Amin Abdulfattah Ahmad Amin
Clorarea este metoda cea mai comună și practic non-alternativă de dezinfecție a apei în sistemul de alimentare cu apă din Bagdad. În acest sens, se pune problema reglementării conținutului de trihalometani (TGM) în apa de băut. Cercetările au stabilit că o parte semnificativă THM se formează în procesul de transportare a apei de-a lungul conductelor de apă, concentrația TGM tinde să crească pe măsură ce distanța de la stațiile de epurare a apelor uzate în sistemul de distribuție a apei și este exprimat prin relația cu cantitatea de clor rezidual liber în apă. Se arată că cel mai eficient mod de a rezolva problema formării TGM într-o rețea de apă este Bagdadul utilizarea dioxidului de clor.
Cuvinte cheie: rețea de alimentare cu apă, dioxid de clor, dezinfecție, apă potabilă, sistem de alimentare cu apă, trihalometani
Fig. 1 - Concentrațiile Range TGM4 și valorile lor medii la diferite puncte de sistem de distribuție Karkhu (1, 2) și Rasafa (3, 4) într-o vară (1, 3) și de iarnă (2, 4)
În tabel. 1 și în fig. 1 prezintă date privind concentrația THM în diferite puncte din cele două sisteme de alimentare cu apă supuse investigației. robinet Temperatura apei a variat de la 18,5 ° C la punctul de pornire până la 22 ° C, în punctele de iarnă și de capăt, respectiv, de la 30 până la 32,5 ° C în timpul verii. Din aceste date se poate observa că, în timpul iernii valorile TGM4 nu depășesc standardul de 40 ug / l, în regulamentele menționate etapa II [10] concentrații, cu excepția punctului sistemului de Rasafa cel mai îndepărtat, după cum sa observat la toate punctele de peste rețea în timpul verii. Standardul de 80 μg / l specificat în prima etapă a regulamentului [9] a fost respectat în toate anotimpurile anului.
Tabelul nr. 1
Concentrarea TGM4 (μg / l) în diferite puncte ale sistemului de distribuție din raioanele Karja și Rasafa
Sistemul de distribuție Karch
În Fig. 2 prezintă dependența concentrației clorului rezidual TGM4 și distanța dintre localizarea stației de eșantionare și un sistem de tratare a apei pentru apa Rasafa si Al Karkhu. Distanta de la stația de epurare a apei nu este conectat direct cu un timp de staționare a apei în rețea și, respectiv, cu timpul contactului clorului cu substanțe organice, astfel încât să definească „vârsta“ a apei a fost aleasă valoarea de clor rezidual în apa de la robinet [11].
b)
Fig. 2. - Dependența concentrației TGM4 și a clorului rezidual pe distanța dintre punctul de distribuție inițial al apei și punctul de distribuție final (vara și iarna): a - Karkh; b - Rasafa
In toate anotimpurile TGM4 observată o creștere a concentrației clorului rezidual odată cu scăderea concentrației odată cu creșterea distanței de la punctul inițial de distribuție a apei și creșterea timpului de contact al clorului liber și substanța organică, și care este susținută de studii teoretice [12]. În medie, aproximativ 30-38% din nivelul total al TGM4 se formează în cursul mișcării apei prin rețeaua de alimentare cu apă.
În timpul verii, se observă un nivel mai ridicat de THM, deoarece la o temperatură mai ridicată crește rata de interacțiune a clorului liber cu materia organică. Rata de creștere a concentrației de TGM4 în timpul verii a fost, de asemenea, mai mare (de 1,3-1,4 ori) decât în timpul iernii. Esențial pentru formarea THM este doza de clor, care în sezonul cald este de obicei crescută din cauza riscului crescut de contaminare a apei microbiologice repetate. Studiile arată că cantitatea de compuși organoclorurați formată este direct proporțională cu doza de clor injectată [6, 13]. Această tendință se observă și în cazul instalațiilor de tratare a apei din Bagdad: o creștere a dozei de clor în vara cu 20% a afectat imediat nivelul THM la începutul rețelei. Coeficientul de corelație între cantitatea de clor rezidual și concentrația de TGM4 a fost -0,83 ... -0,98.
În Fig. 3 prezintă concentrația celor patru principali compuși organoclorici (CHCI3, CHCI2Br, CHBr2CI, CHBr3) în sistemul de apă Karkh și Fig. 4 - valorile medii ale concentrației compușilor de organoclorură de bază pentru toate BOC investigate. Graficele arată că procentul de compuși bromici (CHCI2Br, CHBr2Cl și CHBr3) reprezintă aproximativ trei pătrimi din numărul total de compuși organoclorici. Cel mai probabil, acest lucru se datorează prezenței bromurilor în sursele de apă, ceea ce crește concentrația compușilor bromurați ai THM la toate stațiile de epurare a apelor reziduale din Bagdad, iar cea mai mare în Karkha [14].
Fig. 3. - Modificarea conținutului compușilor de organoclorură de bază vara, în funcție de distanța dintre punctul de distribuție inițial al apei și punctul de distribuție final în sistemul Karkha
Fig. 4. - Schimbarea conținutului principalelor compuși organoclorurați pe toate BOC investigate în perioada de vară
Principala sursă de formare a compușilor halogeni-organici în apa potabilă clorurată este substanțele organice conținute în aceasta. Una dintre metodele eficiente de reducere a formării trihalometanilor în procesul de clorurare este îndepărtarea componentelor organice din apă în stadiul inițial de purificare a apei. Cu toate acestea, cea mai mare cantitate de compuși organoclorurați se formează în apă în timpul clorinării primare, înainte de eliminarea contaminării. Prin urmare, metodele tradiționale pentru rezolvarea problemei creșterii conținutului de THM în apa de băut urmează să înlocuiască clorurarea cu ozonizarea și utilizarea tratamentului de sorbție a apei. Cu toate acestea, lipsa tehnologiei de sorbție a ozonului reprezintă costul ridicat al implementării sale, atât capital, cât și operațional.
În prezent, se dezvoltă noi metode de dezinfecție a apei, bazate pe combinarea tratării cu ultrasunete și cavitație a apei cu ultraviolet sau ozon, utilizarea descărcărilor electrice și altele asemenea. [15]. Astfel, oamenii de știință chinezi au dezvoltat un catalizator fotochimic cu nanoparticule de paladiu, care, atunci când este expus la lumină chiar și obișnuită, are un efect extrem de ridicat de dezinfectare [16]. Din păcate, toate aceste metode nu au efecte adverse, ceea ce impune restricții asupra scopului aplicării lor. O excepție rară în acest caz sunt preparatele pe bază de clorhidrat de polhexametilenguanidină - biocide de acțiune neoxidativă, care își păstrează eficiența pentru o lungă perioadă de timp [17].
Una dintre soluțiile eficiente la problema formării THM poate fi utilizarea dioxidului de clor. Dioxidul de clor (ClO2) este utilizat în domeniul preparării apei pentru dezinfecția sa, în timp ce simultan realizează procese oxidative. Când dioxidul de clor se dizolvă în apă, se formează acizi de clorură (HClO2) și clor (HClO3). Clorurile (ClO3 -) au o capacitate puternică de oxidare, de câteva ori mai mare decât capacitatea de oxidare a acidului hipoclor (HClO) și a ionilor hipoclorit, formați în apă folosind clor lichid și hipoclorit de sodiu sau de calciu.
Utilizarea dioxidului de clor practic elimină complet formarea de trihalometani [18]. Acest lucru se datorează faptului că în prezența dioxidului de clor în apa de băut nu există reacții de clorurare. Substanțele care provoacă un miros și un gust neplăcut de apă, de exemplu, fenolii și produsele lor de dezintegrare, sunt oxidate cu dioxid de clor și transformate în substanțe neutre la gust și miros, ceea ce îmbunătățește în mod semnificativ calitatea apei potabile.
Rata de distrugere a microorganismelor de dioxidul de clor crește odată cu creșterea pH-ului. Dioxidul de clor nu reacționează cu amoniacul și compușii săi. Aceasta este o diferență semnificativă de hipoclorit, care formează cloramine cu amoniu, care au un efect negativ asupra dezinfecției și gustului apei tratate.
Dioxidul de clor este foarte stabil în apă. După ce absorbția se termină, excesul este reținut pentru o perioadă lungă de timp, ceea ce este important în condițiile unei rețele extinse de conducte și rezervoare pentru a preveni în mod eficient re-contaminarea apei.
În tabel. 2 prezintă rezultatele comparării tratării râului Tigris cu hipocloritul de calciu și dioxidul de clor. Studiile au fost efectuate la doza maximă posibilă de 0,4 mg / l, la care dioxidul de clor formează subproduse de oxidare în cantități sigure [18].
Tabelul 3
Formarea trihalometanelor în dezinfecția apei cu hipoclorit de calciu și dioxid de clor
Concentrația trihalometanilor, mg / l
Luând în considerare particularitățile proprietăților fizice și fizico-chimice, dioxidul de clor se prepară numai sub formă de soluții apoase la locul de utilizare, cu ajutorul instrumentelor speciale. Dioxidul de clor este produs din clorit de sodiu (NaClO2) și clor (Cl2) sau din clorit de sodiu și acid, de preferință acid clorhidric.
Cantitatea maximă indicelui rezidual de dezinfectant in apa este tratată cu standardele rusești clorit la 0,2 mg / l [19] și 0,8 mg / l - dioxid de clor în standardele SUA [9].
Referințe:
Trimiteți-le prietenilor: