Введение. В табл.5.9.1 приведены результаты пробного коагулирования по данным Мосводоканала

В табл.5.9.1 приведены результаты пробного коагулирования по данным Мосводоканала.

Таблица 5.9.1 Результаты коагулирования /Мосводоканал/

Примесь	Диаметр частиц, см	Ориент. время осажд. в столбе высотой 1 м
Гравий		1с
Песок	0,1	10с
Мелкий песок	0,01	2мин
Глина	0,001	2 ч
Бактерии	0,0001	8 сут
Коллоидные частицы	0,0001 – 0,000001	2 года – 20 лет

Задача любой обработки поверхностной воды состоит в ее осветлении и обеззараживании путем извлечения взвешенных веществ и патогенных микроорганизмов. Технологии производства питьевой воды традиционно включают:

- предварительную механическую обработку с целью извлечения наиболее крупных загрязнений, песка и водорослей;

- предварительное окисление хлорированием и (или) введением перманганата калия для осаждения солей железа и марганца;

- отстаивание с предварительным введением коагулянтов и флокулянтов для извлечения коллоидных загрязнений и целого ряда органических веществ, определяющих, в частности, цветность и перманганатную окисляемость воды;

- фильтрование через песок для снятия остаточной мутности;

- постхлорирование для обеззараживания и корректировку рН для стабилизации.

Прогресс аналитических методик с использованием сложных и совершенных технологий позволил:

- выявлять присутствие в воде ТГМ и их предшественников, галоалифатических кислот и многих других специфических, в т.ч. вторичных, загрязнений, которые рассматриваются как весьма опасные для человека;

- определять и обосновывать негативную роль АОУ в решении задачи сохранения качества питьевой воды в сетях. Порог биологической стабильности питьевой воды - концентрация АОУ порядка 0,25-0,35 мг/л.

Выявлена опасная роль таких патогенных микроорганизмов, как легионелла, цисты жиридиа и криптоспоридии.

К более эффективным средствам обработки относят: окислительные методы, адсорбционные технологии и биотехнологии. В результате в традиционные технологии внесены следующие изменения:

- предварительное озонирование с необходимыми дозами и временем контакта;

- введение ПАУ на стадии отстаивания, эффект повышается при использовании взвешенного слоя;

- введение перед фильтрованием веществ, способствующих адсорбции минеральных микрозагрязнений;

- создание условий (время контакта и скорость фильтрования) для биологического извлечения аммония за счет растворенного в воде воздуха;

- промежуточное или постозонирование для окисления особо стойких органических загрязнений и обеззараживания;

- обработка воды с применением ГАУ в скорых фильтрах с эффективной системой дренажа и водовоздушной промывкой с целью извлечения загрязнений путем их адсорбции и биоокисления.

Опыт применения ГАУ:

опасность вымывания мелких частиц ГАУ, неизбежно образующихся при трении гранул вследствие его повышенной хрупкости в результате неоптимизированных промывок с интенсивным перемешиванием загрузки. Как следствие возникает опасность возрастания активности микроорганизмов, которые легко фиксируясь на мелких частицах ГАУ, попадают в РЧВ и распределительную сеть;

- возможность вымывания фиксирующейся на гранулах ГАУ активной биомассы при несоблюдении заданных режимов работы фильтров;

- опасность образования нитритов при длительной остановке заполненных водой фильтров;

- неизбежный, а иногда и весьма быстрый, если неудовлетворительна эффективность предварительной обработки воды, проскок загрязнений в фильтрат и, следовательно, необходимость преждевременной замены ГАУ для регенерации.

[ ВиСТ, 1999, №9-10 Пилотная установка на Рублевской станции]

Повышение эпидемической безопасности воды также повышает интерес к мембранным технологиям.

Патогенные микроорганизмы могут быть извлечены из воды в процессе обычной физико-химической обработки: коагуляцией-флокуляцией, контактным осветлением, фильтрованием с предварительным отстаиванием или флотацией и т.п. С другой стороны их инактивация может быть достигнута окислением в процессе обработки воды хлором, двуокисью хлора, гипохлоритом натрия и хлораминами, УФ излучением и озоном. Эффективность извлечения патогенных микроорганизмов зависит от их происхождения, а некоторые из них достаточно хорошо извлекаются, главным образом, в процессе осветления воды различными способами (табл.5.9.2, един?)

Таблица 5.9.2

Технология обработки	Эффективность извлечения
криптоспоридии	микроводоросли
Микропроцеживание	-	0,2-0,5
Прямое фильтрование	2-3	1-1,7
Отстаивание-фильтрование	1,5-3,5	1,3-3
Отстаивание-фильтрование-озон-ГАУ	4-6,5	3-4
Микрофильтрация	> 3	> 3
Ультрафильтрация	> 6	> 6

Существуют микроорганизмы, которые особенно чувствительны к окислительным способам обработки воды (например, бактерии и вирусы). В табл.5.9.3 приведены значения известного параметра эффективного обеззараживания СТ (С – остаточная концетрация окислителя, Т – время контакта) для вирусов и цист джиардиа при t воды 10⁰ С и рН=6-9

Таблица 5.9.3 Данные USEPA

Обеззараживающий реагент	Значение СТ для инактивации
вирусов	Цист Giardia
2 log (99%)	3 log (99%)	2 log (99%)	3 log (99%)
Хлор
Хлорамин
Двуокись хлора	4,2	12,8
Озон	0,5	0,8	0,95	1,43

В качестве основного параметра оценки технологии обработки воды сегодня применяют мутность и число частиц. Однако, во Франции после проведения длительных испытаний пришли к выводу, что нет корреляции между значениями этих параметров и эффективностью обеззараживания, особенно, в отношении криптоспоридий.

Причиной эпидемий в США в 1971-1995 явились: 8,7 % - вирусы; 14,7 % - бактерии; 21,6 % - простейшие одноклеточные.

Сегодня отмечена эволюция патогенных микроорганизмов (шигелла, эсчеричиа коли, и др., их инфицирующие дозы лишь 10-100 цист), идентифицированных в качестве ответственных за эпидемии водного происхождения. Поэтому актуальна задача внесения соответствующих изменений в практику питьевой водоподготовки как с целью повышения эффективности процессов осветления и окисления, так и для гарантированного обеспечения глубокого обеззараживания. Отсюда интерес к мембранным технологиям.