 |
|
Научный руководитель: доцент Забелина Г.А.
Обеззараживание сточных вод
Лесовских А.Ю.
Научный руководитель: доцент Забелина Г.А.
ГОУ ВПО <Сибирский государственный индустриальный университет>
г. Новокузнецк
Обеззараживание сточных вод перед сбросом в водоем необходимо проводить с целью предотвращения гибели всего живого в них, а также обеспечение нормальной эпидемиологических условий при использовании воды водоемов населением.
В настоящее время применяют следующие основные методы дезинфекции сточных вод – смотреть таблицу №1
Таблица 1— Применяемые методы обеззараживания
| Технология | Преимущества | Проблемы |
| Хлорирование | Относительно недорогая. Широко используется. | Образование побочных продуктов. Неприятный привкус. Неэффективна против отдельных микроорганизмов и спор, например, Cryptosporidium и Giardia. |
| Озонирование | Эффективная. Используется в ряде отраслей. | Дорогая, много скрытых затрат. Сложности в использовании. |
| Мембранная технология | Надежная. | Очень высокие капитальные издержки и потребление энергии. Требует регулярного обслуживания. Инактивирует микробы только выше определенного порога. |
| Ультрафиолетовое облучение | Безопасна для окружающей среды. В настоящее время находит широкое распространение. | Эффективность в пределах 1-3 log*. Проблемы в обслуживании – отложения и загрязнения кварцевых рукавов. Сложности контроля и управления. * - логарифмическая шкала: 1 log – 90% дезактивации микроорганизмов, 3 log – 99,9% |
Воздействие УФ-излучения С-диапазона (длина волн 200 – 280 нм) приводит к биохимическим изменениям, летальным для организмов. Поглощение УФ-излучения пиримидиновой основой ДНК и РНК является причиной фотохимическихреакций, в результате которых формируются химические связи между соседними основаниями. Эти связи прерывают репликацию генетического материала, таким образом, прекращая размножение микроорганизмов. Облученные микроорганизмы деактивируются и становятся непатогенными.. Кроме того, в результате действия УФ-излучения в сточной воде реализуется ряд радикальных реакций, в которые вовлекаются не только легко -, но и трудноокисляемые вещества, что способствует дополнительной очистке сточных вод. К тому же в отличие от хлорного хозяйства уф-обеззараживание является не только экологически чистым, так же его аппаратурно-технологическое оформление является более простым (не требуется реагентного хозяйства, расходного склада), что в некоторых случаях приводит к экономическим выгодам по сравнению с хлорированием.
Исследования на модельной воде, зараженной вирусами выявили, что после облучения дозой 25 мДж/см2 и выше энтеровирусы в исследуемой воде не выделяются. Такая же доза облучения обеспечивала 80-процентное снижение инвазионности ооцист криптоспоридий (у одного животного из пяти было выявлено заражение) и полное отсутствие инвазионных свойств цист лямблий. Стабильное отсутствие заражения паразитарными патогенами наблюдалось после облучения дозой 45 мДж/см2. В исследованиях оценивалось влияние эффективной УФ-дозы, на имеющиеся в воде побочные продукты хлорирования, а также на возможность образования новых продуктов. В воде до и после облучения обнаруживались только некоторые хлорорганические соединения (Рис.2)
Рис.2 Концентрация хлорорганических соединений
Результаты по общему микробному числу представлены на рис. 3
Рис.3 Эффективность обеззараживания сточных вод
Значения доз облучения, необходимых для инактивации 99,9% микроорганизмов приведены в таблице 2.
Таблица 2— Дозы ультрафиолетового облучения
| Вид микроорганизма | Вид вызываемого заболевания | Необходимая доза ультрафиолета в мДж/см2 для уровня инактивации 99.9% |
| Escherichia coli | Острые кишечные заболевания (ОКЗ) | 6,0 |
| Proteus vulgaris | ОКЗ | 7,8 |
| Pseudom. aeruginosa | ОКЗ, коньюктивиты, отиты | 10,5 |
| Salmonella enteritidis | Сальмонеллезы | 7,6 |
| Salmonella paratyphy | ОКЗ | 6,1 |
| Salmonella typhosa | Брюшной тиф | 7.5 |
| Shigella flexneri | Дизентерия | 5,2 |
| Shigella dysenteriae | Дизентерия | 8.8 |
| Vibrio cholerae | Холера | 6,5 |
| Mycobacterium tuberculisis | Туберкулез | 10,0 |
| Virus Poliomyelitis | Полиомиелит | 6,0 |
| Hepatitis virus | Вирусный гепатит А | 11,0 |
В зависимости от режима отведения сточных вод различают корпусные (напорные) и лотковые (самотечные) установки. Перспективность использования лотковых систем Уф-обеззараживания обусловлена тем, что на большинстве очистных сооружений канализации режим отведения стоков является самотечным. К 2000 г. в мировой практике уже применялись лотковые системы производительностью до 1,2 млн.м 3/сут (50 тыс. м 3/ч).
Лотковые установки с горизонтальным размещением ламп эксплуатируются в России с конца 1990-х годов (очистные сооружения в Москве – в южном Бутове и Зеленограде общей производительностью 220 тыс. м 3/сут).
Лотковые УФ-системы состоят из ламповых блоков (модулей), устанавливаемых в лотках, системы механической очистки и системы регулирования уровня воды в лотке. Модули могут иметь различное число ламп, расположенных вертикально или горизонтально (рис.4). Модули устанавливаются в поперечном сечении лотка и образуют секции. В одном лотке может быть несколько последовательных секций, число которых ограничивается допустимыми потерями напора.
. Рис. 4 УФ-модуль с горизонтально расположенными лампами.
Для УФ-оборудования лоткового типа требуется только строительство лотка и помещение контейнерного типа для шкафа управления. Движение воды в лотках может быть как продольным (рис.5) так и поперечным (рис.6)
Рис.5 Продольное движение Рис.6 Поперечное движение
воды в лотке воды в лотке