Способ обеззараживания воды и сточных вод Советский патент 1982 года по МПК C02F1/76 C02F1/50 C02F1/52 C02F1/76 C02F101/10 C02F103/02 

1

Изобретение относится к способам обеззараживания воды и сточных вод и может найти применение при очистке хозяйственно-питьевых и сточных вод.5

Известен способ обеззараживания сточных вод, включающий обработку воды хлорзамещенным гликолурилом, который используют в виде спрессованных брусков, длительное время ,Q дезинфицирующих воду. Достоинством способа является большая продолжительность бактерицидного воздействия реагента на сточную воду tl Однако известный способ предназначен для обработки сточных вод в вы-, гребных ямах, люфт-клозетах и компактных установках для очистки сточных вод отдельно стоящих зданий и го не может быть эффективно использовано для обеззараживания проточной воды на непрерывно действующих очистных сооружениях из-за низкой активности хлора в составе хлорзамещенных гликолурилов.

Известен также способ очистки воды и сточных вод кислым коагулянтом, например сульфатом алюминия или железа, хлорным железом или основным хлоридом алюминия 2.

Недостатками этого способа являются необходимость наличия специаль;ного реагентного хозяйства, независимого от реагентного хозяйства для дезинфекции воды; нестерильность раствора коагулянта, вводимого в питьевую воду, вследствие загрязнения его при транспортировке и хране

15 ими; понижение величины рН в процес се коагуляции.

Наиболее близким по техни1еской сущности и достигаемому результату является способ обеззараживания воды и сточных вод путем введения кист лого коагулянта и хлора. Достоинством этого способа является возможность контроля по остаточному хлору процесса хлорирования 33. Однако известному способу присущи быстрое исчезновение остаточного хлора и снижение вследствие этого эффекта обеззараживания спустя 3-4 ч после начала обеззараживания; сложность выполнения требований тех ники безопасности, связанных с тран портированием и хранением газообразного хлора; необходимость по соображеи-иям безопасности размещения хлораторных не менее чем в 300 м от других сооружений, что значительно увеличивает площади, занимаемые очистными сооружениями) необходимость существования отдельного от реагентного цеха хлорного хозяйства, что удлиняет коммуникации и усложняет аппаратурное оформление процесса. Для реализации известного способа применяют индивидуальные галогенсодержащие вещества: хлор-газ, гипохлорит натрия, хлорную известь или йод, которые вводят в обрабатываемую воду до введения кислого коагулянта. Причем при обработке сточных вод, как правило, в качестве такого коагу пянта используют хлорное железо или сульфат железа, а при обработке хозяйственно-питьевых вод - алюЦинийсодержащие коагулянты: сульфат алюминия или основной хлорид алюминия. Цель изобретения - повышение степени обеззараживания, упрощение технологии обработки и улучшение усло ВИЙ техники безопасности. Поставленная цель достигается тем, что в качестве галогенсодержащего вещества используют 1,3 дихлор 5,5-ДИметилгидантоин. 8 качестве кислого коагулянта используют сульфат алюминия или железа или основной хлорид алюминия. Обработку, ведут при соотношении 1I3 Дихлор-5,5 диметилгидантоин: кислый железосодержащий коагулянт (0,2-1):1, предпочтительно (0,,5) :1, и 1,3-Диxлop-5,5-Димeтилгидaнтoин: кислый алюминийсодержащий коагулянт (Of2-1,5):1, предпочтительно (0,5-1,0):1. Проведение процесса обеззараживания воды галогенсодержащим дезинфицирующим веществом в присутствии кислого коагулянта совмещает процес сы коагуляции и обеззараживания. Благодаря снижению рН среды, вследствие гидролиза кислого коагулянта, возрастает бактерицидность галогенсодержащего вещества за счет смещения химического равновесия в системе в сторону образования галогенкислородных радикалов, являющихся сильными окислителями, например гипохлорит-ионов. При этом в случае использования 1 ,.3-дихлор-5,5 диметилгидантоина хлор, Е ходящий в его состав и связанный непосредственно с азотом, приобретает большую подвижность и легче переходит в воду в виде активного гипохлорит-иона. I Вследствие этого 1,3-ДИхлор-5,5-диметилгидантоин по своей окислительной способности и бактерицидному действию в присутствии кислого коагулянта в 1,5 раза превосходит действие хлора. В отличие от действия хлора, обеззара ; ивание воды 1 , З-ДИхлор-5 ,5 диметилгидантоином не ухудшает органолептических показателей качества во-, ды, вплоть до концентрации остаточного хлора 3,5 мг/л. Однако 1,З-дихлор-5,5 диметилгидантоин слабо растворим в воде 0,1%,что затрудняет приготовление рабочего раствора этого реагента. Было установлено, что растворимость 1,3 Дихлор-5,5 диметилгидантоина в растворах кислых коагулянтов в несколько раз выше, чем в воде. Растворимость 1,3 Дихлор-5,5-диметилгидантоина в 100 г растворителя при представлена в таблице. Таким образом,. создается возмок{ность использовать концентрированные дезинфицирующие составы, значительно ускоряющие обеззараживание воды. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Смесь кислого коагулянта, например сульфата алюминия или хлорного железа с галогенсодержащим дезинфицирующим веществом, например 1,3 -дихлор-5,5-диметилгидантоином, при содержании последнего в смеси 15-55 вес. вводят в обрабатываемую воду после защитных решеток или барабанных сеток и интенсивно перемешивают в смесителе. Затем воду подают в камеры хлопьеобразования и ocBejляют в отстойниках или фильтровальных сооружениях. Введение кислого коагулянта в обрабатываемую воду может предшествовать введению галогенсодержащего вещества. В этом случае высокий эффект обеззараживания достигается приусловии, что разрыв во времени между вводом реагентов не превышает времени образования первичных хлопь ев коагулянта. Пример 1. В невскую воду, имеющую температуру , прозрач ность более 300 см по кресту, цветность 3 град; рН коли-титр 0,00 и коли-индекс 250000, вводят смесь, в которой 33 весДЛ ,3-дихлор-5,5 диметилгидантоина и 67 вес. в виде сульфата алю АТЧ /А , миния. Доза по AB/jOj составляет 6 мг/л по хлору - 3 мг/л. Воду подают на модель прямоточного фильтра площадью 100 см с высотой однородной песчаной загрузки 155 см при эквивалентном диаметре зерен 1,15 мм, скорости фильтрования 6,59 м/ч, продолжительности фильтроцикла 9,5 ч. Качество фильтрата отвечает всем требованиям ГОСТ , за исключением показа теля рИ и коли-титра 500. При этом величина остаточного хлора в фильтрате составляет 1,63 мг/ После фильтрования воды через колонку площадью 30 см с антрацито вой крошкой эквивалентным диаметром 1,8 мм и высотой загрузки 15QjCM со скоростью 20,6 м/ч содержание остаТОЧНОГО хлора сникается до 1,12 мг/ Пример 2.В сточную воду после вторичных отстойников, имеющу , температуру 18, и содержащую взвешенные вещества в количестве 12,t мг/л, ,2 мг/л ,0 мг/л цветность 32 град; коли-индекс 20000, вводят смесь, в которой 2 вес. хлор-5,5 диметилгидантоина и 76 вес FefjO, в виде сульфата железа. Воду подают на модель прямоточно го фильтра площадью 100 см с высотой однородной песчаной загрузки 155 см при эквивалентном диаметре песка 1,15 мм. Скорость фильтровани 8,2 м/ч, продолжительность фильтроцикла 8 ч. Качество фильтрата после доочист ки соответствовало требованиям СНиП на сточные воды, сбрасываемые в водоемы, и характеризовалось след щими показатё71ями: содержание взвешенных веществ 2, мг/л} 9,0 мг/л 0, цветность 8 град колииндекс 900} остаточный хлор 2,12 мг/л. Эффективность способа обеззараживания характеризуется бактериологическими показателями: коли-титром, коли-индексом и динамикой повышения коли-титра во времени, а также наличием запаха и содержанием остаточного хлора в фильтрате. При оптимальном соотношении 1,3-АИхлор-5 5-Диметилгиданто.ина и кислого коагулянта в смеси эффект обеззаражива ния существенно повышается по сравнению с применением кислого коагулянта и хлорной воды в соответствии с известным способом. LJLILI ( При этом в случае использования алюминийсодержащего коагулянта колититр повышается с 300 до более 500, а коли-индекс соответственно снижается с 3 до 2,т.eo в 1,3 раза. При одной и той же степени обеззараживания и прочих равных условиях время обеззараживания воды значительно « меньше (10 мин по предлагаемому способу и 20 мин по известному). В то же время содержание остаточнрго хлора в фильтрате при равных по хлору дозах галогенсодержащих веществ заметно повышается и составляет 1,63мг/лдля предлагаемого способа по сравнению с 1,19 мг/л для известного. В случае использования железосодержащего коагулянта коли-индекс снижается с 1300 до 1000 для состава на основе окисного сернокислого железа и с 1100 до для состава на основе хлорного железа, а БПКг соответственно с 9.3 мг/л 0,, т.е. эффективность обеззараживания повышается в 1,2-1,3 раза. При одной и той же степени обеззараживания его продолжительность до достижения одинаковых коли-индексов значительно меньше. В то же время содержание остаточного хлора в фильтрате при равных во хлору количествах галогенсодержащих веществ повышается. Таким образом, основные техникоэкономические преимущества способа заключаются в повышении эффекта обеззараживания в 1,2-1,3 раза, а при одинаковой степени обеззараживания - в увеличении скорости обе:ззараживания; в упрощении технологии обработки воды, заключающемся в устранении громоздкого хлорного хозяйства для дозирования xлopaj кроне того,улучшают с я условия техНИКИ безопасности при обращении с , твердыми и жидкими дезинфицирующими реагентами по сравнению с применением газообразного хлора.

Использование изобретения позволяет уменьшить зону санитарного

разрыва между реагентным хозяйством и селитебной территорией так как предлагаемый взамен хлора 1,3-дихлор-5,5 яиметилгидантоин не является взрывоопасным и отравляющим веществом.