Хлорирование воды (стр. 2 из 2)

Количество хлора, расходуемого на окисление примесей воды, называется хлоропоглощаемостью, которая определяется как разница между количеством введенного хлора и его концентрацией в воде через 30 мин контакта.

К числу производных хлора, используемых при обеззараживании, относят: гипохлориты натрия (NaClO*5H20), кальция [Са(С10)2], хлорит натрия (NaClO2), оксид хлора СlO2.

Гипохлорит натрия получают электролизом раствора поваренной соли в электролизере без диафрагмы. При этом вначале выделяются: на аноде — хлор, а на катоде — едкий натрий, которые взаимодействуя образуют гипохлорит натрия.

Гипохлорит кальция — стойкое вещество в виде белого порошка, содержащего до 90% продукта. Одним из способов получения является насыщение хлором водной суспензии гидроксида кальция при температуре 25—30 "С. Содержание активного хлора в гипохлорите кальция достигает 72% в зависимости от способа его получения.

Хлорит натрия — сильный окислитель, в твердом состоянии — негорюч и не самовоспламеняем. Его растворимость в0оде ПРИ 5 "С — 340, а при 60 °С — 550 г/л. При рН=2 он разлагается с образованием оксида хлора(IV) и соляной кис- доты, при рН около 4 разложение замедляется, а при рН=7 он не разлагается. Его широко используют для получения оксида хлора (IV). Оксид хлора (IV)— зеленовато-желтый газ с резким запахом, легко взрывается от электрической искры, при солнечном освещении и при нагревании свыше 60ºС. Взрывоопасен в обычных условиях при контакте со многими органическими веществами (нефть, бензин и пр.). Его окислительный потенциал в кислой среде 1,5 В. Растворимость оксида хлора (IV) в воде при 25°С — 81,06, а при 40 °С — 51,4 г/л. Его водные растворы имеют более интенсивную окраску по сравнению с хлорной водой. На водоочистных комплексах оксид хлора (IV) можно получать взаимодействием хлорита натрия и хлора или с разбавленной соляной кислотой, либо озоном. Он обладает более высоким бактерицидным и дезодорирующим действием, чем хлор. Присутствие в воде аммонийных солей не влияет на его окислительные свойства. При обработке вод, содержащих фенолы, не возникают хлорфенольные запахи, так как фенол практически полностью окисляется оксидом хлора(IV) до малеиновой кислоты и хинона, не имеющих в малых концентрациях запаха и привкуса.

Скорость процесса обеззараживания воды хлором и его производными определяется кинетикой диффузии оксиданта внутрь клетки и интенсивностью отмирания клеток вследствие нарушения метаболизма (обмена веществ). С ростом концентрации хлора в воде, повышением ее температуры и переводом его в сравнительно легко диффундирующую, недиссоциированную форму скорость процесса обеззараживания возрастает.

Бактерицидное действие хлора уменьшается с повышением рН воды. Поэтому обеззараживание воды хлором следует производить по возможности при более высоких температурах и низких значениях рН (до ввода щелочных реагентов). Содержащиеся в воде органические примеси, способные к окислению, восстановители, коллоидные и диспергированные вещества, обволакивающие бактерии, тормозят процесс обеззараживания воды.

Для дозирования в воду хлора, аммиака и сернистого газа (при дехлорировании) применяют вакуумные газодозаторы системы ЛОНИИ-100 (рис. 14.5) и системы Л. А. Кульского (рис. 14.6). Из баллонов, установленных на специальные весы (для контроля за расходом хлора), жидкий хлор передается в Промежуточный баллон, где происходит его испарение и отделение загрязняющих хлор примесей. Далее уже газообразный хлор проходит через фильтр со стекловатой (для окончательной очистки хлор-газа) и через понижающий давление редуктор. Степень понижения давления фиксируется двумя манометрами, установленными до и после редукционного клапана. С помощью диафрагмы создается перепад давлений, который служит импульсом для работы измерителя расхода хлора. Затем хлор, поступая в смеситель, смешивается с водопроводной водой, образуя хлорную воду, которая засасывается эжектором и отводится по назначению.

Рис. 14.5. Вакуумный хлоратор ЛОНИИ-100.

1 — промежуточный баллон; 2 — фильтр со стекловатой;3— редукционный клапан для снижения давления хлор-газа; 4— манометр; 5 — измерительная диафрагма; 6 — ротаметр; 7 — смеситель; 8 — подача водопроводной воды; 9 — эжектор, создающий разряжение в хлораторе; 10 — отвод хлорной воды на дозирование; 11 — весы; 12 — баллон с хлором

вода хлорирование обеззараживание газодозатор

Вакуумные хлораторы системы Л. А. Кульского показаны на рис. 14.6 — хлоратор ЛК-11 средней производительности (рис. 14.6,а) для расхода хлора в пределах 0,5 ... 4,5 кг/ч и хлоратор ЛК-10 малой производительности (рис. 14.6,6), рассчитанный на расход хлора в пределах 40 ... 800 г/ч.

Количество резервных хлораторов на одну точку ввода рекомендуется принимать: при 1 ... 2 рабочих хлораторах — один резервный, при более двух — 2. Допускается предусматривать общие резервные хлораторы для предварительного и вторичного хлорирования воды.

С одного стандартного баллона при обычной комнатной температуре можно получить не более 0,5... 0,7 кг/ч хлор-газа. Поэтому на крупных водоочистных комплексах с большим расходом хлора для увеличения съема хлора прибегают к специальному обогреву баллонов (теплой водой или подогретым воздухом при температуре 10... 30°С). Испаритель оборудуют устройствами для контроля температуры воды и давления хлора и воды. На водоочистных комплексах большой производительности применяют бочки, величина съема хлора с которых на 1 м2 составляет около 3 кг/ч, при комнатной температуре.

Учитывая, что хлор является отравляющим газом, при проектировании хлораторных установок следует предусматривать необходимые меры, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала.

К числу этих мер относятся: наличие двух выходов из хлораторной, расположение хлораторной на первом этаже; наличие приточно-вытяжной вентиляции с устройством вытяжки в наиболее низкой части хлораторной, в месте, противоположном от входа в хлораторную; устройство электроосвещения с газозащитной герметической аппаратурой; наличие тамбура с размещением в нем спецодежды и противогазов, а также устройств для включения и выключения вентиляции и освещения.

При хлорировании воды отстоенным раствором хлорной извести крепостью 1 ... 1,5% его приготавливают таким же способом, как и раствор коагулянта. Аналогичные устройства служат и для дозирования раствора. Ввиду сильного коррозионного действия раствора хлорной извести баки для его приготовления следует применять деревянные, пластмассовые или железобетонные, а арматуру и трубы, — из полиэтилена или винипласта. Объем растворных баков, м3, определяют по формуле

где Q— расчетный расход воды, м3/ч; n= 12 ... 24 ч — количество часов, на которое заготавливается раствор хлорной извести; Дхл. :— принятая доза активного хлора, мг/л; bхл.и=1.....2 — концентрация раствора хлорной извести, %; С=25... ... 30 — содержание активного хлора в продажной хлорной извести, %; р=1 — плотность раствора хлорной извести, т/м3.

Литература

Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М.,

Стройиздат, 1994 г.

Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М., 1984.

Аюкаев Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих

материалов для очистки воды. Л., 1985.

Вейцер Ю. М., Мииц Д. М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.

Егоров А. И. Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.

Журба М. Г. Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.