Главная > Статьи > Страница13

Альтернатива хлору.

Специалисты в области очистки воды традиционно полагаются на хлор там, где дело касается обработки поверхностной воды, отличающейся массивным микробиологическим загрязнением. Хлор обеспечивает эффективную и дешевую дезинфекцию воды муниципальных систем водоснабжения практически во всем мире. Хлор играет ключевую роль в задачах удаления водных инфекций, таких как тиф и холера.

В Украине около 20% населения (около 8 миллионов человек) получают воду из автономных систем водоснабжения, источником воды которых служат преимущественно скважины. Качество этой воды часто неудовлетворительное — вода может иметь запах и цвет, способна откладывать отложения и окрашивать поверхности, содержать неприемлемо высокий уровень бактериального загрязнения (соответственно, формировать биопленки и провоцировать коррозию).  ДСАНПИН 2.2.4-171-10 ограничивает содержание в водопроводной воде железа  — не более 0,2 мг/л, марганца – не более 0,05 мг/л и сульфатов – не более 250 мг/л. Результат превышение этих примесей в воде — плохой вкус и запах, отложения, окрашивание и даже  слабительный эффект (в случае с превышением содержания сульфатов). Хлор – ЭФФЕКТИВНОЕ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО, однако его СПОСОБНОСТЬ УСТРАНЯТЬ ПРОБЛЕМЫ вкуса и запаха, создаваемые сероводородом, окислять железо и марганец, удалять железобактерии ВЕСЬМА ОГРАНИЧЕНА.

На сегодняшний день в Европе около 50% муниципального водоснабжения уже задействуют различные системы водоподготовки на основе кислорода (преимущественно на основе диоксида хлора — окислителя кислородного действия), как безопасная альтернатива хлорированию. Хлорирование создает многочисленные проблемы. Взаимодействие хлора с органическими веществами сопровождается побочными продуктами (тригалометанами). Остаточный хлор в воде повышает риск атеросклероза и сердечных заболеваний.

Влияние анаэробных бактерий на качество воды.

Многие запахи грунтовой воды связаны с бактериальной активностью и наличием летучих органических соединений. Запах сероводорода ассоциирован с активностью сульфатредуцирующих бактерий (SBR), естественным образом колонизирующих водоносные горизонты. Сульфатредуцирующие бактерии анаєробны по своей природе. Это означает, что для жизнедеятельности им совершенно не требуется кислород.

Бактерии формируют в трубопроводах и на твердых поверхностях биопленки (слизь), надежно защищаясь таким образом от воздействия дезинфицирующих химических веществ – хлора или кислот. Бактерии в биопленках выделяют разрушающие ферменты, вызывающие коррозию металлических поверхностей.

В США и Канаде многие специалисты в водоподготовке перешли с «хлора» на «перекись водорода», используя перекись водорода как предпочтительный метод окисления примесей подземной воды в системах очистки грунтовой воды «на входе в дом» (Point-On-Entry). Популярность перекиси водорода объясняется более высокой эффективностью в отношении сероводорода, сульфатредуцирующих бактерий и железобактерий без создания токсичных побочных продуктов. В сравнении с хлором перекись водорода выполняет «работу» очень быстро, эффективно и полностью и затем разлагается на воду и кислород. После завершения реакций окисления обработанная вода содержит остаточный кислород (а не хлор!), что препятствует образованию сульфидов. В итоге, то, что перекись водорода делает за секунды, хлор будет делать за десятки минут.

Как в муниципальных, так и в бытовых системах водоснабжения сероводород образуется преимущественно в результате восстановления сульфатов бактериями в анаэробных условиях. В присутствии аэробных бактерий сероводород превращается в серную кислоту, разъедающую металлы и бетон. Перекись водорода окисляет сероводород до элементарной серы или сульфатов. Остаточная перекись водорода разлагается с выделением кислорода, поддерживающего аэробную среду и предотвращающего повторное образование сульфидов. Наличие кислорода также способствует процессам биологической очистки воды.

Перекись водорода сочетает преимущества, недоступные каким-либо другим формам химического контроля качества воды. Низкая стоимость и целевое действие без токсичных побочных продуктов. При правильном обращении работа с перекисью водорода полностью безопасна. Перекись водорода, окисляя сероводород, формирует полностью растворимые сульфаты и предотвращает любые проблемы с образованием шлама в трубопроводах и фильтрах. Перекись водорода обладает низкой точкой замерзания, неограниченно растворима в воде и реагирует с примесями очень быстро. В завершении, остаточный кислород предотвращает повторное загрязнение воды сероводородом в результате восстановления сульфидов анаэробными бактериями в распределительных трубопроводах и накопительных бойлерах.

Химия перекиси водорода.

Согласно информации Solvay Chemicals Inc (химический и фармацевтический гигант) окисление перекисью водорода восстановленных соединений серы представляет собой сложную реакцию, контролируемую многими переменными, среди которых катализаторы, рН, температура, концентрация, время. Переменные взаимозависимы (изменение одной переменной влияет на другие переменные), контролируют скорость реакции, расход перекиси водорода и образование конечных продуктов.

Реакция между сульфидами и перекисью водорода очень сильно зависит от рН раствора. В условиях кислого рН сульфид существует в воде в виде сероводорода. Сероводород реагирует в соотношении 1:1 с перекисью водорода с образованием элементарной серы. Эта реакция предполагает наиболее эффективное использование перекиси водорода.

Реакция между сульфитами и перекисью водорода не зависит от рН, проходит очень быстро, не требует катализаторов и заканчивается окислением сульфитов до сульфатов.

SO₃ + H₂O₂ = SO₄ + H₂O

Меркаптаны и бисульфиды.

Меркаптаны или триолы – серосодержащие аналоги спиртов с сульфгидрильной группой (-SH).  В условиях щелочного рН меркаптаны реагируют с перекисью водорода с образованием бисульфидов.

2RSH + H₂0₂ = RSSR + 2H₂0,

где R – общее обозначение любого органического соединения.

Бисульфиды обычно образуют нерастворимый маслянистый слой, который легко отделяется от воды. Бисульфиды также реагируют с перекисью водорода с образованием сульфоновой кислоты.

RSSR + 5H₂0₂ + 2OH- = 2RSO₃+6H₂0

Реакция сульфоновой кислоты с перекисью водорода проходит в соотношении 1:5 в присутствии катализатора (медь или железо), что обычно достаточно для полного подавления запаха воды.

 Железо и железоокисляющие бактерии.

Железо в воде – прежде всего эстетическая проблема. Железо окрашивает воду, белье и сантехнику. Железоокисляющие бактерии придают воде неприятный вкус и запах, вызывают биообрастание проточных компонентов систем водоснабжения.

Проточная часть насоса Pedrollo 3CRm80. Железоокисляющие бактерии.

Перекись водорода очень быстро окисляет и осаждает железо, которое легко удаляется системами  фильтрации.

Подавление микробиологического загрязнения.

Многие бактерии в воде анаэробны и предпочитают области с низким содержанием кислорода. Сероводород насыщает воду кислородом и подавляет развитие анаэробных бактерий (колиформные бактерии, сульфатредуцирующие бактерии, железоокисляющие бактерии) и формирование биопленок (включая железосодержащую слизь в трубопроводах и фильтрах).

Система фильтрации Point—On—Entry («на входе в дом»).

Перекись водорода – это обычная молекула воды с временно присоединенным атомом кислорода. Этот дополнительный активный атом делает всю «работу». Система очистки для обработки подземной воды на входе в дом (POE) очень проста. Дозирующий насос подает небольшое количество 5…7% раствора медицинской перекиси водорода в трубопровод непосредственно перед фильтром с гранулированной средой и противоточным способом промывки. Реле протока активирует дозирующий насос одновременно с отбором воды. Ориентировочная скорость подачи 20…25 мг H2O2 на 1 литр воды, позволяющая практически гарантировано устранить ВСЕ ПРОБЛЕМЫ с железом, марганцем, сероводородом, сульфатредуцирующими и железоокисляющими бактериями, летучими органическими веществами. БЕЗ СОЗДАНИЯ ТОКИСИЧНЫХ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ. При необходимости скорость подачи раствора может быть отрегулирована как в меньшую, так и в большую сторону. В качестве гранулированный среды фильтра с противоточной промывкой используют совместимые с перекисью водорода фильтрующие материалы – Katalox Light или CGAC.