CC BY
122
УДК 574
М.С. Арцибашева, Л.А. Ковалёва
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Целью обеззараживания сточных вод являются предотвращение распространения инфекционных болезней и защита от заражения подземных и поверхностных водоёмов.
Известно, что в сточных водах, прошедших все этапы традиционной очистки, содержатся патогенные бактерии. Это может привести к инфицированию людей, контактирующих со сточными водами. В очищенных сточных водах обнаруживаются следующие патогенные энтеробактерии: различные варианты сальмонелл, в том числе возбудители брюшного тифа, холерные вибрионы, патогенные кишечные палочки.
В сточных водах, кроме патогенных бактерий, присутствуют и вирусы. Чаще всего это вирусы гепатитов и энтеровирусы, реже аденовирусы, ротавирусы.
В литературе приводятся данные, когда загрязнения поверхностных водоёмов сточными водами приводило к распространению таких заболеваний, как холера, дизентерия.
Не меньшую опасность представляет попадание сточных вод в подземные водоносные горизонты, используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Выпуск сточных вод в поверхностные водоёмы также создаёт риск заражения во время купания при бактериальном заражении водной флоры и фауны.
Все эти причины являются движущим фактором для улучшения микробиологического качества сточных вод перед их выпуском в водоёмы.
В отношении обеззараживания сточных вод СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» указывает: «Сточные воды, опасные по эпидемиологическому критерию, могут сбрасываться в водные объекты только после
© Арцибашева М.С., Ковалёва Л.А., 2010
очистки и обеззараживания до числа термотолерантных коли-формных бактерий - КОЕ/100 мл < 100, числа общих колиформных бактерий К0Е/100 мл < 500 и числа коли-фагов Б0Е/100 мл < 100».
В силу исторических, гигиенических и технических условий наибольшее распространение в настоящее время имеет метод обеззараживания сточных вод хлором. Однако в обеззараженных хлором сточных водах присутствует как остаточный хлор (нормативная остаточная величина его составляет 1,5 мг/л), так и большое количество хлораминов и хлорорганических соединений, которые являются токсичными по отношению к рыбному хозяйству и всему биоценозу водоёмов.
Так как в последние годы отмечается высокая аварийность хлорных хозяйств, то и соответственно повысились требования по обеспечению безопасности этих объектов. Решение этих задач связано с переоборудованием хлорных хозяйств, созданием санитарных зон для хлораторных и складов хлора, а также внедрением станций дехлорирования или других методов обеззараживания сточных вод. Одним из таких методов является метод обеззараживания ультрафиолетовым (УФ) излучением.
Уф обеззараживание применяется более чем на 40 коммунальных и производственных объектах различной производительности. Выполнена проектно-строительная документация станции УФ обеззараживания на городских очистных сооружениях канализации г. Самара. В «Мосводоканале» разработан проект концепции обеззараживания очищенных производственно-бытовых сточных вод на крупнейших московских станциях аэрации Люберецкой и Курьяновской.
Для обеззараживания используется биологически активная область спектра УФ-излучения с длиной волны 205-315 нм, называемая бактерицидным излучением. Макимальная эффективность инактивации микроорганизмов наблюдается в диапазоне волн 250-270 нм. На этот участок спектра приходится длина волн, генерируемая УФ-лампами низкого давления, 2,5 нм. Бактерицидный УФ избирательно действует только на микроорганизмы, не оказывая воздействия на химический состав среды, что имеет место при испоьзовании химических дезинфектантов.
Мерой бактерицидной энергии является доза облучения, которая равна произведению интенсивности УФ-излучения, мВт/см2, на время, с, и измеряется в мДж/см2.
Уже в начале ХХ-го века в работах по исследованию воздействия УФ-излучения на живые организмы был обнаружен оптимальный диапазон длин волн для инактивации микроорганизмов,
находящийся в области 250-266 нм. На основании этих исследований был сделан вывод, что обеззараживающий эффект УФ-излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями внутри микроорганизмов, в результате которых инактивация бактерий происходит за счёт необратимых повреждений ДНК.
Основными источниками УФ-излучения, применяемыми в технологии УФ дезинфекции, являются газоразрядные лампы, заполненные смесью паров ртути и инертных газов.
Известно, что УФ-излучение поглощается водой и растворёнными в ней веществами, при этом интенсивность излучения падает по мере проникновения луча в глубь жидкости.
Эффективность обеззараживания зависит от коэффициента пропускания УФ-излучения на длине волны 254 нм, слоем воды толщиной 1 см водой, а также от концентрации загрязняющих веществ. Коэффициент пропускания составляет 40-70% для очищенных сточных вод. Чем больше коэффициент пропускания, тем больше средняя интенсивность УФ-излучения и, следовательно, больше доза УФ облучения и выше эффект обеззараживания.
По данным многочисленных технологических исследований, выполненных НПО «ЛИТ» на реальных объектах России, величина коэффициента пропускания отводимых в водный объект сточных вод, находится в пределах 20-90%.
Для измерения коэффициента пропускания и проведения модельных излучений очищенных сточных вод в НПО «ЛИТ» разработан и изготовлен переносной прибор ПИК 4, позволяющий также определять зависимость степени обеззараживания облучаемой воды на длине волны 254 нм. Для измерения интенсивности УФ-излучения в приборе предусмотрен специальный фотоприёмник.
На левобережных очистных сооружениях г. Магнитогорска в 2008 году проводились модельные испытания очищенных сточных вод с использованием прибора ПИК 4.
Целью модельных испытаний явилось:
• измерения коэффициента пропускания УФ-излучения сточными водами;
• выявление зависимости микробиологического качества обеззараженных сточных вод от дозы УФ облучения;
• определение эффективной дозы УФ облучения, при которой обеспечивается заданный эффект обеззараживания.
В процессе модельных испытаний выявлению подлежала эффективная доза УФ облучения, при которой обеспечивается обеззараживание сточных вод до значений микробиологических
показателей: содержание общих колиформных бактерий (ОКБ) -не более 500 КОЕ в 100 мл, термотолерантных колиформных бактерий (ТКБ) - не более 100 КОЕ в 100 мл, коли-фагов - не более 10 ВОЕ в 100 мл (требование СанПиН 2.1.5.980-00).
Модельные испытания проводились сериями экспериментов с отбором проб на анализ по показателям ОКБ, ТКБ и коли-фагам. Результаты показали, что эффективное обеззараживание сточных вод обеспечивается минимальной дозой УФ облучения (15 мДж/см2). В связи с этим рекомендуется рассмотреть возможность внедрения блока УФ обеззараживания 88 МЛВ-36А 300-Н. В состав установки входят УФ модули, датчики, электрические шкафы, электрокабели, компрессор, турбулизатор. В установке используются УФ-лампы «Спектротерм» низкого давления ртутно-индиевого типа. Эти лампы являются результатом многолетней научно-исследовательской и проектно-конструкторской работы НПО «ЛИТ». Установка может быть размещена в помещении хло-раторной левобережных очистных сооружений г. Магнитогорска.
УДК 502/504:373.167.1
О.Б. Прошкина, Н.В. Карбаинова
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ШЛАКОВ
Известно, что предприятия черной металлургии являются основными источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами и пылью.
Динамика валовых выбросов в атмосферу от ОАО «ММК» является характерным отражением объемов производства, технического уровня агрегатов и состояния качества окружающей природной среды.
Большинство исследований в области оценки последствий влияния антропогенного загрязнения на здоровье популяции пока-
© Прошкина О.Б., Карбаинова Н.В., 2010
