автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Применение электрохимически активированных растворов в водопроводно-канализационном хозяйстве для обеззараживания воды

Санкт- Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ АКТИВИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ В ВОДОПРОВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОМ ХОЗЯЙСТВЕ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

05.23.04- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена на кафедре «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика» ГОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ИВАНОВ Виктор Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Мишуков Борис Григорьевич; кандидат технических наук, доцент Болдырев Владимир Васильевич

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие

«Ленгипроинжпроект»

Защита диссертации состоится 19 апреля 2005 г. в I^час.5^мин. на заседании диссертационного совета Д 212.223.06 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, ауд. 206, тел/факс. (812)316-58-72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « . » ____ 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Дерюгин В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Большая часть воды для коммунального водоснабжения городов (около 90 %) берется из поверхностных источников. Качество воды в них существенно зависит от времени года, выпадения осадков, таяния снега и других природных факторов. Весной, в период паводка, резко повышается мутность и цветность воды, ухудшаются ее микробиологические показатели. В связи с экологическими проблемами последних десятилетий замечено ухудшение качества подземных вод, в некоторых случаях также требующих обеззараживания.

Значительная микробиологическая загрязненность сточных вод отрицательно влияет на флору и фауну водоемов-приемников стоков, притом, что в большинстве городов России эти водоемы выполняют функцию источников водоснабжения.

Уничтожение болезнетворных микроорганизмов при подготовке питьевых и очистке сточных вод является важной экологической и санитарно-эпидемиологической задачей. С принятием новых нормативов качества воды ужесточились требования по некоторым из контролируемых микробиологических показателей, увеличилось их число. Многие традиционные методы обеззараживания не всегда обеспечивают выполнение этих нормативов. Поэтому в последние годы на предприятиях коммунального хозяйства начато внедрение технологических схем, содержащих несколько различных методов, что приводит к увеличению себестоимости воды. Кроме того, предпочтение отдается технологиям, безопасным для обслуживающего персонала и населения прилегающих территорий и не зависящим от централизованной химической промышленности - безреагентным или позволяющим получать реагенты на месте применения. Все это создает предпосылки к поиску новых эффективных способов обеззараживания воды.

Одним из перспективных дезинфектантов для воды является электрохимически активированный раствор (ЭХАР) анолита, который получается в результате униполярной электрохимической обработки слабоминерализованного водного раствора хлорида натрия (№0) в анодных камерах диафраг-менных проточных электрохимических модульных элементов третьего поколения (ПЭМ-3), используемых в аппаратах «СТЭЛ». ЭХАР анолита ши-

роко применяется в медицине для дезинфекции и стерилизации, при обеззараживании воды плавательных бассейнов. Многими исследователями отмечена его высокая эффективность при воздействии на бактерии и вирусы. Между тем, вопросы технологии использования анолита для обеззараживания воды в системах водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) достаточно не изучены, что затрудняет его использование в этой отрасли.

В настоящей работе рассматривается возможность обеззараживания воды ЭХА растворами анолита, изучаются вопросы технологии их получения и применения.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка технологии применения ЭХАР анолита для обеззараживания воды в системах ВКХ. Исследования выполнены в условиях Санкт-Петербурга на воде р. Невы, которая относится к цветным и маломутным водам, с рН близким к 7, мало минерализована и имеет низкий щелочной резерв. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследований:

- установить влияние качества исходных продуктов (воды и соли) на рН, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) и концентрацию активного хлора в ЭХАР анолита, разработать математическую модель процесса его получения;

- изучить влияние условий хранения раствора анолита на его рН, ОВП и концентрацию активного хлора;

- оценить хлоропоглощаемость воды при дозировании ЭХАР аноли-та, выполнить сравнение с гипохлоритом натрия;

- подтвердить эффективность и изучить кинетику обеззараживания воды растворами анолита по основным нормируемым микробиологическим показателям;

- оценить экономическую эффективность применения раствора ано-лита на основе сравнения с традиционными технологиями.

Научная новизна работы. Элементы новизны заключаются в следующем:

- доказано влияние на рН, ОВП и концентрацию активного хлора в ЭХАР анолита качества исходных воды и соли на основании результатов экспериментальных исследований процесса синтеза электрохимически активированных растворов с использованием воды р. Невы в различные сезоны

года и солей с различной массовой долей хлорида натрия;

- составлено расчетное уравнение для определения концентрации активного хлора в растворе анолита;

- экспериментально исследовано влияние площади открытой поверхности раствора анолита и начального значения концентрации активного хлора в нем на скорость релаксации этого показателя при хранении анолита, на основании экспериментальных данных получены уравнения регрессии;

- доказано отличие хлоропоглощаемости невской воды при дозировании в нее ЭХАР анолита и гипохлорита натрия (ГПХН) на основании результатов экспериментальных исследований;

- показана эффективность обеззараживания на примере невской воды и биологически очищенных сточных вод.

Практическая значимость работы. Предложенное эмпирическое уравнение для расчета концентрации активного хлора в ЭХАР анолита позволяет оценивать изменение этого показателя при различном качестве исходных соли и воды (в пределах, соответствующих воде р. Невы), а также в зависимости от настройки аппарата. Рекомендации по условиям хранения раствора анолита, обоснование возможности снижения дозы анолита по активному хлору по сравнению с ГПХН включены в методику расчета узла обеззараживания воды ЭХА раствором анолита для станций очистки воды.

Реализация результатов работ. На основании результатов исследований ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» утверждены методические рекомендации по применению ЭХА растворов анолита для обеззараживания воды, которые включены в состав рассматриваемых вариантов обеззараживания на стадии технико-экономических обоснований проектов реконструкции малых и средних водопроводных очистных сооружений.

Личный вклад автора. Вклад автора состоит в разработке технологии и обосновании преимуществ нового метода обеззараживания воды электрохимически активированными растворами анолита в системах ВКХ и проведении соответствующих исследований, анализе полученных результатов, формировании выводов, разработке практических рекомендаций и технико-экономической оценке предлагаемого метода.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций. Достоверность результатов подтверждается исследованиями в лабораторных ус-

ловиях с последующей проверкой их в производственных условиях. В процессе исследований применялись аккредитованный методики определения химических и микробиологических показателей, использовались прошедшие аттестацию приборы. Математическая обработка полученных автором результатов экспериментальных исследований производилась с помощью компьютерных программ Statistica, Mathlab и MS Excel.

На защиту выносятся:

- аналитический обзор методов обеззараживания воды, применяемых в водопроводно-канализационном хозяйстве;

- исследования влияния настроек аппарата «СТЭЛ» и качества исходных продуктов на концентрацию активного хлора, рН и ОВП электрохимически активированного раствора анолита;

- экспериментальная проверка изменения ОВП и концентрации активного хлора ЭХАР анолита во времени;

- сравнительная оценка хлоропоглощаемости воды при дозировании в нее раствора анолита и ГПХН;

- результаты экспериментальных исследований эффективности обеззараживания воды ЭХА растворами анолита;

- технико-экономическая оценка обеззараживания воды раствором анолита.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались на ежегодных международных научно-практических конференциях, семинарах в ПГУПС, СПбГАСУ и СПбГТУРП с 1998 по 2004 год в г. Санкт-Петербурге, на международном конгрессе «Экватек» в г. Москве в 2002 году. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 7 наиболее значимых приведены в списке публикаций.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и пяти приложений. Общий объем диссертации составляет 172 страницы машинописного текста, включая 32 рисунка, 22 таблицы, 5 приложений на 14 страницах. Список использованной литературы включает 151 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность поиска новых технологий обеззараживания воды, определена цель работы, изложены научная новизна, практическая ценность, сведения о практической реализации работы.

В первой главе на основании изучения отечественных и зарубежных литературных источников проанализированы основные существующие методы обеззараживания воды, применяемые в ВКХ, указаны их недостатки. Обоснована перспективность использования для обеззараживания воды ЭХА раствора анолита, который получается из слабоминерализованного водного раствора хлорида натрия (около 5 г/дм3) в результате униполярной электрохимической обработки в проточном диафрагменном модульном элементе ПЭМ-3 (в аппаратах «СТЭЛ»). Указаны преимущества предлагаемого метода по сравнению с традиционными технологиями.

Проанализированы работы отечественных ученых: В. М. Бахира, В. В. Болдырева, Л. А. Васильева, Л. Н. Губанова, В. Л. Драгинского, Е. А. Евельсона, Л. А. Кульского, О. Н. Ластовки, Б. И. Леонова, Г. П. Медведева, Г. Л. Медриш, О. Д. Минц, В. В. Найденко, С. А. Паничевой, В. И. Прилуцкого, Н. Г. Цикоридзе, а также зарубежных J. R. Babb'a, К. R. Bгadly, R. M. Claгc'a, R. Moггis'a, ^ Tanaka и др.

ЭХА растворы анолита успешно применяются в медицине для дезинфекции и стерилизации различных инструментов, где их окислительную способность принято оценивать по значениям рН и ОВП, а также при обеззараживании воды плавательных бассейнов. В случае их использования для обеззараживания воды в ВКХ необходимо учитывать концентрацию активного хлора, хотя применительно к ЭХА растворам этот показатель может служить индикатором процесса обеззараживания и не может в полной мере характеризовать их окислительную и биоцидную активность. Основным параметром, характеризующим обеззараживающую способность, может служить ОВП.

Метод обеззараживания питьевых и сточных вод ЭХА растворами ано-лита был предложен в ПГУПСе, однако конкретных исследований в достаточном объеме проведено не было.

В результате изучения литературы, посвященной вопросам получения и применения ЭХА растворов, не обнаружено сведений по исследованию

влияния качества исходных воды и соли на концентрацию активного хлора в растворах анолита, зависимости скорости релаксации ОВП и концентрации активного хлора в нем от условий хранения, а также влияния дозы ЭХАР анолита по активному хлору на эффективность обеззараживания воды. Это затрудняет использование данного дезинфектанта для обеззараживания воды в ВКХ. На основании сделанных выводов были сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе представлены результаты исследований влияния различных факторов на свойства ЭХА раствора анолита при его производстве, описаны характеристики оборудования и средств измерения, методика проведения исследований и обработки экспериментальных данных.

Для получения уравнения регрессии, которое позволяет определять концентрацию активного хлора в растворе анолита, приготовленного на невской воде, принято решение о планировании и проведении многофакторного эксперимента. На основании технических характеристик аппаратов «СТЭЛ» и имеющихся теоретических сведений о процессе получения электролитического гипохлорита натрия, который схож по некоторым признакам с электрохимической активацией, произведен выбор управляемых факторов. Факторы разделены на природные (температура исходной воды, ее рН, концентрация хлоридов) и технологические (массовая доля №С1 в используемой соли, концентрация соли в рабочем растворе, соотношение расхода анолита и общего расхода раствора, прошедшего электрохимическую активацию).

В результате обработки статистических данных о качестве очищенной невской воды за период с 1999 года по 2003 год методом сравнения средних по критерию Стьюдента доказано значимое изменение температуры воды и относительная стабильность рН и концентрации хлоридов в течение года с уровнем значимости а:=0,05. На основании результатов лабораторных исследований установлено, что изменение температуры используемой воды не влияет на рН, ОВП и концентрацию активного хлора раствора анолита, что позволяет исключить этот фактор. Для учета изменение качества исходной воды по сезонам использован показатель бихроматной окисляемости (БО), которая является наиболее изменяющимся показателем воды р. Невы и колеблется в течение года для очищенной воды в пределах от 9 до 15 мг/дм3.

Экспериментально доказано что концентрация активного хлора в растворе анолита имеет линейную прямо пропорциональную зависимость от концентрации соли в рабочем растворе ЭХАР анолита, полученный из раствора соли с большей массовой долей N(101 имеет большую концентрацию активного хлора (рис 1) Полученные зависимости для разных солей не относятся к одной генеральной совокупности с уровнем значимости а=0,05

Установлено, что рН и ОВП раствора анолита не зависят от массовой доли №С1 в используемой соли и концентрации ее в рабочем растворе Это соответствует сведениям, приведенным в работах В М Бахира, Б И Лео нова, С А Паничевой, В И Прилуцкого и др

Рис 1 Результаты экспериментальных исследований зависимости концентрации активного хлора в ЭХА растворе анолита (Си), полученного на невской воде, от концентра

ции соли в растворе, проходящем через аппарат (СКаС|) 1 поваренная соль сорта «Экстра» (т=99 7%) БО=9 мг/дм4 отношение расхода анолита к общему расходу под вергающемуся электрохимической активации Дql = 0 5 2 тоже БО=15 мг/дм3 3 техническая соль №С1 БО=9 мг/дм3, ^^ = 0 5 4 то же БО=15 мг/дм' 5 поваренная соль сорта «Экстра» (т=99 7%) БО= 15 мг/дм3 = 1

На основании изложенного сделано вывод о том, что для обеззаражи вания наибольшего объема воды без снижения окислительной и биоцидной способности при контроле по принятому в ВКХ индикаторному показателю следует производить электрохимическую активацию раствора с максимально возможным значением концентрации соли

Выполнены исследования и получены значения концентрации актив ного хлора и ОВП при различном отношении расхода анолита к общему расходу, подвергающемуся электрохимической активации (Д<jo) Установлено, что при изменении этого отношения от 0,5 до 1 концентрация активного хлора в растворе анолита снижается на 40 - 50 % (рис 2) Сделан вывод о том что наибольшую концентрацию активного хлора и максимальное значение ОВП можно получить при Ища = 0,5

С«, мг/л

600 -i-

500 + 400 300 200 100 0

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Рис 2 Зависимость концентрации активного хлора (CJ в ЭХАР анолита от отношения расхода анолита к общему расходу раствора подаваемого для электрохимической активации (AqJ при концентрации соли в рабочем растворе

В результате реализации плана дробного факторного эксперимента с учетом описанных выше результатов предварительных исследований получено расчетное уравнение для концентрации активного хлора в ЭХАР анолита, получаемого на невской воде

+ 762-БО - 7,56-БО т - 0,74БО-Сша 0)

где т - массовая доля хлорида натрия в используемой соли, %; Сша- концентрация соли в рабочем растворе, г/л; - отношение расхода анолита к общему, подвергающемуся электрохимической активации; БО - бихромат-ная окисляемость используемой воды, мг/дм3.

С помощью методов статистики проверена воспроизводимость опытов, значимость коэффициентов, адекватность уравнения регрессии экспериментальным данным и физике явления. Установлено, что уравнение (1) достоверно описывает процесс получения ЭХА раствора анолита с уровнем значимости а=0,05 и может быть использовано в технологических расчетах.

Для определения затрат электроэнергии на производство ЭХАР ано-лита выполнены измерения силы тока и напряжения на электродах проточного электрохимического модуля аппарата «СТЭЛ». В результате установлено, что максимальное значение выхода хлора по току для электрохимической активации составляет т) = 78 %, что более чем на 10 % превышает значения электролизеров для получения гипохлорита натрия, приведенное в работах Л. А. Кульского, Э. С. Разумовского и др. Удельные затраты электроэнергии при использовании аппаратов «СТЭЛ» большой производительности сопоставимы с электролизерами и составляют 6-9 кВт-ч/кг активного хлора. Удельный расход соли при ЭХА превышает этот показатель для электролиза в 2 - 3 раза и составляет 22 кг соли на 1 кг активного хлора.

Третья глава посвящена изучению самопроизвольного изменения во времени (релаксации) ОВП и концентрации активного хлора ЭХАР аноли-та, полученного на невской воде.

Важным качеством ЭХАР анолита является описанное В. М. Бахиром и др. самопроизвольное изменение во времени его свойств и переход растворов из активированного состояния в пределы термодинамического равновесия. Изучение этого вопроса необходимо для составления рекомендаций по

хранению раствора анолита, учета снижения его активности при дозировании в воду и расчета времени нахождения воды после обеззараживания в резервуаре чистой воды или контактном резервуаре.

В связи с тем, что в ЭХА растворе анолита некоторые вещества, обуславливающие его окислительные свойства (хлор, диоксид хлора, озон и др.), находятся в виде растворенных газов, очевидно, что на скорость изменения концентрации активного хлора ЭХАР анолита будет влиять площадь его открытой поверхности, соприкасающаяся с воздухом. В связи с возможностью изменения в широких пределах концентрации активного хлора в процессе получения раствора анолита важно учесть начальное значение этого показателя.

Экспериментальное исследование влияния площади открытой поверхности ЭХАР анолита заключались в измерении концентрации активного хлора йодометрическим способом в растворах анолита, которые находились в трех лабораторных сосудах с различной площадью открытой поверхности: У^=314 см2, _/у=78,5 см2 и закрытом сосуде с /^=0 см2 в течение десяти суток с момента получения растворов (рис. 3). В результате исследований установлено, что в сосуде с большей площадью открытой поверхности (/;) концентрация активного хлора значительно снижается в первые сутки хранения, далее скорость изменения этого показателя остается постоянной. В сосуде с малой площадью открытой поверхности и закрытом сосуде скорости снижения концентрации активного хлора были практически равны на протяжении всего времени измерений.

По экспериментальным данным получена расчетная зависимость концентрации активного хлора в ЭХА растворе анолита, учитывающая факторы времени и величину площади открытой поверхности

(2)

где е - основание натурального логарифма; О - концентрация активного хлора в ЭХАР анолита после хранения раствора в течение времени t, сутки,

после его получения, мг/дм3; - площадь открытой поверхности раствора

2

анолита, см .

С'„ = (о,6-си"'*! /I-0,004■ / + 0,9^

С„, мг/дм3

О 4-1-1---—■—I-1-1

О 2 4 6 8 10

1,сут

Рис, 3. Изменение концентрации активного хлора во времени при разных площадях зеркалаЭХАР анолита: 1 -/(=314 см2; 2 ~/2= 78,5 см2; 3-//=0 см2

Изучение влияния начального значения концентрации активного хлора в ЭХАР анолита на интенсивность изменения этого показателя во времени производилось для четырех растворов анолита - с концентрацией активного хлора 531, 390, 135 и 42 мг/дм3. Установлено, что скорость снижения концентрации активного хлора обратно пропорциональна его начальному значению. Методом наименьших квадратов подобран вид функции, описывающий процесс, определены коэффициенты уравнения регрессии

С=С0-15,4 ■ 1п(С0) • 1п(0 + 49,1 1п(<)-13,7 1п(С0) + 46,5, (3)

где - начальная концентрация активного хлора в ЭХАР анолита, мг/дм3.

Проверка адекватности уравнений (2 и 3) экспериментальным данным

выполнена методом сравнения средних по критерию Стьюдента. Результаты расчета совпали с результатами экспериментов с уровнем значимости а=0,05.

Для описания изменения ОВП в процессе электрохимической активации и последующей его релаксации В. М. Бахиром и В. И. Толокновым предложена математическая модель, которая получена путем построения нелинейного нестационарного дифференциального уравнения третьего порядка, интегралом которого является аппроксимирующая функция

Ек^^Е^+а-е"^ (4)

где Ек(^ - значение ОВП в момент времени /, мВ; ЕИд - исходное значение ОВП при t = 0, мВ; е - основание натурального логарифма; а,Ь,с- эмпирические коэффициенты, а>0, 0<Ь<1, с<0.

Установлено, что это уравнение достаточно точно описывает процесс самопроизвольного изменения ОВП. По экспериментальным данным были определены значения коэффициентов а, Ь и с для раствора анолита, полученного на невской воде и хранящегося в закрытой емкости

ЕН(1) = ЕИ0 + 1го-е«"-^'0"1. (5)

Полученные значения коэффициентов обеспечивают совпадение расчетных данных и результатов измерений с уровнем значимости =0,05, уравнение может быть использовано в технологических расчетах.

Четвертая глава посвящена исследованию обеззараживающей и окисляющей способности ЭХАР анолита. При разработке технологии применения ЭХАР анолита для обеззараживания воды необходимо иметь расчетную зависимость для определения дозы этого реагента. Дозу традиционных хлор-содержащих реагентов можно определить исходя из хлоропоглощаемости обрабатываемой воды или по эффекту обеззараживания. В ходе лабораторного эксперимента было выполнено сравнение хлоропоглощаемости невской воды при использовании ЭХАР анолита и химического гипохлорита натрия. Время контакта реагентов с водой принято 30 минут согласно СанПиН 2.1.4.1074-01. Результаты исследований показали, что величина остаточного хлора при использовании химического гипохлорита натрия ниже, чем при использовании ЭХАР анолита при одинаковых значениях вводимой дозы. Это объяснятся наличием в ЭХАР анолита некоторого количе-

ства сильных окислителей, таких как озон, хлорноватистая кислота, диоксид хлора и др., что подтверждается исследованиями его применения в медицине. По результатам проведенных опытов для выполнения нормативных требований концентрации остаточного хлора в воде Сжт = 0,3 мг/дм3 при использовании ЭХАР анолита достаточной является доза Дах = 2,2 мг/дм3, в то время как для гипохлорита натрия это значение составляет Д^ = 4,1 мг/ дм3 (рис. 4). Снижение дозы активного хлора позволяет избежать вероятности образования в воде тригалометанов

Для расчета дозы ЭХАР анолита по активному хлору предложена аппроксимирующая зависимость, коэффициенты в которой найдены методом наименьших квадратов

д^Ш-Цю-с^ + О. (б)

где - концентрация остаточного активного хлора после контакта ЭХАР анолита с водой в течение 30 минут, мг/дм3; - доза вводимого реагента по активному хлору, мг/дм3.

С целью оценки эффективности применения для обеззараживания воды ЭХА раствора анолита проведены исследования его воздействия на микробиологические показатели, включенные СанПиН 2.1.4.1074-01 - общее микробное число (ОМЧ) и колифаги. Объектом исследований была вода р. Невы и сточная вода Центральной станции аэрации ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» после полной биологической очистки.

Исследования состояли в обработке воды ЭХА растворами анолита с различными значениями рН и концентрации активного хлора (от 1 до 5 мг/дм3). Время контакта ЭХАР анолита с обрабатываемой водой составляло 30 минут. Анализ проб был произведен в Центре Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге и Дорожном ЦГСЭН на Октябрьской железной дороге МПС РФ. В результате установлено, что при снижении рН эффект обеззараживания увеличивается. Это можно связать с увеличением концентрации хлорноватистой кислоты, которая является наиболее сильным окислителем. Исходные значения показателя колифаги во всех исследуемых водах было незначительным (11 БОЕ/дм3 для воды р. Невы и 161 БОЕ/дм3 для сточной воды), и при минимальных дозах ЭХАР анолита по активному хлору (1 мг/дм3 для воды р Невы и 2 мг/дм3 для сточной воды) эффект обеззараживания по колифа-гам составлял 100%. Поэтому изучение кинетики обеззараживания прово-

дилось по показателю ОМЧ. Исходные значения этого показателя составляли 1,1-Ю4 КОЕ/СМ-1 и 1,4-104 КОЕ/см\

Сост, мг/л

Дах,МгУл

Рис. 4. Зависимость остаточного активного хлора от дозы при обработке воды различными дезинфектантами: 1 - ГПХН; 2 - ЭХАР анолита; о - экспериментальные

данные при дозировании анолита типа А, полученного при ^=0,5; • - экспериментальные данные при дозировании анолита типа АН, полученного при Пунктиром показано минимальное допустимое значение остаточного хлора в питьевой воде по СанПиН 2 1.1074-01.

Как известно, эффективность обеззараживания главным образом зависит от времени контакта дезинфектанта с водой и его концентрации. Кинетику обеззараживания можно описать следующими основными моделями: моделью первого порядка СЫек-^^оп'а и модифицированной моделью СЫек-^^оп'а

. N * Г, , ,,

/Уд П-к

где Лв - начальное количество микроорганизмов в воде; N - количество выживших микроорганизмов в воде; Сд - концентрация дезинфектанта в момент дозирования, мг/дм3; t - время с момента контакта дезинфектанта с водой, мин; к' - константа снижения концентрации дезинфектанта, МИН"1; к -константа инактивации, мин"':; п - безразмерный коэффициент.

Модель, наилучшим образом описывающая кинетику обеззараживания ЭХА раствором анолита, определялась по значению суммы квадратичных отклонений. В результате проведения расчетов установлено, что модифицированная модель СЫек-'М^оп'а имеет наименьшее значение этого показателя, полученные расчетные данные совпадают с экспериментальными с уровнем значимости =0,05.

После подстановки найденных коэффициентов в модель кинетики обеззараживания (7) она примет вид:

для значения рН=3 =-0,115-С^'1 ■ [1-ехр(-0,82-Г)]

- для значения рН=6,5 1п-^ = -0,131-Сд'01 • [1 - ехр(-0,64 - ?)]

- для значения рН=7,5 1п-^- = -0,122-С;|'05 [1-ехр(-0,7-0}

В пятойглаве произведено технико-экономическое сравнение способов обеззараживания воды ЭХА растворами анолита и комплексными методами, применяемыми на некоторых очистных сооружениях в Санкт-Петербурге. Выбор вариантов для сравнения основан на условии выполнения норм СанПиН 2.1.4.1074-01 по микробиологическим показателям, которое удовлетворяют следующие три технологии: использование химического ГПХН и ультрафиолетового облучения (УФО), электролитического ГПХН и УФО, применение ЭХА раствора анолита. В качестве объекта для сравнения выбрана водопроводная станция со среднесуточной производительностью

17

220 000 м3/сутки. Сравнение производилось по изменяющимся затратам с учетом амортизации и реновации согласно методическим рекомендациям «Комплексная оценка эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса». В результате установлено, что экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии обеззараживания ЭХА раствором анолита составляет 47 млн. руб. в год по сравнению с использованием химического ГПХН и УФО и 10 млн. руб. в год по сравнению с использованием электролитического ГПХН и УФО.

Описана методика применения ЭХАР анолита для обеззараживания воды, разработанная на основе проведенных исследований. Использование данной методики представлено на примере одной из водопроводных очистных станций Санкт-Петербурга.

ВЫВОДЫ

1. Доказана возможность и изучены условия применения нового метода обеззараживания воды электрохимически активированными растворами анолита, обоснован выбор показателей ОВП и концентрации активного хлора для оценки обеззараживающей способности ЭХА раствора анолита.

2. Установлено, что на концентрацию активного хлора в растворах анолита влияют: массовая доля хлорида натрия в используемой соли, качество исходной воды, выраженное бихроматной окисляемостью, отношение расхода анолита к общему расходу раствора соли, подвергаемого электрохимической активации, и концентрация соли в этом растворе. С использованием теории планирования эксперимента получено уравнение регрессии, устанавливающее связь между этими величинами, которое можно использовать в технологических расчетах. Экспериментально определено, что при производстве ЭХАР анолита на невской воде максимально возможная концентрация активного хлора в нем составляет 670 мг/дм3.

3. На основании экспериментальных исследований предложены расчетные уравнения для определения концентрации активного хлора в растворе анолита в процессе релаксации, связывающее этот параметр с площадью открытой поверхности раствора и временем его хранения. Получены эмпирические коэффициенты для математической модели процесса изменения ОВП электрохимически активированного раствора, позволяющие использовать это уравнение в технологических расчетах блоков обеззараживания в

18

условиях синтеза анолита на невской воде.

4. В результате параллельных лабораторных исследований хлоропог-лощаемости невской воды после 30-минутного контакта дезинфектантов с водой установлено, что при условии одинаковой концентрации остаточного активного хлора и прочих равных условиях доза анолита может быть снижена в 2 раза по сравнению с ГПХН.

5. Установлены расчетные дозы анолита и получена зависимость для их определения при использовании активного хлора в качестве индикатора обеззараживающей способности ЭХА раствора анолита.

6. Подтверждена эффективность использования анолита для обеззараживания воды р. Невы и сточных вод, установлено, что для нормируемых микробиологических показателей (общее микробное число и колифаги) наилучшим образом кинетику обеззараживания описывает модифицированная (нелинейная) модель СЫск-'М^оп'а. Получены эмпирические коэффициенты, позволяющие пользоваться уравнением при определении эффективности обеззараживания.

7. На основании технико-экономического сравнения вариантов обеззараживания воды установлено, что для водопроводной станции производительностью 220 тыс. м3/сутки экономический эффект от внедрения технологии применения ЭХА растворов анолита составляет 47 млн. руб. в год по сравнению с комплексным методом, применяемым на некоторых очистных сооружениях Санкт-Петербурга, и 10 млн. руб. в год по сравнению с комплексным методом обеззараживания электролитическим ГПХН и УФО. Удельные суммарные затраты на обеззараживание при использовании предлагаемой технологии составляют 1,38 руб./м3.

8. Разработаны и внедрены в практику проектирования методические рекомендации по применению ЭХАР анолита для обеззараживания питьевых и сточных вод.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: 1. Иванов В. Г., Хямяляйнен М. М. ЭХА и ее применение для обеззараживания. // 60-я Научно-техническая конференция с участием студентов, молодых специалистов и ученых. Программа и тезисы докладов. -Санкт-Петербург, ПГУПС, 1998. - с. 61

2. Иванов В. Г., Хямяляйнен М. М. Электрохимическая активация как направление обеззараживания воды. // Организация рационального использования поверхностных и подземных вод, экологическое нормирование выбросов на промышленных предприятиях. Материалы к научно-практической конференции 25-26 апреля 2000 года в СПГТУРП. -Санкт-Петербург, Общество «Знание», 2000, - с. 132-134

3. Иванов В. Г., Дикаревский В. С, Амеличкин С. Г., Хямяляйнен М. М. Обеззараживание питьевых и сточных вод продуктами электрохимической активации. // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. №10. -с.26-28

4. Иванов В. Г., Хямяляйнен М. М. Обеззараживание. Альтернатива традиционным методам // Вода и экология. Проблемы и решения. 2000. № 1.-с. 34-38

5. Иванов В. Г., Дикаревский В. С, Амеличкин С. Г., Яковлев Ю. Н., Медведев А.Н., Хямяляйнен М. М. Применение электрохимической активации для обеззараживания воды и сооружений водоснабжения и водоотведения. // Системы водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов в начале XXI века. Материалы академических чтений, проведенных в ПГУПСе 10 и 11 апреля 2001 года - Санкт-Петербург, ПГУПС, 2001. - с. 4

6. Хямяляйнен М. М., Иванов В. Г., Амеличкин С. Г. Исследование релаксации свойств электрохимически активированных растворов. // Доклады 61-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов. Ч. 1. - Санкт-Петербург, СПбГАСУ, 2004. - с. 20-22

7. Иванов В. Г., Дикаревский В. С, Амеличкин С. Г., Бегунов П. П., Хямяляйнен М. М. Обеззараживание воды ЭХА растворами. // Новые исследования в областях водоснабжения, водоотведения, гидравлики и охраны водных ресурсов. Материалы академических чтений, проведенных в ПГУПСе 17-18 марта 2004 года - Санкт-Петербург, ПГУПС, 2004. - с. 7-9

Подписано к печати 11.03.2005.Формат60х84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тир. 100 экз. Заказ

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская. 5.

os. гз

H MAP 2005

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ.

1.1. Существующие методы обеззараживания воды в ВКХ, их преимущества и недостатки.

1.2. Предпосылки применения электрохимически активированных растворов для обеззараживания воды в ВКХ.

Большая часть воды для коммунального водоснабжения городов (около 90 %) берется из поверхностных источников - рек, озер, водохранилищ. Качество воды в них существенно зависит от времени года, выпадения осадков, таяния снега и других природных факторов. Весной в период паводка резко повышаются мутность и цветность воды, ухудшаются ее микробиологические показатели. В связи с экологическими проблемами последних десятилетий замечено ухудшение качественных показателей подземных вод, в отдельных случаях, также требующих обеззараживания /2, 74, 98/.

Не менее важно контролировать микробиологическую загрязненность сточных вод после их очистки. Прошедшие механическую и биологическую очистку сточные воды населенных пунктов сбрасываются в ближайшие водоемы, из которых в большинстве случаев производится отбор воды для водоснабжения. Кроме того, микробиологическая загрязненность сточных вод влияет на флору и фауну этих водоемов /26, 83, 100/.

В распоряжении Правительства РФ № 742-р от 31 мая 2004 г. «Основные направляения развития водохозяйственного комплекса России до 2010 года» уделено большое внимание вопросу снижения рисков заболеваемости населения от бактерий и вирусов, передаваемых водным путем. Отмечено, что ухудшение качества воды в источниках при неудовлетворительном состоянии водопроводно-канализационного хозяйства населенных пунктов стало представлять угрозу здоровью и безопасности населения. Использование некачественной питьевой воды ведет к вспышкам инфекционных заболеваний, увеличению степени риска воздействия на организм человека токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ, росту проявлений патологий /143/. Отставание России по средней продолжительности жизни населения от развитых стран в значительной степени связано с потреблением некачественной воды.

Для железнодорожного транспорта обеззараживание также имеет огромное значение. Нахождение в пути пассажирских поездов может составлять несколько суток, их запасы воды должны пополняться на промежуточных станциях. Обычно это делается без промывок системы водоснабжения, поэтому качество воды к концу следования поезда может не соответствовать нормам. Кроме этого, по железным дорогам перевозятся грузы, после которых вагоны должны обязательно проходить специальную обработку, включающую в себя дезинфекцию. Это относится, например, к вагонам, перевозящим живность, транспортирующим продукты цистернам /19, 43/. Также важно сохранить качество воды в привозном водоснабжении.

Обеззараживание заключается в проведении специальных мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей заразных болезней во внешней среде и прерывание путей передачи заразного начала /1/. Находящиеся в воде микрорганизмы могут быть весьма опасны, поэтому эффективному обеззараживанию должно уделяться повышенное внимание при подготовке питьевой воды и очистке стоков /111, 112, 135, 143/. Распространенные водным путем бактерии (Salmonella, Vibrio cholera, Aeromonas, Shigella и др.) и вирусы (Picornoviruses, Hepatitis Е viruses, Adenoviruses и др.) могут стать причиной эпидемий /4, 59/. За все время существоваения человечества болезни, вызванные находящимися в воде микрорганизмами, уносили огромное количество человеческих жизней. С начала развития водопроводов обеззараживание воды на них не предусматривалось /30, 106/. Лишь в начале XX века стали проводиться исследования по уничтожению в питьевой воде бактерий, внедрялись первые системы обеззараживания. Первые исследования по хлорированию невской воды были проведены под руководством В. Е. Тимонова и С. К. Дзержговского. Снижение смертности в первой половине XX века связывают с началом применерия обеззараживания при водоподготовке. Основными методами обеззараживания были хлорирование жидким хлором и озонирование /106/. Однако позже были обнаружены новые, более стойкие к применяемому традиционно для обеззараживания хлору, ,/ паразиты. Именно это привело в апреле 1993 года к острой гастроэнтерической эпидемии в Миллуоки (США), охватившей до 50% населения, из которых многие были госпитализированы, а 40 больных скончались. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире из-за низкого качества питьевой воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с потреблением некачественной воды, достигает 500 млн. случаев в год. Риск заболеваемости от микробиологических загрязнений воды в сто тысяч раз выше, чем от некоторых наиболее опасных физико-химических /35, 141/.

По данным лабораторного контроля Центра Госсанэпиднадзора качество питьевой воды в водопроводнной сети Санкт-Петербурга относительно стабильно /131/. Исследования ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» свидетельствуют о том, что количество проб, не отвечающих нормативным требованиям по физико-химическим показателям, в 1996- 1997 гг., составило чуть больше 10%, по бактериологическим показателям - менее 0,5 % /63/. В последние годы наблюдается некоторое улучшение ситуации в отношении микробиологических показателей воды на выходах с городских водопроводных сооружений Санкт-Петербурга. Это связывают с внедрением современных методов управления технологическим процессом и средств контроля. Однако этих мер недостаточно.

В Санкт-Петербурге, как и в большинстве городов России, для обеззараживания воды на станциях водоподготовки в основном используется жидкий хлор, который опасен в применении. К тому же он не всегда может обеспечить постоянно ужесточающиеся требования нормативов. С 1996 года происходит пересмотр существующих нормативных требований к питьевой воде. Контроль качества производится со значительно возросшим числом нормируемых показателей и более жесткими требованиями к ним. Новые нормативные требования приближаются к требованиям, предъявляемым в Европе и США, а также рекоменованным ВОЗ /34, 77, 115, 129/.

Ситуация, при которой водоем-приемник сточных вод является источником водоснабжения, характерна для большинства городов России. Невская губа и р. Нева являются приемником сточных вод Санкт-Петербурга и расположенных по их берегам населенных пунктов. Акватория подвержена значительному антропогенному воздействию, особенно выраженному в городской черте. В последнее время бактериальное загрязнение водоемов увеличивается, что вынуждает увеличивать дозу вводимого хлора /40/. Удаления излишек остаточного хлора производят дехлорированием. Для этого чаще всего применяют фильтрацию через активированный уголь или вводят реагенты, такие как сульфит натрия или сернистый газ /125/. Устройство дополнительной ступени очистки значительно увеличивает себестоимость воды. Такая же ситуация наблюдается при обеззараживании хлором сточных вод, бактериальное загрязнение которых значительно.

Таким образом, принятие новых, более жестких и с большим числом контролируемых параметров, нормативов для питьевой воды и открытие новых патогенных микроорганизмов приводят к тому, что применение самого распространенного метода обеззараживания воды - хлорирования жидким хлором, становится недостаточно эффективным. Повышение дозы хлора для обеспечения выполнения нормативов приводит к образованию побочных продуктов — хлорорганических соединений, большую часть из которых составляют тригалометаны (ТГМ). При использовании хлора зачастую необходимо включение в технологическую схему дехлорирования, что повышает себестоимость воды и усложняет обслуживание очистных сооружений. Изученые к настоящему моменту альтернативные способы обеззараживания имеют недостатки, комбинированные схемы с применением последовательно нескольких методов требуют значительных капиталовложений и дороги в эксплуатации.

Одним из перспективных дезинфектантов для воды является электрохимически активированный раствор (ЭХАР) анолита, который получается в результате униполярной электрохимической обработки слабоминерализованного водного раствора хлорида натрия (NaCl) в анодных камерах диафрагменных проточных электрохимических модульных элементов третьего поколения (ПЭМ-3), применяемых в аппаратах «СТЭЛ» /6, 8/. ЭХАР анолита широко используется в медицине для дезинфекции и стерилизации, при обеззараживании воды плавательных бассейнов. Многими исследователями отмечена его высокая эффективность при воздействии на бактерии и вирусы /103/. Между тем, вопросы получения анолита с заданными показателями и технологии его применения для обеззараживания воды в системах водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) достаточно не изучены, что затрудняет его внедрение в этой отрасли.

Цель данной работы. Целью работы является разработка технологии применения ЭХАР анолита для обеззараживания воды в системах ВКХ. Исследования выполнены в условиях Санкт-Петербурга на воде р. Невы, которая относится к цветным и маломутным водам, с рН близким к 7, мало минерализована и имеет низкий щелочной резерв.

Методика исследований. При изучении влияния различных факторов на концентрацию активного хлора в растворе анолита применен дробный факторный эксперимент. Для получения зависимости снижения концентрации активного хлора в растворе анолита во времени при его хранении, а также для получения уравнений регрессии, описывающих зависимости остаточного хлора от вводимой дозы раствора анолита и эффекта обеззараживания от дозы активного хлора, использован метод наименьших квадратов.

Научная новизна. Доказано влияние на рН, окислительно-восстановительноый потенциал и концентрацию активного хлора в ЭХАР анолита качества исходных воды и соли на основании результатов экспериментальных исследований процесса синтеза электрохимически активированных растворов с использованием воды р. Невы в различные сезоны года и солей с различной массовой долей хлорида натрия. Составлено расчетное уравнение для определения концентрации активного хлора в растворе анолита. Экспериментально исследовано влияние площади открытой поверхности раствора анолита и начального значения концентрации активного хлора в нем на скорость релаксации этого показателя при хранении анолита, на основании экспериментальных данных получены уравнения регрессии. Доказано отличие хлоропоглощаемости невской воды при дозировании в нее ЭХАР анолита и гипохлорита натрия (ГПХН) на основании результатов экспериментальных исследований.

Практическая ценность работы. Предложенное эмпирическое уравнение для расчета концентрации активного хлора в ЭХАР анолита позволяет оценивать изменение этого показателя при различном качестве исходных соли и воды (в пределах, соответствующих воде р. Невы), а также в зависимости от режима работы аппарата. Рекомендации по условиям хранения раствора анолита, обоснование возможности снижения дозы анолита по активному хлору по сравнению с ГПХН включены в методику расчета узла обеззараживания воды ЭХА раствором анолита для станций водоподготовки.

Реализация работы. На основании результатов исследований ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» утверждены методические рекомендации по применению ЭХА растворов анолита для обеззараживания воды. Методические рекомендации учтены при разработке узла обеззараживания канализационных очистных сооружениях п. Бережки и внедрены в проектную практику ГУП «Ленгипроинжпроект». Разработаны рекомендации для проекта реконструкции узла обеззараживания Волковской водопроводной станции Санкт-Петербурга.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на ежегодных международных научно-практических конференциях, семинарах в ПГУПС, СПбГАСУ и СПбГТУРП с 1998 по 2004 год в г. Санкт-Петербурге, на международном конгрессе «Экватек» в г. Москве в 2002 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 7 основных приведены в списке литературы.

Объем и стуктура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и пяти приложений. Общий объем диссертации составляет 172 страницы машинописного текста, включая 32 рисунка, 22 таблицы, 5 приложений на 14 страницах. Список использованной литературы включает 151 наименование.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Доказана возможность и изучены условия применения нового метода обеззараживания воды электрохимически активированными растворами анолита, обоснован выбор показателей ОВП и концентрации активного хлора для оценки обеззараживающей способности ЭХА раствора анолита.

2. Установлено, что на концентрацию активного хлора в растворах анолита влияют: массовая доля хлорида натрия в используемой соли, бихроматная окисляемость исходной воды, отношение расхода анолита к общему расходу раствора соли, подвергаемого электрохимической активации, и концентрация соли в этом растворе. С использованием теории планирования эксперимента получено уравнение регрессии, устанавливающее связь между этими величинами, которое можно использовать в технологических расчетах. Экспериментально определено, что при производстве ЭХАР анолита на невской воде максимально возможная концентрация активного хлора в нем составляет 670 мг/л.

3. На основании экспериментальных исследований предложены расчетные уравнения для определения концентрации активного хлора в растворе анолита в процессе релаксации, связывающее этот параметр с площадью открытой поверхности раствора и временем его хранения. Получены эмпирические коэффициенты для математической модели процесса изменения ОВП электрохимически активированного раствора, позволяющие использовать это уравнение в технологических расчетах блоков обеззараживания при условии синтеза анолита на невской воде.

4. В результате параллельных лабораторных исследований хлоропоглощаемости невской воды установлено, что при условии одинаковой концентрации остаточного активного хлора и прочих равных условиях после 30-минутного контакта дезинфектантов с водой доза анолита ниже в 2 раза по сравнению с ГПХН.

5. Установлены расчетные дозы анолита и получена зависимость для их определения при использовании активного хлора в качестве индикатора обеззараживающей способности ЭХА раствора анолита.

6. Подтверждена эффективность использования анолита для обеззараживания воды р. Невы и сточных вод, установлено, что для нормируемых микробиологических показателей общее микробное число и колифаги наилучшим образом кинетику обеззараживания описывает модифицированная (нелинейная) модель Chick-Watson'а. Получены эмпирические коэффициенты, позволяющие пользоваться уравнением при определении эффективности обеззараживания.

7. На основании технико-экономического сравнения вариантов обеззараживания воды установлено, что для водопроводной станции производительностью 220 тыс. м3/сутки экономический эффект от внедрения технологии применения ЭХА растворов анолита составляет 47 млн. руб. в год по сравнению с комплексным методом, применяемым на некоторых очистных сооружениях Санкт-Петербурга, и 10 млн. руб. в год по сравнению с комплексным методом обеззараживания электролитическим ГПХН и УФО. Удельные суммарные затраты на обеззараживание при использовании предлагаемой технологии составляют 1,38 руб./м .

8. Разработана и внедрена в практику проектирования методика технологического расчета блока обеззараживания воды с использованием ЭХАР анолита.

1. Абрамов В. М., Медриш Г. Л., Писков М. В. Обеззараживание воды на предприятиях водопроводно-канализационного хозяйства // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - N 6. - С. 12-13

2. Абрамов Н. Н. Водоснабжение. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1984. - 480 с.

3. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. -282 с.

4. Амвросьева Т. В. Питьевая вода важнейший и эпидемиологически значимый фактор здоровья человека // Водные проблемы. Научно-практический журнал. - 2004. - N1. - С. 27-30

5. Апельцина Е. И., Алексеева Л. П., Черская Н. О. Проблемы озонирования при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. - N 4. - С. 9.

6. Бахир В. М. и Задорожний Ю. Г. Устройство для электрохимической обработки воды. Патент РФ N 2078737, заявлен 26.05.1994, опубликован 10.05.97. Патентообладатели — Бахир В. М. и Задорожний Ю. Г.

7. Бахир В. М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных растворов. М.: ВНИИИМТ, 1998. -66 с.

8. Бахир В. М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных стерилизующих, дезинфицирующих и моющих растворов: дис. . докт. техн. наук: 05.11.17. -М. 1997.-73 с.

9. Бахир В. М., Атаджанов А. Р., Мамаджанов У. Д. и др. Активированные вещества. Некоторые вопросы теории и практики. // Изв. АН УзССР. Сер. техн. наук. -1981. N 5. - С. 68-72.

10. Бахир В. М., Задорожний Ю. Г. Электрохимические реакторы РПЭ. -М.: Гиперокс, 1991. 35 с.

11. Бахир В. М., Задорожний Ю. Г., Леонов Б. И. и др. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. Научно-техническое обозрение. М.: ВНИИМТ. - 1999. - 256 с.

12. Бахир В. М., Кирпичников П. А., Лиакумович А. Г. и др. Механизм изменения реакционной способности активированных веществ . // Изв. АН УзССР. Сер. техн. наук. 1982. - N 4 - С. 70-74.

13. Бахир В. М., Кирпичников П. А., Лиакумович А. Г. и др. О природе электрохимической активации сред // Докл. АН СССР. 1986. т. 286. -N 3. - С. 663-666.

14. Бахир В. М., Лиакумович А. Г., Кирпичников П. А., Спектор Л. Е., Мамаджанов У. Д. Физическая природа явлений активации веществ // Изв. АН УзССР. Сер.техн. наук. 1983. - N 1. - С. 60-64.

15. Бахир В.М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения // Вода и экология. Проблемы и решения. 2003. - N 1. - С. 3-11

16. Бахир В.М. Электрохимическая активация. М.: ВНИИИ мед. техники, 1992.-2 ч.-657 с.

17. Белевцев А. Н. Изучение процесса окисления некоторых веществ, загрязняющих природные и сточные воды, диоксидом хлора: Автореф. дисс. . канд. техн. наук, М. 1973. - 20 с.

18. Береза А. И., Коробов Ю. И. Водоснабжение на железнодорожном транспорте: Учебное пособие для вузов. М.: Транспорт, 1991. - 344 с.

19. Билетков Г.Б. Обеззараживание воды ЭХА растворами. Второй международный симпозиум «Электрохимическая активация 1999». Тезисы докладов и краткие сообщения. В 2 ч. Ч. 2. М., 1999. С. 230

20. Бо Д., Герасимов Г. Н. Практика озонирования в обработке питьевых вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 1. - С.26.

21. Бойцов А. Г., Евельсон Е. А., Иванов В. П. и др. К вопросу обеззараживания озоном биологически очищенных городских сточных вод. СПб., 1986. - Деп. в ВИНИТИ 01.10.86, N 6979-В86.

22. Болдырев В. В. Обеззараживание воды методом мембранного электролиза // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. — N 11. -С. 21-23

23. Брежнев В. И. Обеззараживание питьевой воды на городских водопроводах. М.: Стройиздат, 1970. - 144 с.

24. Бутин В. М., Жуков В. И. Костюченко С. В. и др. Внедрение технологии УФ-обеззараживания сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. - N 12. — С. 12.

25. Васильев Б. В., Трухин Ю. А., Евельсон Е. А. Обеззараживание сточных вод на очистных сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 10. -С. 22-25.

26. Васильев С. А., Волков С. В., Костюченко С. В. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением. Особенности применения // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - N 1. - С. 28.

27. Вахлер Б. JI. Озонирование воды для питьевых целей: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М. 1963. - 20 с.

28. Веселое Ю. С., Лавров И. С., Рукобратский Н. И. Водоочистное оборудование: конструирование и использование. Л.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

29. Водоснабжение Санкт-Петербурга. Коллектив авторов. Санкт-Петербург: Изд-во «Новый журнал», 2003. - 688 с.

30. Возная Н. Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1989.340 с.

31. Вознюк В. А. Неотложность мер по улучшению качества питьевой воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1991. - N 7. - С. 6.

32. Всероссийский научно-информационный аналитический бюллетень «Стройинформ». 2004. - N 12.

33. Гавриленко О. Л., Музыченко В. Е., Хромченко Я. Л. Проведение расширенного исследования питьевой воды (внедрение СанПиН 2.1.4.559- 96) // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - N 11. -С. 7.

34. Герасимов Г. Н. Обеззараживание коммунальных питьевых вод: необходимость и возможность // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 10. - С. 32-37.

35. ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Введ. 01.01.1977. М.: Госстандарт: Изд-во стандартов, 1976.

36. ГОСТ 18190-72. Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора. Введ. 01.01.1974. М.: Изд-во стандартов, 1984.

37. ГОСТ ТУ 9192-069-00200009527-98. Соль техническая (натрий хлористый).

38. ГОСТ Р 51574-2000 Соль поваренная пищевая. Введ. 2001-01-01. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2000.

39. Гумен С. Г., Фридман К. Б., Евельсон Е. А. Обеззараживание сточных вод перед выпуском в водоемы р. Нева Невская губа // Водоснабжение и санитарная техника. - 2000. - N 10. - С. 14-17.

40. Девис С., Джеймс А. Электрохимический словарь. М.: Мир, 1979. -281 с.

41. Дезинфицирующие средства 2000. Справочник. М.: Химия, 2000. -200 с.

42. Дикаревский В. С. и др. Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте. СПб.: издательская группа «Вариант»,1999.-440 с.

43. Дмитриев В. Д. История развития водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». СПб: Стройиздат СПб, 2002. - 828 с.

44. Драгинский В. JL, Алексеева JI. П., Цингер М. Б. и др. Исследование эффективности процесса озонирования при подготовке питьевой воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. - N 2. - С. 7.

45. Духовской JI. В., Каменецкий А. Б., Орлов Е. В., Тарновский A. JL, Фролов О. В., Штейман Г. А. Дозирование гипохлорита натрия // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - N 11. - С. 34.

46. Жуков Н. Н., Драгинский В. JL, Алексеева JI. П. Озонирование воды в технологии водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника.2000.-N 1.-С. 2.

47. Загорский В. А., Козлов М. Н., Данилович Д.А. Методы обеззараживания сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. -1998.-N2.-С. 2-5

48. Зайцев В. М. Теоретические основы обработки воды электрохимическим способом. .- М.: Мин. обороны, 1981. 139 с.

49. Заявка на патент РФ N 98119639. Проточный электрохимический модульный элемент «ПЭМ 4» для обработки жидкости. Бахир В. М и Задорожний Ю. Г. - заявлено 03.11.1998. Патентообладатели — Бахир В.М., Задорожний Ю. Г.

50. Иванов В. Г., Бегунов П. П., Симонов Ю. М. Разработка технологии обеззараживания сточных вод на станции Семрино Октябрьской железной дороги с использованием активированных растворов, получаемых на установке ЭКОТЕСТ. Санкт-Петербург, 1997. 30 с.

51. Иванов В. Г., Хямяляйнен М. М. Обеззараживание. Альтернатива традиционным методам // Вода и экология. Проблемы и решения. -2000. -N 1.-С. 33-39

52. Иванов В. Г., Хямяляйнен М. М. ЭХА и ее применение для обеззараживания. // 60-я Научно-техническая конференция с участием студен-тов, молодых специалистов и ученых. Программа и тезисы докладов. Санкт-Петербург, ПГУПС. - 1998. - С. 61

53. Иванов В. П., Бойцов А. Г., Порин А. А. и др. Санитарная микробиология. Справочник. СПб, МГА им. И.И.Мечникова, 1988.

54. Иванов В.Г., Дикаревский B.C., Амеличкин С.Г., Хямяляйнен М.М. Обеззараживание питьевых и сточных вод продуктами электрохимической активации // Водоснабжение и санитарная техника. 2000.-N 10.-С. 26-29.

55. Иткин Г. Е., Гоухберг М, С., Трухин Ю. А. Новые установки для производства гипохлорита // Водоснабжение и санитарная техника. -1998.-N 10.-С. 18.

56. Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика. Под общ. ред. В. Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. - 637 с.

57. Кармазинов Ф. В., Гумен С. Г., Гоухберг М. С. Проблемы водопроводно-канализационного хозяйства Петербурга и пути их решения. Материалы 3-го международного симпозиума «Реконструкция Санкт-Петербурга 2005», ч. 4. Санкт-Петербург, 1995. - 172 с.

58. Кибирев Д. И., Никифоров Г. И. Водный раствор гипохлорита натрия из слабоминерализованной подземной воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. - N 9. - С. 20-21

59. Кибирев Д. И., Никифоров Г. И., Поживал ко К, С. Обеззараживание питьевой воды гипохлоритом натрия // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - N6. - С. 28-29.

60. Клячко В. А., Апельцин И. Э. Очистка природных вод. М: Изд. литер, по строит., 1971. - 580 с.

61. Комплексная оценка эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса (НТП). Методические рекомендации и комментарии по их применению. Москва, 1989. -118с.

62. Корженяк И. Г. Сравнительная оценка технологий получения диоксида хлора // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 10. - С. 5-7.

63. Корженяк И. Г., Ромашин О. П. Получение диоксида хлора для обеззараживания питьевых и сточных вод // Химическая промышленность. 1994. - N 11. — С. 11

64. Корженяк И. Г., Ромашин О. П., Миркис В. И. Применение диоксида хлора в качестве дезинфицирующего средства для обработки воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - N 10. - С. 10-12.

65. Короткое Г. П. Исследование методов дозирования и контроля дозы хлора для обеззараживания воды: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -М. 1970.-20 с.

66. Костюченко С. В., Васильев С. А., Ахмадеев В. В., Волков С. В., Якименко А. В. Технологическое обследование очистных сооружений канализации и выбор УФ-оборудования // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - N 4. - С. 17.

67. Костюченко С. В., Васильев С. А., Волков С. В:, Якименко А. В. Требования к современному оборудованию для обеззараживания питьевой воды ультрафиолетовым излучением // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - N 11.-С. 11.

68. Костюченко С. В., Волков С. В., Якименко А. В., Мазаев В. Т., Шишов С. Ю. Обеззараживание при подготовке питьевой воды из поверхностных источников // Водоснабжение и санитарная техника. -2000.-N2.-с. 9-12.

69. Костюченко С. В., Волков С. В., Якименко А. В. и др. УФ-излучение для обеззараживания питьевой воды из поверхностных источников // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N2. - С. 12.

70. Костюченко С. В., Красночуб А. В. и др. Опытно-промышленные испытания по обеззараживанию сточных вод УФ-излучением на Куйбышевском НПЗ // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. — N 10. - С. 26.

71. Котовская А. И., Белоусова Т. В., Наконечный А. Н. Внедрение СанПиН и повышение качества воды И Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - N 3. - с. 17.

72. Краснова Т. А., Усольцев В. А. Экологические и экономические аспекты использования технического гипохлорита натрия в практикеводоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. 1994. -N11. - С. 7.

73. Кульский JI. А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. 4-е изд. перераб. и доп. Киев: Наукова думка, 1983.-528 с.

74. Кульский Л. А., Гороновский И. Т., Когановкий М. М., Шевченко М. А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. В 2-х томах. Т. 1. Киев: Наукова думка, 1980. - 680 с.

75. Кульский Л. А., Грабенюк В. Д., Савлук О. С. Электрохимия в процессах очистки воды. Киев: Техника, 1987. - 222 с.

76. Кульский Л. А., Строкач П. П. Технология очистки природных вод. -Киев: Вища школа. Головное издательство, 1986. 352 с.

77. Ластовка О. Н. Сточные воды как фактор биологического загрязнения поверхностных водоемов // Санитарно-бактериологическое состояние окружающей среды и методы ее изучения. Л.: 1985.

78. Леонов Б. И. Электрохимическая активация воды и водных растворов. Прошлое, настоящее, будущее. Электрохимическая активация 1997. Первый международный симпозиум. М.: 1997. 236 с.

79. Луков А. Н., Макаров Н. П., Найденко В. В., Гречканев О. М., Горбачев Е. А. Опыт использования озона для подготовки питьевой воды в Нижнем Новгороде // Водоснабжение и санитарная техника. -2000. -N1.- С. 9.

80. Махмудов Р. С. Исследование метода обеззараживания питьевых и сточных вод комплексным дезинфектантом: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Тбилиси. 1976. - 20 с.

81. Медведев Г. П., Трухин Ю. А., Евельсон Е. А. Технологические исследования по обеззараживанию озоном природных и сточных вод в

82. Санкт-Петербурге // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. -N10. - С. 11-13

83. Медриш Г. JL, Тейшева А. А., Басин Д. JI. Обеззараживание природных и сточных вод с использованием электролиза. М.: Стройиздат, 1982.

84. Методические указания. Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживание сточных вод: МУ 2.1.5.800-99 М., 2000.

85. Минц О. Д. Исследования по применению электролитического гипохлорита натия в технологии обработки питьевой воды: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1968. - 20 с.

86. Монастырский В. И. Исследования метода обеззараживания воды с использованием электролиза подземных минерализованных вод: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1973. - 25 с.

87. Монастырский-Вайнер И. Б., Голубева 3. Н. Хлорное хозяйство водопроводов и канализаций городов. М.: 1959. - 260 с.

88. Мясепп К. К. Интенсификация процессов обесццвечивания природных вод электромагнитным воздействием: Дисс. . канд. техн. наук, СПб., 1993.-203 с.

89. Нагель Ю. А., Зарков О. А., Уварова И. В. и др. Электроимпульсное обеззараживание сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. -1997.-N6.-С. 26-27.

90. Недошпа Г. Н. Значение некоторых загрязнений воды при хлорировании на очистных сооружениях водопровода: Автореф. дисс. . канд. техн. наук, Киев, 1968. - 20 с.

91. Новиков Ю. В., Цыплакова Г. В., Ехина Р. С. И др. Санитарно-эпидемиологический надзор за применением УФ-излучения в подготовке питьевой воды // Водоснабжение и санитарная техника. -1998. -N 12.-с. 11.

92. Онищенко Г. Г. Санитарно-эпидемиологическая безопасность питьевого водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. -1998.-N 4-С. 14.

93. Орлов В .А. Озонирование воды. М.: Стройиздат, 1984. - 88 с.

94. Отведение и очистка производственных сточных вод в Санкт-Петербурге. Кол. авторов. Санкт-Петербург: Стройиздат СПб, 1999. -424 с.

95. Пааль JI. JL, Кару Я. Я., Мельдер X. А., Репин Б. Н. Справочник по очистке природных и сточных вод. М.: Высшая школа, 1994. — 336 с.

96. Паничева С. А. Новые технологии дезинфекции и стерилизации сложных изделий медицинского назначения. М., ВНИИИМТ, 1998. -122 с.

97. Пат. РФ N 2078737. Устройство для электрохимической обработки воды. Бахир В. М. и Задорожний Ю. Г. заявлен 26.05.1994, опубликован 10.05.97. Патентообладатели - Бахир В. М. и Задорожний Ю. Г.

98. Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М.: Колос, 1993. - 150 с.

99. Порядин А. Ф. Развитие водоснабжения в России. XX век. М.: «Издательский дом НП», 2003. - 96 с.

100. Правила технической эксплуатации систем и сооружений коммцнального водоснабжения и канализации. М.: ГП «Союзводоканалпроект», 2000. - 124 с.

101. Прилуцкий В. И., Бахир В. М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М.: ВНИИИМТ, 1997. - 228 с.

102. Разумовский Э. С., Медриш Г. Л., Казарян В. А. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 173 с.

103. Роговец А. И. Санитарно-эпидемиологическая оценка состояния питьевого водоснабжения в Российской Федерации // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - N 12. - С.2.

104. Ш.Русанова Н. А. Подготовка питьевой воды с учетом микробиологических и паразитологических показателей // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. - N 3. - С.7

105. Русанова Н. А., Непаридзе Г. Г., Недачин А. Е. и др. Удаление вирусной микрофлоры при водоподготовке // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. - N2. - С. 14.

106. Савлук О. С., Томашевская И. П., Болдырев В. В., Лямаев Б. Ф. Исследование и разработка установок для обеззараживания воды хлором, получаемым на месте потребления // Химия и технология воды. 1995.-Т. 17.-N7.-С. 387-389

107. Самойлович В. Г., Драгинский В. Л. Основные производители озонаторного оборудования для водоочистных станций // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 1. - С. 5.

108. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Госкомсанэпиднадзор России, М., 2002.

109. СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования по охране поверхностных вод. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2001.

110. Сертификат соответствия на установки типа СТЭЛ, выданный Госстандартом России в 1996 г., N 01680198.

111. Скуратов Ю. И. Определяющая роль окислительно-восстановительных процессов в формировании качества природной водной среды // Успехи химии. 1991. - Т. 60. - N 3. - С. 575-581

112. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/Минстрой России. М.:ГП ЦПП, 1996. - 128 с.

113. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения/Минстрой России. М.:ГП ЦПП, 1996. - 72 с.

114. Состояние окружающей среды Северо-Западного и Северного регионов России. СПб.: Наука, 1995. - 370 с.

115. Установка для электрохимического синтеза активированных моющих дезинфицирующих и стерилизующих растворов СТЭЛ ЮН-120-01 (мод. 250). Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М.: 2000. 8 с.

116. Фрог Б. Н., Левченко А. П. Водоподготовка: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МГУ, 2001. 680 с.

117. Храменков С. В., Коверга А. В., Благова О. Е. Опыт и перспективы применения озонирования на московском водопроводе // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N1. - С.6.

118. Храменков С. В., Коверга А. В., Малышев Б. В. Результаты испытаний обеззараживания воды р. Москвы диоксидом хлора // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 10. - С. 2-4.

119. Чайковский Г. П. Основы научных исследований. ХабИИЖТ, 1978. -60 с.

120. Шевцов М. Н., Лернер А. Д. Реализация требований СанПиН «Питьевая вода» на городских системах Приамурья // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - N 7. - с. 14.

121. Шевченко М. А., Лизунов В. В. Окислители в технологии водообработки. Киев: Наукова думка, 1980. - 250 с.

122. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге в 1992 году (аналитический обзор) / Под ред. Н. Д. Сорокина. Санкт-Петербург, 1993.-218 с.

123. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В. Д. Дмитриева, Б. Г. Мишукова. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отделение, 1988. - 383 с.

124. Эль Ю. Ф., Филимонова Е. В. Сравнительная оценка методов дезинфекции сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. -1996.-N6.-С. 24-25.

125. Яковлев С. В., Ласков Ю. М. Канализация. Учебник для техникумов. Изд. 5-е перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1972. - 280 с.

126. Barton, L.L., 1996, «Disinfection of Simulated Cooling Tower Water», a report submitted to Dr. Wesley L. Bradford, MIOX Corporation; Laboratory of Microbial Chemistry, Department of Biology, University of New Mexico, Albuquerque, NM, March 4, 1996.

127. Clare R. M., Ehreth D. J., Convery J. J. Water legislation in the US: an overview of the Safe Drinking Water Act. Toxicology and Industrial Health 1991; 7 (516): 43-52.

128. Dutang M., Damez F. La desinfection des eaux usees // Intern, conf. «Technical systems of ecological safety». Leningrad, 1990.

129. Geldreich E. E., Fox K. R., Goodrich J. A., Rice E. W., Swerdlow D. L. Searching for a water supply connection in the Cabool, Missouri diseaseoutbreak of Escherchia coli: 0157 : H7. Water Researth 1992; 26 (28): 112737.

130. Glaze W. H. Drinking-water treatment with ozone. Environmental science and technology. 1987. T. 21 N 3. p. 224-230

131. Goslee, S., and E. Wolinsky. 1976. Water as a source of potentially pathogenic mycobacteria. Am. Rev. Respir. Dis. 113:287-292.

132. Haas, C. N. 1980. A mechanistic kinetic model for chlorine disinfection. Env. Sci. Technol. 14:339-340.

133. Hoff, J.C., Inactivation of Microbial Agents by Chemical Disinfectants, EPA/600/2-86/067, 1986

134. J. Q. Wang Reductionof microorganismsin dry sanitationsdue to different adsorbents under low temperature conditions/ The 9-th Stockholm Water Symposium Urban stability thrjugh integrated water related management. Stockholm. 1999/

135. Paz, M. L., M. V. Duaigues, A. Hanashiro, M. D'Aquino, and P. Santini. 1993. Antimicrobial effect of chlorine on Yersinia enterocolitica. J. Appl. Bacteriol. 75:220-225.

136. Pontius, Frederick, Ed. Water Quality and Treatment, 4th Ed. American Water Works Association. McGraw-Hill, Inc. NY, NY. 1990

137. Water treatment handbook, 6th Ed., Degremont. Water and environment. Paris. 1991

138. White, Clifford. Handbook of Chlorination. Van Nostrand Reinhold Company. NY, NY. 1972.

139. Wolfgang Stiller. Arrhenius Equation and Non-Equilibrium Kinetics BSB B. G. Teubner Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1989.