CC BY
21
Таблица 3
Эффективность работы пенных скубберов (в 1961 г.)
Дата отбора До работы скруббера После работы скруббера
общая кислотность • » нафтохинон общая кислотность нафтохинон
в г! л
30/III 0,00364 0,00122 0,000С240 Следы
1/1V 0,00126 0,00126 0,00002^7 ъ
3/IV 0,00564 0,00127 0,0000350 j
4/1V 0,00320 0,00135 0,0001279 э
6/IV 0,00641 0,00110 j 0,0000309 »
Скрубберную жидкость после абсорбера фильтруют и снова подают на орошение аппарата. Выбрасываемые газы из пенных скрубберов имеют настолько низкую концентрацию органических веществ, что совершенно не ощущаются даже на близком расстоянии.
Для полной характеристики описанных аппаратов следует сказать, что работа скрубберов с насадкой и безнасадочных требует частых чисток: у первых насадки и у вторых форсунок.
Приведенные данные об эффективности работы этих аппаратов относятся к моменту, когда аппараты были прочищены; со временем степень улавливания снижается. Конструкция пенных скрубберов имеет еще и то преимущество, что дает стабильные результаты длительное время, не требуя специальных чисток и промывок. При подаче на очистку газов, содержащих 8—10 кг/час выпадающих твердых частиц, и орошении скруббера тщательно фильтрованным раствором аппарат может работать без чистки до 6 месяцев.
Из сказанного, по нашему мнению, вполне очевидно, что наиболее эффективными аппаратами для очистки отработанных газов в производстве фталевого ангидрида являются пенные скрубберы. Это говорит о необходимости применения их и в остальных цехах по производству фталевого ангидрида.
ЛИТЕРАТУРА
•
Капустина Т. В., M е н д л и н М. С., H и к и т е н к о А. А. и др. Гиг. труда,
1959, № 1, стр. 28—Пителина Н. П. Вестн. техн. и эконом, информ. Министерства хим. пром. СССР, 1957, № 2, стр. 33.—П о з и н M. Е., M у х л е н о в И. П., Т а р а т Э. Я. Пенные газоочистители, теплообменники и абсорберы. Л., 1959—Baader Е. W., Arch. Gewerbepath Geverbehyg., 1955, Bd. 13, S. 419.—Fugler R. W., Chem. Canada,
1960, v. 12, N 2, p. 28.—Mensch ick H., Arch. Gewerbepaht Geverbehyg., 1955, Bd. 13, S. 454.—M er I eve de E., Eiskens I., Arch, belges Med. soc., 1957, v. 15, p. 445.
Поступила 30/X 1961 г.
Ъ & &
ОПЫТ ФТОРИРОВАНИЯ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ В СССР
* »
Кандидат медицинских наук А. Ф. Аксюк, инженеры А. А. Вершинин и А. В. Лютое, инженер-химик М. С. Ахмадулина
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана и цеха «Водоканал» Норильска
Кариозная болезнь зубов, как известно, чрезвычайно распространена. Кариесом зубов поражено примерно до 60—70% детей и до 90% взрослых. Кариес зубов играет определенную роль и в возникновении
ряда хрониосептических и аллергических состояний организма. Поэтому, естественно, проблема кариеса зубов привлекает внимание исследователей. Однако, несмотря на многочисленные и углубленные экспериментальные и клинико-лабораторные наблюдения, этиология заболевания остается еще не выясненной.
К числу факторов, способствующих возникновению кариеса зубов, относятся нерациональное питание, неблагоприятные условия труда и быта, недостаточное облучение ультрафиолетовыми лучами и др. Наряду с отмеченным одной из существенных причин, обусловливающей кариес зубов, является дефицит фтора в питьевой воде [Р. Д. Габович, 1957; Т. А. Николаева, 1951; С. Н. Черкинский и Р. М. Заславская, 1953; Дин (Dean, 1956); Бул (Bull, 1950) и др.]. Вместе с тем, фтор в определенном количестве обладает противокариозным действием, что было доказано исследованиями упомянутых авторов. В последние годы начаты исследования, посвященные изучению роли других микроэлементов (медь, кобальт, цинк, марганец и др.) при кариесе зубов.
Учитывая отмеченную выше биологическую особенность фтора, за рубежом (США, Канада, ФРГ, Швеция, Чехословакия и др.) в целях снижения заболеваемости зубным кариесом и в известной степени заболеваний, которые принято связывать с ним (сердечно-сосудистые, ревматические, почечные), стали применять искусственное обогащение фтором водопроводной воды, содержащей незначительные количества его —ниже 0,5 мг/л {Арнольд (Arnold, 1960), Уилэм, Моор (Ingram Willam, Moore George, 1959); Гоффман, Кнапвост (Hoffman, Knappwust, 1957); Генри (Hürny, 1960); Беэйле, Смит (Baylis, Smith, 1957)].
Для кондиционирования качества воды используют различные соединения фтора — кремнефтористый натрий, фтористый натрий, фтористый шпат, фтористоводородную кислоту, флюраль и др. Наибольшее применение получил кремнефтористый натрий.
Обобщение накопленного опыта свидетельствует о выраженной эффективности данного мероприятия. При фторировании воды заболеваемость кариесом зубов снижается на 40—76% [Дин, Шлезингер (Schlesinger, 1955), Арнольд и др.]. .
Исходя из современных представлений о роли фтора в развитии кариозного процесса, а также учитывая положительный опыт фторирования воды за рубежом, Московским научно-исследовательским институтом гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана было рекомендовано организовать искусственное обогащение фтором водопроводной воды в Норильске. Для практического осуществления искусственного обогащения воды фтором по заданию Министерства здравоохранения РСФСР институтом в 1958 г. были разработаны временные методические гигиенические указания по организации фторирования питьевой воды.
В Норильске основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения служит река Норильская. Вода этой реки характеризуется удовлетворительными санитарными показателями. Она практически бесцветна и не имеет посторонних неприятных запахов. Органолепти-ческие показатели речной воды существенно ухудшаются лишь в паво-дочный период. Цветность ее с 2,5—7,5 повышается до 20—40°, окис-ляемость увеличивается с 1,5 до 7 мг/л кислорода. Резко снижается прозрачность воды (до 2 см). Изменения величины pH весьма незначительны (от 7,2 до 7,8). Нарастание цветности и окисляемости речной воды обусловлено поступлением в реку гуминовых веществ с поверхностными надмерзлотными водами, образующимися при оттаивании деятельного слоя.
В зависимости от сезона года определенные колебания претерпевают и солевой состав речной воды. В зимний и летний периоды жесткость воды составляет 1 —1,2 мг-экв./л. В паводочный же период
жесткость речной воды не превышает 0,6—0,8 мг-экв./л. Аналогичная закономерность прослеживается и в отношении сухого остатка, сульфатов, хлоридов. В речной воде обнаружены весьма незначительные концентрации таких микроэлементов, как фтор, йод. Фтор определяется в величинах, меньших 0,1 мг/л. Содержание йода колеблется в пределах 0,6—2,3 у/л.
В Норильске имеется централизованная система хозяйственно-питьевого водоснабжения, осуществленная по схеме, характерной для арктических условий. Фторирующая установка является одним из ее
Принципиальная схема подачи воды в разводящую систему хозяй-ственно-питьевого водопровода Норильска состоит в следующем. Из реки Норильской вода поступает в водоприемную часть водозаборных сооружений насосной станции № 1. По сбросному водоводу в водоприемник для подогрева речной воды подводится теплая вода ^от конденсаторов турбин ТЭЦ. В зимнее время при наиболее низких температурах воздуха для дополнительного подогрева речной воды на насосной стаиции № 1 включают специальную установку. После смешения подогретая речная вода насосами I подъема по магистральному напорному водопроводу направляется на насосные станции № 3 и 5. Насосная станция № 3 снабжает водопроводной водой промышленные предприятия комбината и так называемый «старый» город. Насосная станция № 5 подает воду в разводящую сеть Горстроя.
При существующей системе хозяйственно-питьевого водоснабжения Норильска предварительной обработки речной воды не проводится. Перед подачей населению воду подвергают лишь обеззараживанию (хлорирование). Фторирование воды осуществляют только на водопроводной станции № 5, снабжающей питьевой водой население Горстроя.
Искусственное обогащение фтором водопроводной воды в Норильске введено в марте 1960 г. Проект сооружения был разработан начальником цеха Водоканал Норильска А. А. Вершининым, главным инженером цеха Водоканал А. В. Лютовым и инженером-химиком М. С. Ахмадулиной. Фторирующая установка, эксплуатируемая в Норильске, является первой в СССР.
Для фторирования водопроводной воды используют порошкообразный кремнефтористый натрий (Ка251Р6). Фтор вносят в воду перед ее хлорированием. Принципиальная схема фторирующей установки
приводится на рис. 1.
Сооружение представляет вертикальный отстойник (б), в нижней части которого имеется специальная камера для реагента (8). Водный раствор кремнефтористого натрия обладает коррозирующим свойством, поэтому отдельные узлы установки выполнены из винипласта, а внутренние поверхности металлических конструкций (корпус установки, трубы и пр.) покрыты слоем нефтебитума.
Порошкообразный кремнефтористый натрий перед загрузкой ^камеры установки предварительно замачивают водопроводной водой в
V.» V А V & V * А. А А •
1оно осветлении
,0 В шали д |К зацию
Рис. 1. Принципиальная схема фторирующей
установки.
специальной емкости. После этого реагент выливают в приемную воронку (14), имеющую решетку (15), и затем по шлангу (16) кремне-фтористый натрий попадает в камеру установки (#). Загрузка кремнефтористого натрия осуществляется один раз в смену. Для получения необходимого количества насыщенного раствора реагента в камере (8) создается запас кремнефтористого натрия (8—10 кг).
Водопроводная вода по трубопроводу (/) непрерывно подается в бак (2). Бак оборудован шаровым затвором (3) для поддержания в нем стабильного уровня. Это позволяет создавать в системе фторирующей установки постоянное давление, что весьма существенно для ведения правильного дозирования фтора в питьевой воде. Из бака (2) вода по трубопроводу (4) через ротаметр (5) поступает в установку, собственно в камеру для реагента (8). В камере установки происходит насыщение водопроводной воды кремнефтористым натрием. Для предупреждения обратного тока ^
II к
V, ^ || ^
77 7° 8° 9° 10°11° 1?°13' !5*!6° 17°!8° 19°20*
Температура раствора кремнефтористого
натрия
Рис. 2. Зависимость между температурой воды и степенью растворимости кремнефтористого натрия.
насыщенного раствора
кремнефтористого натрия из фторирующей установки в трубопровод (4) предусмотрен гидравлический затвор (петля 10). Петля (10) посредством трубки (11) сообщается с атмосферным воздухом, что исключает возможность сифониро-вания.
В цилиндрической части фторирующей установки (6) насыщенный раствор кремнефтористого натрия ввиду
незначительных скоростей перемещения (0,1 мм/сек) освобождается от механических примесей (частички грязи, комочки кремнефтористого натрия) и по растворосборнику (7) отводится в воронку (9), а затем по трубопроводу (23) в водоприемный колодец. Полное смешение осветленного насыщенного раствора кремнефтористого натрия с водопроводной водой происходит в насосах II подъема насосной станции № 5. Периодически, по мере накопления механического осадка, что устанавливается открыванием вентиля (22), производятся опорожнение и промывка фторирующей установки. Для этого служит выпускной трубопровод (21). При открывании вентиля (18) смыв по трубопроводу (21) самотеком удаляется в канализационную сеть. К выпускному трубопроводу (21) подключены переливные трубы (19, 20).
В водной лаборатории цеха «Водоканал» опытным путем установлена прямая зависимость между степенью растворимости кремнефтористого натрия и температурой воды. Показано, что при избытке реагента для каждого температурного уровня концентрация кремнефтористого натрия характеризуется строго постоянной величиной (рис. 2). Эта величина колеблется лишь с изменением температуры водного раствора. Выведенная зависимость имеет существенное практическое значение для тщательного дозирования фтора, поскольку по температуре насыщенного раствора кремнефтористого натрия можно точно установить его концентрацию. Температуру насыщенного водного раствора кремнефтористого натрия определяют по показаниям термометра (17), расположенного в специальном кармане. Периодически проводят контрольные химические анализы по определению концентрации насыщенного раствора кремнефтористого натрия.
В основу работы фторирующей установки положен принцип объемного вытеснения. Водопроводная вода, непрерывно поступающая в
установку в определенном объеме в единицу времени по трубопроводам (У, 4), в таком же объеме вытесняет насыщенный раствор крем-нефтористого натрия через растворосбориик (7). В зависимости от производительности насосной станции № 5, общее количество воды, поступающей в установку, и, следовательно, количество насыщенного раствора кремнефтористого натрия, подаваемого в водопроводнук> сеть, регулируются по ротаметру (5) вентилем (13)1.
Во время работы фторирующей установки вентиль (12) закрыт.
Расчет необходимого расхода насыщенного раствора кремнефто-ристого натрия в литрах в час для создания в водопроводной воде требуемой концентрации фтора производят по формуле:
«р
где <? — расход насыщенного раствора кремнефтористого натри» (в л/час); — расход воды, подлежащей фторированию (в мъ!час)\ Кр — принятая концентрация фтора в питьевой воде (в мг/л)\ /Ср — концентрация насыщенного раствора кремнефтористого натрия (в г/л); 1,64 — отношение молекулярного веса кремнефтористого натрия к молекулярному весу фтора.
Дл>, облегчения расчета концентрации фтора в водопроводной воде, подаваемой населению, составлена номограмма. При построении номограммы в качестве исходных величин использованы производительная мощность насосной станции № 5 и концентрация насыщенного раствора кремнефтористого натрия. Соотношением указанных составных элементов определяется необходимое количество насыщенного раствора для создания требуемой концентрации фтора в водопроводной воде. Для обеспечения максимальной точности дозирования фтора предусматривается в ближайшее время полностью автоматизировать работу фторирующей установки.
Кремнефтористый натрий обладает высокой токсичностью. Для предупреждения его вредного действия на обслуживающий персонал на насосной станции № 5 предусмотрены вентиляция помещения, обеспечение лиц, связанных с эксплуатацией установки, спецодеждой, респираторами и др.
Как известно, избыточное количество фтора питьевой воды вызывает эндемический флюороз. Поэтому осуществляется регулярный контроль за содержанием фтора в питьевой воде (не менее одного раза в смену).
По данным гидрохимических исследований, содержание фтора в водопроводной воде Норильска после пуска фторирующей установки повысилось с сотых долей миллиграмма на литр до 0,60—0,96 мг!л (табл. 1).
Интерес представляло изучение стабильности концентраций фтора в разводящей системе. По данным контроля, содержание фтора в водо проводной воде в любой точке разводящей сети (на выходе из фторирующей установки, в наиболее удаленной и промежуточной точках) практически оказалось на одном уровне (табл. 2).
Материалы наших наблюдений о стабильности фтора в водопроводной сети согласуются с данными специальной литературы. Однако этот вопрос еще требует уточнения. Известно, что отрицательным ионам (сульфаты, хлориды и др.) присуща тенденция к концентрации в коррозионных отложениях.
1 Указанный принцип дозирования фтора отличается от всех известных нам при емов фторирования. За рубежом (США, Канада, ФРГ и др.) для этих целей применяют более сложные и дорогие способы.
Таблица 1
Содержание фтора в водопрсводнсй воле после пуска фторирующей установки (1961)
Меся*
Концентрация фтора в водопроюдной Еоде (в мг/л)
минимальная
максимальная
Январь ......... 0,60 0,95 0,76
Февраль......... 0,60 0,87 0,70
Март.......... 0,61 0,90 0,72
Апрель......... 0,65 0,96 0,84
Май.......... 0,65 0,83 0,75
Июнь •••••••••• 0,65 0,90 0,78
Июль.......... 0,65 0,91 0,78
Август......... 0,65 0,90 0,77
Сентябрь ........ 0,64 0,89 0,76
Октябрь......... 0,61 0,96 0,78
Ноябрь......... 0,70 0,90 0,«0
Декабрь......... 0,70 0,84 0,77
средняя
Таблица 2' Содержание фтора в водспргвсд| ой воде в различи ых TOMvax разводящей сети (в мг/л)
Точки отбора проб водопроводной воды
на рыходе из наиболее уда-
насосной стан- промежу- ленная от на-
ции № 5 точная сосной станция № 5
0,85 0,85 0,80
0,75 0,75 0,75
0,70 0,65 0,70
0,60 0,60 0,60
0,65 0,65 0,60
0,65 0,65 0,65
0,70 0,70 0,70
0,75 0,65 0,70
0,80 . 0,80 0,80
Не исключена также возможность накопления и фтора на участках труб, подвергнутых коррозии, что, очевидно, может привести к временному повышению содержания фтора в водопроводной воде (ВауПз). Динамические наблюдения в этом направлении мы продолжаем.
Помимо гигиенических исследований, в 1960 г. было проведено клиническое обследование (стоматологическое, рентгенографическое, антропометрическое и др.) детей Норильска с целью накопления фоновых (исходных) данных, характеризующих состояние здоровья населения до фторирования питьевой воды. Материалы исходных клинических наблюдений послужат для полноценной гигиенической оценки действия на организм питьевой воды, искусственно обогащенной фтором.
В 1961 г. начато фторирование воды и на одной из водопроводных станций Казахстана. Заканчивается строительство фторирующей установки в Зеленодольске (ТАССР). Намечено сооружение подобных установок в Мурманске, Ленинграде, Горьком. Обобщение опыта фторирования питьевой воды позволит применять искусственное обогаще ние воды фтором и в других районах страны.
ЛИТЕРАТУРА
Г а б о в и ч Р. Д. Фтор и его гигиеническое значение. М., 1957.—Н и к о л а е в а Т. А., Бел и цк и й А. С. Гиг. и сан., 1951, № 12, стр. 7.—Ч е р к и н с к и й С. Н., Заславская Р. М. Там же, 1953, № 5, стр. 22.—А г п о 1 d F. A., Arch, industr. Hlth., 1960, v. 21, p. 308.—В а у 1 i s J. R., Smith J. С., К г a s a u s k a s J. W. et a!., J. Am. Water Works Ass., 1957. v. 49, p. 1239.—Bull F. A., J. Am. dent. Ass., 1950, v. 41, p. 146.—D e a n H. Т., Ibid, 1956, v. 52, p. l.-Ho f f m a n R., Knappwost A., Off. Gesundh.-Dienst., 1957, Bd. 19, S. 221.—Hum у Th., Bull. Schweiz. Akad. med., Wiss., 1960, v. 15, p. 451.—Ingram W. Т., Moore G. W., J. Am. Water Works Ass., 1959, v. 51, p. 1095.—Phillips R. S. et al., Ibid. 1957, v. 49, p. 1478.—S с h 1 e s i n-ger E. R. et al.. Am. J. Publ. Hlth, 1955, v. 43, p. 1011.
Поступила 10/VIII 1962 r.
* * &
«
