Технологические, экологические и экономические аспекты применения хлордиоксидной технологии обработки воды (часть 3)

В ходе исследований отработаны технологические приемы, которые, в зависимости от качества исходной воды, могут в значительной степени снизить образование хлоритов при ее первичной обработке диоксидом хлора, сохранив при этом выше перечисленные технологические преимущества его применения.

Исходная вода в р. Чепца характеризуется невысокой цветностью мутностью и окисляемостью, резко повышающимися в паводковый период, и высоким значением рН (до 8,5-8,7). Первичное хлорирование воды на этой станции применяется в связи с тем, что без использования предварительного окисления вода имеет низкую коагулируемость. В результате использования первичного хлорирования фиксируются превышения по содержанию хлорорганических соединений. При лабораторных исследованиях по применению диоксида хлора для обработки воды р. Чепца, предприятием отработана технология первичного введения диоксида хлора с дозой до 0,6 мг/л с последующим введением перед фильтрацией небольших количеств (до 0,5 мг/л в пересчете на активный хлор) гипохлорита натрия для снижения содержания хлоритов до нормативных значений. В условиях слабощелочной среды хлорит ионы переводятся обратно в диоксид хлора и хлориты, что позволяет предотвратить повышение их содержания выше ПДК и сократить расходы диоксида хлора на вторичное введение при обеззараживании воды. Введение гипохлорита натрия оказывает минимальное влияние на образование хлорорганических соединений, так как он вводится в уже обработанную коагулянтом воду и его дозы в 5-7 раз ниже применяемых при существующей технологии хлорирования.

В таблице 2 представлены результаты образования хлорорганических соединений при хлорировании воды р. Чепца по существующей схеме в сравнении с обработкой воды диоксидом хлора.

Таблица 2. Образование хлорорганических соединений при обработке диоксидом хлора и хлорировании воды р. Чепца

Вода Куйбышевского водохранилища в отличие от воды р. Чепца без предварительного окисления обладает лучшей коагулируемостью, хотя и имеет в среднем более высокую цветность, мутность и окисляемость. Так как рН воды Куйбышевского водохранилища значительно ниже, чем в р. Чепца (7,5 против 8,5), перевод хлоритов в диоксид хлора путем введения гипохлорит иона в этих условиях менее предпочтителен. Поэтому основным способом снижения содержания хлоритов после обработки воды диоксидом хлора было выбрано введение сернокислого железа (II) совместно с алюминийсодержащим коагулянтом. Хлорит-ионы вступают в реакцию с ионами железа (II) с образованием хлоридов и окислением железа до трехвалентного состояния. Результаты исследований по образованию и удалению хлоритов при введении диоксида хлора в необработанную воду с дозой 1,0 мг/л представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты исследований по образованию и удалению хлоритов при введении диоксида хлора в необработанную воду с дозой 1,0 мг/л

Из представленных результатов следует:

• около 60% диоксида хлора при введении его в необработанную воду переходит в хлораты и хлориты;
• с течением времени содержание хлорит-иона в воде не снижается, вследствие чего требуется проводить специальную обработку воды с целью снижения содержания хлоритов до ПДК (0,2 мг/дм3);
• дозирование сернокислого железа (II) уже при дозе 0,4 мг/л приводит к снижению содержания хлоритов ниже уровня ПДК.

Дальнейшее повышение дозы нецелесообразно, т.к. это ведет к увеличению остаточного Fe2+, которое содержится в воде в виде истинно растворенных соединений и не задерживается фильтрами. Нами проведены исследования процессов образования и удаления хлоритов при обеззараживании диоксидом хлора уже очищенной воды Куйбышеского водохранилища. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Таблица 4. Результаты исследований по образованию и удалению хлоритов при введении диоксида хлора в очищенную воду с дозой 0,4 мг/дм3

На основании полученных результатов можно сделать следующие заключения:

• введение диоксида хлора в очищенную воду с дозой 0,4 мг/л не приводит к образованию хлоритов в концентрациях превышающих предельно допустимую (0,2 мг/л), введение дополнительных реагентов для снижения содержания хлорит-ионов не требуется;
• при хранении воды содержание хлорит ионов снижается до значений ниже чувствительности метода измерений;

Коммунальные системы водоснабжения часто используют воду с нескольких водозаборов. Поэтому при внедрении системы обработки воды диоксидом хлора на одном из водозаборов встает вопрос о совместимости воды, обработанной диоксидом хлора с хлорированной водой. Для выяснения влияния остаточного содержания активного хлора в воде при смешении ее с водой, содержащей диоксид хлора на образование хлоритов, были проведены модельные испытания на воде Куйбышевского водохранилища. Результаты исследований представлены в таблице 5.

Таблица 5. Результаты исследований по влиянию остаточного содержания гипохлорит-иона на образование хлоритов при обработке воды диоксидом хлора

Проанализировав результаты исследований, можно сделать вывод: наличие в очищенной воде остаточных концентраций хлора в диапазоне от 0,2 до 0,8 мг/л при обработке диоксидом хлора дозой 0,4 мг/л не приводит к образованию хлоритов выше ПДК. Полученные результаты показывают, что использование диоксида хлора наряду с собственным положительным эффектом полностью совместимо с традиционным хлорированием воды. Это позволяет безболезненно и в короткие сроки внедрять технологию на большинстве действующих водопроводных станций.