Хлорирование воды

          Россия явилась одной из первых стран, в которой хлорирование воды стало применяться на водопроводах (1910).

          В первое время хлорирование применялось на водопроводах лишь при вспышках водных эпидемий. В послеоктябрьский период хлорирование было введено в СССР как постоянно проводимое мероприятие на всех водопроводах, берущих воду из открытых водоемов. Кроме того, хлорирование осуществляется на ряде водопроводов с ненадежными в эпидемиологическом отношении подземными источниками. В настоящее время хлорирование воды является одним из наиболее широко распространенных профилактических мероприятий, сыгравшим огромную роль в предупреждении водных эпидемий.

           Столь широкое применение хлорирования объясняется надежностью обеззараживания, доступностью осуществления и дешевизной.

          Существуют многочисленные способы хлорирования, например хлорирование обычными и «послепереломными» дозами хлора, хлорирование с аммонизацией, суперхлорирование, хлорирование хлораминовыми таблетками и т. д. Это позволяет применять хлорирование в разных условиях — на крупном водопроводе и для обеззараживания воды в бочке на полевом стане, на небольшом колхозном водопроводе и во фляге с водой.

           Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием. Химизм происходящих процессов объясняют следующим образом. При добавлении хлора к воде происходит гидролиз его, образуются соляная и хлорноватистая кислоты. Во всех гипотезах, пытающихся объяснить механизм бактерицидного действия хлора, хлорноватистой кислоте отводится центральное место.

           Ранее полагали, что хлорноватистая кислота разлагается в воде с выделением атомарного кислорода, который выполняет роль основного бактерицидного агента. В настоящее

время это объяснение признано недостаточным. Оказалось, что в природных водах хлорноватистая кислота, при рН более 6,0, диссоциирует на ионы Н и ОСl+ (гипохлорит-ион). При рН = 7,2—7,5 в воде находится примерно одинаковое количество хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, а с повышением величины рН равновесие сдвигается вправо. Хлор, присутствующий в воде в виде хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона, рассматривают как свободный активный хлор, так как новейшими исследованиями показано, что при хлорировании воды бактерицидное действие определяется в основном концентрацией хлорноватистой кислоты и несколько менее гипохлорит-ионом.

            Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют хлорноватистой кислоте быстро пройти через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты, существенно важные для обмена веществ и процессов размножения клетки. Предполагается, что реакция идет с SH-группами ферментов, которые окисляются хлорноватистой кислотой и гипохлорит-ионом. Высказанная гипотеза в значительной мере подтверждена экспериментально.

           На крупных водопроводах для хлорирования воды применяют газообразный хлор. Хлор поступает в стальных баллонах или цистернах в жидком виде. На водопроводных станциях к баллону присоединяют специальные аппараты — хлораторы, дозирующие поступление хлора в обеззараживаемую воду.

          На небольших водопроводах, а также в случае необходимости обеззаразить небольшие объемы воды в бочках или других резервуарах вместо хлора пользуются хлорной известью. Бактерицидное действие хлорной извести обязано группе (ОС1), которая в водной среде образует хлорноватистую кислоту /

          Хлорная известь содержит до 36% активного хлора. При хранении она распадается. Свет, влажность и высокая температура ускоряют потерю активного хлора. Поэтому хлорную известь хранят в бочках в темном, прохладном, сухом, хорошо проветриваемом помещении, а перед использованием проверяют ее активность в санитарной лаборатории.

           В среднем для расчетов принимают содержание активного хлора в хлорной извести равным 25%. Кроме хлора и хлорной извести, для обеззараживания воды можно применять двуокись хлора (С102), гипохлорит кальция Са(ОСl)2 и различные хлорамины. Органическими хлораминами называют производные NH3, у которых один атом водорода замещен на органический радикал, а один или оба других замещены на хлор. К неорганическим хлораминам относятся соединения, получающиеся в результате взаимодействия хлора с аммиаком или солями аммония. Хлорамины обладают окислительными и бактерицидными свойствами, но более слабыми, чем хлор или хлорная известь. 

Выбор дозы хлора

         При обычном хлорировании большое значение имеет правильный выбор дозы активного хлора, необходимой для надежного обеззараживания воды.

         При обеззараживании воды лишь 1—2% активного хлора затрачивается на непосредственное бактерицидное действие. Остальной хлор вступает во взаимодействие с легко окисляющимися минеральными и органическими соединениями, находящимися в воде, и поглощается взвешенными веществами. Все эти формы связывания хлора объединяются в понятие хлорпоглощаемость воды.

          Поскольку природные воды имеют различный состав, то и хлорпоглощаемость у них различна. Если ввести в воду хлор в количестве, большем, чем хлорпоглощаемость, на 0,5 мг/л, он делает воду непригодной для питья, придавая ей хлорный привкус и запах. Поэтому при обеззараживании добавляют в воду такое количество хлорсодержащего препарата, чтобы после обработки вода содержала 0,3—0,5 мг/л так называемого остаточного свободного или 0,6—1 мг остаточного хлораминного хлора, который, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания, поскольку имеется некоторый избыток хлора. Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, называют хлорпотребностью.

             Хлорпотребность воды определяют путем опытного хлорирования определенных объемов подлежащей обеззараживанию воды разными дозами хлора или хлорной извести. При подборе дозы хлора в полевых условиях ориентировочно можно пользоваться табл. 6.

           Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее смешение и достаточный контакт хлора с водой. Контакт воды с хлором должен' быть летом не менее 30 минут, а зимой не менее 1 часа.

           Наличие в воде взвешенных частиц, гуминовых и других органических соединений снижает действие хлора. Поэтому для надежного обеззараживания мутные и цветные воды рекомендуется предварительно осветлять и обесцвечивать.

          В тех случаях, когда требуется хлорировать воду, находящуюся в бочке или другом резервуаре, определяют объем последнего и рассчитывают количество хлорной извести, необходимое для обеззараживания.

          Отвесив нужное количество, его вносят в бутыль или какую-либо другую посуду, добавляют такое количество воды, чтобы получился 

приблизительно 1—2% раствор, тщательно перемешивают хлорную известь с водой, дают ей отстояться и осветленный раствор добавляют к дезинфицируемой воде. Воду с раствором хлорной извести тщательно перемешивают и оставляют на 30—60 минут. После этого, определив наличие остаточного хлора и органолептические качества воды, разрешают пользование ею.

           В водопроводах, в которых дезинфицируемая вода подается непрерывным потоком, необходимо также добавлять к ней соответствующее количество раствора хлорной извести. На рис. 29 показана часто применяющаяся на небольших водопроводах установка для растворения и дозирования хлорной извести. В затворном баке I хлорная известь смешивается с небольшим количеством воды. Отсюда концентрированная взвесь хлорной извести поступает в бак II, где готовится раствор хлорной извести желаемой концентрации, например 2—3%. Отсюда отстоявшийся осветленный раствор поступает в рабочий бак III, откуда течет в дозатор IV с шаровым клапаном. Благодаря последнему в дозаторе все время поддерживается постоянный уровень хлорного раствора, что обеспечивает равномерное истечение жидкости из бачка. С помощью крана, мерного цилиндра и часов устанавливают необходимый расход раствора.

           При описанном методе хлорирования воды малыми дозами хлора — по хлорпотребности — вода надежно обеззараживается от возбудителей кишечных инфекций (бактерий брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры, сальмонелл, патогенных штаммов кишечной палочки), туляремии, бруцеллеза, лептоспирозов. В отношении вируса полиомиелита экспериментальные данные разноречивы, но значительное число исследователей склоняется к тому, что хлорирование воды в течение часа инактивирует вирус. Вода, содержащая вирусы инфекционного гепатита, риккетсии Бернета, цисты амебы, вызывающей дизентерию, споровые формы сибирской язвы и яйца гельминтов, не может быть обеззаражена при хлорировании по этому методу.

            Кроме обычного хлорирования воды по хлорпотребности, применяют и другие способы хлорирования. 

• Назад
• Вперёд