Главная > Статьи > Страница13

Альтернатива хлору.

Фахівці в галузі очищення води традиційно покладаються на хлор там, де справа стосується обробки поверхневої води, що вирізняється потужним мікробіологічним забрудненням. Хлор забезпечує ефективну та дешеву дезінфекцію води муніципальних систем водопостачання практично у всьому світі. Хлор відіграє ключову роль у завданнях видалення водних інфекцій, таких як тиф та холера.

В Україні близько 20% населення (близько 8 мільйонів осіб) одержують воду з автономних систем водопостачання, джерелом води яких служать переважно свердловини. Якість цієї води часто незадовільна — вода може мати запах і колір, здатна відкладати відкладення та фарбувати поверхні, містити неприйнятно високий рівень бактеріального забруднення (відповідно, формувати біоплівки та провокувати корозію). ДСАНПІН 2.2.4-171-10 обмежує вміст у водопровідній воді заліза — не більше 0,2 мг/л, марганцю — не більше 0,05 мг/л і сульфатів — не більше 250 мг/л. Результат перевищення цих домішок у воді — поганий смак і запах, відкладення, фарбування і навіть проносний ефект (у разі з перевищенням вмісту сульфатів). Хлор – ЕФЕКТИВНИЙ ДЕЗИНФІКУЮЧИЙ ЗАСІБ, проте його ЗДАТНІСТЬ УСУВАТИ ПРОБЛЕМИ смаку та запаху, що створюються сірководнем, окислювати залізо та марганець, видаляти залізобактерії ДУЖЕ ОБМЕЖЕНА.

На сьогоднішній день у Європі близько 50% муніципального водопостачання вже залучають різні системи водопідготовки на основі кисню (переважно на основі діоксиду хлору) як безпечні альтернативи хлоруванню. Хлорування створює численні проблеми. Взаємодія з органічними речовинами хлору супроводжується побічними продуктами (тригалометанами). Залишковий хлор у воді також підвищує ризик атеросклерозу та серцевих захворювань.

Вплив анаеробних бактерій на якість води.

Багато запахів грунтової води пов’язані з бактеріальною активністю та наявністю летких органічних сполук. Запах сірководню асоційований з активністю сульфатредукуючих бактерій (SBR), які в природній спосіб колонізують водоносні горизонти. Сульфатредукуючі бактерії анаєробні за своєю природою. Це означає, що для життєдіяльності їм зовсім не потрібний кисень.

Бактерії формують у трубопроводах та на твердих поверхнях біоплівки (слиз), надійно захищаючись таким чином від впливу дезінфікуючих хімічних речовин – хлору або кислот. Бактерії в біоплівках виділяють руйнівні ферменти, що викликають корозію металевих поверхонь.

У США та Канаді багато фахівців у водопідготовці перейшли з «хлору» на «перекис водню», використовуючи перекис водню як переважний метод окислення домішок підземної води в системах очищення грунтової води «на вході до будинку» (Point-On-Entry). Популярність перекису водню пояснюється більш високою ефективністю щодо сірководню, сульфатредукуючих бактерій та залізобактерій без створення токсичних побічних продуктів. У порівнянні з хлором перекис водню виконує «роботу» дуже швидко, ефективно і повністю, розкладаючись в подальшому на воду та кисень. Після завершення реакцій окислення оброблена вода містить залишковий кисень (а не хлор!), який перешкоджає утворенню сульфідів. У результаті те, що перекис водню робить за секунди, хлор робитиме за десятки хвилин.

Як у муніципальних, так і у побутових системах водопостачання сірководень утворюється переважно в результаті відновлення сульфатів бактеріями в анаеробних умовах. У присутності аеробних бактерій сірководень перетворюється на сірчану кислоту, що роз’їдає метали та бетон. Перекис водню окислює сірководень до елементарної сірки чи сульфатів. Залишковий перекис водню розкладається з виділенням кисню, що підтримує аеробне середовище і запобігає повторному утворенню сульфідів. Наявність кисню також сприяє процесам біологічного очищення води.

Перекис водню поєднує переваги, недоступні іншим формам хімічного контролю якості води — низьку вартість та цільову дію без токсичних побічних продуктів. При правильному користуванні робота з перекисом водню повністю безпечна. Перекис водню, окислюючи сірководень, формує повністю розчинні сульфати та запобігає будь-яким проблемам з утворенням шламу в трубопроводах та фільтрах. Перекис водню має низьку точку замерзання, необмежено розчинний у воді і реагує з домішками дуже швидко. На завершення залишковий кисень запобігає повторному забрудненню води сірководнем в результаті відновлення сульфідів анаеробними бактеріями в розподільчих трубопроводах і накопичувальних бойлерах.

Хімія перекису водоню.

Згідно з інформацією Solvay Chemicals Inc (хімічний і фармацевтичний гігант) окислення перекисом водню відновлених сполук сірки є складною реакцією, контрольованою багатьма змінними, серед яких каталізатори, рН, температура, концентрація, час. Змінні взаємозалежні (зміна однієї змінної впливає на інші змінні) контролюють швидкість реакції, витрату перекису водню і утворення кінцевих продуктів.

Реакція між сульфідами та перекисом водню значно залежить від рН розчину. В умовах кислого рН сульфід існує у воді у вигляді сірководню. Сірководень реагує у співвідношенні 1:1 з перекисом водню з утворенням елементарної сірки. Ця реакція передбачає найбільш ефективне використання перекису водню.

Реакція між сульфітами та перекисом водню не залежить від рН, проходить дуже швидко, не вимагає каталізаторів та закінчується окисленням сульфітів до сульфатів.

SO₃ + H₂O₂ = SO₄ + H₂O

Меркаптани та бісульфіди.

Меркаптани або тріоли – сірковмісні аналоги спиртів із сульфогідрильною групою (-SH). В умовах лужного рН меркаптани реагують з перекисом водню з утворенням бісульфідів.

2RSH + H₂0₂ = RSSR + 2H₂0,

де R – загальне позначення будь-якої органічної сполуки.

Бісульфіди зазвичай утворюють нерозчинний маслянистий шар, який легко відокремлюється від води. Бісульфіди також реагують з перекисом водню з утворенням сульфонової кислоти.

RSSR + 5H₂0₂ + 2OH- = 2RSO₃+6H₂0

Реакція сульфонової кислоти з перекисом водню проходить у співвідношенні 1:5 у присутності каталізатора (мідь або залізо), що зазвичай достатньо для повного усунення запаху води.

Залізо та залізоокисні бактерії.

Залізо у воді – насамперед естетична проблема. Залізо фарбує воду, білизну та сантехніку. Залізоокисні бактерії надають воді неприємного смаку і запаху, викликають біообростання проточних компонентів систем водопостачання.

Проточна частина насоса Pedrollo 3CRm80. Залізоокисні бактерії  і створені біоплівки з відкладеннями окислів заліза.

Перекис водню дуже швидко окислює і осаджує залізо, яке легко видаляється системами фільтрації.

Пригнічення мікробіологічного забруднення.

Багато бактерій у воді анаеробні і потребують області з низьким вмістом кисню. Сірководень насичує воду киснем і пригнічує розвиток анаеробних бактерій (коліформні бактерії, сульфатредукуючі бактерії, залізоокисні бактерії) та формування біоплівок (включаючи залізовмісний слиз у трубопроводах та фільтрах).

Система фільтрації Point-On-Entry («на вході до будинку»).

Перекис водню – це нормальна молекула води з тимчасово приєднаним атомом кисню. Цей додатковий активний атом робить всю роботу. Система очищення для обробки підземної води на вході до будинку (POE) є дуже простою. Насос, що дозує, подає невелику кількість 5…7% розчину медичного перекису водню в трубопровід безпосередньо перед фільтром з гранульованим середовищем і протиточним способом промивання. Реле протока активує дозуючий насос одночасно з відбором води. Орієнтовна швидкість подачі 20 … 25 мг H2O2 на 1 літр води, що дозволяє практично гарантовано усунути ВСІ ПРОБЛЕМИ із залізом, марганцем, сірководнем, сульфатредукуючими та залізоокислюючими бактеріями, леткими органічними речовинами БЕЗ СТВОРЕННЯ ТОКИСИЧНИХ ПОБОЧНИХ ПРОДУКТІВ. При необхідності швидкість подачі розчину може бути відрегульована як в меншу, так і в більшу сторону. Як гранульоване середовище фільтра з протиточним промиванням використовують сумісні з перекисом водню фільтруючі матеріали – Katalox Light або CGAC.