Способ водоподготовки на объектах водоснабжения и канализации

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии и гигиены, а именно к способам обработки питьевой и технической воды, а также дезинфекции объектов водоснабжения и канализации. Приготовление дезинфицирующего средства на основе ионов серебра, осуществляют путем химической реакции при одновременном растворении в дистиллированной воде при комнатной температуре композиции из порошков лимонной кислоты, оксида серебра и пероксида водорода с концентрацией ионов серебра в растворе дезинфицирующего средства после растворения - 200±20 мг/л. Готовят водный раствор дезинфицирующего средства, в котором доводят содержание ионов серебра в растворе до концентрации от 0,02 до 20 мг/л, наносят приготовленный раствор на поверхность, контактирующую с водой, выдерживают упомянутую поверхность под действием раствора после чего ополаскивают поверхность водой. Количество вводимого раствора дезинфицирующего средства в воду после ополаскивания поверхности рассчитывают по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, где V_воды - объем приготовленной очищенной воды, дм³, С_воды - требуемое содержание ионов серебра в дезинфицированной воде, С_р - концентрация ионов серебра в дезинфицирующем средстве, мг/дм³, при этом С_воды не превышает 0,05 мг/дм³, вводят рассчитанный объем раствора в воду. При этом для обеззараживания питьевой воды раствор вводят непосредственно в сборную емкость очищенной питьевой воды, а для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов и аквапарков, а также дезинфекции подводных частей водозаборных скважин рассчитанный объем раствора вводят непосредственно в воду бассейна или водозаборной скважины. Изобретение обеспечивает уменьшение количества дезинфицирующего средства, требуемого для дезинфекции воды до установленных норм. 1 ил., 6 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, ветеринарии и гигиены, а именно к способам обработки питьевой и технической воды, а также дезинфекции объектов водоснабжения и канализации [C02F 1/50].

Природные воды, которые используют для питьевого и производственного водоснабжения, должны иметь благоприятные органолептические свойства, и быть безопасными в санитарно-эпидемиологическом отношении. Поэтому перед производителями питьевой воды стоит важная задача обеспечения ее эпидемической и химической безопасности, т.е. достаточной очистки и обеззараживания. Под обеззараживанием питьевой воды понимают мероприятия по уничтожению микроорганизмов, которые находятся в воде и могут вызывать инфекционные заболевания. Питьевая вода непосредственно потребляется человеком и должна соответствовать самым жестким гигиеническим требованиям и нормативам. Сейчас проблема дезинфекции и обеззараживания воды является очень актуальной и обсуждаемой в научной среде по всему миру. В настоящее время применяются следующие методы обеззараживания питьевой воды: реагентные, физические, а также комплексное обеззараживание. К реагентным (химическим) способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку такими окислителями, как хлор, озон и т.п., а также ионами тяжелых металлов [https://nauchforum.ru/studconf/med/xv/4338, опубл.: 05.06.2019].

Из уровня техники известен СПОСОБ ДЕЗИНФЕКЦИИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ БАССЕЙНА [RU 2182127 (C1), опубл.: 10.05.2002], включающий в себя первую стадию фильтрации, вторую стадию озонирования, третью стадию дезинфекции УФ-облучением и четвертая стадию, включающую обработку воды раствором, содержащим диамминаргенат-ионы [Ag (NH3) 2] +, полученным электролизом воды в электролизере при периодической замене электродов, содержащей не менее 99 мас.% серебра, и последующее добавление газообразного аммиака или аммиачной воды при условии избытка аммиака 3-5% до стехиометрии, указанный раствор дозируют в воду в количестве, соответствующем концентрации серебра 0,001-0. для дезинфекции бассейна возврат воды.

Недостатком аналога является высокая трудоемкость и дороговизна дезинфекции воды, обусловленная значительным объемом проводимых технологических операций.

Также известен МЕТОД ДЕЗИНФЕКЦИИ ВОДЫ [RU2012147784 (A), опубл. 20.05.2014], включающий обработку воды окислителем и ионами меди и серебра, полученными путем растворения их солей, после чего воду выдерживают в течение 0,5-2 часов. Используемый окислитель представляет собой 0,2-0,4% водный раствор персульфата натрия, который добавляют в воду одновременно с растворами солей меди, серебра и цинка до достижения следующих его концентраций в воде: персульфат натрия 1-5 мг/л; ионы серебра 0,02-0,05 мг/л; ионы меди 0,07-1,0 мг/л; ионы цинка 3,0-5,0 мг/л.

Недостатком аналога является низкие вкусовые качества воды, обусловленные наличием в составе растворов солей меди и цинка, превышение содержания которых отрицательно влияет при употреблении воды в пищу.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕРЕБРЯНОГО КОМПЛЕКСА [RU 2182129 (C1), опубл.: 10.05.2002], включающий ее хлорирование и последующее добавление комплексных соединений серебра, отличающийся тем, что в отделенной емкости предварительно готовят 0,1-1,0% раствор Ag₂SO₄ или AgNO₃, где добавляют газообразный аммиак или гидроксид аммония при перемешивании до массового отношения Ag +: NH₃ = 2,8-3,0. Затем приготовленный раствор аммонийного комплексного соединения серебра добавляют в хлорированную воду с помощью дозатора до концентрации серебра 0,005-0,05 мг/л. Предпочтительно, для приготовления аммиачного комплекса серебра готовят 0,1%-ный раствор Ag₂SO₄ или 0,2%-ный раствор AgNO₃.

Основной технической проблемой прототипа является высокий расход дезинфицирующего средства, обусловленный его низкими дезинфицирующими свойствами связанные со сложностью расчета дозы хлора для обеззараживания воды и реагента, обеспечивающей полное уничтожение бактерий и микробов, кроме того, указанный в прототипе раствор не обеспечивает дезинфекцию технологического оборудования, технологических установок, объектов и помещений для приготовления, хранения и транспортирования воды.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является уменьшение количества дезинфицирующего средства, требуемого для дезинфекции воды до установленных норм.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ водоподготовки на объектах водоснабжения и канализации характеризуется тем, что осуществляют приготовление дезинфицирующего средства на основе ионов серебра, получаемого путем химической реакции при одновременном растворении в дистиллированной воде при комнатной температуре композиции из порошков лимонной кислоты, оксида серебра и пероксида водорода с концентрацией ионов серебра в растворе дезинфицирующего средства после растворения - 200±20 мг/л, готовят водный раствор дезинфицирующего средства в котором доводят содержание ионов серебра в растворе до концентрации от 0,02 до 20 мг/л, наносят приготовленный раствор на поверхность, контактирующую с водой, выдерживают упомянутую поверхность под действием раствора после чего ополаскивают поверхность водой, рассчитывают количество вводимого раствора дезинфицирующего средства в воду после ополаскивания поверхности по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, где V_воды - объем приготовленной очищенной воды, дм³, С_воды - требуемое содержание ионов серебра в дезинфицированной воде, С_р - концентрация ионов серебра в дезинфицирующем средстве, мг/дм³, при этом С_воды не превышает 0,05 мг/дм³, вводят рассчитанный объем раствора в воду, при этом для обеззараживания питьевой воды раствор вводят непосредственно в сборную емкость очищенной питьевой воды, а для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов и аквапарков, а также дезинфекции подводных частей водозаборных скважин рассчитанный объем раствора вводят непосредственно в воду бассейна или водозаборной скважины.

На фигуре схематично представлен способ водоподготовки на объектах водоснабжения и канализации, на котором обозначено: 1 - водозаборная скважина, 2 - трубы водопроводной сети, 3 - резервуар, 4 - оборудование, 5 - помещения, 6 - инвентарь, 7 - оборотная тара, 8 - канализационная станция, 9 - приготовление раствора, 10 - расчет количества вводимого раствора, 11 - заполнение раствором, 12 - орошение раствором, 13 - выдержка с раствором, 14 - промывка водой, 15 - механическая очистка, 16 - ополаскивание водой, 17 - дозированное введение раствора, 18 - перелив раствора, 19 - бассейны.

Осуществление изобретения

Дезинфицирующее средство представляет собой жидкий раствор на основе ионов серебра, полученный в результате химической реакции при одновременном растворении в дистиллированной воде при комнатной температуре композиции из порошков лимонной кислоты, оксида серебра и пероксида водорода. Концентрация ионов серебра в растворе после растворения - 200±20 мг/л, водородный показатель (pH) - 3-4, плотность при температуре 20°С - 1-1,1 кг/м³. Дезинфицирующее средства имеет различные оттенки и цвета. Допустимо присутствие осадка на дне тары, при этом средство хорошо смешивается с водой в любых соотношениях. Средство обладает высокой стойкостью к саморазложению, экологически безопасно и не требует специальных мер предосторожности при хранении и транспортировке, не вызывает коррозии дезинфицируемых поверхностей, не повреждает изделия из металлов (в том числе из алюминия), стекла, резины, полимерных пакетов, лакокрасочные и гальванические покрытия, не обесцвечивает и не уменьшает прочность тканей, обладает бактерицидным (грамотрицательная и грамположительная микрофлора, в том числе возбудители туберкулеза (Mycobacterium B5, Mycobacteriumterrae), внутрибольничные инфекции, легионеллез, анаэробная инфекция и другие), вирулицидным (возбудители энтеровирусных инфекций - полиомиелит, Коксаки, ECHO; энтеральные и парентеральные гепатиты, ВИЧ-инфекции, грипп, парагрипп, «птичий» грипп H5N1, «свиной» грипп, атипичная пневмония и др.; ОРВИ, герпетическая, цитомегаловирусная, аденовирусная и др.), фунгицидным (в том числе грибы и плесени родов Кандида, Трихофитон, Аспергиллюс, Мукор их спор и пр.), спороцидным (споровые формы бактерий) действием и пролонгированным характером бактериостатического действия.

Заявителем из уровня техники не выявлены сведения об аналогичном способе обеззараживания воды, характеризующемся указанной последовательностью выполнения технологических операций с водой и объектами ее приготовления, хранения и транспортирования с применением дезинфицирующего раствора на основе ионов серебра концентрацией, заданной в зависимости от области применения воды.

Заявленный способ водоподготовки на объектах водоснабжения и канализации осуществляют следующим образом.

На первом этапе осуществляют приготовление раствора 9 дезинфицирующего средства на основе ионов серебра, полученный в результате химической реакции при одновременном растворении в дистиллированной воде при комнатной температуре композиции из порошков лимонной кислоты, оксида серебра и пероксида водорода. Концентрация ионов серебра в растворе после растворения - 200±20 мг/л. Раствор готовят в посуде из стекла, полиэтилена или полипропилена, эмалированной или нержавеющей стали, путем разведения дезинфицирующего средства дистиллированной или деионизированной водой.

Содержание ионов серебра в растворе на первом этапе доводят до концентрации:

- для обеззараживание питьевой воды - 0,02 мг/л;

- для консервации питьевой очищенной воды - 10 мг/л;

- для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов и аквапарков - 2,5 мг/л;

- для стерилизации оборотной тары 7 для очищенной питьевой воды - 10 мг/л;

- для дезинфекции оборудования 4, помещений 5 - 2,5 мг/л;

- для дезинфекции уборочного инвентаря 6 - 10 мг/л;

- для дезинфекции водопроводных сооружений (резервуаров 3) - 20 мг/л;

- для дезинфекции водозаборных скважин 1 - 15 мг/л;

- для дезинфекции сточных вод, например на канализационных станциях 8 - 20 мг/л.

На втором этапе приготовленный раствор наносят на поверхность, контактирующую с водой:

- для стерилизации оборотной тары ополаскиванием 16 оборотной тары;

- для дезинфекции внутренних поверхностей оборудования 4 протиранием или орошением 12 с последующим смывом;

- для дезинфекции наружных поверхностей оборудования 4 и помещений 5 протиранием или орошением 12 без смыва;

- для дезинфекции уборочного инвентаря 6 орошением 12 с последующей промывкой или протиркой;

- для дезинфекции резервуаров 3 орошением 12 или объемным способом;

- для дезинфекции водозаборных скважин 1 орошением 12;

- для дезинфекции сточных вод объемным способом.

Выдерживают с раствором 13 поверхность, контактирующую с водой под рабочим раствором, не менее:

- для стерилизации оборотной тары 7 - 30 мин;

- для дезинфекции внутренних поверхностей оборудования 4 - 30 мин;

- для дезинфекции уборочного инвентаря 5 - 30 мин;

- для дезинфекции резервуаров 3 - 3 часа;

- для дезинфекции труб водопроводной сети 2 или ее участка - 4 часа;

- для дезинфекции резервуаров 3 объемным способом - 5 часов;

- для дезинфекции водозаборных скважин 1 - 12 часов;

- для дезинфекции сточных вод - 30 мин.

На третьем этапе рассчитывают количество вводимого раствора 10 в воду по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, где V_воды - объем приготовленной очищенной воды, дм³, С_воды - требуемое содержание ионов серебра в дезинфицированной воде, Ср - концентрация ионов серебра в дезинфицирующем средстве, мг/дм³, при этом С_воды не превышает 0,05 мг/дм³ в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01.

Рассчитанный объем раствора для обеззараживания питьевой воды дозированно вводят 17 непосредственно в сборную емкость очищенной питьевой воды. Для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов и аквапарков, а также дезинфекции подводных частей водозаборных скважин 1 дозировано вводят рассчитанный объем раствора 17 непосредственно в воду бассейна или водозаборной скважины 1.

Поясним реализацию способа на примерах дезинфекции воды на различных объектах водоснабжения и канализации.

Пример 1. Для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов 19 осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра не менее 2,5 мг/л. Наносят раствор на поверхности бассейна или оборудования 4 аквапарка, контактирующего с водой протиранием или орошением 12 из расчета расхода раствора при протирании - не менее 150 мл/м², а при орошении 12 - не менее 300 мл/м². Выдерживают с раствором 13 поверхности бассейна или оборудования 4 аквапарка не менее 30 минут и ополаскивают водой 16. После ополаскивания 16 бассейн заливают чистой водой, рассчитывают количество вводимого 10 раствора на объем бассейна по формуле: V_р = V_водыхС_воды/С_р. Дозированно вводят приготовленный раствор 17 в воду бассейна с помощью дозирующего автоматического устройства, при этом производят контроль и корректировку содержания активных ионов серебра в воде бассейна. Содержание ионов серебра после введения средства и распределения его по объему бассейна должно составлять 0,05 мг/л. При отсутствии дозирующего автоматического устройства раствор разбавляют водой в отдельной емкости и добавляют в бассейн вблизи места подачи воды.

Пример 2. Для дезинфекции оборудования 4, помещений 5 и инвентаря 6, осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра 2,5 мг/л. Приготовленный раствор наносят на поверхности оборудования 4 или помещений 5, контактирующих с водой протиранием или орошением 12 из расчета расхода раствора при протирании - не менее 150 мл/м², а при орошении 12 - не менее 300 мл/м². Инвентарь 6 орошают раствором 12 или погружают в раствор или протирают ветошью, смоченной в растворе. Выдерживают с раствором 13 поверхности оборудования 4 или помещений 5, инвентарь 6 под действием раствора не менее 30 минут. После выдержки с раствором 12 внутренние поверхности оборудования 4, контактирующие с водой и инвентарь 6, ополаскивают водой 16. Смывание раствора с наружных поверхностей оборудования 4 и помещений 5 не требуется.

Дезинфекцию упомянутого оборудования 4, помещений 5 и инвентаря 6 проводят в присутствии людей без использования средств индивидуальной защиты органов дыхания и глаз. Растворы применяют многократно в течение срока, не превышающего 5 суток, если их внешний вид не изменился. При первых признаках изменения внешнего вида (изменение цвета, помутнение раствора и т.п.) раствор заменяют.

Растворы, применяемые для дезинфекции оборудования 4 установок приготовления питьевой очищенной воды, используют однократно.

Пример 3. Дезинфекция резервуаров 3 и труб водопроводной сети 2.

Дезинфекцию резервуаров 3 и труб водопроводной сети 2 проводят перед вводом в эксплуатацию новых в целом или отдельных их (резервуары, отдельные участки труб водопроводной сети 2 и т. п.), после ремонтно-аварийных работ, при наличии водных эпидемий (или появлении подозрения) о том, что причиной их возникновения явилось загрязнение, при опасном в эпидемическом отношении загрязнении, после аварии на участках труб водопроводной сети 2.

Дезинфекцию резервуаров 3 осуществляют двумя способами: объемным и орошением 12. При дезинфекции поверхности орошением 12 бактерицидный эффект зависит прежде всего от концентрации ионов серебра в используемом растворе. При объемном способе (на фигуре не показан) - от концентрации в растворе ионов серебра и длительности контакта.

Перед дезинфекцией воду из резервуаров 3 выпускают через грязевую трубу, оставляя слой высотой 30-40 см. Многократно чередуют механическую очистку 15 и ополаскивание водой 16 поверхностей резервуаров 3 и удаление грязной воды через грязевой выпуск. Для дезинфекции резервуаров 3 осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра 20 мг/л.

Стены и дно резервуаров 3 орошают раствором 12 из расчета не менее 0,3-0,5 л на 1 м² поверхности из шланга под давлением или протирают поверхности щетками, смоченными в растворе. Выдерживают с раствором 13 поверхности резервуаров 3 в течение 3 -3,5 часов и ополаскивают водой 16, которую удаляют через грязевой выпуск.

Дезинфекция объемным способом рекомендуется для резервуаров 3 или напорных баков небольших размеров. После механической очистки 15 и ополаскивания водой 16 резервуары 3 заполняют раствором 11 и осуществляют выдержку с раствором 13 не менее 5-6 часов. После этого раствор сливают через грязевую трубу, а резервуар ополаскивают водой 16.

Дезинфекцию труб водопроводной сети 2 осуществляют следующим образом:

- очищают трубы водопроводной сети 2 путем длительной и интенсивной промывки водой 14 их в течение не менее 4-5 ч при скорости движения воды в трубах не менее 1,2-1,5 м/с;

- осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра 20 мг/л.

- водопроводные трубы 2 заполняют раствором 11 и выдерживают с раствором 13 не менее 6 ч;

- после окончания дезинфекции трубы водопроводной сети 2 промывают водой 14 до получения на выходе воды с содержанием ионов серебра 0,05 мг/л.

Пример 4. Дезинфекция водозаборных скважин 1.

Дезинфекцию водозаборных скважин 1 перед сдачей их в эксплуатацию выполняются в тех случаях, когда качество воды не соответствует по бактериологическим показателям.

Перед дезинфекцией водозаборных скважин 1 расчетным методом определяют объем воды в ней путем умножения площади сечения на высоту водяного столба. Осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра 20 мг/л.

Орошают раствором 12 из гидропульта наружную и внутреннюю части ствола-шахты из расчета 0,5 л на 1 м² поверхности.

Зная объем воды в водозаборной скважине 1 рассчитывают необходимое количество вводимого раствора 10 в воду по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, и дозированно вводят раствор 17 в нижнюю (подводную) часть водозаборной скважины 1 при помощи специального смесителя, при этом осуществляют контроль содержания активных ионов серебра и поддерживают концентрацию ионов серебра после смешения с водой на уровне не менее 20 мг/л. Выдерживают с раствором 13 водозаборную скважину 1 в течение 12-24 часа, производят откачку воды из водозаборной скважины 1 до содержания концентрации ионов серебра в воде не более 0,05 мг/л.

Пример 5. Для обеззараживания питьевой воды и сохранения ее питьевых качеств при транспортировке по трубам, расфасовке в емкости и консервации осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра не менее 10 мг/л и орошают раствором 12 из расчета не менее 150 мл/м². Упомянутую тару выдерживают с раствором 13 не менее 30 минут после чего раствор сливают. Рассчитывают количество вводимого раствора 10 в воду по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, заполняют оборотную тару питьевой водой и дозированно вводят раствор 17 в оборотную тару, при этом концентрация ионов серебра не должна превышать 0,025 мг/дм³ для бутилированной воды в конечном продукте, не более 10 мг/ для хранения воды, и не более 0,05 мг/л при употреблении воды.

Пример 6. Для дезинфекции сточных вод на канализационных станциях осуществляют приготовление раствора 9 с концентрацией ионов серебра не менее 200 мг/л и заполняют раствором 11 затворные баки. Из затворных баков осуществляют перелив раствора 18 в растворные или рабочие баки, в которые добавляют чистую водопроводную воду для доведения раствора до концентрации ионов серебра 20 мг/л.

Для станций средней пропускной способности затворные баки оборудуют механическими мешалками. Раствор с концентрацией ионов серебра 20 мг/л смешивают со сточной водой в смесителях доводя концентрацию ионов серебра до 1-2 мг/л.

Для получения необходимого бактерицидного эффекта выдерживают раствор 13 со сточной водой в течение 30-60 мин в специальных контактных резервуарах, устраиваемых по типу вертикальных или горизонтальных отстойников.

Заявителем опытным путем установлено, что указанные концентрации ионов серебра в растворе дезинфицирующего средства, последовательность выполнения технологических операций с водой и объектами ее приготовления, хранения и транспортирования являются оптимальными, так как изменение указанных условий отрицательным образом влияет на качество подготовки воды.

Таким образом, с использованием указанной выше простой, нетрудоемкой и не требующей высокотехнологического оборудования и больших энергозатрат, последовательности технологических процессов обеспечивается низкий расход дезинфицирующего средства при высокой степени дезинфекции питьевой и технической воды, за счет чего достигается заявленный технический результат изобретения.

Способ водоподготовки на объектах водоснабжения и канализации, характеризующийся тем, что осуществляют приготовление дезинфицирующего средства на основе ионов серебра, получаемого путем химической реакции при одновременном растворении в дистиллированной воде при комнатной температуре композиции из порошков лимонной кислоты, оксида серебра и пероксида водорода с концентрацией ионов серебра в растворе дезинфицирующего средства после растворения - 200±20 мг/л, готовят водный раствор дезинфицирующего средства, в котором доводят содержание ионов серебра в растворе до концентрации от 0,02 до 20 мг/л, наносят приготовленный раствор на поверхность, контактирующую с водой, выдерживают упомянутую поверхность под действием раствора, после чего ополаскивают поверхность водой, рассчитывают количество вводимого раствора дезинфицирующего средства в воду после ополаскивания поверхности по формуле V_р = V_водыхС_воды/С_р, где V_воды - объем приготовленной очищенной воды, дм³, С_воды - требуемое содержание ионов серебра в дезинфицированной воде, С_р - концентрация ионов серебра в дезинфицирующем средстве, мг/дм³, при этом С_воды не превышает 0,05 мг/дм³, вводят рассчитанный объем раствора в воду, при этом для обеззараживания питьевой воды раствор вводят непосредственно в сборную емкость очищенной питьевой воды, а для дезинфекции поверхностей плавательных бассейнов и аквапарков, а также дезинфекции подводных частей водозаборных скважин рассчитанный объем раствора вводят непосредственно в воду бассейна или водозаборной скважины.