CC BY
103
УДК 628.16 С. П. Зубрилов,
д-р техн. наук, профессор, ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ОСНАЩЕНИЮ МОРСКИХ И РЕЧНЫХ СУДОВ УСТАНОВКАМИ ПО ОЧИСТКЕ ПИТЬЕВЫХ, СТОЧНЫХ И НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД
MODERN APPROACHES TO SEA AND RIVER VESSELS FITTING-OUT WITH INSTALLATIONS FOR FRESH WATER CLEANING, SEWAGE AND OIL WATER TREATMENT
В статье предложены некоторые альтернативы химическим реагентам, в частности гипохлориту натрия.
Some alternatives to chemical reagents in particular for sodium hypochlorite are offered in the article.
Ключевые слова: очистка вод, гипохлорит натрия, альтернативы.
Key words: water purification, sodium hypochlorite, alternatives.
ИЗВЕСТНО, что за последние 20 лет Конвенция МАРПОЛ 73/78 существенно дополнена требованиями по очистке вод судов. Необходимость усиления внимания со стороны Минтранса РФ к окружающей среде (ОС): восстановление Координационного совета по ОС; создание, реализация финансирования долгосрочной экологической программы и т. д., все это детально освящено в нашей работе [1].
Исследования показывают, что одна из острых проблем в связи со вторичным загрязнением водоемов хлорорганическими соединениями типа диоксина — найти альтернативу хлору, гипохлориту натрия (ГХН), сернокислому алюминию, широко применяемым сейчас на судах. В частности, отмечалось [2], что ГХН требует более длительного контакта с водой, электролитические установки КГ-12, КГ-13, КГ-14, ЛК-15 неполностью соответствуют Конвенции МАРПОЛ 73/78, газообразование при разложении ГХН (опасность отравления персонала хлором, взрывоопасность), недостаток площадей на судне для организации хлораторной и т. д.
Синтез вторичных канцерогенных, мутагенных соединений (например, печально известного диоксина с ПДК = 0,0002 мг/л) ставит под сомнение необходимость очистки вод, так как вред вторичных соединений на несколько порядков выше первичных, а очистка вод от вторичных соединений пока невозможна из-за экономических соображений. В работе [3] предложен ряд альтернатив ГХН. В частности, обосновывается метод совместной ультрафиолетовой и кавитационной обработки воды с ее стабилизацией малыми дозами молекулярного кислорода [4]. Нами запатентован ряд гидродинамических генераторов кавитации ультразвукового диапазона частот различной производительности (Франция, Япония, Италия, США). (К сожалению автора, кавитационный метод внедряется не в России, а в ЮАР в Найроби.) Однако теоретические аспекты кавитации продолжают интенсивно исследоваться в СПГУВК на кафедре охраны водных ресурсов, имеющей большой опыт в данном научном направлении. Это направление отобрано из всех безреагентных методов обработки воды в результате многолетней экспериментальной проверки. Первая классификация всех безреагентных методов была создана нами в 1967 г. [5]. При СПГУВК функционирует Всероссийский семинар по кавитации [6].
При освоении промышленностью высокочастотных установок технологического назначения для обработки жидких сред с частотами гигагерцевого диапазона перспективным будет метод СВЧ [7]. На наш взгляд, переход на безреагентные технологии — дело будущего.
Выпуск 1
Среди химических заменителей ГХН (имеющих важный для городских водопроводов «пролонгирующий эффект») нами исследован ряд веществ неорганического и органического происхождения. К ним относятся медь, серебро, йод, бром, «гомеопатические» дозы которых исключают повторное обсеменение воды после ее обработки и сбросе в водоем.
Менее опасным по сравнению с ГХН можно назвать анавидин на базе полигексаметилен-гуанидин фосфата (в последнее время Департамент Госсанэпидемнадзора дал разрешение на его применение в качестве химического реагента при очистке вод).
Выполненный нами анализ химических свойств биопагов на базе полиалкиленгуанидов позволил сделать вывод о возможности их применения вместо ГХН, так как они обладают коагулирующими и сорбирующими свойствами и электростатическим потенциалом, не уступающими по своему воздействию на питьевые и сточные воды гипохлориту натрия (например, биопаг + Д).
Остановимся подробнее на преимуществах анавидина. Прежде всего следует отметить, что в его химическом составе отсутствует хлор. Широкомасштабные испытания ПАГов, к которым принадлежит анавидин, позволили ведущим токсикологическим центрам РФ установить отсутствие в них мутогенного и концерогенного действия, создать ГОСТ 12.1.007, в соответствии с которым ПАГи отнесены к 4-му и 3-му классам малоопасных и умеренно опасных соединений. Для водных растворов ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) составляет 3 мг/л. Твердые формы ПАГов сохраняют свои свойства несколько лет, а водные, с концентрацией 0,11 % — месяцы. ПАГи не имеют ни цвета, ни запаха, на поверхности труб и оборудования образуют тонкую полимерную дезинфицирующую пленку пролонгирующего действия. В небольших концентрациях ПАГи эффективны против грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибов, подавляют вирусы.
Известны факты интенсивного размножения в процессе очистки загрязненных вод и появления штаммов патогенных бактерий с измененным геном вследствие мутаций. Здесь необходимо сделать несколько дополнительных пояснений. Кроме природной устойчивости некоторых микроорганизмов к биоцидным препаратам, микроорганизмы бысто адаптируются к неблагоприятным факторам, в том числе и к воздействию антимикробных средств. Этот феномен объясняется в первую очередь выживанием в условиях контакта с биоцидом наиболее устойчивых штаммов бактериальной популяции. В итоге вследствие мутации выживают клетки, имеющие измененный ген. Такие мутации возможны при воздействии вторичных хлорорганических соединений типа диоксина в результате применения ГХН. Ген может поменяться не только у бактерий, грибов и вирусов, но и у организмов — участников пищевой цепи.
Поэтому представляется, что хлор является дополнительным фактором риска, снижающим устойчивость человека к новым штаммам вирусов и бактерий, ухудшающим его здоровье, понижающим иммунитет.
Анавидин разработан в Иркутском институте химии СО РАН. Биопаг — в Институте эколого-технологических проблем. Принципиальное отличие этих двух препаратов, как отмечалось, в их химическом составе:
Широкие испытания биопага с 2004 г. в МГУП «Мосводоканал», ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», МУП «Орехово-Зуевский городской водоканал» и других организациях дали положительные результаты. Однако более предпочтительным, надо полагать, будет анавидин, так как наличие в составе биопага хлора может привести к возникновению при определенных условиях вторичных хлорорганических соединений. Величина оптимальной дозы анавидина в технологии
анавидин: [-КН-С-КН-(СН 2) 6 - ] п
\
КН-Н3Р04
биопаг: [-КН-С-КН-(СН 2 )6-] п
\
ІЧНхНСІ
водоподготовки зависит от загрязненности природной воды и экспериментально устанавливается в каждом конкретном случае. Синтез вторичных вредных веществ любой природы должен быть исключен.
Апробация и испытания предложенных методов и веществ могут быть осуществлены уже в 2013 г. на судах Минтранса и в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Кафедра охраны водных ресурсов и безопасности жизнедеятельности СПГУВК готова к деловому сотрудничеству с любым предприятием водной отрасли Минтранса РФ и городского хозяйства, применяющих сейчас для очистки вод ГХН. Например, Санкт-Петербург ежегодно сбрасывает в Балтийское море вторичные хлорорганические вещества, возникающие после взаимодействия ГХН со сточными водами города с годовым расходом реагентов в несколько сотен тысяч тонн. Представляется, что использование ГХН для очистки питьевой воды в системе городского водопровода и сточных вод, сбрасываемых в Балтийское море, наносит большой вред здоровью горожан и жителей всего Балтийского региона. Экономические преимущества хлорсодержащих реагентов в таком контексте неоправданны, «Водоканал Санкт-Петербурга» за 3 последних года на всех очистных сооружениях и станциях по очистке питьевой воды внедрил дорогое ультрафиолетовое обеззараживание вод ради здоровья горожан.
Аналогичное положение складывается с очисткой сточных вод городов на реках РФ. Стоки речных судов в настоящее время принимаются на спецпричалах портов городов и очищаются на городских очистных сооружениях с применением, к сожалению, хлора и хлорсодержащих реагентов. Недостаток мощностей очистных комплексов городов указывает на необходимость оснащения речных судов локальными судовыми установками по очистке сточных вод по технологиям, исключающим хлор и хлорсодержащие реагенты.
1. Зубрилов С. П. Охрана окружающей среды на объектах водного транспорта / С. П. Зубри-лов, В. И. Решняк // Журнал университета водных коммуникаций. — 2009. — Вып. 1.
2. Зубрилов С. П. Охрана окружающей среды при эксплуатации судов / С. П. Зубрилов [и др.]. — Л.: Судостроение, 1989.
3. Зубрилов С. П. Современные представления о воде и ее очистке / С. П. Зубрилов. — СПб.: СПГУВК, 2012.
4. Зубрилов С. П. Физическая активация растворов / С. П. Зубрилов. — Л.: Изд-во АН СССР.
5. Зубрилов С. П. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / С. П. Зубрилов. — Л.: ЛИВТ, 1967.
6. Зубрилов С. П. Физико-химические свойства воды и прикладные аспекты гидродинамической кавитации / С. П. Зубрилов. — СПб.: СПГУВК 2010.
7. Зубрилов С. П. Теоретические основы безреагентной обработки воды электромагнитными полями с частотами 106-500 106 Гц / С. П. Зубрилов // Журнал университет водных коммуникаций. — 2010. — Вып. 1.
Список литературы
1989.
Выпуск 1
