Способ обеззараживания воды от спорообразующих бактерий Советский патент 1992 года по МПК C02F1/50 

Изобретение относится к способам обеззараживания природной (поверхностной и подземной) воды, зараженной споро- образующими бактериями, используется в аварийных ситуациях, связанных с формированием сложной эпидемиологической об- становки в районе водозаборов, при наличии устройств для дозирования хлора или какого-либо другого дезинфицирующего реагента.

Известен способ ускоренного обеззараживания воды путем ее пропуска - после ввода дезинфицирующего реагента - через сетчатую мембрану. Вследствие механического разрушения крупных ассоциатов бактерий длительность обеззараживания воды от спор, например антракоида, сокращается до 45-60 мин.

Однако из-за сложностей в его техническом оформлении (необходимость оборудования водоочистных сооружений микрофильтрами или барабанными сетками) этот способ целесообразно использовать лишь для обеззараживания небольших количеств воды, например, в фильтровальных установках группового пользования производительностью не более 100 л/ч.

XI

hO

о со ю о

Цель изобретения - повышение скорости обеззараживания воды от спор микроорганизмов при одновременном снижении расхода дезинфицирующего реагента и обеспечение возможности осуществления способа при любом расходе воды.

Для осуществления способа природную воду, зараженную спорами микроорганизмов, обрабатывают дезинфицирующим реагентом (например, хлором) и подают под давлением в реактор, состоящий из нескольких камер переменного сечения при соотношении площадей входного и выходного сечения 1:3-5 и загруженных зернистым материалом, способным адгезировать микроорганизмы и сорбировать из воды ионы водорода. В каждой камере обеззараживаемая вода движется с убывающей скоростью, причем во входной части камеры за счет изменения направления потока и малой площади поперечного сечения камеры достигается интенсивное перемешивание воды с разрушением агрегатов бактерий на отдельные споры, а в выходной части за счет увеличения площади сечения камеры создаются благоприятные условия для адгезии Спор на поверхности зернистого материала.

Для повышения компактности реактора и улучшения условий адгезии бактерий одни камеры (например, четные) загружаются зернистым материалом с плотностью выше плотности воды, а другие (например, нечетные)- материалом с плотностью ниже плотности воды. При этом в четных секциях вода движется снизу вверх, а нечетных - сверху вниз.

Плотность и гранулометрический состав зернистых материалов подбирают таким образом, чтобы с одной стороны, обеспечить достаточно развитую поверхность твердой фазы/а с другой - не допускать выноса твердых частиц с закрепленными на них бактериями за пределы реактора.

Для усиления прочности адгезионной связи между спорами и поверхностью зернистого материала при необходимости можно проводить обработку воды вспомогательными реагентами - коагулянтами, флокулянтами, регуляторами величины рН.

Предложенный способ позволяет резко сократить длительность обеззараживания воды и повысить производительность водоочистных сооружений даже в условиях низ ких температур, созда.ет условия для интенсивного прилипания бактерий к поверхности твердой фазы при понижении ве- личины рН в зоне реакции. Скорость обеззараживания воды резко увеличивается за счет увеличения фактической длительности контакта спор с дезинфицирующим реагентом (вследствие адгезии спор на зернах твердого материала); участия в обезз араживании наиболее активных форм дезинфектанта - в том случае, когда дезин- фектант (например, гипохлорит натрия или двуокись хлора) получают на месте, непосредственно перед употреблением;усиления

0 бактерицидного действия дезинфектанта в приповерхностных слоях зернистого материала за счет повышения концентрации ионов водорода и молекул дезинфектанта. Благодаря перечисленным эффектам

5 длительность Обеззараживания воды от бактериальных спор сокращается до 10-15 мин, т.е. в 3-6 раз по сравнению с известным способом.

Пример. Природную воду наземного источника, содержащую 5 мг/л взвешенных

0 веществ, имеющую цветность 20 град, рН 7,2-7,6 и темпеоатугэу 10°С, заражают (до концентрации 107кл/л) спорами Bacillus cereus (штамм № 96), обрабатывают свежеприготовленным гипохлоритом натрия(при

5 дозе 28-30 мг/л по активному хлору) и пропускают через реактор.

Реактор состоит из шести чередующихся секций: трех с нисходящим и трех с восходящим потоком воды. Секции с

0 нисходящим потоком заполнены на 2/3 объема гранулами пенополистирола с эквивалентным диаметром частиц 2 мм, секции с восходящим потоком - дробленой горелой породой с эквивалентным диаметром час5 тиц 1,6 мм.

При расходах воды 3,5 и 7 м3/ч расчетное время пребывания воды в реакторе со- ставляет соответственно, 13,2; 7,8 и 5,4 мин. Никакой дополнительной реагентной обра0 ботки (кроме хлорирования) зараженная вода не.подвергается.

Бактериологический анализ проб воды, отобранных на выходе из реактора, выполненный с учетом получения статистически

5 достоверных результатов, показал полную ее стерильность.

В то же время, при отсутствии зернистых материалов в реакторе при тех же дозах хлора вода на выходе содержит 102-104

0 кл/л Bacillus cereus.

В ходе отработки предложенного способа интенсификации обеззараживания воды меняли виды зернистых материалов (кварцевый песок, горелая порода, шлак

5 ГРЭС, силикагель, полистирол с разной степенью вспенивания и др.), их плотность (0,04-2,9 г/см3) и размер гранул (0,1-3 мм), а также расход воды через реактор (3-7 м /ч) и угол наклона разделяющих слои neperopov

док (10-30°). Установлено, что при фиксированной дозе активного хлора основными факторами, определяющими длительность и эффективность обеззараживания воды в реакторе, действующем по предложенному способу, являются удельная гидравлическая нагрузка на единицу площади поверхности зернистого материала и соотношение площадей входного и выходного сечений.

Оптимальным условиям обеззараживания воды от бактерий отвечают значения этих факторов в пределах 0,6-1,0 л/ч- м2, и 1:3-1:5.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает резкую интенсификацию процесса обеззараживания с 45-60 мин по известному способу, до 10-15 мин по предложенному способу, что повышает производительность обеззараживающих устройств.

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания воды от спорообразующих бактерий, включающий

обработку воды дезинфицирующим реагентом с последующим механическим разрушением ассоциатов бактерий, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости

обеззараживания при одновременном снижении расхода дезинфицирующего реагента и обеспечения возможности осуществления способа при любом расходе воды, механическое разрушение ведут путем пропуска воды через несколько камер, заполненных поочередно зернистым материалом с плотностью ниже и выше плотности воды, адсорбирующим ионы водорода. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я

тем, что обрабатываемую воду пропускают через камеры с переменным сечением в направлении увеличения его площади при соотношении площадей входного и выходного сечения 1:3-5.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что отношение расхода воды к площади омываемой поверхности зернистого материала составляет 0,6-1,0 л/ч м2.

Изобретение относится к способам обеззараживания воды от спорообразую- щих бактерий и может быть использовано при очистке природных и сточных вод, Целью изобретения является повышение скорости обеззараживания при одновременном снижении расхода дезинфицирую щего реагента и обеспечения возможности осуществления способа при любом расходе воды. Для осуществления способа воду, зараженную спорами микроорганизмов, обрабатывают дезинфицирующим агентом и пропускают через несколько камер, заполненных поочередно зернистым материалом с плотностью ниже и выше плотности воды и способным адгезировать микроорганизмы и сорбировать из воды ионы водорода. Вследствие увеличения фактического времени контакта дезинфектанта со спорами бактерий, повышения концентраций реагирующих веществ и оптимизации величины рН длительность обеззараживания воды сокращается с 45-60 до 10-15 мин. Предложен- ный способ обеззараживания воды позволяет резко повысить производительность обеззараживающих устройств. 2 з.п. ф-лы. (Л с