ВОДОПОСТАЧАННЯ Хлорування води
Книги з будівництва та ремонту
Водопостачання
Розділ 5. ОБРОБКА ВОДИ
§ 112. Хлорування води
Для хлорування води на водопровідних очисних станціях використовується рідкий хлор та хлорне вапно (для станцій малої продуктивності).
Хлорування води рідким хлором. При введенні хлору у воду утворюються хлорноваста і соляна кислоти
С12 + Н2О = НОС1 + НС1.
Далі відбувається дисоціація хлорноватої кислоти, що утворилася.
Отримані в результаті дисоціації хлорнуватистої кислоти гіпохлоритні іони ОС1
мають поряд з недисоційованими молекулами хлорноватистої кислоти бактерицидною властивістю.
Суму С12+НОС1+ОС1-називають вільним активним хлором.
За наявності у воді амонійних сполук або при спеціальному введенні у воду аміаку (амонізація води — див. § 114) утворюються монохлораміни NH2CI і дихлораміни NHCb, які також мають бактерицидну дію, дещо меншу, ніж вільний хлор, але більш тривалий. Хлор у вигляді хлорамінів на відміну від вільного називається зв'язаним активним хлором.
Кількість активного хлору, необхідного для знезараження води, повинна визначатися не за кількістю хвороботворних бактерій, а по всій кількості органічних речовин та мікроорганізмів (а також і неорганічних речовин, здатних до окислення), які можуть перебувати у воді, що хлорується.
Правильне призначення дози хлору є важливим. Недостатня доза хлору може призвести до того, що він не матиме необхідної бактерицидної дії; надмірна доза хлору погіршує смакові якості води. Тому доза хлору має бути встановлена залежно відіндивідуальних властивостей води, що очищається на підставі дослідів з цією водою.
Розрахункова доза хлору при проектуванні знезаражувальної установки повинна бути прийнята, виходячи з необхідності очищення води в період її максимального забруднення (наприклад, у період паводків).
Показником достатності прийнятої дози хлору служить наявність у воді так званого залишкового хлору (що залишається у воді від введеної дози після окислення речовин, що знаходяться у воді). Відповідно до вимог ГОСТ 2874-73, концентрація залишкового хлору у воді перед надходженням її в мережу повинна знаходитися в межах 0,3 - 0,5 мг/л.
За розрахункову слід приймати ту дозу хлору, яка забезпечує вказану кількість залишкового хлору. Розрахункова доза призначається внаслідок пробного хлорування.
Для освітленої річкової води доза хлору зазвичай коливається не більше 1,5—3 мг/л; при хлоруванні підземних вод доза хлору найчастіше вбирається у 1—1,5 мг/л; в окремих випадках може знадобитися збільшення дози хлору через наявність у воді закисного заліза.
При підвищеному вмісті у воді гумінових речовин потрібна доза хлору зростає.
При введенні хлору в воду, що обробляється, повинні бути забезпечені хороше змішування його з водою і достатня тривалість (не менше 30 хв) його контакту з водою до подачі її споживачеві. Хлорування вже освітленої води зазвичай проводять перед надходженням її в резервуар чистої води, де й забезпечується необхідне для їхнього контакту час.
Замість хлорування води після відстійників і фільтрів у практиці водоочищення іноді застосовують хлорування її перед надходженням на відстійники (попереднє хлорування) до змішувача, а іноді перед подачею на фільтр.
Попереднє хлорування сприяє коагуляції,окислюючи органічні речовини, які гальмують цей процес, і, отже, дозволяє зменшити дозу коагулянту, а також забезпечує добрий санітарний стан самих очисних споруд. Попереднє хлорування вимагає підвищення доз хлору, оскільки значна частина його йде на окислення органічних речовин, що містяться ще в неосвітленій воді.
Вводячи хлор до та після очисних споруд, можна знизити загальну витрату хлору порівняно з витратою його при попередньому хлоруванні, зберігши переваги, що даються останнім. Такий метод називається подвійного хлорування.
Хлор надходить на станції у металевих балонах у зрідженому стані під тиском 6-8 кгс/см2. Стандартні балони містять 25-40 (малі) і 100 (великі) кг рідкого хлору1.
З балонів хлор подається у воду через спеціальні прилади - хлоратори (газодозатори), в яких здійснюється його дозування та змішування з деякою кількістю води. Одержувана «хлорна вода» надходить у воду, що обробляється.
Існують різні системи хлораторів: одні з них розраховані на безперервну подачу певних кількостей газу в одиницю часу (хлоратори безперервної дії), інші на відмірювання певних порцій газу (порційні). Існують також хлоратори, що автоматично змінюють кількість хлору, що подається при зміні витрати оброблюваної води.
Крім того, розрізняють хлоратори напірні та вакуумні. Недоліком напірних хлораторів є можливість витоку їх хлору. Через отруйність хлору витік його становить небезпеку обслуговуючого персоналу. Ця небезпека усунена у вакуумних хлораторах. Вони газ перебуває під тиском нижче атмосферного, що унеможливлює його витоку в приміщення. В силу цього вакуумні хлораторирекомендуються для переважного використання в установках для знезараження води.
Хлор передусім надходить у проміжний балон, у якому він переходить із рідкого в газоподібний стан і де відокремлюються забруднюючі хлор домішки. З проміжного балона хлор надходить у хлоратор. Для додаткового контролю над витратою хлору балон із нею встановлюється на терезах.
На V.54 показано пристрій вакуумного хлоратора ВНДІГС. До складу його входять: проміжний балон із хлором 1; фільтр 2; редукційний клапан 3, який знижує тиск у трубці, що подає хлор; манометри 4 вимірювальна шайба 5; показник дози хлору 6; змішувач 7; ежектор 8, що створює розрідження у хлораторі.
Так як з одного балона (при кімнатній температурі) може бути отримано лише близько 0,5-0,7 кг хлору в 1 год, то при велику загальну витрату хлору може виникнути необхідність одночасного використання значної кількості балонів. Щоб уникнути цього, вживають заходів щодо збільшення знімання хлору з балонів, обігріваючи їх нагрітим повітрям або водою. Цим шляхом можна збільшити знімання хлору з одного балона до 10 кг на 1 год.
Однак на великих водоочисних станціях цих заходів виявляється все ж таки недостатньо і найбільш доцільно застосовувати для хлору більш ємну тару.
Поруч із наведеним типом хлоратора нашій практиці отримали застосування вакуумні хлоратори системи проф. Л. А. Кульського, що випускаються промисловістю. Ці хлоратори виготовляються різної продуктивності - від 0,04 до 25 кг хлору за 1 год.
При проектуванні та експлуатації хлораторних установок треба враховувати вимоги, спрямовані на захист обслуговуючого персоналу очисної станції від шкідливої дії хлору. Приміщення хлораторної має бути розташоване у першомуповерсі або примикати до будівлі фільтрувальної або насосної станції, або перебувати в окремій будівлі (на великих установках). У приміщенні хлораторної, що примикає до будівлі фільтрувальної станції, має бути дві двері: одна - ведуча до приміщення станції, інша - ведуча назовні. Двері повинні герметично зачинятися. Приміщення хлораторної повинно мати хоча б одне вікно. Потрібно передбачити систему штучної витяжної вентиляції.
Якщо на добу витрачається більше трьох балонів рідкого хлору, то при хлораторній або поблизу неї на території станції влаштовують черговий склад балонів, розрахований на зберігання тридобового запасу хлору. Повинна бути забезпечена можливість підігрівання балонів на складі перед доставкою в хлораторну.
Хлорування води хлорним вапном. Використання хлорного вапна, активним компонентом якого є гіпохлорит кальцію Са(ОС1)г, може бути допущено лише на станціях малої (до 3 тис. м3/добу) продуктивності.
Технічна хлорова вапно містить 25-30% активного хлору.
В результаті введення у воду хлорного вапна, як і при введенні в неї хлору, виходять хлорноватиста кислота НОС1 і гіпохлоритні іони ОС1
. Для приготування розчину хлорного вапна застосовують установку, аналогічну установці, в якій проводиться приготування коагулянту. До її складу входять баки, куди засипають хлорне вапно і додають воду. Вапняне молоко надходить у робочі баки, де готується розчин концентрацією до 1-2%. Під час приготування розчину він перемішується механічними мішалками. З робочих баків хлорна вода через дозувальні пристрої вводиться в воду, що дезінфікується.