апрель 2017

Вторичное загрязнение водопроводной воды и использование инновационных водоочистителей для решения этой проблемы


Гевод В. С. , Кравченко В. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Гевод В. С., Кравченко В. В. Вторичное загрязнение водопроводной воды и использование инновационных водоочистителей для решения этой проблемы / Химия и современные технологии : Метериалы VIII Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2017. – C. 105-106


Подавляющее большинство населения крупных городов обеспечивается питьевой водой из предприятий централизованной водоподготовки. С выхода этих предприятий очищенная и обеззараженная природная вода подается к потребителям по магистральным и локальным водопроводам. В зависимости от длины водопроводов и гидродинамических режимов на их различных участках, состав водопроводной воды меняется. Это происходит в результате коррозии водопроводных труб, жизне-деятельности анаэробных биообрастаний внутри водопроводов и накопления в воде хлорорганических производных. На малых расстояниях от предприятий водоподготовки изменения качества водопроводной воды практически не заметны. Но на больших расстояниях они становятся столь существенными, что водопроводная вода перестает удовлетворять категории питьевая. (Многие показатели качества этой воды опускаются ниже санитарно-гигиенических нормативов).

Особую опасность представляет накопление в водопроводной воде тригалометанов. Они образуются при взаимодействии органических примесей воды, (преимущественно продуктов жизнедеятельности анаэробных биоообрастаний) с избыточным свободным хлором и являются провокаторами многих заболеваний. Вода, подвергшаяся вторичному загрязнению внутри водопроводов, требует обязательной дополнительной очистки в местах её потребления.

Раскрытие причин вторичного загрязнения водопроводной воды и накопление информации относительно реальных угроз, связанных с этим явлением, инициировало создание различных водоочистительных устройств, предназначенных для удаления из воды её токсичных примесей. Но большинство таких устройств требуют регулярной замены их фильтрующих и адсорбционно-фильтрующих элементов.

Нами исследован инновационный способ комбинированной очистки воды, который обеспечивает удаление из неё минеральных тонкодисперсных взвесей и коллоидных частиц, растворенных поверхностно-активных веществ, ионов тяжелых металлов и летучих токсичных соединений (тригалометанов), без использования каких-либо реагентов и расходуемых материалов. Способ включает сопряженные процессы удаления примесей из циркулирующего потока очищаемой воды в её общем объеме. Этими процессами являются усовершенствованная пузырьковая флотация (пузырьково-пленочная экстракция), обменная абсорбция и биологическая фильтрация через зернистую загрузку определенного состава, которые усиливают возможности друг-друга за счет образования положительных обратных связей между ними. В результате в функциональном комплексе водоочистительного устройства повышается эффективность осветления воды и обеспечивается изъятие из неё дополнительного количества растворенных примесей, так как аэробные биообрастания, инкубированные на зернах фильтрующей загрузки, выполняют роль биофильтров и продуцируют в очищаемую воду эндогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества являются природными флокулянтами и собирателями ионов тяжелых и поливалентных металлов. Связывая токсичные примеси воды, они эффективно удаляются из водного объема пузырьково-пленочным экстрактором. В результате исключается необходимость использования расходных адсорбционно-фильтрующих и мембранных материалов при доочистке воды, вторично загрязнившейся в водопроводной системе. Качество очистки воды разработанным методом с помощью водо-очистителей, основанных на его применении, показывает таблица:

Наименование показателя Исходная вода Очищенная вода Норма НТД Примечание
1 Запах, баллы 2-3* 1 2  
2 Мутность, мг/дм³ 4-14* <0,5 1,5 вирусная опасность
3 рН 7,25±0,3* 7,32-8,5 6,0÷9,0 привкус
4 Вкус и привкус, баллы 2-3* 1 2  
5 Остаточный хлор, мг/дм³ 1,2* <0,3 0,8÷1,2 сильный окислитель, запах, привкус
6 Хлороформ, мг/дм³ 0,1 не обнар. 0,06 канцероген
7 Череххлористый углерод, мг/дм³ 0,004-0,006* не обнар. 0,005 канцероген
8 Железо, мг/дм³ 3,0-14,0 <0,1 0,3 сердечно-сосудистые заболевания
9 Аммиак <0,04 не обнар. 2,0  
10 ПАВ, мг/л* 0,5-3,0* <0,025 1,0 канцероген
11 Перманганатная окисляемость, мг/дм³ 4-8* <3 -  
12 ОМЧ (на 1 мл) 63-630** не обнар. 100  
23 Коли-индекс* 100000** <3 <3  

* – вариация показателей качества исходной воды в водопроводных системах в городах Киеве, Черкассах, Днепре, Запорожье, Никополе, Херсоне; ** – показатели в нагрузочных экспериментах с использованием УФ стерилизатора на выходе созданных водоочистителей.