CC BY
14
Доц. Л. Г. ЖИТОМИРСКИЙ (Ростов-на-Дону)
К вопросу о времени контакта при хлорировании сточных вод1
Лаборатория Ростовского-на-Дону треста «Водоканэлизация». Зав. лабораторией
Л. Г. Житомирский
В связи с проектируемым хлорированием неочй^енных сточных вод Ростовской н/Д канализации перед спуском их в р. Дон возник вопрос о том, какой продолжительности контакт сточной жидкости с хлором может обеспечить выполнение санитарных правил НКЗдра-ва относительно уменьшения числа бактерий в сточной жидкости после хлорирования. Согласно этим правилам (п. 9) достаточно эфе-ктивным уменьшением количества бактерий в сточной жидкости после ее хлорирования может считаться уменьшение их числа на 99% и во всяком случае не ниже 95%. В связи с этим требованием санитарные правила (п. 15) рекомендуют контакт сточной жидкости с хлором не менее 1—-2 часов.
Территория, отведенная в Ростове н/Д под строительство станции хлорирования, расположена на берегу реки в месте выхода выводного коллектора канализации. По своим размерам она недостаточна даже для сооружения резервуаров, рассчитанных на 1-часовой контакт сточной жидкости с хлором, т. е. на тот минимальный по продолжительности контакт, который указан в упомянутых правилах НКЗдрава. В связи с этим обстоятельством нам было поручено поставить экспериментальное хлорирование сточной жидкости в лабораторных условиях, чтобы определить минимально необходимую продолжительность контакта.. Это исследование было проведено нами в виде 4 циклов хлорирования, результаты которого приводятся ниже.
Сточная жидкость отбиралась из последнего смотрового колодца на выводном коллекторе в части наибольшей ее концентрации. Средняя проба ее составляла 12—15 л. В лаборатории сточная жидкость переливалась при энергичном перемешивании в литровые бутылки, в которых и производилось хлорирование. Для хлорирования употреблялась хлорная вода, приготовленная из хлор-газа, взятого в дозах 15, 20, 25 и 30 мг/л. Контакт в 1-м цикле хлорирования продолжался 15, 20, 30 мин. и 1 час, в следующих циклах—15, 20, 25 и 30 мин. После введения хлора проба встряхивалась 50 раз в течение 30 сек., что должно было грубо соответствовать смешению сточной жидкости с хлором в запроектированном смесителе с механическим смешиванием.
В сырой сточной жидкости определялось число бактерий в 1 см3, соН-титр и взвешенные вещества. В хлорированной сточной жидкости после соответствующего контакта определялось число бактерий в 1 см3 и соН-титр, причем в 1-м цикле соП-титр определялся при всех принятых в эксперименте дозах и контактах, а в следующих циклах — при всех дозах и 30-минутном контакте и при дозе 20 мг/л
1 Редакция подчеркивает, что автор недооценивает значения взвешенных ве-
ществ в сточных водах. Вопросам очистки их хлорированием сточных вод ре-
дакция предполагает посвятить еще ряд статей.
Результаты хлорирования
Дата отбора Бактериальный состав
пробы Количество бактерий в 1 см3 Coli-титр
13. XI 1934 г. 890 000 0,00001
в 1 час дня
Р е з у л ь т а т ы
\ Контакт \ Доза хлора \ 15 мг/л 2и мг/л
t и га \о СО' g ОнО «s- % задерж. бактерий Coli-титр Coli-индекс % задерж. В. coli Колич. бактерий в 1 см:! % задерж. бактерий Coli-титр Coli-индекс % задерж. В coli
15 мин. . . 2150 99,76 1,0 1 Прак- 680 99,92 1,0 1 Практи-
20 » ... 570 99,94 1,0 1 . тиче- 590 99,93 1,0 1 чески
30 » ... 540 99,94 10 0,1 ски 420 99,95 1,0 1
1 час . . . 378 99,96 100 0,01 100 77 99,99 10,0 0,1 100
Остаточный •
хлор через 1 час . . ( Н е т пет
Результаты хлорирования
Бактериальный состав
Среднее число бактерий в 1 598 750 1 cm'J
Р е з у л ь т а т ы
"" \ Контакт 15 мг/л 20 мг/л
Доза хлора Колич. бактерий в 1 см3 % задержки бактерий Coli-ин-декс % задержки В. coli Колич. бактерий в 1 см'з % задержки бактерий Coli-ин-декс
15 мин ...... 13 460 99,16 _ _ 14,695 99,08
20 » ...... 3 890 99,75 — 2,800 99,83 50
25 » ...... 4 690 99,71 — 1,850 99,88 —.
30 » ...... 2 935 99,82 275 99,64 , 1 ■ 1,255 99,92 50
Таблица 1
сточной жидкости (1-й цикл)
сточной жидкости
СоН-индекс Взвешенные вещества в мг/л
100 ООО 767,5 мг/л
хлор и р о в а н и я
25 мг/л 30 мг/л
Колич. бактерий в I 1 см3 % задерж. бактерий о, н к е^ о О о м й) Ч 2 • ■о и м ■ с. о___ сз О т о | Колич. бак-| терий в 1 1 СМ3 | % задерж. | бактерий СоН-титр СоН-индекс ■ '" % задерж. В. со1:
455 99,95 0,1 10 99,99 390 99,96 100 0,01 Практ '-
780 99,91 10 0,1 ( практи- 600 99,93 10 0,1 чески
360 9^,96 10 0,1 чески 250 99,97 100 0,01
74 99,99 10 0,1 100) 51 99,99 100 0,01 100
1 дач»®® Нет 1,16 мг/л
Таблица 2
сточной жидкости (средние значения по 4 циклам)
сточной жидкости
Средний соН-индекс 77 500
хлорирования У * :
25 мг/л 30 мг/л
% задержки В. соЦ Колич. бактерий в 1 смг % задержки бактерий СоН-индекс V % задерж. В. соН Колич. бактерий в 1 см3 % задерж. бактерий СоН-индекс % задержки В. со1|
9 240 99,42 _, 6 570 99,59 _ —
99,94 2 270 99,80 —■ , — 2 675 99,84 — —
— 1 620 99,90 — —■' 2 525 99,85 — —
99,94 1 160 99,93 50 99,94 1 205 99,92 28 99,96
и 20-минутном контакте. Предельное разведение сточной жидкости для определения coli-титра 1 мы приняли 1 : 100 000.
Нами был поставлен ряд исследований по каждому из четырех циклов хлорирования. Полученные данные содержат характеристику сточной жидкости до и после хлорирования с указанием процента задержки бактерий (отдельно для В. coli)2.
Табл. 2 является сводной по всем 4 циклам, средние значения здесь выведены только для бактериального состава, так как этот момент имеет основное значение в разбираемом нами вопросе"'.
Из приведенных таблиц видно, что мы имели дело со сточными водами достаточно концентрированными как в отношении взвешенных веществ, так и в бактериальном отношении. При суждении об эфективности контакта сточной жидкости с хлором мы руководствовались признаком задержки бактерий в количестве не менее 99%
Из результатов, полученных в 1-м цикле хлорирования (табл. 1), видно, что такий процент задержки бактерий достигнут при 15-минутном контакте при всех дозах хлора от 15 до 30 мг/л.
Во 2-м цикле аналогичный результат получен при 20-минутном контакте. 15-минутный контакт не дал 99% задержки бактерий; это следует объяснить тем, что в данном случае сточная вода была значительно концентрированнее по количеству бактерий и по мутности, чем в 1-м цикле.
В 3-м цикле хлорирования 99% задержки бактерий было получено при 15-минутном контакте. З^есь мы имели дело со сточной -водой, разбавленной атмосферными5 водами и отличавшейся небольшой мутностью (взвешенных веществ 324 мг/л). Этим же следует объяснить, что после 30-минутного контакта мы имели значительный остаток свободного хлора. Повидимому, в этом цикле хлорирования необходимый эфект мог быть получен и при дозе хлора менее 15 мг/л и при контакте менее 15 мин.
В 4-м цикле несмотря на высокую концентрацию сточной жидкости 99% задержка бактерий получена при 15-минутном контакте при всех принятых в эксперименте дозах хлора.
Из данных сводной таблицы (табл. 2) видно, что для сточных вод ростовской канализации 15-минутный контакт при минимальной из принятых доз хлора, а именно 15 мг/л, оказался достаточным для задержки 99% бактерий.
В отношении В. coli в санитарных правилах Наркомздрава не имеется указаний—очевидно, потому, что бактерии кишечной группы • обладают небольшой устойчивостью по отношению к хлору и, стало быть процент задержки их во всяком случае не может быть ниже общего процента задержки бактерий при хлорировании. Это полностью подтверждается и нашими экспериментами — процент задержки В. coli выше общего процента задержки бактерий.
1 ¡Под соП-титром подразумевается наименьший объем исследуемой жидкости, в котором обнаруживают одну кишечную палочку; под соЦ-индексом — количество кишечных бактерий, пересчитанных с соП-титра на какой-либо объем жидкости; этот условный объем) для сточной .жидкости принят нами в 1 см3.
2 В интересах экономии места редакция помещает только две из присланных автором пяти таблиц: одну по 1-му циклу и вторую со средними данными по всем 4 циклам. , -
3 При подсчете средних значений по .первому циклу данные по 1-ча)совому
контакту не учитывались, а данные по 25-минутному контакту взяты такие же,
как и по 20-минутному.
Известно, что наиболее устойчивыми по отношению к хлору бактериями являются спороносные виды, а вся группа возбудителей кишечных инфекций относится к неспороносным бактериям. Еще Дунбар указывал, что если довести дезинфекцией уменьшение общего числа бактерий в сточных водах до 95—96%, то этим практически достигается полное уничтожение возбудителей брюшного тифа, дизентерии и холеры. Это положение Дунбара с поправкой до 99% может быть принято и нами.
Наблюдавшиеся в отдельных циклах наших экспериментов случаи небольших расхождений со средними результатами, заключавшиеся в том, что при большей дозе хлора или при более длительном контакте процент задержки бактерий бывал несколько ниже, мы объясняем тем, что при отборе пипеткой пробы для посева в нее даже при тщательном перемешивании могли попадать палочки faeces, за счет чего и получались эти незначительные расхождения.
Таблица 3
Доза хлора в мг на 1 л сточной воды Период контакта в минутах 2 | 10 | за % задержки бактерий
5,1 71 78 82
6,0 78 88 94
8,5 90 94 95
9,0 93 99 99
14,0 99 99 99,9
Какой же длительности контакт сточной жидкости с хлором требуется для достижения 99% задержки бактерий?
Мы имели дело со сточными водами, не подвергавшимися никакой очистке, и, следовательно, на основании наших данных можем судить о контакте, требуемом при хлорировании неочищенных сточных вод, с поправкой на уменьшение его сточных вод, подвергшихся предварительной механической или биологической очистке.
Из опыта хлорирования питьевых и сточных вод известно, что наибольший бактерицидный эфект падает на первые минуты после введения хлора, а затем идет уже медленное уменьшение числа бактерий. Инж. Несмеянов в своем руководстве по хлорированию питьевых и сточных вод приводит данные Фельпса по хлорированию биологически очищенных сточных вод, из которых видно, что при контакте в 15 мин. процент задержки бактерий составлял 99,83, при контакте в 1 час—99,9 и при контакте в 2 часа—99,93. Эти данные красноречивы в том отношении, что разница между результатами, полученными при 15-минутном и 2-часовом контакте, составляет всего лишь 0,1 % и что, следовательно, для данного случая достаточен был бы контакт продолжительностью в 15 мин.
Инж. Яковлев, собравший обширный материал по' хлорированию сточных вод из практики США и Германии, приводит в своей
работе таблицу (табл. 3), заимствованную им из данных одной из американских станций по хлорированию сточных вод.
Из этой таблицы видно, что суть дела не в продолжительности контакта, а в правильно подобранной дозе хлора для каждой данной сточной воды. Так, при дозе 14 мг/л оказался достаточным контакт в 2 мин. для получения 99% задержки бактерий, а при дозе 9 мг/л такой же процент задержки бактерий получен и при 10-минутном и при 30-минутном контакте, т. е. для приведенного случая требуемая длительность контакта находится между 10 и 30 мин. при дозе хлора 9—10 мг/л, и совершенно очевидно, что при дозе 5—6 мг/л желаемого результата нельзя было бы достичь и при многочасовом контакте.
Бах в результате многолетнего опыта по хлорированию сточных вод (в Германии) считает достаточным контакт в пределах между 15 и 30 мин.
Резюмируя, можно сделать вывод, что требование длительного контакта при хлорировании сточных вод неосновательно. Соответствующий контакт несомненно имеет большое значение для получения необходимого эфекта от хлорирования, но наиболее существенной является доза хлора, которая для каждого частного случая вырабатывается не только экспериментально, но и в процессе самой практики хлорирования сточных вод, так как состав последних подвержен резким сезонным и суточным колебаниям.
Выводы. Результаты экспериментального исследования, а также литературные данные позволяют сделать ряд выводов по существу затронутого вопроса:
1. Периодом контакта при хлорировании неочищенных сточных вод ростовской канализации, обеспечивающим 99% задержку бактерий, нужно считать максимум 15—20 мин.
2. В связи с тем, что местные санитарные органы в своих требованиях при проведении различных санитарных мероприятий часто базируются на устаревших правилах и нормах, надо признать' своевременной постановку вопроса о пересмотре санитарных правил по хлорированию сточных вод.
3. При пересмотре правил считаем возможным внести следующие коррективы:
а) повысить требование в отношении процента бактерий, установив норму задержки не ниже 99%;
б) снизить требование в отношении продолжительности контакта, приняв как максимум 30 мин. и возможное в отдельных случаях снижение этого срока.
; ЛИТЕРАТУРА
3. («Вопросы здравоохранения», 1900 г. № 2 (офиц. отдел). 2. Проф. А. Ф. В о й т к е в и ч, инж. И. В. Новопашенный и инж. С. А. Несмеянов, Хлорирование питьевых и сточных вод. •3. Инж. Е. А. Яковлев, Хлорирование сточных вод.
