ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ С ОСТАТОЧНЫМ КОМПОЗИЦИОННЫМ ДЕЗИНФЕКТАНТОМ ПОВЫШЕННОГО ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2015 года по МПК C02F9/08 C02F1/50 C02F103/04 

Изобретение относится к способам (технологиям) ступенчатой обработки воды и предназначено к применению в централизованных системах хозяйственно-питьевого водоснабжения. Оно вызвано тем, что для обеззараживания питьевой воды в России и за рубежом стали применять композиционные дезинфектанты повышенного пролонгированного действия (составы), которые дополнительно к растворенным чрезвычайно и высокоопасным (ВО) веществам - 1 и 2 классов опасности, нормируемых по санитарно-токсикологическому (с.-т.) показателю вредности (ПВ), могут насыщать питьевую воду на входе распределительной сети ВО активными ингредиентами (АИ). Составы специфичны в работе, наблюдается преувеличение положительных свойств составов в противовес хлору, что может приводить к поспешным, необоснованным внедрениям в системы.

Учитывая это и ряд ценных преимуществ составов, требуется дальнейшая проработка технологий производства питьевой воды на их основе с непременно прецизионным применением составов.

Известна технология производства питьевой воды с остаточным составом, включающая разделение суспензий и обеззараживание воды составом, например, в виде сочетания хлора (Гончарук Е.И. и др. Коммунальная гигиена. Киiв: ЗДОРОВ'Я, 2006. С. 172: предельно допустимая концентрация 2,5 мг/л по с.-т. ПВ) и аммиака для увеличения продолжительности бактерицидного действия (СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. П. 6.165), обеспечение в питьевой воде остаточных концентраций (ОК) основного АИ состава в нормативном диапазоне, в данном случае для свободного хлора 0,3÷0,5 мг/л.

Технический недостаток этой технологии: из-за несовершенства известных стандартизированных или метрологически аттестованных методик измерений (ГОСТ Р 51232-98) технология учитывает только обнаруживаемые ими ВО вещества при оценке безопасности питьевой воды для здоровья человека, в то время как и не обнаруживаемые ВО вещества, поступая в организм в допустимых концентрациях, могут согласно СанПиН 2.1.4. 1074-01 (п. 3.4.4) суммарно отрицательно влиять на здоровье, в том числе из-за увеличения количества ВО веществ при обеззараживании. Это существеннее учета лишь частного эффекта «суммации» по МУ 2.1.4. 682-97 (п. 6.6.2) - однотипного механизма токсического действия на организм нескольких ВО веществ, входящего по СанПиН 2.1.4. 1074-01 (п. 3.4.4) в сумму отношений концентраций всех ВО веществ к их предельно допустимым концентрациям, которая должна быть не более 1.

Прототипом изобретения по технической сущности и решаемой задаче является технология производства питьевой воды с остаточным композиционным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия, включающая разделение суспензий и обеззараживание воды (RU 2442753 С1, 6 C02F 1/52, C02F 1/50, C02F 103/04, 20.02.12).

Технический недостаток прототипа технологии: если используемый в прототипе композиционный дезинфектант повышенного пролонгированного действия (в прототипе - «реагент» и «композиция»; официально в документе к нему «Инструкция № ДК-02/10. НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина РАМН, ООО “Адекватные технологии”. 2010» он называется «дезинфицирующее средство» и просто «средство» - «2 класс опасности» (п. 1.6); а также к нему применены термины «жидкость», «дезинфектант», «флокулянт», «реагент», «препарат», «рабочий раствор», «содержит в своем составе в качестве действующих веществ полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГ-ГХ) 42,2 мас. % и алкилдиметилбензиламмоний хлорид 7,8 мас. %, а также воду»; поэтому в данной заявке его «рабочий раствор» и совокупность других употребленных терминов, в том числе прототипе, и выражений обобщены словом «состав») на основе ПГМГ-ГХ относится к ВО веществам или к недостаточно изученным веществам (считаем состав недавней разработки, 2010 г., недостаточно изученным), то прототип нельзя применять без учета неизбежного присутствии в обеззараживаемой воде других ВО веществ различного происхождения, в том числе с концентрациями меньше значения нижней границы диапазона измерений методики (в протоколах со знаком «<»), а также известных ВО веществ с неизмеренными концентрациями по другим причинам (в протоколах со знаком «-»). Из-за несовершенства стандартизированных или метрологически аттестованных методик измерений (ГОСТ Р 51232-98) прототип может системно учитывать только обнаруживаемые ими ВО вещества в концентрациях не ниже 0,5 предельно допустимых концентраций. В то время как и не обнаруживаемые ВО вещества, назовем их слабыми прогностическими концентрациями, могут суммарно отрицательно влиять на здоровье человека согласно СанПиН 2.1.4. 1074-01 (п. 3.4.4), и даже, скажем так, согласно послаблению от ГН 2.1.5.1315-03 (справочное) к питьевой воде - учету только ВО веществ однонаправленного действия на организм: достаточно двух, одно - состав с концентрацией по основному АИ (далее - основной АИ), второе - из числа других в воде, и сумма отношений фактических концентраций к предельно допустимым концентрациям соответствующих ВО веществ будет больше 1.

Кроме того:

для случаев недостаточно изученного состава требуется единообразие определения концентраций ВО веществ в воде ниже предельно допустимых;

питьевая вода загрязняется ВО примесями реагентов;

помимо расходования реагентов требуются повышенные затраты энергии и воды на собственные нужды технологии;

недостаточно изученный состав с длительным пролонгирующим эффектом, относящий состав согласно МУ 2.1.5.720-98 к 1 классу опасности «Чрезвычайно стабильные вещества», требует дополнительных мер предосторожности применения к питьевой воде, кроме критерия не превышать предельно допустимую концентрацию основного АИ состава;

требуется выявление диапазона допустимых произвольных изменений, динамики, в питьевой воде концентраций ВО веществ в присутствии назначенных ОК основного АИ состава;

нуждается в выявлении оптимальной ОК основного АИ состава в связи с другими операциями производства питьевой воды по прототипу.

Техническая задача. Обеззараживание воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения недостаточно изученным составом с обеспечением остаточных концентраций основного АИ, безопасных в питьевой воде для здоровья человека по с.-т. ПВ;

обеспечение единообразия определения концентраций ВО веществ в воде ниже предельно допустимых концентраций;

снижение концентраций ВО веществ охраной источника, сокращением применения реагентов и состава;

минимизация и исключение применения реагентов с ВО веществами, снижение затрат электроэнергии и воды на собственные нужды технологии;

повышение надежности качества питьевой воды усилением учета недостаточной изученности безопасности для здоровья человека ОК состава;

определение диапазона допустимых произвольных изменений, динамики, в питьевой воде концентраций ВО веществ в присутствии назначенных ОК основного АИ состава;

выявление всесторонне оптимальной ОК основного АИ состава.

Согласно изобретению в технологии производства питьевой воды с остаточным композиционным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия, включающей разделение суспензий и обеззараживание воды, воду обеззараживают дезинфектантом повышенного пролонгированного действия (составом) в прецизионной области безопасных для здоровья человека по санитарно-токсикологическому (с.-т.) показателю вредности (ПВ) остаточных концентраций (ОК) основного активного ингредиента (АИ) состава, релевантной известным и слабым прогностическим концентрациям чрезвычайно и высокоопасных (ВО) веществ в питьевой воде,

сформированной и соблюдаемой в пределах от С_но - минимально допустимой ОК основного АИ, мг/л, до С_р - максимальной ОК основного АИ, мг/л, совокупностью операций, включающей подбор состава по С_но и ПДК - предельно допустимой концентрации по с.-т. ПВ основного АИ, мг/л, определение константы приведения слабых прогностических концентраций к реальной их доле в общей концентрации ВО веществ

определение в питьевой воде ОК всех ВО веществ, нормируемых по с.-т. ПВ, охрану источника от загрязнения, разделение суспензий, обработку воды дополнительными методами и обеззараживание воды, соблюдая условие

определение с учетом (2) и (3) максимальной ОК основного АИ по закону

чем выше концентрация любого ВО вещества в питьевой воде, тем меньше должна быть ОК основного АИ состава,

где

- известная концентрация ВО вещества в воде источника, мг/л;

ПДК_Ψ - предельно допустимая концентрация ВО вещества с , мг/л;

- слабая прогностическая концентрация ВО вещества, принятая в первом приближении равной значению нижней границы измерений методики, не позволившей обнаружить его в воде, мг/л;

- предельно допустимая концентрация ВО вещества, значение нижней границы измерений методики для которого равно , мг/л;

- слабая прогностическая концентрация ВО вещества, принятая в первом приближении равной значению нижней границы измерений методики для исключенного из определения растворенного в воде ВО вещества, мг/л;

- предельно допустимая концентрация ВО вещества, значение нижней границы измерений методики для которого равно , мг/л;

C_k - известная концентрация ВО вещества в питьевой воде, мг/л;

ПДК_k - предельно допустимая концентрация ВО вещества с C_k, мг/л;

n, m, z, y - количество ВО веществ концентраций C_k, , , с порядковыми номерами k=1, 2, …, n; j=1, 2, …, m; s=1, 2, …, z; Ψ=1, 2, …, y.

Кроме того:

измерения концентраций ВО веществ в воде ниже предельно допустимых концентраций при производственном контроле и государственном надзоре, а также при проведении расширенных исследований и по эпидемическим показаниям осуществляют стандартизированными или метрологически аттестованными методиками с самыми минимальными пределами обнаружения ВО веществ;

добиваясь выполнения условия (3), охрану источника от загрязнения, разделение суспензий и обработку воды дополнительными методами ведут пропорциональными снижением загрязнения источника, сокращением применения реагентов и состава, в которых ВО вещества выражены количественно примесями;

в операции разделения суспензий воду фильтруют на фильтрах нисходящего и восходящего дельта-фильтрования в экологически чистых режимах - безреагентном или с пониженными дозами реагентов;

основной АИ состава, характеризующийся в гигиенических нормативах ПДК по общесанитарному ПВ с 3-м или 4-м классом опасности, считают как ВО вещество, но с большей ПДК по с.-т. ПВ;

разрешают любую по характеру динамику во времени показателей ВО веществ в питьевой воде

для хлора с С_но÷С_р=0,3÷0,5 мг/л и ПДК=2,5 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне

для ПГМГ-ГХ с С_но÷С_р=0,08÷С_р мг/л и ПДК=0,1 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне

с иными С_но÷С_р и ПДК по с.-т. ПВ основного АИ в диапазоне

выбор оптимального соотношения остаточных концентраций основного АИ и ВО веществ(а) в области С_но÷С_р подчиняют технико-экономическому обоснованию.

Осуществление (подтверждено примерами 1-4) технологии производства питьевой воды с остаточным композиционным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия: воду обеззараживают дезинфектантом повышенного пролонгированного действия (составом) в прецизионной области безопасных для здоровья человека по санитарно-токсикологическому (с.-т.) показателю вредности (ПВ) остаточных концентраций (ОК) основного активного ингредиента (АИ) состава (1), релевантной известным и слабым прогностическим концентрациям чрезвычайно и высокоопасных (ВО) веществ в питьевой воде, предварительно сформированной (теоретически-математическим расчетом) и в дальнейшем соблюдаемой (практически, с расчетами) совокупностью операций, которая включает подбор состава по С_но и ПДК из имеющейся номенклатуры разрешенных составов, определение константы приведения слабых прогностических концентраций к реальной их доле в общей концентрации ВО веществ по (2), определение в питьевой воде ОК всех ВО веществ, нормируемых по с.-т. ПВ, охрану источника от загрязнения, разделение суспензий (коагуляцией, отстаиванием, фильтрованием и пр.), обработку воды дополнительными методами (окислением, сорбцией, ультрафиолетом и пр.) и обеззараживание воды, соблюдая условие (3), и определение с учетом (2) и (3) максимальной ОК основного АИ по закону (4). Исходные данные для формирования и соблюдения области (1): параметры составов и перечни ВО веществ с гигиеническими нормативами, вошедших и не включенных в рабочую программу постоянного производственного контроля качества воды, концентрации которых известны (C_k - по измерениям и расчетам) и с неизмеренными слабыми прогностическими концентрациями ( и , подлежащими квалифицированному прогнозу, как в изобретении), протоколы химических анализов воды.

Кроме того:

измеряют концентрации ВО веществ в воде ниже ПДК при производственном контроле и государственном надзоре, а также при проведении расширенных исследований и по эпидемическим показаниям стандартизированными или метрологически аттестованными методиками с самыми минимальными пределами обнаружения ВО веществ;

добиваясь выполнения условия (3), охрану источника от загрязнения, разделение суспензий и обработку воды дополнительными методами ведут с пропорциональными снижением загрязнения источника, сокращением применения реагентов и состава, в которых ВО вещества выражены количественно примесями;

в операции разделения суспензий воду фильтруют на фильтрах нисходящего и восходящего дельта-фильтрования в экологически чистых режимах - безреагентном или с пониженными дозами реагентов;

основной АИ состава, характеризующийся в гигиенических нормативах ПДК по общесанитарному ПВ с 3-м или 4-м классом опасности, считают как ВО вещество, но с большей ПДК по с.-т. ПВ;

разрешают любую по характеру динамику (рост, убывание, спорадичную) во времени показателей ВО веществ в питьевой воде: для хлора с С_но÷С_р=0,3÷0,5 мг/л и ПДК=2,5 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне (5), для ПГМГ-ГХ с С_но÷С_р=0,08÷С_р мг/л и ПДК=0,1 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне (6), для состава с иными С_но÷С_р и ПДК по с.-т. ПВ основного АИ в диапазоне (7);

выбирают оптимальное соотношение остаточных концентраций основного АИ и ВО веществ(а) в области С_но÷С_р технико-экономическим расчетом, учитывающим взаимосвязь технологических показателей всех основных операций производства питьевой воды.

Таким образом, в изобретении воду обеззараживают в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения недостаточно изученным составом с обеспечением ОК основного активного ингредиента (АИ) безопасных для здоровья человека по с.-т. ПВ благодаря выполнению операции в прецизионной области (1), релевантной (повышенно отвечающей) известным и слабым прогностическим концентрациям ВО веществ в питьевой воде, предварительно сформированной (теоретически-математическим расчетом) и в дальнейшем соблюдаемой (практически, с расчетами) совокупностью операций, включающей подбор состава, определение константы приведения слабых прогностических концентраций к реальной их доле в общей концентрации ВО веществ (2), определение в питьевой воде ОК всех ВО веществ, нормируемых по с.-т. ПВ, охрану источника от загрязнения, разделение суспензий, обработку воды дополнительными методами и обеззараживание воды, соблюдая условие (3), и определение с учетом (2) и (3) максимальной ОК основного АИ по закону (4) - чем выше концентрация любого ВО вещества в питьевой воде, тем меньше должна быть ОК основного АИ состава. При этом оператор «<» (меньше) в правой части условия (3), снижая концентрации ВО веществ в его центральной части, увеличивает С_р по закону (4), что повышает надежность качества воды по бактериологическим показателям с одновременным соблюдением суммы отношений концентраций всех ВО веществ к их ПДК не более 1.

Выработанным критерием контроля концентраций ВО веществ ниже ПДК при производственном контроле и государственном надзоре, а также при проведении расширенных исследований и по эпидемическим показаниям, заключающимся в применении методик с самыми минимальными пределами обнаружения из стандартизированных или метрологически аттестованных, обеспечено единообразие контроля концентраций ВО веществ ниже ПДК.

По результатам изучения объемов поступления загрязнений в источник и оценки содержания ВО веществ в реагентах охраняют источник и сокращают применение реагентов и состава пропорционально необходимому уменьшению концентраций ВО веществ.

Достигнута в операции разделения суспензий минимизация и исключение применения реагентов с ВО веществами благодаря фильтрованию воды на фильтрах нисходящего и восходящего дельта-фильтрования в экологически чистых режимах - безреагентном или с пониженными дозами реагентов.

Снижены расходы состава - пропорционально снижению ОК основного АИ с уровня ПДК на уровни С_но÷С_р, реагентов - до 100%, затраты электроэнергии на производство питьевой воды - в 3 раза, расход воды на собственные нужды технологии - в 2 раза.

Дополнительный учет недостаточной изученности безопасности для здоровья человека ОК состава путем причисления основного АИ, характеризующегося в гигиенических нормативах ПДК по общесанитарному ПВ с 3-м или 4-м классом опасности, к ВО веществам, но с большей ПДК, повысил надежность качества питьевой воды. Такой подход позволяет применять для состава 3 или 4 класса опасности в запас надежности правило суммарной токсичности ВО веществ. Хотя качество питьевой воды повышено в целом поддержанием ОК основного АИ в области С_но÷С_р, так как ниже С_но вода непригодна по бактериологическим показателям, а выше С_р, включая ПДК основного АИ состава, вода токсична.

Благодаря определяемым по условиям (5), (6) и (7) диапазонам допустимых, расширенных оператором «≤» (меньше или равно) относительно (3) до «=» (равно), произвольных изменений, динамики любого характера, в питьевой воде концентраций ВО веществ в присутствии назначенных ОК основного АИ состава облегчена эксплуатация системы.

Выявление не только технологически, но и экономически оптимальной ОК основного АИ состава в области С_но÷С_р позволило экономно расходовать состав, реагенты, энергию и воду в технологии производства питьевой воды согласно изобретению.

Примеры решения технической задачи

Пример 1. Основан на параметрах состава, назовем его математическим выражением общего характера «С_но≤С_р<ПДК», вытекающим из сути изобретения, и протоколах химических анализов воды, подаваемой потребителям и исходной в источнике (реке).

Изобретением обеспечено надежное обеззараживание речной воды составом «С_но≤С_р<ПДК» с ОК основного активного ингредиента ПГМГ-ГХ в прецизионной области С_но÷С_р=0,08÷0,0831 мг/л, выше которой, до ПДК=0,1 мг/л и более, вода токсична. Область релевантна известным и слабым прогностическим концентрациям ВО веществ согласно перечню по пп. 1-4 за вычетом удаленных технологией ВО веществ, указанных ниже п. 5:

1 - основным АИ состава «С_но≤С_р<ПДК», ВО вещества 2 класса опасности, является ПГМГ-ГХ с ПДК=0,1 мг/л по с.-т. ПВ и С_но=0,08 мг/л;

2 - в питьевой воде с известными концентрациями C_k (далее введены сокращения из соображений форматирования текста: для СанПиН 2.1.4. 1074-01 - «Сан», ГН 2.1.5. 1315-03 с ГН 2.1.5. 2280-07 - «ГН»):

C₁=0,2 мг/л, ПДК₁=0,5 мг/л (Сан) - алюминий остаточный: 0,2/0,5=0,4,

С₂=0,6 мг/л, ПДК₂=10 мг/л (Сан) - кремний: 0,6/10=0,06,

С₃=0,001 мг/л, ПДК₃=0,06 мг/л (ГН) - хлороформ: 0,001/0,06=0,02,

С₄=0,004 мг/л, ПДК₄=0,02 мг/л (ГН) - никель: 0,004/0,02=0,2,

Σ⁴ _k=1(C_k/ПДК_k)=0,4+0,06+0,02+0,2=0,68;

3 - в питьевой воде с неизмеренными, слабыми прогностическими концентрациями, со знаком «<» в протоколе, принятыми в первом приближении равными значениям нижних границ методик измерения (приняты также равными концентрациям в источнике как не намечавшиеся к снижению), и :

С`<sub>1</sub>=00,002 мг/л, ПДК`₁=0,05 мг/л (Сан) - формальдег. (озон.): 0,002/0,05=0,04,

С`<sub>2</sub>=0,0001 мг/л, ПДК`₂=0,006 мг/л (Сан) - четыреххл. уг.: 0,0001/0,006=0,017,

С`<sub>3</sub>=0,0001 мг/л, ПДК`₃=0,03 мг/л (Сан) - дихлорброммет.: 0,0001/0,03=0,003,

С`<sub>4</sub>=0,0003 мг/л, ПДК`₄=0,03 мг/л (ГН) - дибромхлорметан: 0,0003/0,03=0,01,

С`<sub>5</sub>=0,0006 мг/л, ПДК`₅=0,1 мг/л (Сан) - бромоформ: 0,0006/0,1=0,006,

С`<sub>6</sub>=0,005 мг/л, ПДК`₆=0,07 мг/л (ГН) - цианиды: 0,005/0,07=0,07,

Σ⁶ _j=1(C`<sub>j</sub>/ПДК`_j)=0,04+0,017+0,003+0,01+0,006+0,07=0,146;

4 - в питьевой воде с неизмеренными, слабыми прогностическими концентрациями, со знаком «-» в протоколе, принятыми в первом приближении равными значениям нижних границ методик измерения (приняты также равными концентрациям в источнике как не намечавшиеся к снижению), и :

C″₁=0,00002 мг/л, ПДК″₁=0,002 мг/л (Сан) - ДДТ: 0,00002/0,002=0,01,

С″₂=0,0001 мг/л, ПДК″₂=0,002 мг/л (Сан) - ДДЭ: 0,0001/0,002=0,05,

С″₃=0,0001 мг/л, ПДК″₃=0,002 мг/л (Сан) - ДДД: 0,0001/0,002=0,05

(C″₁+C″₂+C″₃=0,00022, ПДК″₂=0,002 - сумма изомеров: 0,00022/0,002=0,11),

С″₄=0,0001 мг/л, ПДК″₄=0,002 мг/л (Сан) - линдан: 0,0001/0,002=0,05,

С″₅=0,0002 мг/л, ПДК″₅=0,03 мг/л (Сан) - 2,4-Д: 0,0002/0,03=0,007,

С″₆=0,0001 мг/л, ПДК″₆=0,001 мг/л (Сан) - кадмий: 0,0001/0,001=0,1,

С″₇=0,0001 мг/л, ПДК″₇=0,01 мг/л (ГН) - свинец: 0,0001/0,01=0,01,

С″₈=0,002 мг/л, ПДК″₈=0,01 мг/л (ГН) - мышьяк: 0,002/0,01=0,2,

С″₉=0,00001 мг/л, ПДК″₉=0,0005 мг/л (ГН) - ртуть: 0,00001/0,0005=0,02,

С″₁₀=0,05 мг/л, ПДК″₁₀=0,5 мг/л (ГН) - бор: 0,05/0,5=0,1,

Σ¹⁰ _s=1(С″_s/ПДК″_s)=0,01+0,05+0,05+0,05+0,007+0,1+0,01+0,2+0,02+0,1=0,597.

В п. 3 и п. 4 значения нижних границ методик взяты из известных стандартизированных методик преимущественно с самыми минимальными пределами обнаружения ВО веществ, равными им, так как штатные методики, согласно протоколам, не относятся к таковым и искажают результаты не в пользу производителей питьевой воды, недопустимо завышают качество питьевой воды. Кроме того, дано:

5 - ВО вещества речной воды согласно протоколу химических анализов имеют следующие измеренные концентрации С⁰ _Ψ их ПДК⁰ _Ψ и С⁰ _Ψ/ПДК⁰ _Ψ:

C⁰ ₁=0,07 мг/л, ПДК⁰ ₁=0,5 мг/л (ГН) - алюминий (остаточный): 0,07/0,5=0,14,

С⁰ ₂=0,68 мг/л, ПДК⁰ ₂=10 мг/л (ГН) - кремний: 0,68/10=0,068,

С⁰ ₃=0,0016 мг/л, ПДК⁰ ₃=0,06 мг/л (ГН) - хлороформ: 0,0016/0,06=0,027,

С⁰ ₄=0,002 мг/л, ПДК⁰ ₄=0,02 мг/л (ГН) - никель: 0,002/0,02=0,1,

Σ⁴ _Ψ=1(С⁰ _Ψ/ПДК⁰ _Ψ)=0,14+0,068+0,027+0,1=0,335.

Исходя из правила суммарной токсичности ВО веществ в источнике водоснабжения, можно сразу записать, что доля суммы отношений по слабым прогностическим концентрациям ВО веществ в источнике составляет значительную величину 1-0,335=0,665, и поэтому пренебрегать ими нельзя. А выше их вычислено еще больше, всего 0,146+0,597=0,743. Поэтому на основе данных по пп. 3, 4 и 5 определяют по формуле (2) константу приведения слабых прогностических концентраций ВО веществ, назначенных в первом приближении по нижним границам методик измерения, к реальной их доле в общей концентрации ВО веществ в источнике

β=(1-0,335)/(0,146+0,597)=0,665/0,743=0,895. Величина этой константы означает, что каждая слабая прогностическая концентрация ВО вещества в питьевой воде (она же принята такой и в источнике, как для трудноудаляемых из воды веществ) в 1/0,895≈1,12 раза меньше (на ~10%) значения нижней границы измерений каждой методики. Описанный выше подход к выяснению слабых прогностических концентраций ВО веществ позволяет дифференцировать их величины по двум выделенным группам ( и ) в отдельности каждого, сделать (спрогнозировать) с приемлемой точностью неявное известным, причем даже по абсолютным значениям.

Проверяют соблюдение условия (3) для воды химического содержимого до обработки ее составом с учетом константы β=0,895: условие (3) не соблюдается в отношении правой части, так как его центральная часть (0,68+0,895-0,146+0,8950,597)=1,34 превосходит правую 1-0,08/0,1=0,2, а нужно наоборот - превосходство правой над центральной. Это говорит о том, что требуется корректировка концентраций в воде веществ, входящих в центральную часть условия (3), разделением суспензий, обеззараживанием воды, охраной источника от загрязнения и обработкой воды дополнительными методами с определением концентраций ВО веществ до соблюдения условия (3). Например, полностью исключают ВО вещества по п. 2, а также цианиды по п. 3 и ДДТ, ДДЭ, ДДД, 2,4-Д, кадмий, свинец, мышьяк, ртуть, бор по п. 4. Подставляя в закон (4) соответственно Σ⁴ _k=1(C_k/ПДК_k)=0, Σ⁶ _j=1(С`<sub>j</sub>/ПДК`_j)=0,139 и Σ¹⁰ _s=1(С″_s/ПДК″_s)=0,05, получают С_р=0,1(1-0-0,895·0,139-0,895·0,05)=0,0831 мг/л. Это означает, что согласно изобретению ОК основного АИ состава нужно поддерживать в сформированной безопасной для здоровья человека прецизионной области С_но÷С_р=0,08÷0,0831 мг/л, релевантной оставшимся в воде ВО веществам известных и слабых прогностических концентраций (после удаления других).

Возможно другое комбинированное сочетание ВО веществ с известными и слабыми прогностическими концентрациями, а также с подбором другого состава по С_но и ПДК или с устранением реагентов.

Пример 2. Формируют прецизионную область безопасных для здоровья человека ОК основного АИ состава его подбором (предусматривая и охрану источника от загрязнения, разделение суспензий, обработку воды дополнительными методами) для обеззараживания питьевой воды с ВО веществами по примеру 1. Берут из номенклатуры имеющихся дезинфектантов состав 2-го класса опасности, ПДК=0,5 мг/л (по основному АИ в 5 раз выше относительно примера 1) по с.-т. ПВ и с прежней С_но=0,08 мг/л. Намечают к исключению ВО вещества со слабыми прогностическими концентрациями, например, все по п. 4. Тогда, сумма Σ¹⁰ _s=1(С″_s/ПДК″_s)=0.

В итоге С_р=0,5(1-0,68-0,895·0,146-0)=0,0947 мг/л. Это означает, что при условиях ПДК=0,5 мг/л основного АИ и Σ¹⁰ _s=1(С″₈/ПДК″_s)=0, т.е. с учетом избавления воды от части ВО веществ со слабыми прогностическими концентрациями, прецизионная область безопасных для здоровья человека ОК основного АИ состава по результатам формирования изобретением следующая: С_но÷С_р=0,08÷0,0947 мг/л.

Если же совсем не избавлять воду от ВО веществ, то никакая ПДК основного АИ состава для данной воды не подходит. На это указывает знак минус: С_р=ПДК(1-0,68-0,895·0,146-0,895·0,597)=-0,345 ПДК. Переводить же состав произвольно в ранг менее опасного класса, чтобы избежать необходимости соблюдения правила суммарной токсичности, недопустимо.

Пример 3. Берут тот же состав «С_но≤С_р<ПДК» 2-го класса опасности, но доказывают, что его ПДК=0,4 мг/л по ПГМГ-ГХ, с.-т. ПВ, С_но÷С_р=0,04÷С_р мг/л, и применяют этот состав в качестве катионного флокулянта при разделении суспензий. Благодаря этому снижают в 2 раза ВО веществ в воде по п. 5 и Σ⁴ _Ψ=1(С⁰ _Ψ/ПДК⁰ _Ψ)=0,335 до 0,335/2=0,168. Получают значение С_р=0,4(1-0,168-0,895·0,146-0,895·0,597)=0,067 мг/л, что отвечает области С_но÷С_р=0,04÷0,067 мг/л для гипотетических исходных данных.

Пример 4. Прецизионную область С_но÷С_р=0,08÷0,0831 мг/л и подобную данной по основному АИ состава формируют, как в примере 1, но с применением дельта-фильтрования (RU 2405614 С1, 6, 10.12.10).

Примеры 1-4 показывают, что изобретение устанавливает производство питьевой воды в прецизионной области безопасных для здоровья человека остаточных концентраций любого композиционного дезинфектанта повышенного пролонгированного действия, релевантной известным и слабым прогностическим концентрациям ВО веществ в питьевой воде, определяет концентрации, формирует и соблюдает область совокупностью операций, сопровождает операции расчетами по формулам на основе известного правила суммарной токсичности ВО веществ в питьевой воде.

Таким образом, настоящее изобретение по всем отличительным признакам отвечает критерию промышленной применимости.

Изобретение может быть использовано в централизованных системах хозяйственно-питьевого водоснабжения городов и сёл для производства питьевой воды с остаточным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия. Способ включает охрану источника от загрязнений, разделение суспензий, обработку реагентами и обеззараживание воды дезинфицирующим составом, определение остаточных концентраций высокоопасных (ВО) веществ. Обеззараживание воды проводят дезинфицирующим составом в прецизионной области безопасных для здоровья человека по санитарно-токсикологическому показателю вредности остаточных концентраций (ОК) состава по основному активному ингредиенту (АИ), релевантной известным и слабым прогностическим концентрациям ВО веществ в питьевой воде. Прецизионную область формируют и поддерживают совокупностью операций: подбором дезинфицирующего состава, определением ОК для всех ВО веществ, определением константы приведения слабых прогностических концентраций к реальным, регулированием поступления и снижением концентраций ВО веществ, определением для АИ максимальной ОК. Критерием контроля содержания ВО веществ являются концентрации ниже предельно допустимых. Способ обеспечивает сокращение расхода реагентов и дезинфицирующего состава, снижение расхода энергии, повышение надежности качества питьевой воды при использовании всесторонне оптимальной ОК основного АИ состава. 6 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Технология производства питьевой воды с остаточным композиционным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия, включающая разделение суспензий и обеззараживание воды, отличающаяся тем, что воду обеззараживают дезинфектантом повышенного пролонгированного действия (составом) в прецизионной области безопасных для здоровья человека по санитарно-токсикологическому (с.-т.) показателю вредности (ПВ) остаточных концентраций (ОК) основного активного ингредиента (АИ) состава, релевантной известным и слабым прогностическим концентрациям чрезвычайно и высокоопасных (ВО) веществ в питьевой воде,

сформированной и соблюдаемой в пределах от С_но - минимально допустимой ОК основного АИ, мг/л, до С_р - максимальной ОК основного АИ, мг/л, совокупностью операций, включающей подбор состава по С_но и ПДК - предельно допустимой концентрации по с.-т. ПВ основного АИ, мг/л, определение константы приведения слабых прогностических концентраций к реальной их доле в общей концентрации ВО веществ

определение в питьевой воде ОК всех ВО веществ, нормируемых по с.-т. ПВ, охрану источника от загрязнения, разделение суспензий, обработку воды дополнительными методами и обеззараживание воды, соблюдая условие

определение с учетом (2) и (3) максимальной ОК основного АИ по закону

чем выше концентрация любого ВО вещества в питьевой воде, тем меньше должна быть ОК основного АИ состава,
где
- известная концентрация ВО вещества в воде источника, мг/л;
ПДК⁰ _Ψ - предельно допустимая концентрация ВО вещества с , мг/л;
- слабая прогностическая концентрация ВО вещества, принятая в первом приближении равной значению нижней границы измерений методики, не позволившей обнаружить его в воде, мг/л;
- предельно допустимая концентрация ВО вещества, значение нижней границы измерений методики для которого равно , мг/л;
- слабая прогностическая концентрация ВО вещества, принятая в первом приближении равной значению нижней границы измерений методики для исключенного из определения растворенного в воде ВО вещества, мг/л;
- предельно допустимая концентрация ВО вещества, значение нижней границы измерений методики для которого равно , мг/л;
C_k - известная концентрация ВО вещества в питьевой воде, мг/л;
ПДК_k - предельно допустимая концентрация ВО вещества с C_k, мг/л;
n, m, z, y - количество ВО веществ концентраций C_k, , , с порядковыми номерами k=1, 2, …, n; j=1, 2, …, m; s=1, 2, …, z; Ψ=1, 2, …, y.

2. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что измерения концентраций ВО веществ в воде ниже предельно допустимых концентраций при производственном контроле и государственном надзоре, а также при проведении расширенных исследований и по эпидемическим показаниям осуществляют стандартизированными или метрологически аттестованными методиками с самыми минимальными пределами обнаружения ВО веществ.

3. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что, добиваясь выполнения условия (3), охрану источника от загрязнения, разделение суспензий и обработку воды дополнительными методами ведут с пропорциональными снижением загрязнения источника, сокращением применения реагентов и состава, в которых ВО вещества выражены количественно примесями.

4. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что в операции разделения суспензий воду фильтруют на фильтрах нисходящего и восходящего дельта-фильтрования в экологически чистых режимах - безреагентном или с пониженными дозами реагентов.

5. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что основной АИ состава, характеризующийся в гигиенических нормативах ПДК по общесанитарному ПВ с 3-м или 4-м классом опасности, считают как ВО вещество, но с большей ПДК по с.-т. ПВ.

6. Технология по любому из пп. 1 и 5, отличающаяся тем, что разрешают любую по характеру динамику во времени показателей ВО веществ в питьевой воде для хлора с С_но÷С_р=0,3÷0,5 мг/л и ПДК=2,5 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне

для ПГМГ-ГХ с С_но÷С_р=0,08÷С_р мг/л и ПДК=0,1 мг/л по с.-т. ПВ в диапазоне

с иными С_но+С_р и ПДК по с.-т. ПВ основного АИ в диапазоне

7. Технология по п. 1, отличающаяся тем, что выбор оптимального соотношения остаточных концентраций основного АИ и ВО веществ(а) в области С_но÷С_р подчиняют технико-экономическому обоснованию.