление установок очень мало (для обработки воды в объеме от 2 до 2000 куб. м/ч требуется от 20 до 50 Вт/ч).

Для размещения установки требуется помещение площадью 8-12 кв. м, высотой 2,2 м.

Установки сертифицированы Госстандартом РФ: Сертификат №РОСС DE.ПВ11.В00010 по 31.01.2009 г.

Качественные характеристики результата введения диоксида хлора в обрабатываемую воду могут контролироваться с помощью измерительных систем DULCOMETR D1C, измеряющих концентрацию в воде диоксида хлора (ClO2) и хлорит-иона (ClO2-).

Результаты измерения могут использоваться для автоматического регулирования производительности генераторов диоксида хлора.

2. Опыт внедрения

Для обеззараживания воды диоксид хлора используется на Верхне-Выйском гидроузле г. Нижнего Тагила – с 2001г., на водозаборе «Сянино» (г.Глазов) - с 2005 г., на водоочистных сооружениях ОАО «Чепецкий механический завод» - с 2006 г., на фильтровальной станции п. Северка (МУП «Водоканал» г.Екатеринбурга) – с 2003 г. Пив заводы РОССИИ.

3. Нормативно-правовое обеспечение

Перечень документов, обеспечивающих правовую базу применения хлордиоксидной технологии в России:

Свидетельство о государственной регистрации диоксида хлора как дезинфектанта №77.99.1.2.У.7184.6.05 от 28.06.2005 г., выдано Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (г. Москва).

Государственная регистрация разрешает обеззараживание воды диоксидом хлора в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории России.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 66.01.15.912.Т.000058.05.05 от 16.05.2005 г., выдано Территориальным управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Свердловская область). Заключением удостоверяется, что требования, установленные в проектной документации «Технологический регламент станции обеззараживания диоксидом хлора питьевой воды Верхне-Выйского гидроузла», соответствуют государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.02.249.Д.002540.05.05 от 13.05.2005 г., выдано Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (г. Москва).

Заключением удостоверяется, что хлорит натрия соответствует санитарным правилам СанПиН 2.1.4.1074-01.

Экспертное заключение по результатам дезинфектологической экспертизы № 3-194/04 от 01.12.2004 г., выдано ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН (г. Москва).

Методика выполнения измерений массовых концентраций диоксида хлора, общего активного хлора, хлорит-ионов фотометрическим методом с N, N-диэтил-р-парафенилендиамином (DPD).

В заключении подтверждается активность и безопасность диоксида хлора, и даются рекомендации по использованию диоксида хлора для обработки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения.