автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Экологические и технологические аспекты использования технического гипохлорита натрия в технологии подготовки питьевой воды

Р Г Б ОД

новосибирская государственная академия строительства

На правах рукописи УДС 628,16

УСОЛЬЦЕВ Владимир Андрианович

экологические и технологические аспекты использования технического гипохлорита натрия.в технологии подготовки

литьевой вода

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск-1994

Работа выполнена в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности, Кемеровском Водоканале

Научный руководитель ~ член-корр. СО МАН ВШ, доктор техютеских наук, профессор Т.А.Краснова

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Н.Д. Артемёнок кандидат химических наук, доцент В.А. Санников

Ведущая организация - Сибирское предприятие "Росводоканал" .

Защита состоится _ 1994 г.

на заседании специализированного совета К.064.04.02 при Новосибирской государственной академии строительства по адресу: .

631008 Новосибирск 8, ул. Ленинградская, ИЗ, ауд. 306

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирской государственной академии строительства. •

Отзывы на автореферат Св двух экземплярах, заверенных печатью) направлять по адресу: 631008, Новосибирск 8,ул.Ленинградская,ИЗ ученому секретарю Совета

Автореферат разослан '1994 г.

Ученый секретарь

специализированного

Совета

кандидат техн. наук доцент

Т.Л.Рохлецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вследствие прогрессирующего антропогенного загрязнения водного бассейна проблема эффективной и экономичной очистки природных вод для питьевых, целей имеет важное народно-хозяйственное, социальное и санитарно-гигиеническое значение.

Среди известных окислительных методов обработки воды важное место принадлежит хлорированию. Однако жидкий хлор, повсеместно используемый в практике подготовки питьевой воды, является сильнодействующим ядовитым и взрывоопасным веществом, что требует применения специальных мер по обеспечению техники безопасности при работе, хранении ч транспортировке. Серьезным недостатком традиционной технологии является необходимость функционирования щелочного хозяйства. Это усложняет геммологию и увеличивает затраты на очистку. Кроме того, при хлорировании природных вод образуются опасные для здоровья галогенсодержащие органические соединения.

Одним из путей повышения безопасности процесса хлорирования является замена жидкого хлора менее токсичным хлорсодержащим де-эннфектантом, достаточно доступным, сравнительно дешевым и не уступающим по эффективности воздействия. Таким реагентом является технический гипохлорит натрия, производимый промышленностью, что делает экономически приемлемым его использование на крупных водоочистных комплексах.

Отсутствие аналога в практике водоснабжения не позволяет прогнозировать влияние хлорирования техническим гипохлоритом натрия на процессы последующей обработки воды (коагуляцию, сорбцию) и качество питьевой воды в случае обеззараживания сильноэагряз-ненных вод. В то же время, замена жидкого хлора техническим гипохлоритом натрия целесообразна при условии как минимум равноценных результатов обработки.

Цель и задачи. Цель диссертационной работы - научно обосновать, разработать и внедрить технологию подготовки води с использованием технического гипохлорита натрия. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести гигиеническую оценку технического гипохлорита натрия с целью выяснения принципиальной возможности его использования в питьевом водоснабжении;

- сравнить технологии подготовки питьевой воды, использующие жвдкий хлор и технический гипохлорит натрия по важнейшим показателям: эффективности процесса коагуляции, соответствия качества

воды ГОСТу "Вода питьевая", а также коррозионной активности воды;

- провести опытно-промышленные испытания технологии с использованием гипохлорита натрия;

- выбрать аппаратурное оформление и средства автоматизации;

- осуществить технико-экономическую, экологическую и социальную оценку технологии с использованием технического гипохлорита натрия.

Научная новизна:

- проведено комплексное исследование технологий подготовки питьевой вода, использующих в качестве окислителя и дезинфектанта жидкий хлор и гипохлорит натрия по важнейшим показателям: хлор-поглощаемости речной воды, эффективности процесса коагуляции и соответствия качества воды Г0С1^;

- установлены закономерности и особенности процесса коррозии стальных труб в зависимости от типа используемого дезинфектанта, качества воды и гидродинамического режима;

- выявлено влияние состава органических и минеральных примесей, температур! и рН воды, дозы активного хлора и времени года на содержание галогенорганических соединений в питьевой воде при хлорировании техническим гипо хлоритом натрия;

- осуществлена гигиеническая оценка технического гипохлорита натрия. Установлена доза бактерицидного эффекта и уровень токсичности обработанной воды.

Практическая ценность. Разработана и внедрена на водоочистной станции г.Кемерова производительностью 30 тыс.мэ/сут.технология подготовки питьевой воды, базирующаяся на использовании в качестве окислителя и дезинфектанта технического гипохлорита натрия. Экономический эффект от внедрения технологии составляет, около 38 млрд.рублей. Эколого-экономический эффект от предетвращения ущерба окружающей среде - более I млрд. рублей в год. Социальный эффект - повышение качества питьевой воды за счет снижения на 15-37 % содержания опасных для здоровья галогенорганических соединений.

Апробация работы. Основные результаты, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на Республиканском.семинаре "Новые технологические решения в практике водоснабжения и водоотведения" (г.Москва,1993), совещании заведующих физико-химическими лабораториями предприятий ВКХ (г.Санкт-Петербург,1994), Международном симпозиуме "физические проблемы экологии,природопользования и

б

ресурсосбережения"{г.Ижевск,1994), Международной конференции "Проблемы реформирования региональной экономики'Чг.Кемерово, 1994).Международном конгрессе "Вода¡экология и технология" (г.Москва,1994).

Публикации. По материалам диссертации имеется 9 публикаций <6 статей и 3 тезиса докладов на Международных форумах).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка цитируемой литературы, насчитывающего 123 библиографических наименований и приложения. Работа изложена на страницах, содержит 31 рисунок и 29 таблиц.

Положения, выносимые на защиту: » результаты экспериментальных исследований технологий подготовки питьевой воды при хлорировании жидким хлором и гипохлори-том натрия по важнейшим показателям;

- данные гигиенической оценки технического гипохдорита натрия;

- результаты изучения коррозионной активности питьевой воды при обеззараживании жидким хлором и техническим гипохлоритом натрия;

технология и аппаратурное оформление процесса подготовки питьевой воды из сшг>нозагряэненного источника водоснабжения с использованием в качестве окислителя и дезинфектанта технического гипохлорита натрия.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы и обоснована необходимость разработки данной темы.

В первой главе, являющейся литературным обзором, проанализировано современное состояние проблемы подготовки питьевой воды. Дана критическая оценка известным окислительным методам обработки воды. Рассмотрен вопрос образования галогенсодержащих органических соединений при хлорировании. Показан уровень загрязнения воды основного источника водоснабжения Кузбасса река Томи, обусловленный непрерывными антропогенными негрузками. На основании проведенного анализа определены направления исследования.

Во второй главе рассмотрены результаты комплексного сравнительного исследования технологий подготовки питьевой воды,использующих в качестве окислителя и дезинфектанта жидкий хлор и технический гипохлорит натрия по важнейшим технико-экономическим показателям: эффективности процесса коагуляции, качеству питье во!; воды, расходу реагентов и сложности контроля за соблв-

дением режима обеззараживания, а также по отдаленным последствиям применения хлорсодеркащего реагента для эксплуатационного хозяйства - долговечности использования оборудования, емкостей и трубопроводов системы питьевого водоснабжения,.обусловленной коррозионными свойствами воды.

Технический гипохлорит натрия - продукт насыцения растворов диафрагменного едкого натра абгазным хлором, содержащий 120-160 г/дм3 активного хлора и 40-90 г/дм3 щелочи.

Для выяснения принципиальной возможности использования технического гипохлорита натрия в практике питьевого водоснабжения были проведены гигиенические исследования, направленные на выяснение дозы бактерицидного эффекта технического гипохлорита натрия, его способности образовывать галогенсодеркащие органические соединения и изменять токсичность воды. Полученные результаты сравнивали с действием жидкого хлора. Установлено, что по бактерицидному действию технический гипохлорит натрия равноценен хлору. Содержание галогенорганических соединений (хлороформа, тет-рахлорметана и бромдихпорметана) в среднем, ниже,соответственно, на 15, II и 12 % при обработке вода гипохлоритом натрия. Токсичность воды, учитывающая содержание всех химических примесей и их совместное токсическое действие, определенная биотестированием на эритроцитах при замене жидкого хлора на гипохлорит натрия

уменьшается на 10-13 % (табл.1). .

Таблица I

Данные биотестирования на эритроцитах

Доза активного хлора, мг/дм3

Токсичность .( 5 ) вода,обработанной

жидким хлором [ гипохлоритом натрия

0,2 0,51 0,46

. 0,3 _ 0,63 0,54

0,4 0,71 0,61

0,5 . 0,87 ' 0,79 '

0,6 0,89 0,82 ' '

0,7 1,00 0,93

На основании результатов.гигиенических исследований Минздравом №. было выдано разрешение на применение .технического гипохлорита натрия в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Изучение хлорпоглощения речной воды показало, что в зависимости от сезона года доза активного хлора, обеспечивающая требу-

емое качество питьевой воды при хлорировании техническим гипохло-ритом натрия и жидким хлором изменяется,соответственно,в пределах 1-2,25 и 1,25-3,0 м'г/дм3.

Установлено также влияние качества речной воды на форму остаточного хлора при использовании жидкого хлора (рис.!), что усложняет контроль за соблюдением режима обеззараживания. Форма остаточного хлора (свободный хлор) при обработка воды гипохлоритоы натрия оставалась неизменной в течение всего периода работы.

Проведены сравнительные экспериментальные исследования процесса коагуляции в широком интервале изменения твердой дисперсной фазы (4-203,4 мг/дм3) на модельных растворах и природной воде при использовании для первичного хлорирования жидкого хлора и технического гипохлорита натрия.'Определена влажность осадков. Рассчитаны основные параметры устойчивости дисперсий в изучаемых системах: потенциал То , характеризующий заряд частицы (устойчивость системы), электрокинетический потенциал ^ , зависящий от состава раствора, плотность заряда , характеризующая силы отталкивания твердых частиц, толщина адсорбционного слоя полиакриламида А , позволяющая судить о механизме флокуляции. Расчет производился формулам:

2К1. Цх-ИеРН),

где К - постоянная Больцмана;Т - абсолютная температура; 6-заряд электрона; X - обратный дебаевский радиус; о - радиус частицы; КеР - критерий релаксации.

и V £ п

где I - вязкость среди; И - электрофоретическая подвижность;

6 - диэлектрическая проницаемость; И - градиент электрического

б-ЩР БкВД

где Я - газовая постоянная; к/ - ионная сила раствора.

где л- толщина полимерного покрытия; О - толщина слоя Штерна.

Анализ экспериментальных данных (рис.2) и теоретических расчетов позволил сделать однозначный вывод, что независимо от способа хлорирования при любом содержании твердой фазы в природной воде процесс коагуляции протекает идентично.

Для оценки агрессивности вод, обусловленной введением хлор» содержащего реагента, выполнено сравнительное исследование кор-

» — Арвпяль. ft — ЫЯПТ- в — миль.

о

ГС I— СП

с;

§

СЭ си 3"

8

?

Л 1

; ч с : г4^ г -

1 6,6'

гч. 5.5'

г—.

1—■ Тп 3.3

г.т !.. 1.1' -4—

гг —3—4—■ Г—: 1 ! -5«-*—*—*-*-т ■ 5

Рис.2 Кинетика осветления речной воды при использовании для первичного хлорирования хлора (1,2,3,4,5,6) и гипохлорита'натрия (Г-, 2', 3', 4', 5', ь'). Содержание веществ в воде (мг/дмэ): 1-4,1; 2-24,9; 3-53,1; 4-55,7; 5-152,2; ь-203,4.

розионной стойкости металла труб системы.хозяйственно-питьевого водоснабжения в воде, подготовленной с использованием жидкого «лора и технического гипохлорита натрия при изменяющихся рН и годержания активного хлора. Определение скорости коррозии провопили массометрическим и потенциостатическим методами. Показано, сто, независимо,от применяемого для обеззараживания хлорсодержа-10го реагента, повышение рК воды приводит к снижению скорости <орроэии, а увеличение остаточной концентрации активного хлора интенсифицирует разрушение металла.

Отмечено, что влияние на процесс коррозии качества воды наиболее отчетливо выражено при использовании гипо хлорита натрия.

Установлено, что при хлорировании различными хлорсодержащи-ыи реагентами зависимость скорости коррозии от гидродинамического режима в трубопроводах носит неоднозначный характер. В неподвижной воде (в застойных зонах) процесс коррозии протекает с практически одинаковой скоростью при использовании как жидкого хлора, так и технического гипохлорита натрия. Коррозионная стойкость стали в этих условиях согласно ГХТ 5272-68 может быть оценена бал-дом 5, группа стойкости - стойкие. В проточной воде,, обработанной жидким хлором, скорость коррозии возрастает в 1,7-2,0 раза (в зависимости от качества воды) и коррозионная стойкость металла имеет балл Ь и группу стойкости - пониженно стойкие. При использовании гипохлорита натрия имеет место противоположный эффект - скорость коррозии в проточной воде понижается в 1,9-3,5 раза, а коррозионная стойкость металла может быть оценена баллами 2,3 и 4 и группами стойкости, соответственно, весьма стойкие и стойкие.

Показано, что в зависимости от гидродинамического режима в исследованном интервале рН воды (6,5-8,5) и концентраций активного хлора (0,3-0,5 мг/дм3) скорость коррозии стали при обработке воды хлором в 1,3-46 раз выше, чем при обеззараживании гипохлоритом натрия, а в реальных условиях эксплуатации системы хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Кемерова эта разница составляет 4-20 раз.

.Установлено, что независимо от используемого хлорсодерисащегя дезинфектанта имеет место равномерная (сплошная) коррозия.

Отмечено, что скорость коррозии.стали при использовании в технологии водоподготовки жидкого хлора изменяется в пределах 0,131-0,184 мм/год,что в 2,6-3,Ь раз выше уровня коррозионной активности воды, необходимого для обеспечения нормативного срока службы трубопроводов и технологического оборудования. При хлорировании техническим гипохдоритом натрия скорость коррозии стали находится в пределах 0,0058-0,02 мм/год, что в 2,5-8,6 раз ниже рекомендованного ВТИ уровня коррозионной агрессивности воды и позволяет продлить срок эксплуатации трубопроводов сверх нормативного. .

Одним из определяющих показателей эффективности технологии водоподготовки является качество питьевой воды. Оценку качества воды реки Томи и питьевой воды, подготовленной с использованием

жадкого хлора и технического гипохлорнта ¡¡атрид осуа;сстгллл:! з точение годе.

Систематический акалитачесяий контроль качества речной годи позволил установить, что она загрязнена фенолами, оргсгаческики соединениями различной природы, зэвешешваш веществами, соединениями азота, тяжелыми метслл.гуи. Б летний период отпечено постоянное присутствие тетраяяорметсмэ и хлороформ, концентрация которых в отдельные дни превьсала ПЖ. Содержание тяжелых металлов (свинца, ртути, хадмкя и'никеля) весной и летом ниже, чем в зимний период. Изменение концентрации свинца и цинка в речной воде (рис.3) подтверждает эту закономерность. Крайне неблагоприятная ситуация складывается и относительно бактериального загрязнения.

Анализ результатов сравнительных исследований качества питьевой воды при хлорировании жидким хлором и гипохлоритом натрия однозначно показал, что независимо от времени года и содержания органических и неорганических примесей в речной воде концентрация галогенсодержелщ органических соединений (ГСС) гае ( в среднем на 25 %) в питьевой воде, подготовленной с использованием жидкого хлора (рис.4). Основной вклад в сумму ГСС ¡вносит хлороформ. При обработке речной зодя ясидяам хлором в пробах практически постоянно присутствует тотрахлориетан, в то зргмя хек при хлорировании воды гипохлорятсм натрия он не обнаружен. В сгдояь-1Ш8 периоды в пробах зафиксировало появление дибромхяор^етана. Однако однозначного влияния типа с:слс.гл';охя на его образование установить на удалось. Ни я одной из проб не обнаружен 1,2 - дихлорэтан.

Содержание тяжелых металлов в питьевой воде незначительно, прячем, концентрация всех обнаруженных металлов ниже в воде, обработанной гипохлоритом натрия (рис.3).

Концентрация в пробах других компонентов, нормируемых ГОСТ 2874-62, либо ниже при хлорировании гипохлоритом натрия, либо имеет одинаковое значение.

Эффект обеззараживания и консервирования воды равноценный.

Результаты комплексных экспериментальных исследований позволили считать целесообразной замену традиционного окислителя и де-эинфектанта - жидкого хлора техническим гипохлоритом натрия.

Третья глава посвящена разработке технологии и аппаратурного оформления процесса подготовки питьевой воды при хлорировании техническим гипохлоритом натрия.

8 9 мес,

Рис.4 Изменение суммы галогенсодержащих органических соединений в пробах по месяцам: 1-рвчная вода,обработанная гипохлори-том натрия; 2-рочнан вода, обработанная жидким хлором.

Проведена работа по подбору материалов для оборудования технологической линии обеззараживания товарным гипохлоритом натрия. Исследована химическая стойкость в концентрированных растворах гипохлорита натрия стали 12ХШ19Т, дуралюмина, титанового сплава ВТ-1-0, полиаинилхлорида, полистирола, фторопласт, эбонита и оргстекла, Показано, что для аппаратурного оформления технологической линии обеззараживания успешно могут Оыть прим«нош сплав

ВТ-1-0, полиэтилен, полистирол, фторопласт и оргстекло.

Осуществлены опытно-промыпленные испытания технологии подго товки питьевой воды с использованием в качестве окислителя и де~ зинфектанта технического гипохлорита натрия и оборудования для её реализации. Исследовано влияние сезонного изменения качества речной воды на эффективность процессов коагуляции и обеззараживания. Испытан ряд конструкций уровнемеров и дозаторов.

Установлены оптимальные концентрации растворов гипохлорита натрия на первичное и вторичное хлорирование.

Определен оптимальный расход коагулянта и флокулянта.

Выбран способ дозирования концентрированных растворов гипохлорита натрия.

Отработан режим работы пневматического импульсного мембранного дозатора.

Отмечено значительное повышение стабильности воды при использовании гипохлорита натрия.

Установлено, что при хлорировании гипохлоритом натрия отпадает необходимость в добавлении подцелачиваюцего реагента при коагуляции.

Проанализированы сравнительные данные по качеству питьевой воды (параллельно отбирались пробы воды с действующих очистных сооружений станции). Показано, что нормируемые показатели качества воды, подготовленной с использованием гипохлорита натрия и жидкого хлора достаточно близки и отвечают требованиям ГОСТа "Вода питьевая" (табл.3). При этом содержание галогенорганичес-ких соединений (в зависимости от сезона) на 1?-37 % ниже при хлорировании гипохлоритом натрия.

Результатами опытно-промьшшенных испытаний подтверждена целесообразность использования технического гипохлорита натрия в технологии подготовки питьевой воды.

В четвертой главе обойден опыт эксплуатации водоочистной станции г.Кемерова, используюцей для обеззараживания технический гипохлорит натрия и дана экономическая и экологическая оценка внедренной технологии.

Результаты трехлетней эксплуатации водоочистной станции производительностью 30 тыс.м3/сут. после замены жидкого хлора техническим гипохлоритом натрия показали следующее:

Технология проста и надежна в эксплуатации.

Оборудование и средства контроля технологического процесса работали стабильно.

¿аилица О

Данные качества воды,подготовленной с использованием технического гипохлорита натрия(1)и хлора(П)

Показатели качества воды м е с я ц

февраль апрель май июль октяорь декабрь

"!' ¡Г 1 11 ' 1 11 I 11 1 и * 11

Температура, С Запах, балл Привкус, балл Мутность, ыг/да3 Цветность, град рН среда хлориды, мг/дм3 азот аммиак, мг/да3 нитриты, мг/да3 нитраты, мг/даэ щелочность, «ноль/да3 остат.хлор сум.,мг/да3 остат.хлор свободкг/да3 фенол, мг/дм3 сульфаты, мг/да3 общ.жесткость,ымояь/до3 фтор, мг/^м3 сухой ост.,мг/дм3 Остаточн.А1, мг/дм3 коли-титр

железо общее, мг/дм3 БЩ-20

Сумма ГСС,ыг/дм3

0,2 1хл О

0,5 7

7,а 10,2 0,12

о,оог 0,16 2,3 о,е о,?

н/аб 19 2,1 0,09 140

333 0,0ЬЧ 0,59

0,2. 4 4 Ь

2хл 1хл 2эсл 1хл

0 0 0 0

0,54 1,3 1,24 0,8

9 II 12 10

а,о 7,6 7,7 7,7

10,1 10,5 9,8 4,5

0,1 . 0,38 0,3 0,05

0,002 0,018 0,01 0,003

о,ю 0,9 1,02 0,5

2,4 0,8 0,8 0,55

0,6 0,42 0,5 0,6

0,57 0,3 0,И 0,6

н/об н/об и/об и/об

19,4 22 23 15

2,0 2,2 2,25 1,5

0,92 ОД 0,11 ' 0,1

138 98 92 72

_ 0,09 0,09 0,11

333 333 333 333

0,07 0,14 0,13 0,01

0,68 1,14 1,08 1,4

0,031 0,036 0,057 0,018

6

2хл О

0,9 9

7,8 4,2В 0,045 0,002 0,55 0,5 0,67 0,Ы и/об 13,5 1,55 0,96 78 0,1 333 0,014 1,2 0,03

22 -1хл О 0,6

9

6,7 9,0 0,07 0,004 0,28 1,4 0,3 0,07 0,001

10 0,9 0,09 80 ОД 333 0,013 2,0 0,05

22 2хл

О

0,5 10

6,73 10,0 0,06 0,005 0,32 1,5 0,3 0,07 0,002 10,5 0,85 0,09 86 0,08 333 0,02 2,1 0,065

8

1хл

О

0,8

5,0 7,52 5,0 0,07

8

2хл О

0,9 3,9 7,5 3,9 0,14

0,002 0,002 0,48 0,46 1,2 1,2 0,6 0,3 0,5 0,2 0,002 0,002 18 . 18 1,5 1,5 0,08 0,08

81

0,04

333

0,15

2,0

86 0,07 333 0,18 1,95

0,018 0,025

0,2 Ххл

О 0,8 10,5

7.5 10,5 0,10 0,01 0,3 2,0 0,65 0,35 н/об 22

1.6 0,09

84 0,08 333 н/об 1,0 0,02

0,2 2хл

О

0,9 10

7.8 10,0 0,12 а 0,01 0,4

1.9

0,6

0,3

н/об

22,5

1,6 • 0,08

87 0,07 333 н/об 0,5 0,024

Снизилась доля активного хлора на достижение адекватных результатов обработки воды.

Проще осуществляется контроль за режимом обеззараживания, так как, независимо от сезонных изменений качества воды, форма остаточного хлора неизменна (свободный хлор).

Надежнее эффект обеззараживания в связи с тем, что свободный хлор является лучшим окислителем, чем связанный.

Обеспечивается стабильность величины остаточного хлора, так как концентрация дозируемого раствора гипохлорита натрия не меняется от внешних факторов, в то время как концентрация хлорной воды меняется в зависимости от температуры воздуха в цехе, объема жидкого хлора в емкости и т.д.

Не требуется стабилизационная обработка воды, что связано с присутствием в растворе гипохлорита натрия щелочи, которая снижает содержание углекислоты в воде.

Отпала необходимость применения кальцинированной соды, что позволило ликвидировать часть реагентного хозяйства станции.

Повысилось качество питьевой воды. По всем нормируемым показателям она отвечает требованиям ГОСТа 2Й74-82. Суммарное содержание галогенорганических соединений, представленных, в основном, хлороформом и бромдихлорметаном, в зависимости от сезона находятся в пределах 0,015-0,03 мг/даа, что значительно ниже ориентировочно-безопасных уровней их воздействия на человека (ОБУВ) с учетом бластоыогенной активности, утвержденных Министерством здравоохранения.

Технико-экономическое сравнение вариантов проведено по капитальным затратам, необходимым для обеспечения, населения правобережной части г.Кемерова питьевой водой. Кроме того, определен экономический эффект от внедрения новой технологии за счет снижения коррозии материалов- технологического оборудования и водопроводных сетей. Суммарный экономический эффект от замены жидкого хлора гипохлоритом натрия составил около 38 млрд. рублей.

Эколого-экономичеркий эффект от предотвращения ущерба окружающей среде, полученный в результате внедрения разработанной технологии, равен 1,34 млрд. рублей в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. На основании анализа результатов комплексных экспериментальных исследований и промышленных испытаний оборудования и

1роцессов решена важная народно-хозяйственная задача - разработа-1а ресурсосберегающая технология, подготовки питьевой воды, бази-)уицаяся на использовании технического гипохлорита натрия и обес-гечиваяцая охрану окружающей среды.

2. Проведена гигиеническая оценка технического гипохлорита 1атрия. Установлено, что гипохлорит натрия по бактерицидному действию равноценен хлору, токсичность воды при замене жидкого хлора 1а гипохлорит Натрия уменьшается на 10-13 %.

3. Проведены исследования хлорпоглощаемостй речной воды при лорировании жидким хлором и гипохлоритом натрия. Установлено, то доза активного хлора, необходимая для достижения требуемого ачества воды ниже при использовании гипохлорита натрия. Форма статочного хлора в этом случае неизменна (свободный хлор),в то ремя как при обеззараживании жидким хлором форма остаточного лора зависит от сегонного изменения качества речной воды.

4. Проведено, исследование процесса коагуляции при первичном лорировании жидким хлором и гипохлоритом натрия. Теоретически ассчитаны основные параметры устойчивости системы ( (? , ^ ,

Показано, что, независимо от типа хлорсодержащего дезин-эктанта при любом содержании твердой фазы, процесс коагуляции ротекает идентично.

5. Проведено исследование коррозионной активности питьевой >ды, подготовленной с использованием жидкого хлора и гипохлори-1 натрия. Установлено, что в реальных условиях эксплуатации «стемы водоснабжения г. Кемерова скорость коррозии в 4-20 раз

» зависимости от рН вода и концентрации активного хлора) ниже >и применении гипохлорита натрия и составляет 0,005Ь - 0,020 (/год.

■6. Проведена сравнительная оценка качества питьевой воды >и обеззараживании жидким хлором и гипохлоритом натрия. Найде-что по химическим и бактериологическим показателям, норми-'емым ГОСТ 2674-82 " Вода питьевая, "качество воды практически ¿инаково. Содержание галогенорганических соединений, в среднем, 25 % ниже при использовании гипохлорита натрия.

7. Разработана технология обеззараживания при хлорировании похлоритом натрия и подобраны средства контроля за технологи-ским процессом.

6. Проведены опытно-промышленные испытания технологии под-то вки питьевой воды, основанной на использовании гипохлорита

натрия. Подтверждена целесообразность замены жидкого хлора гипо-хлоритом натрия в технологии ьодоподготовки. Технология внедрена на водоочистной станции г.Кемерова производительностью 30 тыс. м3/сут.

9. На основании результатов трехгодичной эксплуатации водоочистной станции проведена технико-экономическая, экологическая

и социальная оценка технологии подготовки питьевой воды, базирующейся на использовании технического гипохлорита натрия. Показано, что внедрение данной технологии позволило повысить экологическую и гигиеническую безопасность и культуру производства. Обеспечило улучшение экологической ситуации г. Кемерова вследствие ликвидации хранилищ опасного и токсичного хлора в черте города и части реагентного хозяйства станции. Способствовало повышению экономичности производства за счет прекращения использования соды, содержания реагентного хозяйства и дополнительного штата обслуживающего персонала. Позволило увеличить срок службы технологического оборудования и трубопроводов вследствие существенного снижения скорости коррозии, что в перспективе обеспечит заметный экономический эффект. Обеспечило повышение стабильности и качества литьевой воды за счет снижения содержания галогенорганических соединений. Технология надежна и проста в эксплуатации и не требует конструктивных изменений в традиционной схеме подготовки литьевой воды. Экономический эффект от внедрения технологии составляет около 36 млрд. рублей. Эколого-экономический эффект от предотвращения ущерба окружающей среде равен 1,34 млрд. рублей. Социальный эффект - повышение качества питьевой воды за счет снижения на 15-37 % содержания галогенорганических соединений, обладающих канцерогенной и мутагенной активностью.

10. Впервые технический гипохлорит натрия был использован при подготовке питьевой воды из сильнозагрязненного источника водоснабжения на водоочистной станции большой производительности.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах.

1. Усольцев В.А., Краснова Т.А. Опыт применения гипохлорита натрия на водоочистной станции г.Кемерова. // Новые технологические решения в практике водоснабжения и водоотведения.- М.:ЦРДЗ, 1У93. - С,50

2. Усольцев В.А., Соколов В.Д., Краснова Т.А. Сравнительная оценка коррозионной активности при хлорировании. // Водоснвбже-

ние и сан.техника. - 1994. - № 4. - C.IÖ

3. Усольцев ß.A., Соколов В.Д., Краснова Т.А. Сравнительная оценка качества питьевой воды при обеззараживании. // Водоснабжение и сан.техника.- 1994. - № 4. - С.23

4. Усольцев В.А., Краснова Т.Д., Баранова Н.И. Исследование влияния хлорсодержащего окислителя на процесс осветления воды.//

деп,- ватт » 977-1394 от 20.04.94

5. Усольцев В.А., Краснова Т.А. Экологическая и ресурсосберегающая технология подготовки питьевой воды. // Мат. П Межд. симпозиума " Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения." - Ижевск, 1994. - С.62

6. Усольцев В.А., Краснова Т.А. Современное состояние и новый подход к проблеме подготовки питьевой вода.// Мат.Межд. конф. "Проблемы реформирования региональной экономики." - Кемерово, 1994. - С.346

7. Краснова. Т.Д., Усольцев В.А. Экологические и экономические аспекты использования технического гипохлорита натрия в практике водоподготовки. // Мат. Межд, конгресса "Вода: экология и технология. Т.П. - М., 1994. - C.4Ö0

8. Усольцев В.А., Краснова Т.А., Баранова Н.И. Сравнительное исследование процесса коагуляции при первичном хлорировании воды. // Водоснабжение и сан.техника. - 1994. Ii II.- С.9

9. Усольцев В.А., Соколов В.Д., Краснова Т.А. Опытно-произ-водствекные испытания технологии водоподготовки с использованием гуш хлорирования гипохлорита натрия. // Водоснабжение и сан.тех-¡шка. - 1994. - № II. ~ С.6

НГАС. 3.251. т.100 экз. 94г.