Обеззараживание воды гипохлоритом натрия Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

чем в разнотравье, собранном в пригороде Магнитогорска: меди в 1,5-2 раза; цинка до 3 раз; железа свыше 5 раз; кадмия свыше 10 раз. Таким образом, можно сделать вывод о аэротехногенном загрязнении растительности данными поллютантами.

Список литературы

1. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука, 1991. 150 с.

2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Аг-ропромиздат, 1987. 142 с.

3. Бондарева Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. М.: Мысль, 1976. 75 с.

4. Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с

5. Зырин Н.Г. Задачи и перспективы развития учения о микроэлементах в почвоведении // Биологическая роль микроэлементов в почвах. М.: Наука, 1983. С. 149-154.

УДК 628.15/16

М.С. Арцибашева, Л.А. Ковалёва

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ ГИПОХЛОРИТОМ НАТРИЯ

Обеззараживанием воды называют процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. До 98% бактерий задерживается в процессе очистки воды.

Для обеззараживания используют в основном два метода: обработку воды сильными окислителями и воздействие на воду ультрафиолетовыми лучами. Также можно получить необходимый эффект фильтрования воды через ультрафильтры, обработкой ультразвуком, кипячением воды. Для очистки поверхностных вод почти исключительно применяют окислители: хлор, хлорсодержа-щие реагенты, озон. Для обеззараживания подземных вод можно использовать бактерицидные установки; для обеззараживания небольших порций воды - перманганат калия, перекись водорода.

© Арцибашева М.С., Ковалёва Л.А., 2011

Наиболее широко применяется метод обеззараживания воды - хлорирование жидким хлором.

Заводы поставляют хлор в баллонах массой до 100 кг и в контейнерах массой до 3000 кг, а также в железнодорожных цистернах вместимостью 48 тн.

При добавке в воду хлора происходит его гидролиз CÍ2 + H2O ^ HClO + HCl

Часть хлорноватистой кислоты HCÍO диссоциируется с образованием гипохлористого иона CÍO-.

При наличие в воде аммиака образуются моно- и дихлорам-

мины:

HCÍO + NH3 ^ NH2CI + H2O HCIO + NH2CI ^ NHCI2 + H2O

Основными обеззараживающими веществами являются: Cl2, HCIO, CIO-, NH2CI и NHCI2. Их называют активным хлором. При этом CI2, HCIO, CIO- образуют свободный хлор, a NH2CI и NHCI2 -связанный хлор. Бактерицидность хлора больше при малых значениях pH, поэтому воду хлорируют до ввода подщелачивющихся реагентов.

Дезинфекция питьевой воды осуществляется за счёт дозирования. Необходимая доза вещества устанавливается пробным хлорированием воды. Она определяется хлорпоглощаемостью воды (количество хлора, необходимое для связывания содержащихся в воде органических соединений). С целью уничтожения микробов хлор вводят с избытком из того расчёта, чтобы через 30 мин после хлорирования воды содержание остаточного хлора было 0,3-0,5 мг/л для хозяйственно-питьевых вод.

Содержание в питьевой воде свободного остаточного хлора регламентируется СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем пить -евого водоснабжения. Контроль качества» и СанПиН 2141116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в ёмкости. Контроль качества» (содержание в воде свободного остаточного хлора не более 0,05 мг/л). Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив, -органолептический.

Более чем вековой опыт использования метода обеззараживания воды хлором позволил выявить отдельные его недостатки:

1. Хлор является сильнодействующим ядовитым веществом, поэтому все предприятия, его использующие, являются объектами повышенной опасности.

2. Необходимость точной дозировки.

3. Необходимость обеспечения хорошего смешивания хлора с водой и достаточной продолжительности их контакта (не менее 30 мин).

4. Возможность утечки хлора при использовании напорных хлораторов.

5. Необходимость хранения большого запаса хлора. Так как из одного баллона (при комнатной температуре) может быть получено около 0,5-0,7 кг хлора в час, то при большом его расходе может возникнуть необходимость одновременного использования значительного числа баллонов.

6. Соблюдение особых правил при устройстве хлораторных установок, требования которых направлены на защиту обслуживающего персонала отдействия хлора.

В настоящее время наиболее перспективным методом является метод обеззараживания воды гипохлоритом натрия (№СЮ), который позволит избежать опасности при транспортировке и хранении токсичного газа. Данный реагент получают на станциях в процессе электролиза раствора поваренной соли.

На МУП «Водоканал» г. Белорецка реализован проект ООО «Грундфос» (г. Москва) по производству гипохлорита натрия.

Цех для производства и дозирования раствора гипохлорита натрия (дезинфектанта) (рис. 1) состоит из:

• двух водонагревателей для подогрева воды в холодное время года;

• первого главного ввода воды с фильтром обратной промывки;

• редуктора и манометра;

• двух ёмкостей для приготовления раствора соли;

• одной сдвоенной установки умягчения воды, оборудованной блоком управления, переключением и регенерацией;

• двух установок электролиза;

• двух ёмкостей приёма и хранения гипохлорита натрия;

• трёх станций дозирования готового раствора в водоводы.

Для приготовления раствора соли и электролиза необходимо использовать умягчённую воду, чтобы уменьшить количество отложений солей жёсткости на электроде (рис. 2).

Для приготовления насыщенного соляного раствора имеются две ёмкости, называемые солерастворителями, или сатураторами. Соль загружается в ёмкость вручную, а вода поступает автоматически через механический клапан.

Рис.1. Производство дезинфицирующего раствора (ГПХН)

Загрузка сопи 1

СО о П о дг о т о б к а р а с те; о р а

о^ а Й ^ ч £

а>: И р> 3 О 3 I— ^ § °

й" о к о & О и В а Р Хр ане ни е р а с те; ор а

к

р

о &<

%

й< -а № о

а

о

Установка электролиза № 1

Установка электролиза № 2

и о

Б

и о

Б

В

К

а

- и

м о

ь и о

Б

, 4 О} &

о^ 0 §

£!■: И ы!| !-!

СР: И р

3 *

^ §

¡о* К

П о дготовка р аств ор а

Хранение раствора

Загрузка сопи

Отбор готового (насыщенного) раствора соли из ёмкости осуществляется через линию всоса. В сатураторах также происходит отделение примесей исходной соли, необходимое для того, чтобы на электролиз шёл только чистый раствор. Температура воды для электролиза должна находиться в пределах 10-12°С.

Электролизная установка (электролизер) представляет собой ёмкость с ячейками, в которых установлены электроды. При смешивании насыщенного раствора и воды получается электролит необходимой плотности. При включении электролизера в сеть на аноде будет происходить окисление хлоридов 2CI- - 2 e ^ Cl2, затем их гидролиз Cl2 + Н20 ^ HCIO + HCI.

На катоде выделяется газ Н2, образуется едкий натр Na+ + OH- ^ NaOH. В результате реакции NaOH с HCIO образуется гипохлорит натрия:

NaOH + HCIO ^ NaCIO + H2O

Гипохлорит натрия выводится через колонну дегазации, а водород при этом отделяется, всплывает на поверхность и отводится по специальному вентиляционному каналу. Дополнительно резервуар гипохлорита натрия соединён с тройником для отвода остаточного газа, не отделившегося в колонне дегазации, с принудительным нагнетанием воздуха.

Произведённый раствор - гипохлорит натрия поступает по линии отвода в соответствующую ёмкость для последующего хранения. Далее раствор гипохлорита натрия поступает к станциям дозирования.

Концентрация водорода в воздухе помещения электролизной и зоны приёма-хранения раствора контролируется при помощи двух газовых сигнализаторов, при этом прибор активирует как световое (сигнальная лампа), так и звуковое (сирена) оповещение внутри помещения электролизной с учётом предельных значений НКПВ - 0,1-0,5%. При 0,5% НКПВ производство гипохлорита натрия автоматически останавливается. Для контроля остаточного свободного хлора используются три хлор-измерительные ячейки типа Aqua-CeII в сборе с анализатором Conex DIA - 1 A. Они установлены в здании насосной станции второго подъёма, из которой питьевая вода после дезинфекции поступает в систему городского питьевого водоснабжения.

Для распределения электропитания технологического оборудования системы дезинфекции в помещении электролизной установлен главный шкаф, обеспечивающий подключение и контроль за работой этого оборудования.

Для оперативного наблюдения за возникающими в системе включениями и отключениями основных агрегатов в помещении диспетчерской смонтирована панель диспетчерского контроля, индицирующая состояние работы основных агрегатов системы (установок умягчения воды, установок электролиза, прибора газового контроля, дозирующих станций).

Замена метода обеззараживания воды жидким хлором на обеззараживание её гипохлоритом натрия позволит улучшить условия труда и безопасность всего обслуживающего персонала, а также обеспечит безопасность населения на прилегающих к данному предприятиютерриториях.

УДК 66.074.6

Е.А. Афонина, A.M. Гусев, В.Д. Черчинцев

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

РАЗРАБОТКА АКУСТИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ РУКАВНЫХ ФИЛЬТРОВ СИСТЕМ АСПИРАЦИИ РОФ

Для очистки аспирационных газов от пыли, образующейся при механическом разрушении движущегося или перегружаемого материала, на РОФ ОАО «ММК», используются как сухие, так и мокрые способы. Аппараты мокрой очистки (системы аспирации 3-й и 4-й стадий дробления обогатительной фабрики бедных сульфидных руд) - циклоны с водяной пленкой обеспечивают достаточно высокую эффективность пылеулавливания. Однако применение их на всех аспирационных системах потребует значительного потребления воды, больших габаритов для снижения скорости газа и уменьшения каплеуноса, зарастание отложениями как самих аппаратов, так и газоотводящих трактов и, возможно при повышенном каплеуносе, лопаток вентилятора.

В связи с этим рассмотрен вариант использования сухой газоочистки. Учитывая физико-механические свойства пылей, в качестве аппаратов рассматривались центробежные пылеуловитель и тканевые фильтры.

© Афонина Е.А., Гусев A.M., Черчинцев В.Д., 2011