ИНСТРУКЦИЯ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЮ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Настоящая Инструкция по обеззараживанию питьевой воды и очищенных сточных вод (далее - Инструкция) разработана в целях реализации Водного и Экологического кодексов Республики Казахстан (РК), кодекса РК “О здоровье народа и системе здравоохранения”, Закона РК “Об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в Республи-ке Казахстан” /1-4/. Инструкция соответствует требованиям технического регламента “Требования к безопасности питьевой воды для населения”, СНиП РК 4.01-02-2009 “Водоснабжение. Наружные сети и сооружения” /8, 6/ и других нормативных правовых актов, регулирующих проектирование новых и реконструкцию существующих систем водоснабжения и водоотведения (ВиВ) городских и сельских населённых пунктов РК.

Обеззараживание питьевой воды должно производиться во всех случаях приготовления её из воды подземных и поверхностных источников (после обязательной предварительной очи-стки). В тех случаях, когда исключена возможность появления бактериального, вирусного и паразитарного загрязнения в подземном водном источнике (водный источник защищён), обеззараживание воды, получаемой из него, допустимо не производить по решению местных органов государственного санитарно-эпидемиологического надзора (ГСЭН).

Обеззараживание очищенныхсточных вод и осадков должно производиться в соответствии с проектами очистных сооружений систем водоотведения населённых пунктов, а в ряде случаев по решению местных органов ГСЭН в зависимости от состава очистных сооружений системы водоотведения и уровня их эксплуатации.

Инструкция разработана в соответствии с требованиями СНиП РК 1.01-01-2001 “Государ-ственные нормативы в области архитектуры, градостроительства и строительства. Основные положения” /7/. Инструкция основывается на современных достижениях науки, техники и технологий и учитывает международные, региональные и национальные стандарты стран СНГ, ЕС, США и других технически развитых стран во взаимоувязке их с действующим законодательством и нормативно-техническими документами Республики Казахстан.

Инструкция предназначена для регламентирования работ по обеззараживанию питьевой воды, очищенных сточных вод и осадков, промывке и дезинфекции ёмкостных сооружений и трубопроводов. Инструкция разработана для предприятий, осуществляющих эксплуатацию и проектирование систем ВиВ населённых пунктов, для производственного контроля и санитарно-эпидемиологического надзора над эффективностью обеззараживания.

Руководствуясь Инструкцией, предприятия обеспечивают проведение необходимых мероприятий по обеззараживанию и дезинфекции с целью соблюдения требований водного и экологического законодательства Республики Казахстан.

При разработке настоящей Инструкции использованы ссылочные нормативные правовые акты и нормативно-технические документы в соответствии с Приложением 1.

Особое внимание при разработке Инструкции было уделено нормативным правовым актам и нормативно-техническим документам стран действующего Таможенного союза (Республики Казахстан, Российской Федерации, Республики Беларусь).

Список использованных нормативных актов и литературы, в том числе нормативов, не действующих на территории Республики Казахстан, указан в разделе “Библиография”.

В Инструкции использованы термины и определения из нормативных правовых актов и нормативно-технических документов, включённых в раздел “Нормативные ссылки”.

Качество питьевой воды при централизованном водоснабжении зависит от качества воды источников, условий расположения мест водозабора и выпуска сточных вод, правильности организации зон санитарной охраны и выполнения в них соответствующего режима, технологий очистки и обеззараживания воды, а также от санитарно-технического состояния всех элементов систем водоснабжения и водоотведения. Для обеспечения санитарно-гигиениче-ских и экологических требований необходимо строго соблюдать технологический режим при устройстве и эксплуатации всех систем и сооружений водоснабжения и водоотведения, в том числе систем для обеззараживания питьевой воды и очищенных сточных вод.

Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся в ней болезне-творных и иных микроорганизмов и вирусов, из-за которых вода становится непригодной для хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых и иных целей. В процессе традиционной очистки воды на очистных сооружениях водоснабжения на них задерживаются до 98 % бактерий. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов, могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых необходима специальная обработка воды. При использовании воды для питьевого водоснабжения в процессе очистки поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, подземных вод – только тогда, когда этого требуют микробиологические свойства исходной воды. Для профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийных ситуациях системы обеззараживания необходимы на всех станциях подготовки хозпитьевых вод. Обеззараживаниесточных вод производится для уничтожения содержащихся в них патогенных микробов и устранения опасностей заражения водных объектов этими микробами при спуске в них очищенных сточных вод, так как даже в сооружениях искусственной биологической очистки (в биофильтрах и аэротенках) устраняется лишь до 98 % таких бактерий. Для здоровья людей и охраны природы обеззараживание является самой важной стадией обработки питьевой воды и очищенных сточных вод. По степени опасности, согласно международным стандартам, воды делятся на 5 классов:

1) в воде отсутствуют токсические вещества, вредные для здоровья и придающие воде привкусы и запахи;

2) вода имеет привкус, запах и окраску;

3) вода содержит небольшое количество вредных веществ;

4) вода содержит ядовитые или очень ядовитые, канцерогенные или радиоактивные вещества;

5) вода содержит возбудителей инфекционных заболеваний.

Методы, применяемые в мировой практике для обеззараживания питьевых и очищенных сточных вод (СВ), условно разделяют на следующие основные группы:

- химические (с помощью сильных окислителей: хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия, гипохлорита кальция, озона, марганцево-кислого калия, пероксида водорода и др.);

- физические (с использованием различных излучений: ультрафиолетовых, ионизирую-щих, ультразвуковых, рентгеновских, электромагнитных, электрических; кипячение и др.);

- физико-химические (ультрафильтрация, флотация, коагуляция, электрофильтрование, сорбция и др.).

Эффективность применения каждого метода и затраты на его реализацию зависят от общего содержания органических загрязнителей и концентрации взвешенных веществ в обрабатываемой воде, температуры и рН воды, начальной концентрации в ней бактерий, вирусов и других факторов. Каждый из методов характеризуется определённой интенсивностью воздействия на обрабатываемую воду - дозой реагентов или излучений. В РК требования к условиям обеззараживания вод регламентируются санитарно-эпидеми-ологическими правилами “Санитарно-эпидемиологические требования к водоисточникам, местам водозабора для хозяйственно-питьевых целей, хозяйственно-питьевому водоснабжению и местам культурно-бытового водопользования и безопасности водных объектов” /5/.

На отечественных очистных сооружениях систем водоснабжения до последнего времени для обеззараживания использовались в основном два метода – обработка воды сильными окислителями (преимущественно – газообразным хлором) и воздействие на воду ультрафиолетовыми (УФ) лучами (при обработке подземных вод). Современные станции очистки сточных вод в значительной мере освобождают воду не только от механических и химических загрязнений, но и от патогенной микрофлоры. Однако, даже самые высокоэффективные очистные сооружения не обеспечивают обеззараживание сточных вод без специальных устройств для обеззараживания. Вместе с тем, в ряде случаев из-за отсутствия, малой мощности и неэффективной работы очистных сооружений происходит сброс в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Во многих случаях очищенные (или недостаточно очищенные) сточные воды накапливаются в прудах-накопителях, создавая неблагоприятную экологическую ситуацию.

Хлорирование воды. Среди химических методов обеззараживания воды в настоящее время наиболее распространённым является хлорирование как наиболее экономичный метод обеззараживания. В практике используются газообразный хлор Cl ₂. диоксид хлора ClO ₂. а также хлорные агенты, получаемые методом электролиза на месте потребления (гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и др.). Хлорная известь и гипохлорит кальция в последнее время применяются незначительно и только для обеззараживания малых объёмов воды (в основном очищенных сточных вод), т.к. обеззараживание с использованием этих хлорсодержащих реагентов попутно сопровождается загрязнением очищаемой воды различными веществами.

При растворении в воде хлор образует быстро распадающуюся хлорноватистую кислоту

В процессе распада хлорноватистая кислота диссоциирует на ионы HOClDH++OCl-.

Выделяющийся далее при распаде OCl- атомарный кислород оказывает наибольший бактерицидный эффект. При обработке воды диоксидом хлора ClO ₂ процент оставшихся жизнеспособных клеток бактерий на порядок меньше, чем при применении газ-хлора в той же концентрации при одинаковом времени контакта. Высокий антимикробный эффект ClO ₂ проявляется в дозах от 0,1 до 0,5 мг/дм 3. в зависимости от концентрации взвешенных веществ. Однако увеличение загрязнённости воды органическими соединениями во взвешенном и растворённом состояниях уменьшает инактивирующее действие диоксида хлора и для более надёжного обеззараживания воды требуется повышение дозы реагента в 2-4 раза. Недостатками применения ClO ₂ при обработке воды является, с одной стороны, образование побочных продуктов - хлоритов и хлоратов, по данным ВОЗ отнесённым к метгемоглобинобразующим соединениям, с другой стороны, сложность и дороговизна получения диоксида хлора, его взрывоопасность.

Несмотряна высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, отсутствие после обработки повторного роста этих бактерий, хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/дм З не обеспечивает необходимой эпидемической безопасности в отношении вирусов, цист простейших и лямблий. Известно существование хлоррезистентной микрофлоры: хлорустойчивых форм E.coli, Pseudoтoпodaceae, Klebsiellae, Рrоtеае, относящихся к условнопатогенным и патогенным микроорганизмам - являющихся стабильными контаминантами городских систем водоснабжения и водоотведения.

Применение хлорирования снижает бактериальное загрязнение воды, но сохраняет опасность заражения вирусами и имеет негативные экологические последствия. Негативным свойством хлорирования является образование хлорорганических соединений: тригалогенметанов, хлорфенолов, п-нитрохлорбензолов, хлораминов, а также диоксидов, образующихся при взаимодействии природных фенольных соединений, находящихся в воде водоёмов, с хлором, вводимым в неё. Хлорорганические соединения, по данным многочисленных исследователей, по отношению к человеку обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью. Они способны накапливаться в донных отложениях, тканях водных обитателей и, в конечном, счёте, попадать в организм человека. Они обладают высокой стойкостью к биологическому разложению и вызывают загрязнение рек на значительных расстояниях вниз по течению от места выпуска (сброса). При хлорировании образуются также хлорамины - вещества, даже при очень низких концентрациях вызывающие серьёзные физиологические изменения водных организмов и их гибель. Недавно выделены и идентифицированы новые соединения, такие как хлордибензопарадиоксины, фураны, обладающие высокой токсичностью к живым организмам, источниками загрязнения которыми являются промышленные производства, предприятия бытового обслуживания населения (химчистки), использующие продукцию хлорорганических производств. Диоксины и фураны являются биологически неокисляемыми веществами и не подвергаются очистке на действующих в настоящее время коммунальных и промышленных очистных сооружениях. Существенным недостатком хлорирования (особенно для крупных и средних очистных сооружений) является необходимость обеспечения высокой степени безопасности и надёжности хлорного хозяйства. В целях установления показаний для хлорирования воды источников, используемых для хозпитьево-го водоснабжения, а также для разработки основных положений по режиму хлорирования, производится предварительное санитарное и лабораторное обследование водоисточника, выполняемое в соответствии с программой, предусмотренной действующими нормативами.

Для установления рабочей дозы хлора для хлорирования, опытным путём производится определение эффекта обеззараживания воды и количества остаточного активного хлора, которое зависит от величины хлорпоглощаемости воды. Выбранная для обеззараживания воды рабочая доза хлора должна обеспечивать надлежащий бактерицидный эффект, т.е. количество кишечных палочек в обработанной воде должно быть не более 3 в 1 л, общее число бактерий - не более 100 в 1 мл после контактного периода воды с хлором (не менее 30 мин.). Содержание остаточного хлора при этом должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л.

При хлорировании воды некоторых источников, преимущественно открытых, могут возникнуть затруднения, связанные с необходимостью получения надлежащего эффекта обеззараживания и в то же время соответствия воды гигиеническим требованиям в отношении органолептических свойств (запаха и вкуса). В таких случаях применяется тот или иной из специальных приёмов обеззараживания, к которым относятся следующие:

а) двойное хлорирование, т.е. введение хлора предварительно до очистных сооружений во всасывающие водоводы первого подъёма (обычно в дозах 3-5 мг/л) и окончательно после фильтров (обычно в дозах 0,7-2 мг/л); используется при высокой цветности исходной воды, при повышенном содержании в ней органических веществ и планктона;

б) хлорирование с преаммонизацией, т.е. введение в воду аммиака или его солей непосредственно перед введением хлора (обычно при соотношениях доз аммиака и хлора 1:4, 1:10). При этом обеззараживание обеспечивается за счёт связанного хлора (хлораминов). Метод используется для предупреждения специфических запахов, возникающих после обработки воды хлором. При преаммонизации контакт воды с хлором должен быть не менее 1 ч.;

в) перехлорирование, т.е. введение доз хлора 10-20 мг/л с последующим связыванием избытка хлора; применяется в случаях вынужденного использования водоисточников, бактериальное загрязнение которых превышает установленный предел, когда среднее количество кишечных палочек составляет более 10000 в 1 л воды, взятой в точке водозабора. Кроме того, применяется во избежание появления хлорфенольного запаха при наличии в исходной воде фенолов;

г) хлорирование послепереломными дозами, т.е. с учётом точки перелома на кривой остаточного хлора; при этом обеззараживание воды производится свободным хлором, который значительно эффективнее связанного хлора (хлораминов); применяется главным образом в случаях высокого бактериального загрязнения исходной воды;

д) использование двуокиси хлора также рекомендуется для повышения эффективности обеззараживания и предупреждения специфических запахов в воде.

Выбор того или иного приёма хлорирования, гарантирующего полное соответствие питье-вой воды нормативным требованиям, осуществляется администрацией водоочистной станции на основании санитарно-химических, санитарно-бактериологических и технологических анализов сырой и обработанной воды с учётом производственного опыта по её очистке и обеззараживанию. Администрация водопровода устанавливает основные положения по методике обработки воды хлором, которые включают схему использования хлора, дозировку реагентов и графики хлорирования, в зависимости от расхода воды. Эти основные положения согласовываются с местными органами ГСЭН. Лабораторно-производственный контроль над качеством воды на водоочистной станции и в распределительной сети обеспечивается администрацией водопровода, силами и средствами ведомственной лаборатории в соответствии с нормативными требованиями. Определение остаточного хлора перед подачей воды в сеть производится через каждый час, а в системах водоснабжения из открытых водоёмов - через каждые 30 мин; там же отбирается проба на бактериологический анализ не реже 1 раза в сутки, одномоментно с очередным определением остаточного хлора.

Санитарно-лабораторный контроль над эффективностью хлорирования воды, подаваемой водопроводом для хозяйственно-питьевых нужд, проводится структурным подразделением ГСЭН путём определения ОКБ и ТКБ и общего числа бактерий в наиболее характерных точ-ках водоразбора (ближайшие к насосной станции, наиболее удалённые, наиболее возвышенные, тупики, водоразборные колонки). Пункты отбора проб и частота анализов определяются графиками, утверждаемыми местными структурными подразделениями ГСЭН. Количественное определение остаточного активного хлора в воде выполняется йодометрическим методом или титрованием с метиловым оранжевым по ГОСТ 18190-72 “Вода питьевая. Методы определения содержания активного хлора”, описание которых дано в Приложении 2. Йодометрический метод предпочтительнее при концентрациях активного хлора не менее 0,5 мг/л, титрование с метиловым оранжевым - при более низких концентрациях. Для определения остаточного хлора на крупных водопроводах целесообразно применять автоматические анализаторы, в частности, фотоэлектронные системы, обеспечивающие непрерывную регистрацию остаточного хлора в воде. В практике хлорирования появляется необходимость раздельно определять основные формы активного хлора, в частности, при хлорировании послепереломными дозами (свободный хлор) и при хлораммонизации (связанный хлор). Свободный хлор обладает сравнительно быстрым дезинфицирующим действием, тогда как связанный хлор менее эффективен. Для их раздельного количественного определения пользуются методом, основанным на применении парааминодиметиланилина (см. Приложение 2). Международными стандартами питьевой воды рекомендуется также ортотолидин-арсенитный метод, который в странах СНГ до настоящего времени не нашёл применения.

При выполнении работ по хлорированию воды соблюдаются меры по технике безопасности, указанные в Приложении 3. Условия хранения запасов хлора и аммиака должны отвечать требованиям действующих Санитарных правил и правил безопасности организации хлорного хозяйства. При этом аммиак должен храниться изолированно от хлора. Хранение запасов хлорной извести допускается только в неповреждённой стандартной упаковке, в закрытых складских помещениях, сухих, затемнённых и хорошо вентилируемых, при температуре воздуха не выше 20°С. Запрещается хранить в одном помещении с хлорной известью взрывчатые и огнеопасные вещества, смазочные масла, пищевые продукты, металлические изделия и баллоны с газом.

Органы ГСЭН при плановых обследованиях водопроводов, а также по анализам санитарно-эпидемиологических параметров качества воды, определяемым в лаборатории водопровода в соответствии с утверждённым графиком, проверяют соблюдение предприятием положений лабораторно-производственного контроля качества воды, в т.ч. выполнение технологии обеззараживания, принятой на предприятии. Все замечания и предложения по улучшению санитарного состояния головных сооружений водопровода, по методике обработки и улучшению качества воды вносятся в спецжурнал установленной формы, хранящийся на водопроводной станции. При отсутствии ведомственной лаборатории (на малых водопроводах) для производственного контроля над работой станции предусматривается штатная должность лаборанта, ведущего наблюдение за правильностью хлорирования и выполняющего простейшие анализы (содержание активного хлора в хлорной извести, в приготовленных хлорных растворах, определение остаточного хлора в воде и др.).

Известны также методы обеззараживания воды, сочетающие лучшие свойства известных дезинфектантов (хлора, диоксида хлора, озона). К ним относится технология обеззараживания воды раствором смеси оксидантов, вырабатываемой в электролизных установках. Однако при применении этой технологии следует учитывать описанные выше негативные стороны, свойственные входящим в состав смеси дезинфицирующим агентам.

На водоочистных станциях, где транспортировка, хранение и подготовка токсичного хлора связаны с трудностями, для хлорирования воды используется гипохлорит натрия NaClO. Его получают на станции в процессе электролиза раствора поваренной соли. Электролизная установка состоит из бака концентрированного раствора соли (растворного бака), электролизной ванны (электролизёра), бака-накопителя раствора гипохлорита, выпрямителя и блока управления. Растворных баков должно быть не менее двух, их суммарный объём должен обеспечить бесперебойную работу установки в течение 24 ч. При мокром хранении соли объём растворных баков принимается из расчёта 1,5 м 3 на 1 т соли, Допускается хранение соли на складе в сухом виде, при этом толщина слоя соли не должна превышать 2 м. В растворном баке приготовляется раствор, близкий к насыщенному - 200-310 г/л. Для его перемешивания применяют механические устройства и циркуляционные насосы.

Электролизёры могут быть проточного и непроточного типов, более широко используют-ся последние. Они представляют собой ванну с установленным в ней пакетом пластинчатых электродов. Электроды, как правило, графитовые присоединяют в сеть постоянного тока. В электролизной ванне происходит диссоциация соли, а также воды. В результате реакции едкого натра NaOH с хлорноватистой кислотой HClO образуется гипохлорит натрия NaClO. В межэлектродном пространстве электролизёра непроточного типа плотность электролита в результате его насыщения пузырьками газа бывает меньше, чем в остальном объёме ванны, поэтому происходит циркуляция раствора - между электродами восходящее, в остальной ванне - нисходящее течение электролита. Циркуляция продолжается до полного электролиза всего раствора поваренной соли. Затем электролизная ванна опорожняется и заполняется новой порцией раствора NaCl. При работе электролизёра необходимо свести к минимуму распад образованного NaClO. Для этого процесс электролиза проводят при низкой температуре и большой плотности тока на аноде, воздерживаясь от перемешивания электролита в ванне.

Основным элементом системы электрохимической активации является электрохимиче-ский реактор (ЭХР). Химические процессы, протекающие в ЭХР, изменяют физические и химические свойства воды. В катодной камере вода обогащается высокоактивными восстановителями, что приводит к образованию нерастворимых гидроксидов металлов. Кроме того, в катодной камере происходит прямое восстановление многозарядных катионов. Эти процессы снижают токсичность воды, обусловленную наличием ионов тяжёлых металлов, во много раз. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) катодной воды может достигать значения -800 мВ. Таким образом, без каких-либо химических добавок, при сохранении полной биосовместимости вода превращается в эффективный антиоксидант.

В анодной камере вода насыщается высокоэффективными окислителями. Из всех известных процессов разрушения органических веществ в воде наиболее мощным является электролитическое окисление у анода. Вредные органические примеси, такие как фенолы, микробные токсины и др. разлагаются на простые и безопасные вещества.

Высокий ОВП анодной воды (+1200мВ) и особые формы соединений активного хлора, образующиеся на аноде и участвующие в реакциях окисления, исключают образование токсичных хлорорганических веществ и обеспечивают полную окислительную деструкцию диоксинов. При электролизе воды на электродах происходит окисление и восстановление молекул воды. Микроорганизмы всех видов и форм подвергаются окислительной деструкции (уничтожаются) при анодной обработке воды, распадаясь на простые, нетоксичные составляющие, в частности, на воду и углекислый газ.

Озонирование воды. Наиболее распространённым химическим методом обеззараживания воды с использованием соединений кислорода является озонирование. Основателем техноло-гии озонирования является Франция, которая в 1997 г. отметила столетие эффективного использования озона в водоподготовке. Расширяется применение 0 _з в качестве окислителя вместо Сl ₂ при обработке питьевой воды и промышленных сточных вод в США и Японии. В США получило распространение применение О ₃ на сооружениях доочистки сточных вод после их биохимической очистки. Озон обладает более сильным бактерицидным, вирулицид-ным и спороцидным действием. Благодаря высокому окислительному потенциалу озон вступает во взаимодействие со многими минеральными и органическими веществами, разрушает клеточные мембраны и стенки, окислительно-восстановительную систему бактерий и их протоплазму, приводя к инактивации микроорганизмов. Обработка сточных вод озоном на заключительном этапе позволяет получить более высокую степень их очистки, обезвредить различные токсичные соединения. Однако, как показывают данные большинства исследователей, для инактивации вирусов в сточной воде требуются значительно более высокие дозы озона, чем для тех же микроорганизмов в чистой воде. Обеззараживание сточных вод озоном целесообразно применять после её очистки на фильтрах или после физико-химической очистки, обеспечивающей снижение содержания взвешенных веществ не менее чем до 3-5 мг/дм 3 и БПК _полн до 10 мг/дм 3. Принципиальные трудности при обеззараживании озоном связаны с образованием токсичных побочных продуктов, низкой растворимостью озона в воде, его собственной высокой токсичностью и взрывоопасностью. Сведения по токсичности продуктов озонолиза органических соединений в воде весьма ограничены и противоречивы, т.к. идентифицирована только небольшая их часть. Озонирование сточных вод может способствовать вторичному росту микроорганизмов, вследствие образования биоразлагаемых органических соединений в воде, являющихся доступными источниками углерода для бактерий. Кроме химического воздействия, озон проявляет себя и в качестве флокулянта, что позволяет применять его уже на стадии механической обработки воды для коагулирования взвешенных частиц. Применяется ПАВ-озонная технология - технология очистки сильно- и среднезагрязнён-ных вод, сочетающая одновременно три процесса: окисление, коагулирование и флотацию. Сущность технологии заключается в тонкой флотации загрязнений озоно-воздушной смесью. При колебании в широких пределах концентрации взвешенных веществ и БПК в сточной воде, поступающей на обработку методом ПАВ-озонной технологии, снижается степень очистки по аммонийному и нитратному азоту, ионам тяжёлых металлов, нефтепродуктам. Расходование значительной части озона на взаимодействие с взвешенными веществами и продуктами их окисления, сказывается на глубине окисления загрязнений, свойственных сточной воде химической промышленности, эффекте обеззараживания.

В то же время при использовании озона на больших станциях водоподготовки и водоочистки возникают проблемы технического и экономического характера, потребность в больших производственных площадях. Значительные эксплуатационные расходы при работе станции озонирования определяются, главным образом, высокой энергоёмкостью процесса синтеза озона (12-22 кВтч/кг производимого озона), вспомогательного оборудования (суммарное потребление электроэнергии станцией достигает 30-40 кВтч/кг озона и более), а также значительными затратами на содержание обслуживающего персонала.

Другие химические методы обеззараживания воды. Кроме соединений хлора, в практи-ке обезвреживания сточных вод используются соединения брома и йода, обладающие окислительной активностью. Высокими окислительными свойствами обладают межгалоидные соединения. Химическое поведение хлорида брома в воде сходно с поведением хлора. ВгСl в течение миллисекунд реагирует с водой, образуя гипобромовую кислоту, которая быстро соединяется с аммиаком, образуя при этом бромамины. Они далеко превосходят хлорамины в бактерицидной и противовирусной активности. В настоящее время препараты брома применяются для обеззараживания воды плавательных бассейнов, йод в качестве самостоятельного средства используется для обеззараживания воды в замкнутых системах, в частности, в системе жизнеобеспечения космических станций. Несмотря на перспективность использования соединений брома и йода для обеззараживания сточных вод, они не нашли широкого применения, с одной стороны, из-за высокой стоимости, с другой стороны – из-за возможности образования йод- и бромпроизводных, обладающих токсичным действием и отдалёнными эффектами. Распространённым кислородсодержащим реагентом, обладающим бактерицидным эффектом, является перманганат калия. Этот реагент взаимодействует с органическими и неорганическими веществами, что препятствует его дезинфицирующему действию, в результате оно оказывается намного ниже, чем у хлора и озона.

В настоящее время возрос интерес и к пероксиду водорода, как обеззараживающему агенту, обеспечивающему осуществление экологически чистых процессов без образования токсичных продуктов, как при обработке сточной воды, так и питьевой воды. Однако установлено, что Н ₂ 0 ₂ оказывает инактивирующее действие на бактерии только в довольно высоких концентрациях. Такие дозы приводят как к высоким затратам на обеззараживание, так и к сбросу сточных вод с повышенным содержанием пероксида водорода, для которого установлены жёсткие предельно допустимые концентрации: 0,1 и 0,01 мг/дм 3 в водоёмах культурно-бытового и рыбохозяйственного назначения, соответственно.

Из щелочных реагентов ограниченное применение для обеззараживания сточных вод нашла известь. Известкование применяется обычно в сочетании с удалением аммонийного азота из сточных вод отдувкой. Необходимый гигиенический эффект при обработке сточных вод достигается при использовании больших доз реагентов, что сопровождается образованием огромного количества осадка. Этот факт, также как и сравнительно медленное действие на микрофлору, существенно ограничивает применение известкования и делает его неприемлемым для использования на средних и крупных станциях.

Мало распространённым реагентом является надуксусная (пероксиуксусная, перуксусная) кислота. Опытно-промышленные испытания в Англии показали её достаточно низкую эффективность, до сих пор этот метод не нашёл промышленного внедрения.

Ещё одним реагентом является “Дезавид-СТОК” - средство для очистки и обеззаражива-ния городских, промышленных, сточных и оборотных вод и систем охлаждения оборудования.Его основу представляют органические полимеры - хорошо растворимые в воде полиэлектролиты на основе гуанидиновых соединений, вызывающих гибель грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также обладающих вирулицидным и фунгицидным действием. Присутствие в полимерах положительного заряда придаёт им свойства флокулянта катионного типа, что содействует улучшению органолептических свойств обрабатываемой воды. При испытаниях “Дезавид-СТОК”для обеззараживания речной воды в сравнении с хлором и гипохлоритом натрия эффект обеззараживания (в соответствии с “СанПиН”) наблюдался при дозе 0,4 мг/л, а практически 100 %-ная инактивация таких микроорганизмов как ОМЧ, ОКБ, ТКБ, стафилококки, сальмонеллы, колифаги, Psendomonas Aeruginosae, сульфитредуцирующие клостридии наступала при одноразовой дозе препарата 1,5 мг/л (у хлора - 3-4 мг/л, у гипохлорита натрия - 2-2,5 мг/л). При дезинфекции сточных вод и вод ливнестока 100 %-ный бактерицидный эффект средства достигается уже после 10-минутной обработки. При этом значительно изменяется состав сточных вод: не только устраняются запахи и улучшается цветность, но и до 90 % снижается содержание легко окисляемых органических соединений, до 55 % - содержание фенолов и СПАВ, что приближает сточные воды по качеству к воде поверхностных водоёмов. По параметрам острой токсичности средство относится к 4 классу малоопасных веществ. Вследствие низкой летучести ингаляционно малоопасен. В используемых дозах не обладает сенсибилизирующим действием, не оказывает гонадотоксического, иммунотоксического, эмбриотоксического, мутагенного и канцерогенного эффекта.

Рекомендованная доза (1,5-8 мг/л) зависит от состава и свойств обеззараживаемых вод, технологии очистки и обеззараживания на конкретных очистных сооружениях. Время контакта не менее 60 минут. “Дезавид-СТОК” обладает следующими характеристиками:

· не содержит токсичных компонентов типа хлор, альдегиды, фенолы и др.;

· абсолютно безвреден для обрабатываемых материалов;

· обеспечивает долговременную защиту обрабатываемой поверхности от повторного заражения микроорганизмами;

· не требует дополнительного оборудования очистных сооружений и изменения технологии обеззараживания воды;

· эффективен при любом уровне загрязнения и качества обрабатываемой воды;

· предотвращает биообрастание систем водоподготовки, трубопроводов и оборудования;

· не вызывает нарушения процессов естественного самоочищения воды водных объектов (биофильтры, септики, аэротенки);

· не образует токсичных канцерогенов;

· обладает сильным флокулятивным эффектом;

· расходуется в небольших дозах;

· позволяет работать с ним людям без специальной подготовки и без средств индивидуальной защиты;

· обладает длительным сроком хранения;

· имеет низкие затраты на содержание и хранение, не требует специализированных предприятий для производства, специально оборудованных мест для хранения, специальных средств для транспортировки;

· прост и безопасен в эксплуатации, хранении и транспортировке;

· безопасен для человека, флоры, фауны и окружающей среды.

В последние годы разработан новый подход в водоподготовке с использованием обеззара-живающих реагентов неокислительного действия на основе биоцидных высокомолекуляр-ных полимерных соединений. Проведённые многолетние исследования по синтезу, изучению свойств этих веществ дали возможность разработать эффективную технологию получения биоцидных полимеров на основе гуанидиновых группировок, запатентованных под названием - реагенты “Акватон”. Им свойственно высокое антибактериальное, вирулицидное, альгицидное действие. Механизм биоцидного действия реагентов “Акватон” состоит в следующем. Т.к. микроорганизмы обычно обладают отрицательным суммарным электрическим зарядом, они притягивают к себе положительно заряженные ионы биоцидного реагента, которые соприкасаются с микроорганизмом, адсорбируются на поверхности клеточной мембраны, вызывают её разрушение и проникают внутрь клетки. Внутри микробной клетки полимер оказывает блокирующее действие на биологическую активность ферментов, препятствует воспроизводящей способности нуклеиновых кислот и белков, а также угнетает дыхательную систему микробной клетки. В итоге этот комплекс действий препарата вызывает гибель микроорганизма. Важным отличительным качеством реагентов “Акватон” является то, что при инактивации микрофлоры воды не образуются водорастворимые продукты окисления. Они, совместно с