Способ обеззараживания питьевой воды

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик р 11988778(3М, Кл,з с присоединением заявки Мо -С 02 Р 1/76 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий;Трудового Красного Знамени академи)ии коммунального;хозяйства им. К.д.Памфилова и 1 -й-йфскковский орденаЛенина и ордена Трудового Красного Знайеьщ МедицинсКийинститут им, И,М.Сеченова(54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Изобретение относится к способамобеззараживания воды и может бытьиспользовано в хозяйственно-питьевомводоснабжении, в особенности при подаче воды по водоводам большой протяженности,Известен способ обеззараживанияводы с помощью хлорирования газообразным хлоромили хлорсодержащиминеорганическими веществами 1 1.Недостатками известного способаявляются повышенный расход хлора,особенно при обработке цветных вод,и кратковременность эффекта обеззараживания воды.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обеззараживания питьевойводы, включающий первичное хлорирование, обработку неорганическим коагулянтом, осветление, аммонизациюи вторичное хлорирование,Достоинствами этого способа явля"ются возможность снижения дозы хлорав ряде случаев на 25-30 и болеедлительное поддержание остаточногохлора в воде до 4-5 ч 12).Однако способ имеет недостатки,связанные с процессом аммонизации воды, например снижение бактерицидности хлора в 3-25 раэ за счет превращения его в хлорамины и необхо.димость вследствие этого увеличенийвремени контакта хлора с водой доподачи ее потребителю.Цель изобретения - повышение степени обеззараживания и стабилизацииостаточного хлора в воде,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу в качествеаммоний-хлорсодержащего реагентаиспользуют хлорированные гидантоины,содержащие хлор и аммоний в соотношении 1:1-1:2.Кроме того, в качестве хлорированных гидантоинов используют или1,3-дихлор,5-диметилгидантоин,или монохлор,5 -диметилгидантоий:или смесь вышеуказанных соединений.При этом 1,3-дихлор,5-диметилгидантоин содержит вдвое больше активного хлора, чем монохлор,5"диметилгидантоин, и при его применениивесовой расход реагента при однойи той же дозе хлора практически в2 раза меньше, т.е. в воду вводитсявдвое меньше органики и соответственно в фильтрате вдвое ниже конЗО центрация остаточных количеств ди 988778метилгидантоина. В этом случае соотношение хлора к аммонию 1;1 (молей на моль) .Однако 1, З-дихлор,5-диметилгидантоин ограничено растворим вводе - 0,1 т,е. крепость растворадля обеззараживания в пересчете нахлор не может превысить 1 г/л.Напротив монохлор,5-диметилгидантоин растворим в воде до кон"центрации 4, т.е. в 40 раз выше.При его применении соотношение хлора к аммонию увеличивается до 1:2(молей на моль), поскольку монохлор,5-диметилгидантоин содержит вдвоеменьше активного хлора. 15По этой причине при введении в воду монохлор,5-диметилгидантоинаколичество введенных органическихвеществ в пересчете на единицу хлора и содержание остаточных количеств диметилгидантоина в фильтратеудваивается по сравнению с 1,3-дихлор,5-диметилгидантоином,Таким образом, соотношение хлорак аммонию зависит от применяемогореагента и может составлять от 1."1(молей на моль) при применении 1,3-дихлор,5-диметилгидантоина до1:2 (молей на моль) при применениимонохлор,5-диметилгидантоина. Приприменении смеси этих реагентов мо- ЗОлярное отношение хлора к аммониюможет принять любое дробное значе-.ние больше 1 и меньше 2.Соответственно при этом меняетсясодержание остаточного хлора в воде, 35его окислительная способность и длительность стабилизирующего действияаммония на остаточный хлор, чтопозволяет в каждом конкретном случае,как это и требуетсяправилами эксплуатации водопроводов подобратьоптимальное соотношение хлора и ам- .мония в зависимости от содержаниясолей аммония в исходной воде, отдлины водовода, наличия промежуточных резервуаров и времени пребывания воды в них.Использование в качестве реагентадля вторичного хлорирования и стабилизации остаточного хлора 1,3-дихлор,5-диметилгидантоина (дихлорантин-ДХА) практически не снижаетбактерицидности хлора, как это свойственно аминам вообще, а органическимаминам в особенности.Это объясняется тем, что из трехвалентностей азота, входящего в состав ДХА, две связывают азот в кольцо пиридина, вследствие этого хлор,наоыщающий третью валентность азота,весьма подвижен и легко гидролизуется, образуя гипохлорит-ион.Таким образом, гипохлорит-ион,образовавшийся вследствие гидролиза,обладает бактерицидным действием,не уступающим действию гаэообраэного хлора, а оставшийся в составе ДХАхлор может диссоциировать (вследствие низкой константы диссоциации при ступенчатом гидролизе) лишьпо мере исчезновения из воды гипрохлорит-иона, т.е. при снижении в воде содержания остаточного хлора,Механизм протекания этого процесса обеспечивает длительное, втечение нескольких суток, присутствие остаточного хлора в воде при обработке ее ДХА, т.е. стабилизируетостаточный хлор в воде, что даетвоэможность использовать предлагаемый способ взамен многократного хлорирования и аммонизации воды по длиневодовода при большой его протяженности, применяемых в отдельных случаяхП р и м е р 1. Фильтрат водопроводной станции, полученный после первичного хлорирования воды перед осветлителями с взвешенным осадкомпри дозе 3 мг/л при коагуляции сернокислым алюминием при дозе 4 мг/л(АР 203), а также вторичного хлорирования воды после фильтров при дозе2.мг/л и. аммонизации при дозе0,8 мг/л, отбирают в емкости. Приэтом фильтрат характеризуется следующими показателями; температура4,5 ОС, прозрачность больше 300 смпо кресту, цветность 8 град, щелочность 2,1 мг-экв/л, рН 7,4, окисляемость 3,2 мг/л 02, общий азот0,84 мг/л, остаточный алюминий0,23 мг/л, остаточный хлор активный1,43 мг/л, общий 2,36 мг/л.Перед поступлением фильтрата врезервуар чистой воды его запах составляет 5 баллов (хлорный), а привкус - 4 балла (лекарственный).Из емкости отбирают пробы водыдля выявления динамики измененияконцентрации остаточного хлора взависимости от времени и для определения бактерицидности воды.П р и м е р 2. Фильтрат водопроводной станции, взятый после фильтров до вторичного хлорирования иаммонизации, т.е. обработанный первичной дозой хлора 3 мг/л и сернокислым алюминием в дозе 4 мг/л (АР 203),осветленный в осветлителяхс взвешенным осадком и отфильтрованный черезскорые песчаные фильтры, обрабатывают взамен вторичного хлорированиягазообразным хлором, 1,3-дихлор,5-диметилгидантоином, или монохлор,5-диметилгидантоином, или смесью1,3-дихлор,5-диметилгидантоина имонохлор,5-диметилгидантоина,Доза хлорированного гидантоина впересчете на хлор составляет 2,5 мг/л.При этоМ соотношение хлора к аммонию меняется от 1;1 (молей на моль)при применении 1,3-дихлор,5-диметилгидантоина до 1:2 (молей на моль)988778 при применении монохлор,5-диметилгидантоина. При применении смеси этих реагентов молярное отношение хлора к аммонию дробное, т.е. больше 1 и меньше 2.Качество Фильтрата, взятое для опытов до введения на станции вторичного хлора и аммиака, характеризуется следующими показателями: температура 4,5 С, прозрачность больше 300 см по кресту; цветность 7 град. 1 щелочность 2,2 мг-экв/л 1 рН 7,45; окисляемость 5,4 мг/л О, общий азот 0,16 мг/л; остаточный алюминий 0,28 мг/л; остаточный хлор отсутствует; запах и привкус 1 балл (болотный).,Влияние хлорированных гидантоинов на содержание остаточного хлора и коли-титр при вторичном обеззараживании воды показано в табл.1.Как видно из таблицы, применение хлорированных гидантоинов взамен вторичного хлорирования хлором и аммонирования аммиаком обеспечивает получение воды, отвечающей по своему качеству требованиям ГОСТ-73 по бактериологическим показателям, и содержащей остаточный хлор в течение 7 сут, в том числе в пределах 0; 8-1,2 мг/л в течение 2 сут. Таблица 1. Коли-титр и остаточный хлор в пробе воды при времени отбора, сут0 в 333 333 33 1 к 23 1 у 20 1 ю 2 1110,17 Раствор 1,3-дихлор,5-диметилгидантоин 300 3000,76 150Ос 54 Раствор мойохлор,5-диметилгидантоина 33 333 11 1,12 ина 333 333 333 300 300 1,10 1,10 1,10 0,80 Оу 7 230 0,6 0 Реагенты для вторичного обеззараживанияРаствор смеси 1,3-дихлор"5,5-диметилгиданти монохлор,5-диметилгидантоина Это обеспечивает воэможность применения хлорированных гидантоинов для стабилизации остаточного хлора в воде. Основные расчетные параметры технико-экономической. эФФективности сведены в табл.2.Экономическая эФФективность от применения для стабилизации воды ДХА для станции 100 тыс,мз/сут по приведенным затратам составляет 2575. руб./г Таким образом, технико-экономр.- 15 ческими преимуществами предлагаемого способа являются возможность осуществления процесса вторичного хлорирования и аммонирования.воды при помощи одного реагента вместо двух, возможность .стабилизации остаточного хлора на весьма длительное время, что позволяет без дополнительного хлорирования подавать воду по трубопроводам большой протяженности. Использование предлагаемого способа наиболее полезно при использовании в условиях неэакольцованной водопроводной смеси, имеющей тупиковые участки; в том числе на сельских групповых водопроводах. 333 250 . 300 230 1111 к 12 Ок 84 0170 Оф 4 Ою 2988778 Таблица 2 Затраты Эксплуатационные раходы,руб./гСпосо асход реагентов, т/сут Капиталь- Приведенные, руб. ные, руб./г очный Годо Хлор Прототип а 4800 796,б иака ак 0,редлагамый л 0,5 9256 81 47871 мула изобретения Оч изТираж 939осударственноголам изобретенийМосква, Ж, Р Заказ 10978/29ВНИИПИпо113035 Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д, 4(5 Филиал ППП Патент, г 4 Ужгород, ул. тная 1. Способ обеззараживания питье" вой воды, включающий хлорирование, обработку неорганическим коагулянтом, осветление и обработку аммонийхлорсодержащим реагентом, о т л ич аю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени обеззараживания и стабилизации остаточного хлора в воде, в качестве аммоний-хлорсодержащего реагента используют хлорированные гидантоины, содержащие хлор и аммоний в соотношении 1:1-1:2,2.Способ по п.1, о т л и ч. а ющ и й с я тем, что в качестве хлорированных гидантоинов используют или1,3-дихлор,5-диметилгидантоин,или монохлор,5"диметилгидантоин,или смесь вышеуказанных соединений,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Клячко В.А., Апельцин И.Э.истка природных вод. М., Стройдат,.1971, с. 288-316.2. Черкинский С,Н, Руководствопо гигиене водоснабжения, М.,Медицина, 1975, с. 155-161.