Удаление из воды галогенорганических соединений

При хлорировании цветных природных вод, а также вод, содержащих нефтепро­дукты, фито- и зоопланктон, образуются канцерогенные хлорорганические соединения (тригалогенметаны). По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ПДК галогенорганических соединений не должно превышать 30 мкг/л при использовании во­ды для хозяйственно-питьевого водоснабжения. По данным института им. Сеченова, ориентировочно-безопасный уровень (ОБУВ) хлороформа 40-60 мкг/л.

Результаты комплексных исследований проблемы образования галогенорганичес­ких соединений, выполненные в НИИ КВОВ на 16 станциях очистки воды, показали, что основную опасность представляет хлороформ и проблема его удаления в техноло­гии очистки природной воды является наиболее важной и неотложной.

Технико-экономическое сравнение различных методов удаления тригалогенмета- нов, а также предотвращение их образования путем применения озона вместо хлора приведены в таблице.

Стоимость обработки воды с целью снижения содержания тригалогенметанов на 80% в ценах 1990 г.

Из приведенных данных следует, что рациональным методом удаления тригалогенме­танов является аэрация воды при помощи поверхностных насадочных дегазаторов. Следу­ет отметить, что эффективность удаления летучих органических соединений аэрацией со­ставляет 80-90%), причем концентрация снижается с 200 приблизительно до 20 мкг/л.

Вследствие использования в промышленности, сельском хозяйстве и в быту хими­ческих веществ большое количество летучих органических веществ попадает в воду (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, четыреххлористый углерод и др.). Особенно уязви­мыми для загрязнения этими веществами оказались подземные воды, так как там не происходит удаления этих веществ в результате диффузии их из воды в воздух.

Сущность реакции взаимодействия хлора с природными соединениями, присутст­вующими в воде, например гумусовыми веществами, можно представить следующим образом:

R - С = О - СН₃ + ЗСl₂ + 40Н^- → С0₂ + СНСl₃ + ЗСl^- + ЗН₂0.

Количество галогенорганических соединений (ГО), образующихся в результате хло­рирования воды, возрастает с увеличением дозы хлора, продолжительности реакции, со­держания органического углерода (ОУ), ростом температуры воды и увеличением pH:

[ГО] = R(pH - 3,5) [ОУ] [Сl₂]^0,27t^0,37                                   

В таблице приведены результаты удаления из воды хлороформа аэрацией на по­верхностных аэраторах при водовоздушном соотношении 1:100 и разных нагрузках. Эти данные позволяют при проектировании ориентировочно оценить рациональность установки дополнительных вентиляторов для снижения хлороформа аэрацией.

Эффективность удаления тригалогенметанов аэрацией при водовоздушном соотношении 1:100

Для десорбции хлороформа могут применяться также барботажные аппараты, од­нако эффект снижения хлорорганических веществ в этом случае невысокий. Так, при времени пребывания в барботажном аппарате 3 мин, толщине слоя 1,0 м, водовоздуш­ном соотношении 22,5, температуре 25 °С степень отгонки C_вх/С_вых= 3,3.

Изменением режима хлорирования воды концентрация хлороформа может быть снижена на 15-30%. Доза предварительного хлорирования воды не должна превышать 1-2 мг/л. При высокой хлоропоглощаемости воды следует проводить дробное хлориро­вание: перед 1-й ступенью очистки после барабанных сеток и микрофильтров, перед фильтрами, в резервуар чистой воды.

При транспортировании воды на большие расстояния следует хлорировать воду по участкам.

Предварительная очистка воды от органических соединений коагулированием и ос­ветлением позволяет снизить концентрацию хлорорганических веществ на 25-30%.

При использовании связанного хлора (хлораминов) концентрация хлорорганических веществ уменьшается на 60-80%. Максимальный эффект достигается, если весь хлор находится в виде хлораминов, что теоретически соответствует соотношению ам­миака и хлора 1:3 - 1:4. Для конкретных природных вод это соотношение устанавлива­ется экспериментально.

Следует подчеркнуть, что рационально предотвращать образование хлорорганических веществ, предварительно удаляя органику, так как в этом случае эффективность процесса значительно выше, чем очищать воду от хлорорганических соединений.

Для угля марки АГ-М сорбционная емкость составляет 30 мг на 1 г угля, для АГ-3 - 19 мг на 1 г угля.

При исходной загрузке по хлороформу 100-150 мкг/л время защитного действия угольного фильтра не превышает 2-3 мес.

Вернуться к списку