Должна производиться регулярно, причем не только тех, которые на данный момент эксплуатируются, но и новых, перед их запуском. Также это нужно для того, чтобы проверить их герметичность и как следует продезинфицировать. В большинстве случаев перед началом дезинфекции и промывки необходима очистка системы водоснабжения от посторонних элементов, которые могут попасть туда в процессе строительства. Делается это через специальные обводные трубопроводы, соединенные с действующим, находящегося под давлением. Скорость движения воды должна быть максимально большой, но не меньше, чем один метр в секунду при полном заполнении.

Промывка и дезинфекция проводится до тех пор, пока не будут и вода в трубопроводе водоснабжения не будет полностью очищена от грязи, мути и прочих загрязнителей. Если диаметр трубопровода больше 900 миллиметров, то они тщательно осматриваются изнутри перед началом промывки, и если будут обнаружены посторонние предметы, то они удаляются. Исходя из количества выпусков и их расположения на трубопроводе, дезинфекция и промывка может осуществляться на отдельных участках, длина которых составляет от одного до трех километров для магистральных систем водоснабжения и до одного километра для разводящих сетей. В случае отсутствия на промываемом участке трубопроводов выпусков, промывку можно проводить через специальные гидранты, либо приспособленные для этих целей фасонные части.

После того, как промывка и дезинфекция трубопроводов водоснабжения будет закончена, а также будут проведены гидравлические испытания, составляется Акт, в котором указываются дата испытания и продолжительность. Дезинфекция осуществляется раствором хлора, концентрация которого составляет 40 миллиграмм на литр. Трубопровод заполняется хлорсодержащим раствором и он находится там на протяжении не менее суток. Затем следует проверить наличие содержащегося в воде хлора - оно должно быть не менее одного миллиграмма на литр.

В конце всех работ вода спускается, далее следует повторная тщательная промывка чистой водой из действующей системы водоснабжения с максимально возможной скоростью и полным заполнением трубопровода с помощью специальных . В процессе такой промывки нужно периодически брать воду для проведения лабораторного анализа.

Естественно, что качество исследуемой воды должно полностью соответствовать положениям стандартов и требованиям санитарно-гигиенических норм. И если после проведения анализа воды, взятой последовательно через некоторое время, результаты полностью совпадают и соответствуют установленным нормам, промывку и дезинфекцию можно считать удачно завершенными. Если же по окончании повторной промывки качество питьевой воды не будет полностью соответствовать действующим нормам и стандартам, трубопровод водоснабжения следует подвергнуть дальнейшей обработке.

После дезинфекции оставшуюся воду, сбрасываемую их системы водоснабжения, разбавляют чистой, пока концентрация хлора не достигнет 2-3 миллиграмма на литр (максимум). При ее сливе нужно обязательно проследить за тем, чтобы она не попала в открытые водоемы, в питомники для разведения рыбы, источники воды для скота, не заливала посевы, огороды и т.д.

Промывка и дезинфекция трубопроводов водоснабжения осуществляется силами и на средства монтажной организации и при обязательном присутствии сотрудника службы органов Госсанэпиднадзора и службы эксплуатации, которые и берут пробы воды для проведения лабораторного анализа. Представитель лаборатории контролирует характеристики дезинфицирующего раствора и определяет количество содержащегося хлора в промывочном растворе. После получения оптимального результата представитель службы Госсанэпиднадзора составляет протокол, в котором указываются результаты проводимых анализов.

Окончательные результаты оформляются специальным актом, который составляется в присутствии представителей монтажной организации, лаборатории санэпидемстанции, службы эксплуатации. В акте указывается дата или трубопроводов водоснабжения, ее продолжительность, концентрация промывочного раствора (количество содержащегося хлора) и полученные результаты.

Хлорирование представляет собой обработку воды соединениями хлора.

Методика считается самой распространенной среди всех способов обеззараживания воды, предназначенной для употребления в пищу.

Хлор угнетает ферментную систему болезнетворных микроорганизмов, предотвращая их размножение и жизнедеятельность. Если бы вода, поступающая в квартиры из водоканала, не была очищена хлором, ротовирусным и энтеровирусным инфекциям не было бы конца.

Почему водоканалы используют хлор и его соединения для очистки водопроводной воды?

В начале 20 века вода не очищалась хлором, но эффективность этого химического элемента была проверена и доказана на обеззараживании природной воды, а также на способности консервирования уже очищенной воды в течение длительного периода времени.

На сегодняшний день хлорирование используют не только с целью обеззараживания, но и с целью снижения цветности воды, устранения неприятного запаха и привкуса. К тому же, хлорирование на этапе предварительной очистки позволяет снизить расходование коагулянтов, поддерживать на постоянно стабильном уровне удовлетворительное состояние водоочистных сооружений на станциях подготовки воды для отправки потребителю.

Более девяноста процентов всех очистных сооружений мира используют хлор и его соединения для обеззараживания и обесцвечивания воды. Ежегодно этого реагента в жидком виде расходуется до двух миллионов тонн.

Важное значение для жителей мегаполисов в имеет удаление хлора из воды путем ее тщательной фильтрации, отстаивания, замораживания.

Почему хлор практически невозможно заменить другими реагентами?

Во-первых, он обладает высокой эффективностью в отношении болезнетворных бактерий, микробов и микроорганизмов.

Во-вторых, вещество доступно и не отличается дефицитностью.

В-третьих, его стоимость минимальна, что не влияет на конечную стоимость воды, которая приходит к потребителю.

В-четвертых, многолетний опыт использования данного вещества, доказавшего свою эффективность.

Несмотря на все недостатки, без хлора сложно обойтись, если требуется тщательное очищение воды.

При хлорировании в воде начинают образовываться хлорсодержащие соединения, канцерогены, которые по своей опасности не уступают самому хлору. Они пагубно влияют на здоровье потребителей, разрушая организм человека медленно, но целенаправленно.

Понятно, что хлорирование воды не решает и большинства проблем, связанных с употреблением в пищу питьевой воды. Большинство из опаснейших соединений, образующихся в момент ее хлорирования, попадет в человеческий организм через употребление жидкости из водопроводных кранов, во время водных процедур. По этой причине важно, чтобы перед использованием воды была проведена ее очистка от хлора.

Ученые приводят неутешительные данные – часовой прием ванны, наполненной водой с избыточным содержанием хлора, равен 10 литрам выпитой воды из-под крана, которая не прошла дополнительной фильтрационной обработки. Исходя из этого, очистка хлорированной воды особенно в загородных домах, должна проводиться еще до ее поступления в водопроводную систему коттеджа. Для этих целей следует основательно подойти к выбору многоступенчатой фильтрационной системы.

На сегодняшний день уже собрано немало доказательств прямой связи развития злокачественных опухолей с употреблением хлорированной воды. Некоторые ученые приводят неутешительную статистику – около 30% заболеваний раком связано именно с хлорированной водой, принимаемой в пищу или через водные процедуры.

Опасность хлора для здоровья

Человек может пострадать от хлора через употребляемую воду, во время водных процедур и просто в момент вдыхания. Медики исследуют данную проблему и уже есть данные о том, что большинство опасных заболеваний, в том числе и онкология – это следствие пользования хлорированной водой. Но даже не в этом проблема. Оказывается, хлор может приводить к заболеваниям сердца, кровеносных сосудов, разрушению структуры волос и т.д.

Как определить в домашних условиях концентрацию хлора в водопроводной воде

В домашних условиях не составит никакого труда определить концентрацию хлора в воде. Первый признак – после водных процедур кожа становится стянутой и сухой, волосы после мытья кажутся безжизненными, сухими, без блеска, выпадают, появляется перхоть.

Также можно использовать специальные текст-полоски из йодокрахмальной бумаги.

При попадании на полоску, пропитанную крахмально-йодной субстанцией, воды происходит химическая реакция. Повышенная концентрация хлора изменяет цвет полоски – он становится насыщенно синим. Вообще цвет может варьироваться от бледно серого до синего. Чем ниже концентрация хлора в воде – тем бледнее цвет полоски.

Тестовые полоски можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже фильтрационных систем, а также в зоомаркетах, в отделе, где продается все для аквариумных рыбок.

Что делать, чтобы уменьшить содержание хлора

Самая большая концентрация хлора в водопроводной воде – в период паводка, когда вода, поступающая на водозабор, особенно грязная. В нее для тщательной очистки добавляют повышенную концентрацию жидкого хлора. Именно по этой причине важно тщательно очищать водопроводную воду перед тем, как употреблять ее в пищевых целях. Свободный хлор при прохождении по водопроводной системе улетучивается, но остается остаточный, который очень важно также удалить.

Очистка воды от хлора – одна из важнейших процедур, которую следует проводить перед тем, как воду планируется употребить в пищу. Чтобы снизить его концентрацию рекомендуется отстаивание воды – самый простой, доступный и легкий в исполнении метод. Вода наливается в стеклянную емкость и оставляется на 24 часа в ней, после чего аккуратно заливается, к примеру, в чайник, но не до конца, около 200 грамм (так называемый осадок) следует просто слить в канализацию и не употреблять ее.

Для эффективной очистки водопроводной воды следует использовать фильтрационные системы. Наиболее доступной из них является кассетный фильтр для воды, который помимо вредных примесей и болезнетворных микроорганизмов удаляет соединения хлора.

Единственное «но» — отфильтрованная вода не подлежит длительному хранению, так как «чувствительна» к размножению в ней микроорганизмов (вода после очистки лишена своего самого главного «консерванта» — хлора).

(

• Немного истории
• Методы хлорирования воды
• Дехлорирование воды
• Электрохимические анализаторы

Немного истории

История применения веществ, содержащих активный хлор, насчитывает более двух столетий. Вскоре после открытия шведским химиком Шееле в 1774 году хлора обнаружилось, что под воздействием этого газа желтоватые и некрасивые ткани из растительных волокон (льна или хлопка), предварительно смоченные водой, приобретают замечательную белизну. После этого открытия в 1785 году французский химик Клод Луи Бертолле применил хлор для беления тканей и бумаги в промышленном масштабе.
В 19 веке было обнаружено, что «хлорная вода» (так в то время называли результат взаимодействия хлора с водой) обладает не только отбеливающим, но и дезинфицирующим действием. В 1846 году одном из госпиталей Вены для врачей была введена практика ополаскивать руки «хлорной водой». Это было первое применение хлора в качестве дезинфицирующего средства.
В 1888 году на Международном гигиеническом конгрессе в Вене было признано, что заразные болезни, в том числе холера, могут распространяться с питьевой водой. С этого момента начались планомерные поиски наиболее эффективного способа обеззараживания воды. И когда в больших городах появился водопровод, хлору нашли новое применение - дезинфицировать питьевую воду. Впервые для этой цели его применили в Нью-Йорке в 1895 году. В России впервые хлор для обеззараживания питьевой воды был применен в начале 20-го века в Петербурге.
Хлорирование оказалось самым простым и дешевым способом обеззараживания воды, поэтому быстро распространилось по миру. Сейчас можно сказать, что традиционным методом обеззараживания питьевой воды, принятым во всем мире (в 99 случаев из 100), является именно хлорирование, и сегодня для хлорирования воды ежегодно расходуют сотни тысяч тонн хлора. Например, в США хлорированию подвергается более 98% воды и для этих целей используют в среднем в год около 500 тыс. тонн хлора. В России - 99% и до 100 тыс.тонн. В существующей практике обеззараживания питьевой воды хлорирование используется наиболее часто как наиболее экономичный и эффективный метод в сравнении с любыми другими известными методами, поскольку это единственный способ, обеспечивающий микробиологическую безопасность воды в любой точке распределительной сети в любой момент времени благодаря эффекту последействия хлора.

«Хлорная вода» и хлорноватистая кислота

Сейчас нам хорошо известно, что хлор, реагируя с водой, образует не «хлорную воду», а хлорноватистую кислоту (HClO ) - первое вещество, полученное химиками, которое содержало активный хлор.
Из уравнения реакции:

HClO + HCl ↔ Cl 2 + H 2 O

Следует, что теоретически из 52,5 г чистой HClO можно получить 71 г Cl 2 , то есть хлорноватистая кислота содержит 135,2% активного хлора. Но эта кислота неустойчива: максимально возможная ее концентрация в растворе - не более 30%.
Скорость и направление распада хлорноватистой кислоты зависит от условий:
в кислой среде при комнатной температуре идет медленная реакция:

4HClO → 2Cl 2 + O 2 + 2H 2 O ,

В присутствии соляной кислоты в растворе быстро устанавливается равновесие:

HClO + HCl ↔ Cl 2 + H 2 O , сильно сдвинутое вправо.

В слабокислых и нейтральных растворах идет распад хлорноватистой кислоты:

2HClO → O 2 + 2HCl , ускоряемый видимым светом.

В слабощелочных средах, особенно при повышенной температуре, идет реакция диспропорционирования с образованием хлорат-ионов:

.

Поэтому реально водные растворы хлора содержат лишь незначительные количества хлорноватистой кислоты и активного хлора в них немного.
В сильнощелочной среде (pH > 10), когда гидролиз гипохлорит-иона подавлен, разложение происходит следующим образом:

2OCl - → 2Cl - + O 2

В среде со значением рН от 5 до 10, когда концентрация хлорноватистой кислоты в растворе заметно выше, разложение идет по следующей схеме:

2HClO + ClO - → ClO 3 - + 2H + + 2Cl -
HOCl + ClO - → O 2 + 2Cl - + H +

При дальнейшем уменьшении рН, когда в растворе уже нет ClO - ионов, разложение идет следующим путем:

3HClO → ClO 3 - + 2Cl - + 3H +
2HClO → O 2 + 2Cl - + 2H +

В конце концов, когда рН раствора ниже 3, разложение будет сопровождаться выделением молекулярного хлора:

4HClO → 2Cl 2 + O 2 + H 2 O

Как резюме вышенаписанному можно сказать, что при рН выше 10 происходит кислородное разложение, при рН 5-10 - кислородное и хлоратное, при рН 3-5 - хлорное и хлоратное, при рН меньше 3 - хлорное разложение растворов хлорноватистой кислоты.

Бактерицидные свойства хлора и хлорноватистой кислоты

Хлор легко растворяется в воде, убивая в ней все живое. Мы выяснили, что после смешения газообразного хлора с водой в водном растворе устанавливается равновесие:

Cl 2 + H 2 O ↔ HClO + HCl

НОСl ↔ Н + + ОСl -

Наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах хлора и получающиеся в результате ее диссоциации анионы ОСl - обладают сильными бактерицидными свойствами. При этом выяснилось, что свободная хлорноватистая кислота почти в 300 раз более активна, чем гипохлорит-ионы ClO - . Объясняется это уникальной способностью HClO проникать в бактерии через их мембраны. Кроме того, как мы уже указывали, хлорноватистая кислота подвержена разложению на свету:

2HClO → 2 1 O 2 + 2HCl → О 2 + HCl

С образованием хлористоводородной кислоты и атомарного (синглетного ) кислорода (в качестве промежуточного вещества), который является сильнейшим окислителем.

Реакция с белками
Хлорноватистая кислота реагирует с аминокислотами с боковой аминогруппой, замещая водород аминогруппы на хлор. Хлорированные аминокислоты быстро распадаются, если они не состоят в белках, в белках состоящие хлорированные аминокислоты намного более долговечны. Тем не менее, уменьшение числа аминогрупп в белке из-за их хлорирования увеличивает скорость расщепления последнего на аминокислоты.
Кроме того было обнаружено, что хлорноватистая кислота является эффективным ингибитором сульфгидрильных групп, и в достаточном количестве она может полностью инактивировать белки, содержащие аминокислоты с этими группами. Оксидируя сульфгидрильные группы, хлорноватистая кислота препятствует образованию дисульфидных мостиков, которые ответственны за сшивание белков. Установлено, что хлорноватистая кислота может 4 раза оксидировать аминокислоту с сульфгидрильной группой: 3 раза реагировать с -SH группой давая R-SOH, R-SO 2 H и R-SO 3 H производные, а 4-ый раз - с аминогруппой в альфа- положении. Каждое из первых трех промежуточных соединений может конденсироваться с другой сульфгидрильной группой и привести к слипанию белков.

Реакция с нуклеиновыми кислотами
Хлорноватистая кислота реагирует как с ДНК и РНК, так и с отдельными нуклеотидами. Реакция с гетероциклическими NH- группами более быстрая, нежели реакция с аминогруппой не в гетероцикле, поэтому наиболее быстрая реакция происходит с теми нуклеотидами, которые имеют гетероциклические NH- группы - гуанозинмонофосфатом и тимидинмонофосфатом. Реакция уридинмонофосфата, у которого хотя и есть гетероциклическая NH- группа, но происходит очень медленно. Аденозинмонофосфат и цитизинмонофосфат, не имеющие гетероциклической NH- группы, реагируют боковыми -NH 2 группами достаточно медленно.
Данное взаимодействие хлорноватистой кислоты с нуклеотидами в нуклеокислотах препятствует образованию водородных связей между полинуклеотидными цепями.
Реакция с углеводистым каркасом не происходит, наружная опора молекул остается неповрежденной.

Химические свойства хлора и хлорноватистой кислоты

Поскольку и хлор, и хлорноватистая кислота являются окислителями, они взаимодействуют с восстановителями, присутствующими в воде:

• железом (Fe 2+) , которое обычно присутствует в форме бикарбоната, превращается в хлорид трехвалентного железа, который быстро гидролизуется до гидрооксида железа III:

2Fe (HCO 3) 2 + Cl 2 + Ca(HCO 3) 2 → 2Fe(OH) 3 ↓+ CaCl 2 + 6CO 2 (0,64 мг Cl 2 /мг Fe)

Реакция приводит к снижению значения рН (закислению воды) и протекает при оптимальном значении рН=7. Реакция практически мгновенная для неорганического железа, тогда как для органо-солевых комплексов железа скорость ее замедленна;

• марганцем (Mn 2+) , который обычно присутствует в виде двухвалентного марганца и окисляется до диоксида марганца (IV):

Mn 2+ +Cl 2 + 4OH - → MnO 2 ↓ + 2Cl - + 2H 2 O (1,29 мг Cl 2 /мг Mn) .

Реакция протекает в щелочной среде при значении рН от 8 до 10. Оптимальное значение рН=10;

• сульфидами (S 2 - ) , которые чаще всего встречаются в подземных водах и могут окисляться в зависимости от значения рН воды до серы или серной кислоты:

H 2 S + Cl 2 → S ↓ + 2HCl (2,08 мг Сl 2 /мг H 2 S) или
H 2 S + 4Cl 2 + 4Н 2 О → Н 2 SО 4 + 8HCl (8,34 мг Сl 2 /мг H 2 S) при значении рН=6,4;

• нитритами (NO 2 - ) , которые активно реагируют с образующейся при растворении хлора хлорноватистой кислотой:

NO 2 - + HClO→ NO 3 - + HCl (1,54 мг Сl 2 /мг NO 2 - ) ;

• цианидами (CN - ) , которые также окисляются хлором (хлорноватистой кислотой) при значении рН выше 8,5:

CN - + Cl 2 + 2OH - → CNO - + 2Cl - + H 2 O (2,73 мг Сl 2 /мг СN - ) ;

• бромидами (Br - ) , окисляя их до бромноватистой кислоты:

Br - + HClO → HBrO + Cl - (0,89 мг Cl 2 /мг Br - ) .

2NH 4 + + 3Cl 2 → N 2 + 6Cl - + 8H + (7,6 мг Cl 2 /мг N-NH 4 +) ,

Но реакция имеет чрезвычайно сложный механизм, первые стадии которого приводят к образованию хлораминов:

• монохлорамина: NH 4 + + HOCl → NH 2 Cl + H 3 O + ; (а)
• дихлорамина: NH 2 Cl + HOCl → NHCl 2 + H 2 0; (б)
• трихлорамина: NHCl 2 + HOCl → NCl 3 + H 2 O. (в)

Весь комплекс органических и неорганических хлораминов образует «связанный хлор» , называемый так в противоположность «свободному хлору» . Высвобождение азота происходит при повышенном уровне хлорирования в ходе последующих реакций моно- и дихлорамина (гидролиз, нейтрализация, окисление), При нейтральном значении рН монохлорамин является доминирующей формой, если величина молярного соотношения HOCl: NH 4 + меньше единицы. Это соединение окисляется хлором по реакции:

2NH 2 Cl + HOCl → N 2 + 3HCl + H 2 O (г)

При этом суммраная раекция является результатом сложения уравнений а и г :

2NH 4 + + 3HOCl → N 2 + 3HCl + H 2 O + H 3 O + .

Аппаратурное оформление процесса хлорирования

На станции водоподготовки хлор поставляется в сжиженном состоянии в специализированных контейнерах вместимостью 800 л, баллонах малого и среднего объема по ГОСТ 949. Но для обеззараживания воды применяется хлор в газообразном состоянии. Газообразный хлор получают из жидкого путем его испарения в змеевиковых испарителях, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты с размещенными внутри змеевиками, по которым проходит жидкий хлор. Дозирование полученного газообразного хлора в воду производится через специальные устройства - вакуумные хлораторы.
После введения хлора в обрабатываемую воду должны быть обеспечено хорошее смешение его с водой и достаточная продолжительность его контакта с водой (не менее 30 мин) до подачи воды потребителю. Следует отметить, что вода перед хлорированием должна быть уже подготовленной и, как правило, хлорирование обычно производят перед поступлением осветленной воды в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое время контакта.
Основными преимуществами применения для обеззараживания воды газообразным хлором
являются:

• низкая себестоимость процесса обеззараживания воды;
• простота проведения процесса хлорирования;
• высокая дезинфицирующая способность газообразного хлора;
• хлор воздействует не только на микроорганизмы, но и окисляет органические и неорганические вещества;
• хлор устраняет привкусы и запахи воды, ее цветность, не способствует увеличению мутности.

Однако хлор является сильно действующим ядовитым веществом, относящимся ко второму классу опасности. Содержание Cl 2 в воздухе 6 мг/м 3 оказывает раздражающее действие на дыхательные пути, 12 мг/м 3 переносится с трудом, концентрация выше 100 мг/м 3 опасна для жизни: дыхание становится частым, судорожным, паузы продолжительными, остановка дыхания наступает через 5 - 25 мин. Вдыхание хлора более высокой концентрации может привести к мгновенной смерти в результате рефлекторного торможения дыхательного центра.
ПДК хлора в воздухе рабочей зоны 1,0 мг/м 3 , в атмосфере населенных пунктов разовая 0,1 мг/м 3 , среднесуточная 0,03 мг/м 3 .
Газообразный хлор - сильный окислитель, поддерживает горение многих органических веществ, пожароопасен при контакте с горючими веществами. Скипидар, титан и порошки металлов в атмосфере хлора способны самовозгораться при комнатной температуре. С водородом хлор образует взрывоопасные смеси.
При проектировании, устройстве и эксплуатации хлораторных установок необходимо учитывать требования, направленные на предохранение обслуживающего персонала от вредного действия хлора («Правила по производству, транспортированию, хранению и потреблению хлора» (ПБ 09-594-03), «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» и «Правила хранения и транспортировки хлора» (ПБХ-83)).
Подчас затраты на обеспечение безопасности при хлорировании превосходят затраты на собственно хлорирование воды.
В этом плане применение гипохлорита натрия в качестве хлор-агента при хлорировании воды является хорошей альтернативой газообразному хлору. Гипохлориту натрия нами посвящена (« Гипохлорит натрия. Свойства, теория и практика применения » ), там же дано сравнение между процессами хлорирования воды газообразным хлором и гипохлоритом натрия.

Активный, свободный, связанный и остаточный хлор

Для того чтобы понять, сколько нужно дозировать хлора в воду для ее обеззараживания надо разделить понятия активного, свободного, связанного и остаточного хлора.
В общем, принято считать, что активный хлор - это хлор в составе химического соединения, способный при взаимодействии его водного раствора с йодистым калием вытеснять из последнего йод. Содержание активного в хлорсодержащих препаратах характеризует их бактерицидные свойства.
Однако, как выяснили раньше, количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не только по количеству болезнетворных бактерий, но и по общему количеству способных к окислению органических веществ, микроорганизмов, а также неорганических веществ, находящихся в хлорируемой воде. Поэтому правильное определение вносимой дозы активного хлора является исключительно важным: недостаток хлора может привести к тому, что он не окажет необходимого бактерицидного действия, а его излишек приведет к ухудшению органолептических качеств воды. Поэтому доза активного хлора (хлоропотребление) должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств обрабатываемой воды на основании лабораторной проверки.
Лучше всего, если при проектировании установки хлор-обеззараживания воды расчетная доза активного хлора будет приниматься, исходя из необходимости очистки воды в период ее максимального загрязнения, например, в период паводков.
Остаточный хлор - хлор, оставшийся в воде после введенной дозы и после окисления находящихся в воде веществ. Он может быть свободным и связанным , т.е. представлен различными формами хлора. Именно остаточный хлор является - показателем достаточности принятой дозы хлора. Согласно требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3 - 0,5 мг/л.
Свободный хлор - часть остаточного хлора, присутствующая в воде в виде хлорноватистой кислоты, анионов гипохлоритов или растворенного элементарного хлора.
Связанный хлор - часть остаточного хлора присутствующая в воде в виде неорганических и органических хлораминов.

Расчет дозы активного хлора (хлоропотребления)

Перед тем, как рассказать Вам о расчете дозы активного хлора, следует еще раз напомнить о том, что «... доза активного хлора (хлоропотребление) должна быть установлена в зависимости от индивидуальных свойств обрабатываемой воды на основании лабораторной проверки …».
При анализе химических свойств , рассмотренных в рамках этой публикации, мы не зря указывали стехиометрические коэффициенты потребления хлора для каждой из приводимых реакций. Они нам понадобятся для расчета дозы активного хлора.
Ориентировочная суммарная доза активного хлора, необходимая для окисления органических веществ, микроорганизмов, а также неорганических веществ, будет складываться из:

• остаточной дозы хлора (Д х ост)

принимается равной 0,3-0,5 мг/л согласно СанПиН 2.1.4.1074-01.

• дозы хлора для обеззараживания (Д х обез)

принимается согласно СНиП 2.04.02-84 после фильтрования:

• для поверхностных вод - 2-3 мг/л
• для вод подземных источников - 0,7-1 мг/л.
• дозы хлора для окисления двухвалентного железа (Д х Fe )

принимается 0,7 мгCl 2 на 1 мг железа (II) (СНиП 2.04.02 - 84): Д х Fe = 0,7. С Fe , мг/л;

• дозы хлора на окисление марганца (Д х Mn)

принимается 1,29 мг Cl 2 на 1 мг Mn(II) : Д х Mn = 1,29. С Mn , мг/л;
При совместном содержании в воде железа и марганца, как правило, происходит их совместное окисление.

• дозы хлора для окисления сульфидов (Д х S) ; принимается:
• либо 2,08 мг Сl 2 на 1 мгH 2 S : Д х S =2,08. С S , мг/л
• либо 8,34 мг Сl 2 на 1 мгH 2 S, если рН ≤ 6,4: Д х S = 8,34. С S , мг/л;
• дозы хлора для окисления нитритов (Д х NO)

принимается 1,54 мг Сl 2 на 1 мгNO 2 - : Д х NO = 1,54. С NO , мг/л;
Дозы окисления сульфидов и нитритов при их повышенном значении лучше устанавливать на основании данных технологических изысканий.

• дозы хлора для окисления органических веществ (Д х Орг)

При наличии ионов аммония в исходной воде, концентрация остаточного свободного хлора падает из-за образования хлораминов, но общая концентрация остаточного хлора остается неизменной.
Как правило, в протоколах испытаний (анализа) воды концентрацию ионов аммония (NН 4 + ) представляют в пересчёте на азот (N ). Для того чтобы перейти от этой величины к концентрации ионов аммония, необходимо результат анализа по азоту умножить на 1,28; т.е. C NН4 = 1,28 . C N .
Как мы уже указывали, в присутствии остаточного свободного хлора в растворе существуют только дихлорамин (NНCl 2 ) и трихлорамин (NCl 3 ). В отсутствии остаточного свободного хлора - монохлорамин (NН 2 Cl ) и дихлорамин.
Количество активного хлора пошедшего на образование дихлорамина составит: C Cl = 3,94 . C NН4 .
Отсюда следует, что наличие в воде ионов аммония с концентрацией более 0,3 мг/л может полностью перевести свободный хлор в связанное состояние, а содержание общего остаточного хлора при этом может быть предельным (1,2 мг/л). В этой ситуации вести процесс регулирования и аналитического контроля свободного хлора невозможно, поэтому необходимо предпринимать меры по снижению концентрации ионов аммония в исходной воде.

Методы хлорирования воды

Итак, в предыдущих разделах настоящей публикации мы выяснили, что на сегодняшний день хлорирование воды является мероприятием, постоянно осуществ-ляемым на станциях по обработке питьевой воды, очистки сточных бытовых и некоторых производственных вод и на коммунальных водопроводах. Кро-ме того, хлорирование проводится как кратковременное или периоди-ческое мероприятие, необходимое для дезинфекции вводимых в экс-плуатацию участков водопроводной сети, фильтров, резервуаров чис-той воды и т.п.
Что же касается методики хлорирования, то здесь необходимо учитывать це-левое назначение процесса хлорирования, наличие загрязнений, имеющихся в исходной воде, и их характер, а также (что немаловажно) возможные сезонные колебания состава воды. Особое внимание следует уделить специфическим особенностям технологической схемы очистки воды и оборудования, входящего в состав очистных сооружений.
По целям хлорирования существующие методы обработки воды хлором или другими хлорагентами, содержащими активный хлор, можно объединить в две основные группы:

• Предварительное хлорирование (предхлорирование,прехлорирование ).
• Финишное хлорирование (постхлорирование ).

Предварительное хлорирование воды чаще всего используют в качестве средства, улучшающего некоторые процессы очистки воды (например, коагулирование и обезжелезивание), а также как эффективный спо-соб обезвреживания некоторых токсических соединений при очистке сточных вод. При этом избыточный хлор расходуется на окисление различных примесей воды, сорбируется хлопьями коагулянта, окисляет микроорганизмы, способных к иммобилизации и развитию на поверхности оборудования и трубопроводов, а также в толще загрузки фильтров и пр. Как правило, при предхлорировании используются большие дозы хлора, а стадия дехлорирования воды отсутствует, так как избыточное количество хлора обыч-но полностью удаляется на других стадиях процесса очистки воды.
Финишное хлорирование воды (постхлорирование) - это процесс обеззараживания воды, который проводится после всех других способов ее обработки и явля-ется, таким образом, завершающим этапом очистки воды. Если же вода не подвергается другой обработке, кроме обеззараживания, то и в та-ком случае это будет пост-хлорирование.
Постхлорирование может проводиться как небольшими дозами хлора (нормаль-ное хлорирование ), так и его повышенными дозами (перехлорирование ). Если же при использовании хлорирования совместно применяются другие обеззараживающие вещест-ва, то оно называется комбинированным хлорированием .
Нормальное хлорирование применяется для обеззараживания во-ды, забираемой из надежных в санитарном отношении источников и обладающей хорошими физико-химическими показателями. Дозы хло-ра должны обеспечивать необходимый бактерицидный эффект без ухудшения органолептических показателей качества воды. Количест-во остаточного хлора после 30-минутного контакта воды с хлором до-пускается не выше 0,5 мг/л.
Перехлорирование применяется в тех случаях, когда наблюдаются резкие колебания бактериального загрязнения воды и когда нормаль-ное хлорирование не дает должного бактерицидного эффекта или приводит к ухудшению органолептических показателей качества воды (например, при наличии в воде фенолов). Перехлорирование устраня-ет многие неприятные привкусы, запахи и в некоторых случаях может применяться для очистки воды от токсичных веществ. Доза остаточного хлора при перехлорировании обычно устанавли-вается в пределах 1-10 мг/л. Известны случаи, когда перехлорирова-ние проводилось очень высокими дозами: до 100 мг/л (суперхлори-рование ). Большие дозы хлора дают быстрый и надежный эффект.
Комбинированные методы хлорирования , т. е. обработка воды хло-ром совместно с другими бактерицидными препаратами может приме-няться для усиления действия хлора или фиксации его в воде на более длительный срок. Комбинированные методы хлорирования используются не только для обработки больших количеств воды на стационарных водопроводах, но и как индивидуальные средства обеззараживания воды. К комбинированным методам относятся: хлориро-вание с манганированием, хлорсеребряный и хлормедный способы, а также хлорирование с аммонизацией.
Хлорирование с манганированием (добавление КМnО 4 ) применя-ется при обработке вод с неприятными запахами и привкусами, вы-званными наличием органических веществ, водорослей, актиномицетов и др. В некоторых случаях такая смесь действует более эффектив-но, чем перехлорирование. Для введения в воду раствора перманганата калия используют установки пропорционального дозирования .
Введение перманганата калия может проводиться как до хлорирования, так и после него, а доза зависит от места ввода его в обрабатываемую воду по ходу технологического процесса. В тех случаях, когда обработке подвергается вода перед отстойника-ми, доза КМnО 4 может доходить до 1 мг/л, так как при взаимодействии с хлором избыточный, неиз-расходованный на окисление перманганат калия восстанавливается в воде до оксида марганца (IV) МnО 2 , который задерживается на филь-трах. Если перманганат калия вводится в очищенную воду, т. е. после фильтров, то во избежание выпадения осадков МnО 2 его концентрация не должна превышать 0,08 мг/л.
Комбинированные хлорсеребряный и хлормедный способы осуще-ствляются путем одновременного введения в воду хлора и ионов се-ребра и меди. Усиление бактерицидного действия хлорирования находится в пределах суммарного обеззараживающего действия хлора и ионов серебра или меди. Хлорсеребряный способ может использоваться не только для обеззараживания питьевых вод, но и для предотвращения их повторного бактериального заражения, т. е. для консервирования воды. Благодаря тому, что бактерицидность сереб-ра увеличивается при нагревании, бактерицидный эффект хлорсеребряного способа возрастает в теплое время года.
Получение необходимой концентрации ионов серебра достигается введением в воду нитрата серебра или «серебряной воды». При этом концентрация ионов серебра должна строго контролироваться, поскольку ПДК серебра в воде составляет 50 мкг/л (такая же как у сурьмы и чуть больше чем у свинца).
Как мы уже говорили основной проблемой, которая возникает при хлорировании воды, является неустойчивость активного хлора при хранении и транспортировке очищенной воды. Одним из наиболее распространенных способов фиксации активно-го хлора в воде является хлорирование с аммонизацией . Аммонизация осуществляется введением в обеззараживаемую воду аммиака или со-лей аммония. В зависимости от целевого назначения аммонизация должна производиться непосредственно перед хлорированием (предварительная аммонизация) или после него (пост-аммонизация).
Длительность бактерицидного действия при хлорировании с аммонизацией зависит от соотношения масс хлора и аммиака. Наиболее длительное действие достигается при соотношении хлора и аммиака, отвечающего образованию монохлорамина , окислительный потенциал которого ниже, чем у свободного хлора. Расход активного хлора в случае применения раствора хлорамина не меньше, чем при использовании растворов свободного хлора.
Поэтому осо-бенно большой эффект при комбинировании хлорирования с аммонизацией наблюдается при обеззараживании вод, богатых органически-ми веществами, легко окисляющимися хлором. В этом случае потери хлора за счет разложения хлорамина уже не могут играть существенную роль, так как они будут меньше того количества хлора, которое при отсутствии аммиака пошло бы на окис-ление органических примесей воды. В связи с этим на процессы окисления присутствующих в воде органических веществ, а также на процессы коррозии расходуется меньше монохлорамина.
При обеззараживании вод с малой хлоропоглощаемостью может наблюдаться обратное явление: концентрация активного хлора при хлорировании с аммонизацией уменьшается более интенсивно, чем при обычном хлорирова-нии. Это явление объясняется окислением и разложением монохлор-амина, которое особенно интенсивно протекает при избытке активного хлора. Максимальная скорость окисления наблюдается при значениях рН = 7-9. Разложение монохлорамина особенно интенсивно протекает при рН = 5-7.
Необходимо учитывать то, что скорость процесса обеззараживания воды хлораминами меньше скорости обеззараживания хлором, поэтому контакт воды и хлора с использованием предварительной аммонизации должен быть более длительным (не меньше 2 часов).
В практике очистки воды применяется также двойное хлорирование (предварительное и финишное хлорирование). В таком случае к каждому из этих процессов предъявля-ют различные требования: первичное хлорирование проводят для того, чтобы подготовить воду к последующим этапам очистки (хлор вво-дится в подающий водовод); от конечного хлорирования требу-ется обеспечение необходимой концентрации остаточного хлора в воде, гарантирующей ее надлежащее санитарное качество (хлор вводится после фильтров). Двойное хлорирование чаще всего используется для поверхностных источников при высокой цветности исходной воды и повышенном содержании в ней органи-ческих веществ.

Дехлорирование воды

Излишки активного хлора, превышающие ПДК, удаляются дехлорированием . При небольшом избытке хлор можно уда-лить аэрированием (безнапорной аэрацией воды) , а при высоких концентрациях остаточного хлора следует использовать метод дозирования в воду химических реагентов: тиосульфата (гипосульфита) натрия, сульфита натрия, аммиака, сернистого газа (оксид серы (IV)), которые свяжут активный хлор , или обработать воду на фильтрах с активным углем .
При реагентной обработке хлорированной воды следует использовать установки пропорционального дозирования растворов химических веществ на основе насосов-дозаторов с контроллерами и датчиками по активному хлору .
Метод напорной фильтрации через активный уголь имеет преимущества по сравнению с дозированием химических реагентов, т.к. в этом случае в воду не вводятся никакие посторонние ве-щества, в то же время углем поглощается не только избыточный хлор, но и мно-гие другие примеси, ухудшающие органолептические свойства воды. При этом процесс де-хлорирования протекает автоматически, и контроль за ним не сложен.

Аналитический контроль процесса хлорирования

Основные положения, касающиеся аналитического контроля содержания остаточного, свободного и общего хлора в питьевой воде, были изложены достаточно давно в « Инструкции по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором при централизованном и местном водоснабжении, утвержденной Главным санитарным врачом СССР 25 ноября 1967 г. под № 723а-67. С тех пор был принят ряд нормативных актов, также регламентирующих методы лабораторного аналитического контроля содержания свободного и общего хлора в воде. Они перечислены в Таблице.

ISO 7393-1:1985	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 1. Титриметрический метод с применением N, N-диэтил-1, 4-фенилендиамина»
Стандарт устанавливает титриметрический метод определения свободного хлора и общего хлора в воде. Метод применим для концентраций общего хлора в пересчете на хлор (Cl2 ) от 0,0004 до 0,07 ммоль/л (0,03 - 5 мг/л), а при более высоких концентрациях - посредством разбавления проб.
ISO 7393-2:1985	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 2. Колориметрический метод с использованием N, N-диэтил-1, 4-фенилендиамина для повседневного контроля»
Стандарт устанавливает метод определения содержания свободного хлора и общего хлора в воде, пригодный для применения в полевых условиях. Метод применяют при концентрации хлора между 0,03 и 5 мг/л.
ISO 7393-3:2000	«Качество воды. Определение содержания свободного хлора и общего хлора. Часть 3. Метод йодометрического титрования для определения содержания общего хлора»
Стандарт устанавливает метод йодометрического титрования для определения содержания общего хлора. Метод применяют при концентрации хлора между 0,71 и 15 мг/л.
МУК 4.1.965-99	«Определение концентрации остаточного свободного хлора в питьевой и пресной природной воде хемилюминесцентным методом»
Методические указания устанавливают методику хемилюминесцентного количественного химического анализа воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для определения в ней содержания остаточного свободного хлора в диапазоне концентраций от 0,01-2,0 мг/дм 3 . Измерение концентрации активного свободного хлора основано на его способности инициировать хемилюминесценцию люминола в щелочной среде, интенсивность которой пропорциональна его концентрации в анализируемой пробе. Концентрирование активного свободного хлора из воды не осуществляют. Нижний предел измерения 0,0001 мкг.
ГОСТ 18190-72	«Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора»
Стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает методы определений содержания остаточного активного хлора: йодометрический метод, метод определения свободного остаточного хлора титрованием метиловым оранжевым, метод раздельного определения свободного монохлорамина и дихлорамина по методу Пейлина

В настоящее время на основе этих методов разработаны экспресс- анализаторы свободного и общего хлора в воде. К ним относятся: индикаторные тест-полоски, тест-боксы и современные фотометры для индивидуальных веществ .
Наиболее простой экспресс-метод анализа качества воды в процессах водоподготовки - индикаторные тест-полоски . Принцип измерения (колориметрический) основан на изменении цвета полоски и сравнения его с калиброванной цветовой панелью. С их помощью регистрируют повышенное содержание в воде различных загрязняющих вредных примесей, а также определяют диапазон ряда качественных ингредиентов питьевой воды (см. Табл.1). Они выпускаются многими фирмами (Merckoquant , Bayer и др.) и предназначены, в основном, для контроля содержания хлора в воде бассейнов, аквариумов. Недостаточная чувствительность тест-полосок не позволяет анализировать показатели физиологической полноценности питьевой воды, а также определять на уровне ПДК ряд гигиенически значимых загрязняющих веществ. Погрешность измерений при использовании тест-полосок ± 50 - 70% .
Более высокой чувствительностью определения обладают колориметрические наборы (фирмы - производители: Aquamerck, Microquant, Aquaquant и др.), так называемые, тест-боксы (см. Табл.1). Принцип измерения основан на изменении цвета раствора (колориметрический) и сравнения его с калиброванной цветовой панелью. Анализ выполняется в прозрачной измерительной ячейке, куда заливается исходная вода и вносится готовый реагентный тест. После прохождения химической реакции вода изменяет цвет, который и сравнивается с цветовой шкалой. Калиброванная цветовая панель, как правило, наносится непосредственно на измерительную ячейку. С их помощью так же регистрируют повышенное содержание в воде различных загрязняющих вредных примесей, но в отличие от тест-полосок они имеют большую чувствительность и меньшую погрешность измерения (см. Табл.1). Хотя и для тест-боксов погрешность измерений достаточно велика и составляет ± 30 - 50 %.
Эти два вида экспресс-анализа пригодны только для рутинного быстрого контроля заранее заданных значимых величин содержания примесей в воде.

Таблица 1

Показатель	Един. измер.	Диапазон измерений
		Тест-полоски	Тест-боксы	Фотометры
Алюминий	мг/дм 3	10-250		0,01-1,00
Аммоний	мг/дм 3	10-400	0,2-1,5	0,1-50,0
Железо	мг/дм 3	3-500	0,1-50	0,01-5,00
Жесткость общая	оЖ		1-100	1-250/500/750
Жесткость карбонатная	оЖ	4-24	1-100
Калий	мг/дм 3	250-1500		0,01-50,0
Кальций	мг/дм 3	10-100	2-200	0,01-2,70
Кобальт	мг/дм 3	10-1000
Магний	мг/дм 3		100-1500	0,01-2,00
Марганец	мг/дм 3	2-100		0,1-20,0
Медь	мг/дм 3	10-300	0,1-10	0,01-5,00
Молибден	мг/дм 3	5-250	0,2-50	0,1-40,0
Мышьяк	мг/дм 3	5-500
Никель	мг/дм 3	10-500	0,02-0,5	0,01-7,00
Нитрат-ион	мг/дм 3	10-500	10-150	0,1-30,0
Нитрит-ион	мг/дм 3	2-80	0,1-2	0,5-150
Перекись водорода	мг/дм 3	0,5-25	0,2-10,0
Свинец	мг/дм 3	20-500	-
Серебро	мг/дм 3	0,5-10		0,001-1,000
Сульфат-ион	мг/дм 3	0,2-1,6		0,1-150
Сульфит-ион	мг/дм 3	10-400
Формальдегид	мг/дм 3	10-100	0,5-1,5
Фосфат-ион	мг/дм 3	10-500	1-5	0,1-30,0
Хлорид-ион	мг/дм 3	0,5-3	25-2500	0,1-20,0
Хлор общий	мг/дм 3	0,5-20	0,1-2,5	0,01-10,00
Хлор свободный	мг/дм 3	0,5-10	0,1-2,5	0,01-5,00
Хром	мг/дм 3	3-100	0,005-0,1	0,001-1,000
Цианид	мг/дм 3	1-30	0-0,2	0,001-0,200
Цинк	мг/дм 3	10-250	0,1-5	0,01-3,00

Для более точного количественного анализа ингредиентов воды рекомендованы современные фотометры , характеризующиеся большим уровнем чувствительности и меньшей погрешностью измерений.
Имеются две разновидности фотометров - кюветные и реагентные. В кюветных фотометрах тесты содержат все необходимые реактивы в специальной пробирке-кювете и используются как для проведения реакции, так и для измерения. Прибор автоматически распознает кюветные тесты (в диапазоне длин волн 340-820 нм) по штрих-коду, что исключает возможность ошибки. В реагентных фотометрах тесты содержат готовые реактивы или в порошке, в герметичной упаковке, или во флаконах с удобной системой дозирования. Готовые тесты не требуют специальной подготовки. Они просто вносятся в отмеренную пробу воды, затем происходит химическая реакция и окрашенный раствор переносятся в измерительную кювету. Кювета устанавливается в фотометр, где производиться измерение. Результат измерения анализируемого ингредиента регистрируется на дисплее фотометра. Погрешность измерений с помощью фотометров колеблется от 15 до 25%.
Сертификаты качества, прилагаемые к тест-наборам, исключают необходимость тестирования каждой партии реагентов. Также отпадает необходимость в приготовлении калибровочных растворов и длительных расчетах при калибровке. Например, анализ в питьевой воде свободного хлора (в диапазоне 0,03 - 6 мг/л) с помощью фотометра занимает всего 3 - 5 мин, в то время как его определение классическим методом (по ГОСТ 18190-72) требует 20 - 30 мин.

Автоматические анализаторы хлора

Хотя развитие современных методов подготовки и проведения анализов и позволило сильно сократить время на их проведение, все же лабораторный контроль не снимает вопрос непрерывного производственного контроля содержания хлора в воде. Это связано с тем, что при автоматизации процесса дозирования хлорагента от аналитического прибора необходимо получать сигнал о содержании хлора в воде в режиме «on-line» . Поэтому для измерения массовых концентраций хлора в воде был создан ряд анализаторов, различающихся между собой по принципу действия - методу измерения.
В автоматических анализаторах используются главным образом четыре метода измерения: оптические (фотометрия и колориметрия), йодометрия, хемилюминесценция и электрохимический метод в различных вариантах (амперометрия, кондуктометрия и т.п.).

В данной публикации мы рассмотрим характеристики только отдельных представителей автоматических анализаторов, разбитых по группам на основе метода измерения, положенного в основу работы.

Колориметрия (ISO 7393-2).
Промышленный автоматический фотометрический анализатор остаточного (свободного) и общего хлора в воде марки CL-17 (фирма «HACH-Lange») предназначен для обеспечения постоянного циклического контроля содержания общего или свободного (остаточного) хлора с интервалом времени ~ 2,5 минуты.
Принцип действия основан на фотоколориметрическом методе измерения концентрации хлора при окрашивании раствора в результате взаимодействия общего хлора с N`N-диэтил-1,4-фенилендиамином (N`N-diethyl-1,4-phenylenediamine, DPD) в потоке воды с применением готовых реагентов, поставляемых фирмой-изготовителем. Реагентов (~ по 400 мл двух видов), поставляемых с анализатором, хватает для непрерывной работы в течение 1 месяца. Реагенты можно приобрести отдельно.

Технические характеристики анализатора CL-17

Узлы анализатора смонтированы в пластиковом корпусе (IP62), который устанавливается в стойку или на панель.
Градуировка анализатора проводится по растворам ГСО иодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Хемилюминесценция (МУК 4.1.965-99).
Автоматический анализатор активного несвязанного хлора «Флюорат АС-2» (ТУ 4215-252-20506233-2002 ) предназначен для непрерывного автоматического измерения массовой концентрации активного несвязанного хлора в питьевой воде посредством регистрации интенсивности хемилюминесценции, возникающей при реакции взаимодействия люминола и несвязанного хлора.
В целом принцип действия анализатора сводится к измерению величины интенсивности хемилюминесценции в анализируемой пробе, проходящей через проточную кювету, и разбит на следующие стадии:

• дозирование реагента (раствора люминола) в поток исследуемой воды и проведение химической реакции непосредственно в измерительной кювете в контролируемых условиях;
• регистрация оптических характеристик рабочей среды в измерительной кювете (интенсивности излучения в результате реакции взаимодействия люминола и несвязанного хлора);
• обработка результатов измерения и вычисление результатов анализа цифровым преобразователем по хранящейся в оперативной памяти калибровочной характеристике;
• вывод полученной информации на и периферийные устройства, сохранение результатов измерения в архиве анализатора.

Технические характеристики анализатора «Флюорат АС-2»:

Диапазон измерений массовой концентрации хлора, мг/дм 3	0,1 - 5,0
Пределы допускаемой основной относительной погрешности, %, в диапазоне измерений: от 0,1 до 0,5 мг/дм 3 от 0,5 до 5,0 мг/дм 3	±50 ±20
Время установления рабочего режима, мин, не более	30
Продолжительность однократного измерения, мин, не более	5
Мощность, потребляемая анализатором, Вт, не более	50
Габаритные размеры анализатора, мм, не более
длина	600
ширина	500
высота	215
Масса анализатора, кг, не более	50

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, аналоговым выходом на самописец (по умолчанию: 4 - 20 мА, по заказу: 0 - 10 мВ, 0 - 100 мВ, 0 - 1 В). Возможен вывод на внешний компьютер или принтер через дополнительно устанавливаемый интерфейс RS 232.
Узлы анализатора смонтированы в металлическом корпусе, который устанавливается на панель.

Йодометрия (ГОСТ 18190-72, ISO 7393-3).

Анализаторы остаточного хлора «ВАКХ-2000С»
предназначены для измерения массовой концентрации остаточного активного хлора йодометрическим методом измерения.
Принцип действия анализатора ВАКХ-2000С основан на реализации йодометрического метода определения содержания остаточного активного хлора в воде с кулонометрическим генерированием добавки йода в исследуемый образец (точно известного количества) и потенциометрическим измерением разности потенциалов, возникающей при этом на электродах электрохимической ячейки.
Анализатор выпускается и в полуавтоматическом исполнении, предназначенном для использования в лабораторных условиях. В этом случае анализируется предварительно отобранные пробы воды.

Технические характеристики анализатора остаточного хлора «ВАКХ-2000С»

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, аналоговым выходом на самописец (по умолчанию: 0 - 5 мА, по заказу: 4 - 20 мА), релейные выходы для управления внешними устройствами устанавливаются по заказу. Величина пороговых концентраций устанавливается с функциональной клавиатуры анализатора. Возможен вывод на внешний компьютер или принтер через дополнительно устанавливаемый интерфейс RS 232 (по заказу - RS-485).
Узлы анализатора смонтированы в металлическом корпусе, который устанавливается на стол.
Градуировка анализатора проводится с использованием свежеприготовленных растворов гипохлорита натрия, концентрация активного хлора в которых предварительно устанавливается при помощи лабораторной йодометрической методики по ГОСТ 18190-72 по растворам ГСО йодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Электрохимические анализаторы

Варианты электрохимических методов, используемых для определения различных форм содержания хлора в воде, весьма разнообразны, однако имеют между собой определенное сходство.
Во-первых, любой электрохимический процесс протекает в измерительной электрохимической ячейке, в которую и поступает исследуемая вода. Во-вторых, в ячейке размещаются три электрода: основной (рабочий), вспомогательный и электрод сравнения, который служит для поддержания постоянства потенциала используемого для измерения электрода. В-третьих, для поддержания необходимого значения потенциала используют источник фиксированного внешнего напряжения, так называемый - потенциостат.
Когда измерительная ячейка подключается к соответствующему измерительному преобразователю, на электроды подается фиксированное внешнее напряжение. Вследствие разницы площади рабочей поверхности электродов возникает поляризация катода. Ток поляризации отображается преобразователем в виде очень высоких значений сигнала, который постепенно снижается, а затем стабилизируется. Таким образом, движение свободных электронов от анода к катоду создает электрический ток, величина которого, при постоянных условиях, будет пропорциональна концентрации свободного хлора в рабочей среде. Значение этого тока обрабатывается преобразователем и приводится к концентрации свободного хлора в мг/л, что затем и отображается на дисплее. Следует отметить, что все анализаторы хлора, принцип действия которых основан на любом электрохимическом методе, требуют периодической валидации с использованием йодометрического метода, как традиционной лабораторной методики выполнения измерений.
Как мы видим, этот метод более удобен для автоматизации, поскольку в измерительной ячейке сразу же формируется и электрический сигнал. Приборы, реализующие электрохимические методы, отличаются своей простотой, невысокой стоимостью. При своей работе они не требуют каких-либо расходных химических реагентов.
Однако эти методы весьма неселективны, поэтому чаще всего используется для измерения содержания активного хлора в воде с неизменным химическим составом, поскольку любое изменение состава анализируемой воды неизменно вызовет и изменение в электрохимических процессах, протекающих в измерительной ячейке на электродах.
Как мы уже заметили, моделей анализаторов хлора, действующих на основе электрохимического принципа измерения, очень много, поэтому ограничимся рассмотрением только двух из них.

Анализатор хлора марки Q45H.

Анализатор хлора Q45H (фирма «Analytical Technology, Inc », США) предназначен для осуществления постоянного контроля содержания хлора воде.
В качестве чувствительного элемента в анализаторе Q45H используется мембранный полярографический датчик, который размещается проточной электрохимической ячейке. Существует две модификации датчиков к данному анализатору: датчик свободного хлора и датчик связанного хлора. Датчик свободного хлора используется только при проточном типе установки в электрохимической ячейке, а датчики связанного хлора могут устанавливаться как в проточном (в электрохимической ячейке), так и в погружном (непроточном) варианте (например, в емкости).
Электрохимическая ячейка предназначена для поддержания непрерывных постоянных параметров потока анализируемой воды: ее скорости и давления при контакте с поверхностью датчика, которые не будут зависеть от колебаний скорости и давления воды в трубопроводе исходной воды. В зависимости от предполагаемой концентрации хлора в воде, используются два вида электрохимических ячеек: большого и малого объемов проточной части. Первая ячейка предназначена для проведения измерений высоких концентраций хлора, вторая для концентраций хлора менее 200 мкг/л. Скорость потока анализируемой воды в ячейке первого типа должна быть не менее 30 л/час, второго - в пределах от 15 до 20 л/час.
Для надлежащей работы датчика связанного хлора при его погружной (непроточной) установке скорость потока анализируемой воды должна быть не менее 0,12 м/с.
Поскольку мембранный датчик чувствителен к значительным отклонениям pH, то, если значение pH исходной анализируемой воды может регулярно изменяться, появляется вероятность значительных неточностей при анализе концентрации свободного хлора. Во избежание этого в электрохимическую ячейку дополнительно может устанавливаться рН-электрод, который будет
автоматически корректировать данные изменения, обеспечивая необходимую точность измерений, даже если значение pH будет значительно варьироваться и приблизится к 9.

Технические характеристики анализатора хлора Q45 H

Анализатор снабжен программируемыми сигналами тревоги, двумя аналоговыми выходами: 4 - 20 мА, релейные выходы для управления внешними устройствами устанавливаются по заказу: 6А/250В переменного тока или 5А/24В постоянного тока. Величина пороговых концентраций устанавливается с функциональной клавиатуры анализатора.
Анализатор смонтирован в поликарбонатном корпусе (IP-66), который может устанавливаться на стене, панели или трубе.

Анализатор содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С.

Анализатор содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С предназначен для измерения и контроля остаточного или общего хлора в процессе подготовки питьевых, сточных и оборотных технических вод, а также воды в плавательных бассейнах.
Принцип работы основан на измерении потенциала рабочего электрода относительно электрода сравнения при пропускании тока между рабочим и вспомогательным электродами в открытой ячейке, работающей в потенциостатическом режиме. АСХВ/ М1032Сконструктивно состоит из модуля измерительной ячейки, состоящего из двух электродов (рабочий и вспомогательный электроды объединены в единую систему) и датчика температуры, находящихся в отдельной камере с механической очисткой и блока дистанционного управления (БДУ-РХ), построенного на базе микропроцессора, с графическим дисплеем и клавишами управления. С помощью БДУ-РХ производится усиление сигнала на выходе модуля измерительной ячейки. Использование температурной и рН компенсации обеспечивает высокую точность измерения. Измеряемое значение выводится на дисплей БДУ-РХ.

Технические характеристики анализатора содержания хлора в воде АСХВ/ М1032С

Для связи с другими устройствами предусмотрены два аналоговых токовых выхода (4 - 20 мА). С помощью этих выходов могут ретранслироваться следующие сигналы: содержания хлора в воде, температура воды или производительность регулятора.
Анализатор смонтирован в пластиковом корпусе, и вместе с измерительной ячейкой закреплен на панели, которая может устанавливаться на стене или трубе.
Валидация анализатора проводится с использованием свежеприготовленных растворов гипохлорита натрия, концентрация активного хлора в которых предварительно устанавливается при помощи лабораторной йодометрической методики по ГОСТ 18190-72 по растворам ГСО йодата калия или по растворам йода кристаллического квалификации ч.д.а.

Хлорирование является наиболее популярным методом дезинфицирования вследствие наиболее продолжительного эффекта после введения начальной дозы. Это означает, что микробы будут удалены даже из застоявшейся воды в трубах.

При использовании других методов, бактерии и вирусы погибают только в зонах дезинфекции, через которые проходит вода. Если вирус или бактерия попадут в воду после прохождения зоны дезинфекции, они будут иметь возможность свободно размножаться.

Метод хлорирования имеет два основных недостатка:

1. растворенный в воде хлор оставляет легкий не приятный вкус во рту; кофе и чай, приготовленные на хлорированной воде, также имеют другой вкус.
2. При избыточном хлорировании воды на металлических и резиновых поверхностях, контактирующих с хлорированной водой, может возникнуть коррозия.

Простое хлорирование воды

Количество хлора, которое должно быть добавлено в воду во время ее дезинфицирования, зависит как от состава и температуры воды, так и от продолжительности отстаивания (время от момента добавления хлора до момента выхода этой хлорированной воды из крана). Обычная доза хлорирования составляет 1,0-1,5 мг/литр при продолжительности отстаивания примерно 30 минут.

Количество хлора должно быть увеличено:

• при продолжительности отстаивания менее 30 минут;
• при содержании в воде железа, серы, аммиака или других органических соединений в значительном количестве;
• при температуре воды ниже 10°С;
• при значении кислотности рН воды выше 7.

Рис.37 Хлорирование воды

Условия хлорирования

Для уничтожения бактерий нужно совсем немного хлора, тогда как, чтобы убить вирусы, необходимо значительно большее его количество. Производительность дозирования измеряется в мг/литр или в промилле (ppm). 1 ppm (промилле) равен 1 литру концентрированного хлора, содержащегося в одном миллионе литров воды, или 1 литру концентрированного хлора в 1000 м3 воды.

Некоторое количество добавленного хлора пассивируется в воде металлами, минералами, илистыми и органическими веществами и, следовательно, становится инертным. Часть хлора будет связываться с аммиаком, находящимся в воде, что снижает его бактерицидные свойства. Такое соединение называется инертным остатком. Остальная часть называется активным остатком хлора.

Активный остаток хлора примерно в 20 раз более эффективен в уничтожении бактерий, чем смешанный остаток, поэтому контроль за концентрацией необходим именно для этого активного остатка.

Активный остаток хлора должен периодически проверяться. Обычно вместе с установкой хлорирования поставляется комплект для контроля. Если такового в наличии нет, то его можно приобрести отдельно.

Количество активного остатка хлора в воде после 30-минутного отстаивания должно составлять 0,2-0,5 промилле, с максимальным значением кислотности воды рН 7.

При значении кислотности воды рН выше 7, остаток хлора должен быть не менее 0,8 ppm.

Рис.38 Простое и избыточное хлорирование

Избыточное хлорирование

В системах, где нет возможности соблюсти 30-минутное время отстаивания, должно быть добавлено большое количество хлора, что называется избыточным хлорированием.

Если вкус хлора в такой воде очень резкий и неприятен для питья, то эту воду необходимо пропустить через активированный уголь.

Рис.39 Соотношение между временем отстаивания и концентрацией остатка хлора

Рис.40 Добавление таблеток, содержащих хлор

Хлорирование скважины

Чтобы продлить время отстаивания и, таким образом, снизить дозу хлора, целесообразно проводить хлорирование скважины напрямую.

Для этих целей применяется гипохлорит кальция в форме таблеток. Они содержат примерно 50% активного хлора по отношению к весу и могут напрямую вводиться в скважину с помощью специального загрузочного устройства, которое добавляет в скважину таблетки во время работы насоса. Такой способ предпочтителен там, где разрешено хлорирование скважин. Таблетки должны вводиться в воду через специальную пластиковую трубу, чтобы избежать коррозии обсадной и напорной труб.

Если вода в скважине заражена железобактерией, которая образует железистый ил на фильтре и на фильтрующей гальке в таком количестве, что забивает фильтр, для ее уничтожения и очищения фильтра необходимо напрямую производить хлорирование скважины. При этом железобактерия погибает.

Хлорирование дозировочным насосом

Если хлорирование скважин напрямую запрещено, можно производить хлорирование воды после того, как ее выкачают из-под земли. Для этих целей используется гипохлорит натрия.

• Для бытового применения гипохлорит натрия представляет собой 5% раствор хлора
• Для промышленного применения гипохлорит натрия — 20% раствор хлора

Рис.41 Дозировочный насос

Для дозирования используются мембранные или подобные им насосы, дозирующие определенное количество хлорирующего раствора при каждом ходе мембраны. Перекачивание, как правило, производится с помощью мембраны и клапанов, которые открывают и закрывают всасывающий и напорный патрубки насоса.

Рис.42 Дозирование

Производительность дозировочного насоса

Производительность дозировочного насоса регулируется изменением шага насоса. Хлорирующий насос работает постоянно во время работы насоса, подающего воду.

Если нет возможности установить мембранный насос для дозирования хлора в малых количествах, можно разбавить его мягкой водой в соотношении 1:10 и дозировать в 10 раз большим объемом.

Инжекторное хлорирование

Наиболее дешевым способом инжекторного хлорирования является использование эжекторного или центробежного насоса, расположенного выше уровня земли. Впрыскивание происходит при образовании перепада давления между всасывающей и напорной стороной насоса при его работе.

Когда вода с большой скоростью проходит мимо напорной магистрали эжектора, в напорном патрубке эжектора создается разряжение и гипохлорид натрия подсасывается из емкости. Гипохлорид смешивается с водой в потоке струи диффузора. Из диффузора смешанная с хлором вода попадает на всасывание перекачивающего воду насоса и доставляется им в накопительный резервуар. Количество хлора, всасываемого из емкости, содержащей раствор, регулируется с помощью игольчатого клапана, размещенного в трубопроводе, подающем хлорирующий раствор.

размер шрифта

НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ- СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА- СНиП 3-05-04-85 (утв- Постановлением... Актуально в 2018 году

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЫВКИ И ДЕЗИНФЕКЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ И СООРУЖЕНИЙ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

1. Для дезинфекции трубопроводов и сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения допускается применять следующие хлорсодержащие реагенты, разрешенные Министерством здравоохранения СССР:

Сухие реагенты - хлорную известь по ГОСТ 1692-85, гипохлорит кальция (нейтральный) по ГОСТ 25263-82 марки А;

Жидкие реагенты - гипохлорит натрия (хлорноватистокислый натрий) по ГОСТ 11086-76 марок А и Б; электролитический гипохлорит натрия и жидкий хлор по ГОСТ 6718-86.

2. Очистку полости и промывку трубопровода для удаления оставшихся загрязнений и случайных предметов следует выполнять, как правило, перед проведением гидравлического испытания путем водовоздушной (гидропневматической) промывки или гидромеханическим способом с помощью эластичных очистных поршней (поролоновых и других) или только водой.

3. Скорость движения эластичного поршня при гидромеханической промывке следует принимать в пределах 0,3 - 1,0 м/с при внутреннем давлении в трубопроводе около 0,1 МПа (1 кгс/см2).

Очистные поролоновые поршни следует применять диаметром в пределах 1,2-1,3 диаметра трубопровода, длиной - 1,5-2,0 диаметра трубопровода только на прямых участках трубопровода с плавными поворотами, не превышающими 15°, при отсутствии выступающих во внутрь трубопровода концов присоединенных к нему трубопроводов или других деталей, а также при полностью открытых задвижках на трубопроводе. Диаметр выпускного трубопровода следует принимать на один сортамент меньше диаметра промываемого трубопровода.

4. Гидропневматическую промывку следует осуществлять подачей по трубопроводу вместе с водой сжатого воздуха в количестве не менее 50 % расхода воды. Воздух следует вводить в трубопровод под давлением, превышающим внутреннее давление в трубопроводе на 0,05 - 0,15 МПа (0,5 - 1,5 кгс/см2).Скорость движения водовоздушной смеси принимается в пределах от 2,0.до 3,0 м/с.

5. Длина промываемых участков трубопроводов, а также места введения в трубопровод воды и поршня и порядок проведения работ должны быть определены в проекте производства работ, включающем рабочую схему, план трассы, профиль и деталировку колодцев.

Длину участка трубопровода для проведения хлорирования следует назначать, как правило, не более 1 - 2 км.

6. После очистки и промывки трубопровод подлежит дезинфекции хлорированием при концентрации активного хлора 75 - 100 мг/л (г/м3 с временем контакта хлорной воды в трубопроводе 5 - 6 ч или при концентрации 40 - 50 мг/л (г/м3)с временем контакта не менее 24 ч. Концентрация активного хлора назначается в зависимости от степени загрязненности трубопровода.

7. Перед хлорированием следует выполнить следующие подготовительные работы:

осуществить монтаж необходимых коммуникаций по введению раствора хлорной извести (хлора) и воды, выпуска воздуха, стояков для отбора проб (с выведением их выше уровня земли), монтаж трубопроводов для сброса и отведения хлорной воды (с обеспечением мер безопасности);подготовить рабочую схему хлорирования (план трассы, про­филь и деталировку трубопровода с нанесением перечисленных коммуникаций), а также график проведения работ;

Определить и подготовить необходимое количество хлорной извести (хлора) с учетом процентного содержания в товарном продукте активного хлора, объема хлорируемого участка трубопровода с принятой концентрацией (дозой) активного хлора в растворе по формуле

Т =	0,082 D(2)lK	,
	А

Где Т - необходимая масса товарного продукта хлорсодержащего реагента с учетом 5 % на потери, кг;

Dи l- соответственно диаметр и длина трубопровода, м;

К - принятая концентрация (доза) активного хлора, г/м3 (мг/л);

А - процентное содержание активного хлора в товарном продукте, %.

Пример. Для хлорирования дозой 40 г/м3участка трубопровода диаметром 400 мм, длиной 1000 м с применением хлорной извести, содержащей18 % активного хлора, потребуется товарной массы хлорной извести в количестве 29,2 кг.

8. Для осуществления контроля за содержанием активного хлора по длине трубопровода в процессе его заполнения хлорной водой через каждые 500 м следует устанавливать временные пробоотборные стояки с запорной арматурой, выводимые выше поверхности земли, которые также используют для выпуска воздуха по мере заполнения трубопровода. Их диаметр принимается по расчету, но не менее 100 мм.

9. Введение хлорного раствора в трубопровод следует продолжать до тех пор, пока в точках, наиболее удаленных от места подачи хлорной извести, станет вытекать вода с содержанием активного (остаточного) хлора не менее 50 % заданного. С этого момента дальнейшую подачу хлорного раствора необходимо прекратить, оставляя трубопровод заполненным хлорным раствором в течение расчетного времени контакта, указанного в п.6 настоящего приложения.

10. После окончания контакта хлорную воду следует сбросить в места, указанные в проекте, и трубопровод промыть чистой водой до тех пор, пока содержание остаточного хлора в промывной воде не снизится до 0,3 - 0,5 мг/л.Для хлорирования последующих участков трубопровода хлорную воду допускается использовать повторно. После окончания дезинфекции сбрасываемую из трубопровода хлорную воду необходимо разбавлять водой до концентрации активного хлора 2 - 3 мг/л или дехлорировать путем введения гипосульфита натрия в количестве 3,5 мг на 1 мг активного остаточного хлора в растворе.

Места и условия сброса хлорной воды и порядок осуществления контроля ее отвода должны быть согласованы с местными органами санитарно-эпидемиологической службы.

11. В местах присоединений (врезок) вновь построенного трубопровода к действующей сети следует осуществлять местную дезинфекцию фасонных частей и арматуры раствором хлорной извести.

12. Дезинфекция водозаборных скважин перед сдачей их в эксплуатацию выполняется в тех случаях, когда после их промывки качество воды по бактериологическим показателям не соответствует требованиям ГОСТ 2874-82.

Дезинфекция проводится в два этапа: сначала надводной части скважины, затем - подводной. Для обеззараживания надводной части в скважине выше кровли водоносного горизонта необходимо установить пневматическую пробку, выше которой скважину заполнить раствором хлорной извести или другого хлорсодержащего реагента с концентрацией активного хлора 50 - 100 мг/л в зависимости от степени предполагаемого загрязнения. Через 3-6 ч контакта следует пробку извлечь и при помощи специального смесителя ввести хлорный раствор в подводную часть скважины с таким расчетом, чтобы концентрация активного хлора после смешения с водой была не менее 50 мг/л. Через 3 -6 ч контакта произвести откачку до исчезновения в воде заметного запаха хлора, после чего отобрать пробы воды для контрольного бактериологического анализа.

Примечание. Расчетный объем хлорного раствора принимается больше объема скважин (по высоте и диаметру): при обеззараживании надводной части - в 1,2- 1,5 раза, подводной части -в 2-3 раза.

13. Дезинфекцию емкостных сооружений следует производить методом орошения раствором хлорной извести или других хлорсодержащих реагентов с концентрацией активного хлора 200 - 250 мг/л. Такой раствор необходимо приготовить из расчета 0,3 -0,5 л на 1 м2 внутренней поверхности резервуара и путем орошения из шланга или гидропульта покрыть им стены и днище резервуара. По истечении 1 -2 ч дезинфицированные поверхности промыть чистой водопроводной водой, удаляя отработанный раствор через грязевые выпуски. Работа должна производиться в специальной одежде, резиновых сапогах и противогазах; перед входом в резервуар следует установить бачок с раствором хлорной извести для обмывания сапог.

14. Дезинфекцию фильтров после их загрузки, отстойников, смесителей и напорных баков малой емкости следует производить объемным методом, наполняя их раствором с концентрацией 75 - 100 мг/л активного хлора. После контакта в течение 5-6 ч раствор хлора необходимо удалить через грязевую трубу и емкости промыть чистой водопроводной водой до содержания в промывной воде 0,3 - 0,5 мг/л остаточного хлора.

15. При хлорировании трубопроводов и сооружений водоснабжения следует соблюдать требования СНиП III-4-80* и ведомственных нормативных документов по технике безопасности.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Обязательное