Юрий Новиков - Вода и жизнь на Земле
На водопроводные станции хлор поступает, как правило, в металлических баллонах в сжиженном состояний под давлением. Стандартные баллоны содержат 25–40 и 100 кг жидкого хлора. Хлор можно вводить в виде газа или хлорной воды. На водопроводных станциях хлор обычно добавляют в виде хлорной воды, чтобы уменьшить коррозионное действие хлора на трубы вблизи места его введения. Дозируют хлор специальные газодозаторы, называемые хлораторами.
В соответствии с планом Московский машиностроительный завод «Коммунальник» при Академии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова освоил выпуск агрегатов для приготовления гипохлорита натрия — вещества, широко применяемого для обеззараживания и очистки воды. В отличие от жидкого хлора гипохлорит натрия несложно хранить, он прост в обращении, и производство его обходится гораздо дешевле. Гипохлорит натрия можно получать из раствора поваренной соли путем электролиза. Отсюда и название агрегата — электролизер.
Электролизер нового типа способен за сутки вырабатывать 25 кг активного хлора. Это значительно больше, чем давали аналогичные установки старого образца. Кроме того, принцип устройства позволяет также использовать его для непроточных водоемов: устанавливать в бассейнах, цехах, имеющих гальванические ванны, на животноводческих фермах, птицефабриках, предприятиях мясомолочной промышленности.
На небольших водопроводах для хлорирования используют хлорную известь. Об эффективном обеззараживании свидетельствует концентрация остаточного свободного хлора в воде не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л при контакте не менее 30 мин.
В поисках более удобного способа обеззараживания питьевой воды ученые уже давно обратили внимание на озон — газ, который, как и хлор, является сильнейшим окислителем, а следовательно, и сильнейшим обеззараживающим средством. Микроорганизмы под его воздействием быстро гибнут. Это свойство не теряется и при растворении газа: достаточно ничтожной доли озона, чтобы все бактерии в воде были уничтожены. А раз так, нельзя ли применить озон для дезинфекции питьевой воды и может ли он конкурировать с хлором, когда речь идет о чистоте питьевой воды?
Оказалось, что может, и очень успешно. Микробиологи исследовали один из самых опасных вирусов — вирус полиомиелита. Выяснилось, что этот вирус погибает уже через 2 мин, если в 1 л воды растворить 0,5 мг озона. Доза ничтожная! А хлор справляется с этим весьма жизнестойким микробом только за 3 часа. Если же увеличить концентрацию озона, то абсолютно все виды бактерий погибают в течение минуты.
Но уничтожить микроорганизмы мало. Надо, чтобы питьевая вода была светлой и прозрачной. Озон обесцвечивает воду в 15–30 раз быстрее, чем хлор. К тому же озона требуется в несколько раз меньше. Попутно выяснилась и еще одна способность озона: он придает воде отчетливый голубой оттенок. Хлор и здесь явно проигрывает. Он окрашивает воду в не совсем приятный зеленовато-желтый цвет. Озон уничтожает также все запахи и привкусы речной воды.
Небольшие озонаторные установки испытывались в Донбассе, Ярославле, Челябинске и Горьком.
В Москве на Восточной водопроводной станции введена в строй первая очередь крупнейшей в мире озонаторной установки. Она способна очищать за сутки 1,2 млн. м3 питьевой воды. Восточная водопроводная станция обрабатывает волжскую воду, отличающуюся малой мутностью, относительно высокой цветностью, периодически возникающими запахами и привкусами высокой интенсивности. Как показали длительные исследования, выполненные в лабораторных и полупроизводственных условиях, присущие волжской воде; физико-химические, бактериологические и органолептические свойства могут быть с наибольшей эффективностью доведены до требуемых значений путем обработки воды озоном. Все это и послужило основанием для сооружения первой в нашей стране крупной озонаторной установки.
Озонаторная установка разместилась в трех зданиях. В одном из них находятся компрессоры, которые забирают из атмосферы около 10 тыс. м3 воздуха. Он очищается от пыли, охлаждается и избавляется от влаги, затем по трубам поступает на верхний этаж, где в просторном зале в два ряда стоят 18 озонаторов.
Эти аппараты из нержавеющей стали по форме напоминают цистерны. В них под воздействием электрических зарядов высокого напряжения вырабатывается озон. В час они дают 200 кг озона, который в смеси с воздухом идет на обработку воды.
При принятой технологической схеме вода обрабатывается озоном перед очистными сооружениями и обеззараживается после фильтров. В первом случае доза составляет 3 мг/л, во втором — 1 мг/л. Поэтому установка состоит из первичного и вторичного блоков. Общая производительность всей установки составляет 200 кг/ч озона, в том числе 150 кг/ч — для первичного озонирования и50 кг/ч — для вторичного. Производительность одного озонатора достаточно велика — 8,3 кг/ч.
Первичное озонирование происходит следующим образом. Вода, поступающая на обработку из водоемов первого подъема через распределительную камеру, направляется в смесительные бассейны. Озоно-воздушная смесь проходит через отверстия в пористых трубах и в виде мелких пузырьков поднимается вверх по всей площади бассейна, через 4-метровый слой воды. При этом в течение 10–12 мин озон находится в контакте с водой. Обработанная озоном вода теряет желтый цвет, неприятный вкус и запах. Затем она возвращается в распределительные камеры и по трубам идет уже в обычные очистные сооружения, где отстаивается и фильтруется.
Смесительные бассейны блока вторичного озонироваиия (всего их шесть) разделены поперечными струенаправляющими перегородками на три отсека. Во время обработки часть озона входит в контакт с водой и скапливается над ее поверхностью, под перекрытием этих бассейнов.
Озонаторная установка отличается высоким уровнем автоматизации. Автоматика контролирует содержание озона в воде и воздухе на всех этапах получения, транспортирования и обработки воды.
Жители Куйбышевского, Бауманского, Первомайского, Сокольнического, Волгоградского, Ждановского, Перовского, Пролетарского районов Москвы по достоинству оценили качество обработанной озоном воды. Эта вода не уступает по своим качествам ключевой.
Ультрафиолетовое, излучение, используемое на водопроводных станциях для обеззараживания воды, весьма эффективно и перспективно в связи с разработкой новых мощных источников излучения. При использовании ультрафиолетовых лучей в воду не вводятся посторонние вещества, не изменяются ее физико-химические и органолептические свойства. Установки для обеззараживания воды компактны, сравнительно просты в эксплуатации и легко могут быть автоматизированы. Для этого вида обеззараживания не требуются контактные емкости. Однако обеззараживать ультрафиолетовым излучением можно только воду, обладающую малой цветностью и не содержащую коллоидных и взвешенных веществ, которые поглощают и рассеивают ультрафиолетовые лучи. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.
Московская вода по вкусовым качествам считается одной из лучших в мире.
За качеством воды установлен строгий контроль. Ее тщательно проверяют и в месте природного источника, и в процессе обработки, и перед поступлением в водопроводную сеть. Прежде чем подать воду в наш дом, ее отстаивают и фильтруют, обеззараживают, если надо, умягчают, осветляют, избавляют от запахов.
С ростом населения потребность в питьевой воде в различных странах мира резко возрастает. Ученые разрабатывают методы получения пресной воды из морской или из солоноватой воды.
В мире уже; эксплуатируется более 800 опреснителей, которые ежесуточно вырабатывают 1,7 млн. м3 пресной воды, 90 % которой расходуется на питьевые нужды. В нашей стране опресненной водой снабжается г. Шевченко с населением около 80 тыс., расположенный на п-ове Мангышлак, который таит в своих недрах природные ресурсы, но не имеет источников пресной воды. Город вырос на берегу Каспия на краю безводной пустыни. После изучения и проработки различных вариантов водоснабжения полуострова наиболее целесообразным и экономичным был признан вариант опреснения воды из Каспийского моря.
Город Шевченко — это единственный в стране и один из немногих крупных городов мира, который полностью живет на опресненной воде. Город еще очень молод, хотя и стал областным центром. При его проектировании и строительстве использовано все лучшее и передовое. Шевченко не только застроен великолепными современными многоэтажными зданиями, но имеет продуманную и совершенную систему водоснабжения. В городе проложены три водопроводные линии. По первой подается только питьевая вода, по второй — менее качественная техническая вода для ванных комнат и полива зеленых насаждений, по третьей — морская вода для канализации. Благодаря такой разумной и экономной системе водоснабжения каждый житель Шевченко расходует столько же воды, сколько жители таких крупных городов, как Москва, Ленинград и Киев.
