Надежными способами устранения бактерий являются почвенные методы биологической очистки (на полях орошения и полях фильтрации), которые при условии нормальной нагрузки на поля обеспечивают высокий эффект (до 99,9%). В этих случаях дезинфекция, как правило, не требуется.

Согласно действующим «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», сточная вода не должна содержать возбудителей заболеваний.

Ввиду сложности непосредственного определения содержания патогенных бактерий в сточных водах обычно применяют метод оценки эффективности их обеззараживания по титру кишечной палочки. По А. А. Смородинцеву, обеззараживание сточных вод может быть признано достаточным, если коли-титр в них будет доведен до 0,001.

Дезинфекция сточных вод может производиться различными способами, но наибольшее распространение получило хлорирование, т. е. введение в сточную воду определенного количества хлора, хлорной извести или гипохлорита натрия.

Сущность обеззараживающего действия хлора заключается в окислении и инактивации ферментов, входящих в состав протоплазмы клеток бактерий, в результате чего последние погибают.

Бактерицидный эффект хлора в значительной степени зависит от начального его количества в воде и продолжительности контакта с водой. Количество активного хлора, вводимого при дезинфекции на единицу объема сточных вод, называют дозой хлора, выражаемой в мг/л или г/м. Жидкий хлор в воде растворяется плохо, поэтому применяют хлор-газ. Взаимодействие газообразного хлора с водой протекает с выделением соляной НС1 и хлорноватистой Н0С1 кислот по уравнению

С12-ЬН20:!:НС1-ЬНОС1.

Хлорноватистая кислота частично ионизирована. Ионизация ее повышается с повышением рН среды. Так, например, при рН«:;7 хлорноватистая кислота ионизирована на 20%. Наличие в воде хлорноватистой кислоты Н0С1 и особенно гипохлорит-иона ОС1- создает при известных концентрациях такие условия, в которых микробы погибают. Хлорноватистая кислота не устойчива и легко распадается, образуя соляную кислоту и выделяя атом кислорода:

HOCl:f;:HCl-[-0. Кислород этот окисляет бактерии.

Кроме того, при хлорировании сточной воды собственно хлор непосредственно действует на бактериальную клетку и, соединяясь с веществами, входящими в ее протоплазму, вызывает гибель бактерий.

Если вместо газообразного хлора производить дезинфекцию хлорной известью, то при взаимодействии ее с водой образуются хлорид кальция, хлорноватистая кислота и известь:

2СаС120-Ь2Н20->Са(ОН)2+2НОС1Ч-СаС1з.

Процесс обеззараживания происходит так же, как и при использовании газообразного хлора.

Для эффективного обеззараживания хлор должен быть хорошо перемешан с дезинфицируемой водой и находиться определенное время в контакте с ней. Контакт хлора со сточной водой осуществляется в сооружениях, называемых контактными (дезинфекционными) резервуарами, и должен продолжаться не менее 30 мин (с учетом времени движения хлорированных вод в лотках и трубах до спуска в водоем).

Необходимость дезинфекции сточных вод и доза хлора устанавливаются органами Государственного санитарного надзора по данным бактериологических анализов и по показателю хлоропоглощаемости сточ-

ной воды - величине наибольшей дозы хлора в мг/л, при введении которой после 30-минутного контакта остается избыточного хлора 0,5- 1 мг/л. При повышении дозы избыточного хлора от 1 до 1,5 мг/л бактерии погибают быстрее.

На рис. 4.137 приведены данные об уменьшении числа бактерий в сточной воде после прохождения различных стадий очистки на Кожуховской станции аэрации (Москва).

Контроль за хлорированием сточной воды осуществляется проверкой фактического количества израсходованных реагентов по массе и определением избыточного хлора в воде после контакта ее с хлором.

fOOh

60 20

И й п И

Рис. 4.137. Диаграмма снижения числа бактерий отдельными сооружениями очистной станции в процентах к числу бактерий в сточной воде, поступающей на очистку

/ - поступающая сточная вода; - после первичных! отстойников; / - после аэротенков на неполную очистку (из вторичных отстойников); /V-после аэрофильтров; Y-общий сток нехло-рированный; VI - общий сток хлорированный; YU - в реке выше стока с очистной станции

Состав очищенной сточной воды непостоянен, поэтому нужно регулярно следить за содержанием избыточного хлора и поддерживать его в пределах заданной величины. Определение избыточного хлора в сточной воде производится иодометрическим методом.

Согласно СНиП, в проектах для предварительных расчетов дозы активного хлора следует принимать:

а) для сточной воды после механической очистки 10 г/м;

б) для неполностью очищенной сточной воды в аэротенках или в высоконагружаемых биофильтрах 5 г/м;

в) для полностью очищенной сточной воды 3 г/м.

Дезинфекция больших масс воды, как правило, осуществляется хлор-газом; при малых количествах сточных вод (до 1000 м/сутки) применяется хлорная известь.

Установка для дезинфекции сточной воды состоит из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров.

В хлораторной устанавливают оборудование для приготовления водного раствора газообразного хлора или хлорной извести. Производительность хлораторной установки вычисляют, исходя из максимального расхода дезинфицируемой сточной воды Рмакс и дозы хлора.

Общее количество активного хлора У, г/ч, требуемое для дезинфекции сточной воды, определяют по формуле

VMaKc=«QMaKC. (4.293)

где а - доза активного хлора, г/м; Рмакс - максимальный расход воды, мч. При работе хлораторной установки на газообразном хлоре должна быть обеспечена часовая подача хлора с учетом того, что балонный хлор содержит почти 100% активного хлора.

В случае дезинфекции хлорной известью ее расход q, г/ч, определяется по формуле

(4.294,

где р - процентное содержание активного хлора в хлорной извести, обычно принимаемое равным 30%, учитывая потери хлора при хранении извести. При дезинфекции хлорной известью активный хлор вводится в воду

в виде хлорного раствора. Максимальный расход хлорного раствора,

мл/мин, определяется по формуле

100£0макс 1000аС?макс JOO РСязъ 60 рСизв

ИЗБ """Умакс .»»»»чмакс суагл

9макс- - * • Vl.yD)

где Сизв - концентрация раствора хлорной извести, г/л.

Для установок, работающих на газообразном хлоре, расчеты максимальной струи хлорной воды (водный раствор газообразного хлора) упрощаются, так как в этом случае /? = 100%:

Концентрация активного хлора в растворе хлорной извести, г/л, определяется соотнощением

Сакх.хя = -. (4.297)

Для хлорной воды концентрация активного хлора равна концентрации хлора в воде, т. е. Сакт.хл = Схл.

Определив q или q , производят расчет труб, подводящих воду к хлораторной установке, и сливных щлангов для хлорной воды или хлорного раствора.

§ 114. ДЕЗИНФЕКЦИЯ ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТЬЮ И ГИПОХЛОРИТОМ КАЛЬЦИЯ

На очистных сооружениях пропускной способностью до 1000 м/сутки для дезинфекции допускается применение хлорной извести, а также гипохлорита кальция.

Установка для дезинфекции сточных вод хлорной известью обычно состоит из затворных баков (одного или двух), двух растворных или рабочих баков и одного дозирующего бачка (рис. 4.138). В затворном баке производится затворение хлорной извести, в результате чего получают «молоко» концентрацией 10-15% (по активному хлору). Молоко поступает в один из растворных (рабочих) баков, где смешивается дополнительно с водой в количестве, необходимом для получения раствора с концентрацией 2,5% по активному хлору. Воду для приготовления раствора подают из водопровода или шахтных колодцев, а при их отсутствии используют очищенную сточную воду после контактного резервуара.

Из растворных баков хлорная вода поступает в дозирующий бачок и затем в смеситель.

Вместимость рабочего бака, м, для раствора хлорной извести может быть определена по формуле

W =---, (4.298)

ЮОООЬп

где Q - средний расход сточных вод, м/сутки; а-доза активного хлора, г/м;

b-концентрация раствора хлорной извести, принимаемая равной не более 2,5%;