Ленина и ордена Трудового Красного ЗнаМеьщ МедицинсКий институт им. И.М.Сеченова (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к способам обеззараживания воды и может быть использовано в хозяйственно-питьевом водоснабжении, в.особенности при подаче воды по водоводам большой протяженности.

Известен способ обеззараживания воды с помощью хлорирования газообразным хлором или хлорсодержащими неорганическими веществами fl J.

Недостатками известного способа являются повышенный расход хлора, особенно при обработке цветных вод, и кратковременность эффекта обеззараживания воды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обеззараживания питьевой воды, включающий первичное хлорирование, обработку неорганическим коагулянтом, осветление, аммонизацию и вторичное хлорирование, Достоинствами этого способа являются возможность снижения дозы хлора в ряде случаев на 25-ЗОВ и более длительное поддержание остаточного хлора в воде до 4-5 ч f2 j.

Однако способ имеет недостатки, связанные с процессом аммонизации воды, например снижение бактерицидности хлора в 3-25 раэ за счет превращения его в хлорамины и необхо.димость вследствие этого увеличений времени контакта хлора с водой до подачи ее потребителю.

Цель изобретения - повышение степени обеззараживания и стабилизации остаточного хлора в воде.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в качестве аммоний-хлорсодержащего реагента используют хлорированные гидантоиныр содержащие хлор и аммоний в соотношении 1:1-1:2.

Кроме того, в качестве хлорированных гидантоинов используют или

1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоин,или монохлор-5,5 -диметилгидантоий

:или смесь вышеуказанных соединений.

При этом 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоин содержит вдвое больше активного хлора, чем монохлор-5,5-диметилгидантоин, и при его применении весовой расход реагента при одной и той же дозе хлора практически в

2 раза меньше, т.е. в воду вводится вдвое меньше органики и соответственно в фильтрате вдвое ниже концентрация остаточных количеств ди988778 метилгидантоина. В этом случае соотношение хлора к аммонию 1:1 (Молей на моль) .

Однако 1, З-дихлор-5,5-диметилгидантоин ограничено растворим в воде - 0,1Ъ, .т.е. крепость раствора для обеззараживания в пересчете на хлор не может превысить 1 г/л.

Напротив„ монохлор-5,5-диметилгидантоин растворим в воде до концентрации 4%, т.е, в 40 раз выше.

При его применении соотношение хлора к аммонию увеличивается до 1:2 (молей на моль), поскольку монохлор-5,5-диметилгидантоин содержит вдвое меньше активного хлора. 15

По этой причине при введении в воду монохлор-5,5-диметилгидантоина количество введенных органических веществ в пересчете на единицу хлора и содержание остаточных количеств диметилгидантоина B фильтрате удваивается по сравнению с 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоином.

Таким образом, соотношение хлора к аммонию зависит от применяемого реагента и может составлять от 1."1 (молей на моль) при применении ip3-дихлор-5,5-диметилгидантоина до

1:2 (молей на моль) при применении монохлор-5 5-диметилгидантоина. При применении смеси этих реагентов мо- ЗО лярное отношение хлора к аммонию может принять любое дробное значе-. ние больше 1 и меньше 2.

Соответственно при этом меняется содержание остаточного хлора в воде, 35

его окислительная способность и длительность стабилизирующего действия аммония на остаточный хлор, что позволяет в каждом конкретном случае, как это и требуется правилами эксплуатации водопроводов, подобрать оптимальное соотношение хлора и ам- . мония в зависимости от содержания солей аммония в исходной воде, от длины водовода, наличия промежуточных резервуаров и времени пребывания воды в них.

Использование в качестве реагента для вторичного хлорирования и стабилизации остаточного хлора 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоина (дихлорантин-gXA) практически не снижает бактерицидности хлора, как это свойственно аминам вообще, а органическим аминам в особенности.

Это объясняется тем, что из трех валентностей азота, входящего в состав ДХА, две связывают азот в кольцо пиридина, вследствие этого хлор, наоыщающий третью валентность азота, весьма подвижен и легко гидролизу- Щ ется, образуя гипохлорит-ион.

Таким образом, гипохлорит-ион, образовавшийся вследствие гидролиза, обладает бактерицидным действием, не уступающим действию газообразно- Я го хлора, а оставшийся в составе ДХА хлор может диссоциировать (вследствие низкой константы диссоциации при ступенчатом гидролизе) лишь по мере исчезновения из воды гипрохлорит-иона, т.е. при снижении в.воде содержания остаточного хлора.

Механизм протекания этого процесса обеспечивает длительное, в течение нескольких суток, присутствие остаточного хлора в воде при обработке ее ДХА, т.е. стабилизирует остаточный хлор в воде, что дает воэможность использовать предлагаемый способ взамен многократного хлорирования и аммонизации воды по длине водовода при большой его протяженности, применяемых в отдельных случаях.

Пример 1. Фильтрат водопроводной станции, полученный после первичного хлорирования воды перед осветлителями с взвешенным осадком при дозе 3 мг/л при коагуляции сернокислым алюминием при дозе 4 мг/л (АР203), а также вторичного хлорирования воды после фильтров при дозе

? мг/л и. аммонизации при дозе

0,8 мг/л, отбирают в емкости. При этом фильтрат характеризуется следующими показателями: температура

4,5ОС, прозрачность больше 300 см по кресту, цветность 8 град, щелочность 2,1 мг-экв/л, рН 7,4, окисляемость 3,2 мг/л 02, общий азот

0,84 мг/л, остаточный алюминий

0,23 мг/л, остаточный хлор активный

1,43 мг/л, общий 2,36 мг/л.

Перед поступлением фильтрата в резервуар чистой воды его запах составляет 5 баллов (хлорный), а привкус вЂ” 4 балла (лекарственный).

Из емкости отбирают пробы воды для выявления динамики изменения концентрации остаточного хлора в зависимости от времени и для определения бактерицидности воды.

Пример 2. Фильтрат водопроводной станции, взятый после фильтров до вторичного хлорирования и аммонизации, т.е. обработанный первичной дозой хлора 3 мг/л и сернокислым алюминием в дозе 4 мг/л (АР203), осветленный в осветлителяхс взвешенным осадком и отфильтрованный через скорые песчаные фильтры, обрабатывают взамен вторичного хлорирования газообразным хлором, 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоином, или монохлор-5,5-диметилгидантоином, или смесью

1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоина и монохлор-5,5-диметилгидантоина.

Доза хлорированного гидантоина в пересчете на хлор составляет 2,5 мг/л.

При этоМ соотношение хлора к аммонию меняется от 1:1 (молей на моль) при применении 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоина до 1:2 (молей на моль) 988778

Т а б л и ц а

Коли-титр

Реагенты для вторичного обеззараживания

025 05

7 з s

300 250

0,14 Следы

91, 72

О 0

Хлорная вода и аммиачная вода

Раствор 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоина

333 333 333 300

1,23 1,20 1,20 0,89

111

Ot17

0,76

0,54

333 333 333 250

1,11,1 12 1,12 0,84

Раствор мойохлор -5,5-диметилгидантоина. 300

0,70

230 ill

Оi4 Ot23

Раствор смеси 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоина 333 333 333 300 и монохлор-5,5-диметил- 1,10 1,10 1,10 0,80 гидантоина

0,76

230 111

0,63 О, 31 при применении монохлор-5,5-диметилгидантоина. При применении смеси этих реагентов молярное отношение хлора к аммонию дробное, т.е. больше 1 и меньше 2.

Качество фильтрата, взятое для опытов до введения на станции вторичного хлора и аммиака, характеризуется следующими показателями: температура 4,5ОС, прозрачность больше 300 ам по кресту; цветность

7 град. 1 щелочность 2,2 мг-экв/л1 рН 7,45; окисляемость 5,4 мг/л О>., общий азот 0,16 мг/лу остаточный алюминий 0,28 мг/лу остаточный хлор отсутствует; запах и привкус 1 балл (болотный). .Влияние хлорированных гидантоинов на содержание остаточного хлора и коли-титр при вторичном-обеззараживании воды показано в табл.1.

Как видно из таблицы, применение хлорированных гидантоинов взамен вторичного хлорирования хлором и аммонирования аммиаком обеспечивает получение воды, отвечающей по своему качеству требованиям ГОСТ-2874-73 по бактериологическим показателям, и содержащей остаточный хлор в течение 7 сут, в том числе в пределах

0; 8-1,2 мг/л в течение 2 сут.

Это обеспечивает воэможность применения хлорированных гидантоинов для стабилизации остаточного хлора в воде.

Основные расчетные параметры технико-экономической. эффективности сведены в табл.2.

Экономическая эффективность от применения для стабилизации воды дХА для станции 100 тыс.мЗ/сут по приведенным затратам составляет

2575. руб./г.

Таким образом, технико-эконоьп вЂ” .

15 ческими преимуществами предлагаемого способа являются возможность осуществления процесса вторичного хлорирования и аммонирования.воды при помощи одного реагента вместо двух, возможность стабилизации остаточного хлора на весьма длительное время, что позволяет без дополнительного хлорирования подавать воду по трубопроводам большой протяженности. Использование предлагаемого способа наиболее полезно при использовании в условиях незакольцованной водопроводной смеси, имеющей тупиковые участки; в том числе на сельских групповых водопроводах. и остаточный хлор в пробе воды при времени отбора, сут !

988778

Таблица 2

Эксплуата-. ционные расходы, руб./г

Расход реагентов, т/сут. Затраты

Способ

Капиталь- Приведенные, руб. ные, руб. /г

Суточный Годовой

Прототип Хлора

Хлора

51556

48002

45796

212

0,63

Аммиака

0,5

169

Предлагаемый

48981

Дхл 015

9256

ДХА 183.

47871

Формула изобретения

-Составитель A. Богачев

Редактор Т.Митрович Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 10978/29 Тираж 939 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ..

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

Филиал ППП Патент, г4 Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ обеззараживания питьевой воды, включающий хлорирование, обработку неорганическим коагулянтом, осветление и обработку аммонийхлорсодержащим реагентом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени обеззараживания и стабилизации остаточного хлора в воде, в качестве аммоний-хлорсодержащего реагента используют хлориро ванные гидантоины, содержащие хлор и аммоний в соотношении 1:1-1:2.

2.Способ по п.1, о т л и ч. а юшийся тем, что в качестве хлори рованных гидантоинов используют или

1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоин, или монохлор-5,5"диметилгидантоин, ЗО или смесь вышеуказанных соединений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клячко В.A Апельцин И.Э.

Очистка природных вод. М., Стройиздат,.1971, с. 288-316.

2. Черкинский С.Н, Руководство по гигиене водоснабжения, М., Медицина, 1975, с. 155-161.