Однако, существует ряд недостатков этого метода:
-ввиду высоких цифр остаточного хлора, вода приобретает выраженный запах и привкус хлора, в связи с чем появляется необходимость проведения дехлорирования (для дехлорирования используются гипосульфит натрия или активированный уголь).
-повышенный расход хлора;
Хлорирование с преаммонизацией – метод обеззараживания, который применяется с целью предупреждения неприятных запахов, возникающих при обеззараживании воды,
содержащей фенолы. При проведении хлорирования малыми дозами хлор соединяется с фенолами, в результате чего образуются хлорфенолы, придающие воде аптечный запах и привкус. Для того, чтобы избежать этого, за 1-2 минуты до внесения в воду хлора, в воду вводят раствор аммиака. После этого вносят хлор, и он сразу связывается с аммиаком,
образуя хлорамины (связанный активный хлор) тоже обладающие бактерицидным действием. Хлорамины в отличии от свободного хлора не связываются с фенолами и, как следствие, не возникает «аптечного» запаха. При этом необходимо учитывать, что связанный хлор проявляет бактерицидный эффект примерно в 2 раза медленнее чем свободный, а также обладает более низкий окислительно-восстановительным потенциалом. Поэтому необходимо увеличивать время контакта и величину остаточного хлора.
Двойное хлорирование – метод обеззараживания, который предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй — как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.
Применяется, например, в случае использования для питьевого водоснабжения речной воды с высокой бактериальной загрязненностью.
Озонирование воды – обработка воды озоном для уничтожения микроорганизмов и устранения неприятных запахов. Озон (O3) – газ голубоватого цвета со специфическим запахом, очень хорошо растворим в воде. Обладает высокой окислительной способностью, которая обуславливает его бактерицидность. Действует на протоплазму микроорганизмов, уничтожает вирусы (в частности, полиомиелита). Доза озона для обеззараживания большинства вод от 0,5 до 6 мг/л. Продолжительность обеззараживания
– 3-5 минут. Косвенным показателем обеззараживания воды озоном служит присутствие в воде остаточных количеств озона на уровне 0,1-0,3 мг/л. Озонирование по сравнению с хлорированием имеет следующие основные преимущества:
1. надежное обеззараживание достигается в течение нескольких минут, при этом озон эффективнее хлора обеззараживает воду от споровых форм бактерий и
возбудителей вирусных инфекций;
2.озон, а также продукты его соединения с веществами, находящимися в воде,
не имеют вкуса и запаха;
3.происходит обесцвечивание воды и устранение ранее имевшихся запахов различного происхождения;
4.процесс озонирования в меньшей степени, чем хлорирование зависит от рН,
мутности, температуры и других свойств воды;
5. производство озона на месте избавляет от необходимости доставки и
хранения реагентов.
Недостатки озонирования:
1.озон является взрывоопасным и токсичным реагентом;
2.это более дорогой способ по сравнению с хлорированием;
3.при обработке воды озоном могут образовываться побочные токсичные
продукты: броматы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и др. соединения. Эти продукты могут вызывать мутагенный и другие неблагоприятные эффекты.
Контрольные вопросы:
1.Классификация методов улучшения качества питьевой воды.
2.Способы осветления и обесцвечивания питьевой воды.
3.Коагуляция воды, особенность.
4.Физические и химические методы обеззараживания.
5.Препараты хлора, применяемые для хлорирования воды на водопроводах.
6.Механизм бактерицидного действия хлора.
7.Способы хлорирования воды и их особенности. Преимущества и недостатки хлорирования воды в сравнении с другими методами обеззараживания.
8. Методика хлорирования малыми дозами.
9. Специальные методы улучшения качества питьевой воды.
Приложение 1
Алгоритм выполнения хлорирования малыми дозами.
1. Перед определением рабочей дозы активного хлора необходимо определить содержание активного хлора в растворе хлорной извести. Для этого берут в колбу 5мл 0,1% раствора хлорной извести, прибавляют 5 мл 5% КJ и 5 мл H2SО4 (1:3). При этом активный хлор, содержащийся в хлорной извести, вытесняет из йодистого калия эквивалентное количество йода. Прибавляют через 5мин. 0,5мл 1% раствора крахмала, который с йодом даёт синее окрашивание. Титруют
0,01 N Na2S2О3 раствором гипосульфита до обесцвечивания. Высчитывают содержание активного хлора по формуле:
Х= (N×K×0,355) / 5, где
Н-количество мл 0,01 N Na2S2О3, пошедшее на титрование ;
К- поправочный коэффициент 0,96 0,01N раствора Na2S203;
5 - количество мл 0,1 % раствора хлорной извести, взятой для анализа;
0,355 - количество мл активного хлора, соответствующее 1 мл 0,01N Na2S2О3.
Например: на титрование 5 мл раствора хлорной извести пошло 4мл 0,01 N Na2S2О3,
имеющего поправочный коэффициент (К), равный 0,96. Тогда в 1мл раствора хлорной извести содержится:
Х= (4 × 0,96 × 0,355) / 5 = 0,27 мг активного хлора.
2.После определения содержания активного хлора в хлорной извести переходим к выбору
рабочей дозы хлора. Для этого берем 3 колбы, наливаем в них по 300 мл воды, подлежащей хлорированию, и добавляем в них возвращающее количество раствора хлорной извести из расчёта
1,0; 1,5; 2,0 мг активного хлора на 1 литр воды.
Необходимое количество раствора хлорной извести высчитываем следующим образом:
Если, 0,27мг активного хлора содержится в 1 мл 0,1% раствора хлорной извести, то нужные нам 1,0 мг активного хлора будут содержаться в X мл раствора извести, отсюда
Х = 1,0 × 1 / 0,27 = 3,7 мл 0,1% раствора хлорной извести.
Это количество раствора хлорной извести (3,7мл) добавляется к 1 литру воды.
Производится расчёт хлорной извести на 300 мл воды.
Во вторую и третью колбы добавить дозы активного хлора соответственно 1,5; 2,0 мг.
Значит и количество раствора хлорной извести, добавляемое к 300 мл воды во вторую и третью колбы необходимо соответственно рассчитать с учётом: этих доз.
Через 30 минут определяем содержание в воде свободного остаточного активного хлора,
суммарного остаточного активного хлора и остаточного связанного хлора.
3.Определение свободного остаточного активного хлора методом титрования
метиловым оранжевым.
Из каждой пробы берут 100 мл исследуемой воды, помещают в 3 колбы, добавляют 2-3
капли 5н раствора HCL и, помешивая, быстро титруют раствором 0,005% метилового оранжевого до появления неисчезающей розовой окраски.
Содержание свободного остаточного хлора (X1) мл/л, вычисляют по формуле:
Х =0,04 + (V × 0,0217) ×1000 / V1, где
V - количество 0,005% раствора метилового оранжевого, израсходованного на титрование (мл);
0,0217 титр раствора метилового оранжевого;
0,04 - эмпирический коэффициент;
V1-объём воды, взятой для анализа (мл).
4. Определение суммарного остаточного активного хлора йодометрическим методом. Для этого в каждую колбу, содержащую 200мл воды, прибавляем по 2 мл 5 % раствора КJ 2 мл H2SО4. (1:3) и 1 мл 0,5% раствора крахмала. Если в какой-либо колбе жидкость осталась бесцветной, значит, там не осталось избытка хлора, и, следовательно, добавленная в эту колбу доза хлора оказалась недостаточной. Посинение жидкости указывает на наличие хлора,
который выделяет на КJ свободный йод, дающий с крахмалом синюю окраску. Окрашенную жидкость титруют 0,01 N Na2S2O3 до обеспечения и по расходу гипосульфита высчитывают количество суммарного остаточного хлора (X) по следующей формуле:
Х= П × К × 0,355 × 5, где
П- количество мл 0,01 N Na2S203, истраченного на титрование при определении остатка
хлора,
К - поправочный коэффициент гипосульфита (0,96);
0,355 - эквивалент хлора;
5 - коэффициент для пересчёта остатков хлора на 1 л воды.
По разности между содержанием суммарного остаточного активного хлора (X),
определённого йодометрическим методом содержанием свободного остаточного активного хлора (Xi), определенного методом титрования метиловым оранжевым находим содержание остаточного связанного активного хлора (Х2).
X2 = X – X1
Предположим, что в первой колбе не оказалось остаточного свободного хлора, значит доза активного хлора в 1,0 мг на 1 л - недостаточна. Во второй колбе - 0,35 мг/л, а в третьей - 0,68
мг на 1л.
Таким образом, мы видим, что в третьей колбе получились повышенные остатки свободного хлора (0,68 мг/л), значит доза активного хлора в 2,0 мг/л слишком велика. И только
во второй колбе, в которой вода хлорировалась дозой в 1,5 мг/л получились допустимые остатки хлора (0,35 мг/л). Следовательно, рабочей дозой хлора надо считать 1,5 мг активного хлора на 1
литр воды.
Определив, таким образом, рабочую дозу хлора, высчитываем, сколько мл 0,1% раствора хлорной извести нужно добавить ко всему объему воды, которую нужно продезинфицировать.
Допустим, что нужно прохлорировать 3000 л воды. Если на каждый литр требуется 7,4 мл 0,1%)
раствора хлорной извести, то на 3000 л воды потребуется 7,4×3000=22200 мл 0,1% раствора.
Переводим на сухую хлорную известь, зная, что для приготовления 0,1% раствора нужно взять 0,1
г сухой хлорной извести, а в 22200 мл:
Х= 22200 × 0,1 / 100 = 22,2 г.
Следовательно, для обеззараживания 3000 л воды требуется 22,2 сухой хлорной извести.
Оценочные материалы занятия.
Вопросы для фронтального и индивидуального опроса студентов по данной
теме:
1.Классификация методов улучшения качества питьевой воды.
2. Способы осветления и обесцвечивания питьевой воды.
3.Коагуляция воды, особенность.
4.Физические и химические методы обеззараживания.
5.Препараты хлора, применяемые для хлорирования воды на водопроводах.
6.Механизм бактерицидного действия хлора.
7.Способы хлорирования воды и их особенности. Преимущества и недостатки хлорирования воды в сравнении с другими методами обеззараживания.
8. Методика хлорирования малыми дозами.
9. Специальные методы улучшения качества питьевой воды.
Составители: профессор Ю.Ю. Елисеев, доц. Н.Н. Пичугина, доц. Ю.В. Елисеева, доц. Е.С. Сергеева, доц. А.А. Войтович, доц. Н.И. Алексеева.