Способ обеззараживания воды от спорообразующих бактерий

 

Изобретение относится к способам обеззараживания воды от спорообразующих 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. Предложенный способ обеззараживания воды позволяет резко повысить производительность обеззараживающих устройств. 2 з.п. ф-лы. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 02 F 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747746/26 (22) 14.08.89 (46) 15,04.92. Бюл. М 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72) Е,Д.Бабенков, А,И,Борисов, О.Б.Кузнецова, Т.П.Лимонова. Л.А.Козловская.и

Т,С.Свистунова (53) 663.632.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 729129, кл. С 02 F 1/44, 1980. (54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

ОТ СПОРООБРАЗУЮЩИХ БАКТЕРИЙ (57) Изобретение относится к способам обеээара>кивания воды от спорообразующих бактерий и может быть использовано при очистке природных и сточных вод, Целью изобретения является повышение скорости обеззараживания при одновременном снижении расхода дезинфицируюИзобретение относится к способам обеззараживания природной (поверхностной и подземной) воды, зараженной спорообразующими бактериями, используется в аварийных ситуациях, связанных с формированием сложной эпидемиологической обстановки в районе водозаборов, при наличии устройств для дозирования хлора или какого-либо другого дезинфицирующе-, го реагента.

Известен способ ускоренного обеззараживания воды путем ее пропуска — после ввода дезинфицирующего реагента — через сетчатую мембрану. Вследствие механиче„„5U„„1726390 А1 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. Предложенный способ обеззараживания воды З позволяет резко повысить производительность обеззараживающих устройств, 2 э.п. ф-лы. ского разрушения крупных ассоциатов бактерий длительность обеззараживания воды отспор, напримерантракоида, 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.

1726390

30

45

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, обрабатываютдезинфицирующим 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 адгеэионной 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 низких температур, создает условия для интенсивного прилипания бактерий к поверхности твердой фазы при понижении величины 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 обеззараживании наиболее активных форм дезинфектанта — в том случае, когда дезинфектант (например, гипохлорит натрия или двуокись хлора) получают на месте, непосредственно передупотреблением;усиления бактерицидного действия дезинфектанта в приповерхностных слоях зернистого материала эа счет повышения концентрации ионов водорода и молекул дезинфектанта.

Благодаря перечисленным эффектам 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 веществ, имеющую цветность 20 град, рН

7,2-7,6 и темпеоатчоу 10ОС, заражают (до концентРации 107 кл/л) споРами Bacillus

cereus (штамм ¹ 96), обрабатывают свежеприготовленным гипохлоритом натрия (при 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 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 частиц 1,6 мм.

При расходах воды 3 5 и 7 м /ч расчетное время пребывания воды в реакторе составляет соответственно, 13,2; 7,8 и 5,4 мин.

Никакой дополнительной реагентной обработки (кроме хлорирования) зараженная вода не подвергается, Бактериологический анализ проб воды, отобранных на выходе иэ реактора, выполненный с учетом получения статистически 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 10 -10 кл/л Bacillus cereus.

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

ГРЭС, силикагель, полистирол с разной степенаю аслениаания и др.), нх IlllOTHOcTb (0,04-2,9 г/смет и размер гранул (0,1-2 мм, а также расход воды через реактор (3-7 м /ч) и угол наклона разделяющих слои перегороди

1726390

Составитель Л.Ананьева

Редактор М.Недолуженко Техред М,Моргентал Корректор H.Êîðoëü

Заказ 1243 Тираж, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 док (10-30 ). Установлено, что при фиксированной дозе активного хлора основными факторами, определяющими длительность и эффективность обеззараживания воды в реакторе, действующем по предложенному 5 способу, являются удельная гидравлическая нагрузка на единицу площади поверхности зернистого материала и соотношение площадей входного и выходного сечений.

Оптимальным условиям обеззаражива- 10 ния воды от бактерий отвечают значения этих факторов в пределах 0,6-1,0 л/ч. м, и

1:3-1:5.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает резкую интенсификацию про- 15 цесса обеззараживания с 45-60 мин по известному способу, до 10-15 мин по предложенному способу, что повышает производительность обезэараживающих устройств. 20

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания воды от. спорообразующих бактерий, включающий обработку воды дезинфицирующим реагентом с последующим механическим разрушением ассоциатов бактерий, о т л и ч а ю щ ий с я 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, отличающийся 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 и 1, отличающийся тем, что отношение расхода воды к площади омываемой поверхности зернистого материала составляет 0,6-1,0 л/ч м .