Суды хлорлау

Суды хлорлау (Хлорирование воды) — ауыз суды немесе ақаба суды залалсыздандыру (зарарсыздандыру) үшін хлормен өңдеу. Ауыз суды озондаған (яғни, озонмен ондеу) дұрыс, өйткені, Суды хлорлау бірқатар жағдайларда мутагендер мен канцерогендер (хлорорганикалык косылыстар, мысалы, хлороформ) түзілуіне себепші болады СУА 226 Суды хлорлау. Суды зарарсыздандырудың химиялық әдістерінің арасында қазіргі уақытта зарарсыздандырудың ең үнемді әдісі ретінде хлорлау ең таралған әдіс болып табылады. Тәжірибеде Cl2 газ тәрізді хлор, ClO2 хлор диоксиді, сондай-ақ тұтыну орнында электролиз әдісімен алынатын хлорлы агенттер (натрий гипохлориті, кальций гипохлориті және басқа) қолданылады. Хлорлы әк және кальций гипохлориті соңғы уақытта елеусіз және судың аздаған мөлшерін (негізінен тазартылған сарқынды суларды) зарарсыздандыру үшін ғана қолданылып келеді, себебі құрамында осындай хлор бар реагенттерді қолдана отырып, зарарсыздандыру сонымен бірге тазартылатын суды әртүрлі заттармен ластануына алып келеді. Хлор суда еріген кезде тез ыдырайтын хлор қышқылы пайда болады. Cl2 + H2O  HOCl + HCl. Ыдырау барысында хлор қышқылы HOCl  H+ + OCl- иондарына ыдырайды. OCl- ыдырау барысында одан әрі бөлінетін атомарлы оттегі ең бактерицидтік әсер етеді.

Пайдасы

• Суды ClO2 хлор диоксидімен өңдеу кезінде қалған бактериялардың өмір сүруге қабілетті клеткаларының проценті байланысудың бірдей уақыты кезінде сондай шоғырланған газ-хлорды қолдануға қарағанда біршама аз. ClO2 микробқа қарсы тиімді әсер өлшенген заттардың шоғырлануына байланысты 0,1-ден 0,5 мг/дм3 дейінгі мөлшерде байқалады. Алайда, қалқыған және еріген күйлеріндегі органикалық қосылыстармен судың ластануын арттыру хлор диоксидінің инактивті әсерін азайтады және суды аса сенімді зарарсыздандыру үшін реагенттердің мөлшерін 2-4 есе арттыру қажет. Суды өңдеген кезде ClO2 қолданудың кемшіліктері бір жағынан жанама өнімдер - хлориттер мен хлораттардың пайда болуы, ВОЗ деректері бойынша олар метгемоглобин құрайтын қосылыстарға жатқызылған, басқа жағынан хлор диоксидін алуы күрделілігі және қымбаттылығы, оның жарылыс қауіптілігі болып табылады.
• Патогендік бактерияларға қатысты жоғары тиімділікке, өңдеуден кейін осы бактериялардың қайта көбеймейтініне қарамастан қалдық хлордың 1,5 мг/дм3 мөлшерімен хлорлау вирустарға, қарапайым цисталарға және лямблийлерге қатысты қажетті эпидемиялық қауіпсіздікті қамтамасыз етпейді. Хлоррезистентті микрофлора: E.coli, Pseudoтопоdaceae, Klebsiellae, Proteae хлорға тұрақты нысандардың тіршілік ететіні белгілі, олар сумен жабдықтау мен су бұрудың қалалық жүйелерінің тұрақты құрамдауыштары болып табылатын шартты түрде патогенді және патогенді микроорганизмдерге жатады.

Зияны

• Хлорлауды қолдану судың бактериалды ластануын азайтады, бірақ вирустардың жұғу қауіпін сақтайды және оның теріс экологиялық салдары бар.
• Хлорлаудың теріс қасиеті - хлорорганикалық қосылыстар: тригалогенметандардың, хлорфенолдардың, п-нитрохлорбензолдардың, хлораминдердің, сондай-ақ диоксидтердің пайда болуы болып табылады, олар су айдындардың суындағы табиғи фенолды қосылыстардың суға жіберілетін хлормен өзара әрекеттесуі кезінде пайда болады. Көптеген зерттеулердің деректері бойынша хлорорганикалық қосылыстар адамға жоғары уыттылығымен, мутагендігімен, канцерогенділігімен әсер етеді. Олар су түбiндегi шөгiндiлерде, суда тіршілік ететіндердің жасушаларында жинала алады және ақырында адамның организміне түседі. Олар биологиялық ыдырауға өте төзімді болып келеді және шығару (түсіру) орнынан бастап өзенді ағыс ыңғайымен елеулі қашықтықтарға ластайды. Хлорлау кезінде сондай-ақ хлораминдер пайда болады, осы заттар ең аз шоғырланған кездің өзінде су организмдерінің қатты физиологиялық өзгертеді және оларды жояды. Таяуда тірі организмдерге өте уытты хлордибензопарадиоксиндер, фурандар сияқты жаңа қосылыстар анықталды және теңестірілді, олардың ластану көзі хлорорганикалық өндірістердің өнімдерін пайдаланатын өнеркәсіптік өндіріс, халыққа тұрмыстық қызмет көрсететін кәсіпорындар (химиялық тазарту орындары) болып табылады. Диоксиндер мен фурандар биологиялық қышқылданбайтын заттар болып табылады және олар қазіргі уақытта жұмыс істеп тұрған коммуналдық және өнеркәсіптік тазарту құрылыстарында тазартылмайды. Хлорлаудың елеулі кемшілігі (әсіресе ірі және орташа тазарту құрылыстары үшін) хлорлы шаруашылықтың жоғары дәрежеде қауіпсіздігі мен сенімділігін қамтамасыз ету қажеттілігі болып табылады. Шаруашылық ауыз сумен жабдықтау үшін пайдаланылатын бұлақтардың суын хлорлау үшін көрсеткіштерді белгілеу мақсатында, сондай-ақ хлорлау режимі жөнінде негізгі ережені әзірлеу үшін су көзін алдын ала санитарлық және эпидемиологиялық тексеру жүргіледі, ол қолданыстағы нормативтерде көзделген бағдарламаға сәйкес орындалады.

Нәтижесі

Хлорлау үшін хлордың жұмыс мөлшерін белгілеу үшін тәжірибелі жолмен суды зарарсыздандырудың нәтижесі және қалған белсенді хлордың мөлшері анықталады, ол судың сіңіру шамасына байланысты болады. Суды зарарсыздандыру үшін хлордың таңдалған жұмыс мөлшері тиісті бактерицидті нәтижені қамтамасыз етуге тиіс, яғни өңделген судағы ішек таяқшалардың саны 1 литрде 3-тен артық болмауы тиіс, судың хлормен байланысқан кезеңінен кейін (кемінде 30 мин.) бактериялардың жалпы саны 1 миллилитрде 100-ден артық болмауы тиіс. Бұл ретте қалдық хлордың құрамы кемінде 0,3 немесе 0,5мг/литрден аспауға тиіс. Кейбір бұлақтардың, көбінесе ашық бұлақтардың суын хлорлау кезінде зарарсыздандырудың тиісті нәтижесін алу қажеттілігіне сонымен қатар, органолептикалық қасиеттеріне (иіс пен дәм) қатысты судың гигиеналық талаптарға сәйкес келуіне байланысты қиыншылықтар туындауы мүмкін. Мұндай жағдайларда зарарсыздандырудың қандай да бір арнайы тәсілі қолданылады, оларға мыналар жатады:

• а) екі рет хлорлау, яғни хлорды тазарту құрылыстарына дейін алдын ала бірінші көтергіштің сорғыш су тартқыштарына жіберу (әдетте 3-5 мг/л мөлшерінде) және соңғы рет сүзгілерден кейін (әдетте 0,7-2 мг/л мөлшерінде); бастапқы судың өте анық түсі кезінде, оның құрамында органикалық заттар мен планктонның көп болуы кезінде қолданылады;
• б) преаммонизациялау арқылы хлорлау, яғни хлорды жіберудің алдында тікелей суға аммиак пен оның тұздарын жіберу (әдетте аммиак мен хлор мөлшерінің 1:4, 1:10 арақатынасы кезінде). Бұл ретте зарарсыздандыру байланысқан хлор (хлораминдер) есебінен қамтамасыз етіледі. Осы әдіс суды хлормен өңдегеннен кейін пайда болатын ерекше иістердің алдын алу үшін қолданылады. Преаммонизациялау кезінде судың хлормен байланысуы кемінде 1 сағат болуы тиіс.;
• в) аса хлорлау, яғни артық хлорды кейіннен байланыстыра отырып, хлордың 10-20 мг/л мөлшерін жіберу; бактериялық ластануы белгіленген шектен асатын су көздерін мәжбүрлі пайдаланған жағдайда, бас тоған орнынан алынған 1 л судағы ішек таяқшаларының орташа саны 10000 артық болған кезде қолданылады. Бұдан басқа, бастапқы суда фенолдар болған жағдайда хлорфенолды иістің пайда болуын болдырмау үшін қолданылады.
• г) кейін бөліну мөлшермен хлорлау, яғни қалдық хлордың қисық сызығындағы орнын ескере отырып; бұл ретте суды зарарсыздандыру еркін хлормен жүргізіледі, ол байланысқан хлорға (хлораминдер) қарағанда тиімдірек болып келеді; негізінен бастапқы судың өте бактериялды ластануы жағдайында қолданылады.
• д) хлордың екі тотығын пайдалану да зарарсыздандыру тиімділігін арттыру және судағы ерекше иістерді болдырмау үшін ұсынылып отыр.

Сынамалар

Ауыз судың нормативтік талаптарға толық сәйкес келуіне кепілдік беретін хлорлаудың қандай да бір тәсілін таңдау суды тазарту және зарарсыздандыру бойынша өндірістік тәжірибені ескере отырып, қайнамаған және өңделген суды санитарлық-химиялық, санитарлық-бактериологиялық және технологиялық талдаудың негізінде суды тазарту станциясының әкімшілігі жүзеге асырады. Су құбырының әкімшілігі суды хлормен өңдеу әдістемесі бойынша негізгі ережелерді белгілейді, оған хлорды пайдалану схемасы, реагенттерді мөлшерлеу және судың шығыстарына байланысты хлорлау кестелері жатады. Осы негізгі ережелер МСЭҚ-тың жергілікті органдарымен келісіледі. Суды тазарту станциясы мен тарату желісінде судың сапасына зертханалық-өндірістік бақылауды нормативтік талаптарға сәйкес су құбырының әкімшілігі және ведомстволық зертхананың күші мен құралдары қамтамасыз етеді. Суды желіге жіберудің алдында қалдық хлорды анықтау әр сағат сайын жүргізіледі, ал ашық су айдындарынан сумен жабдықтау жүйелерінде әр 30 минут сайын жүргізіледі; қалдық хлорды кезекті анықтаумен қатар сонда тәулігіне кемінде 1 рет бактериялық талдауға сынама іріктеледі.

Тиімділігі және стандартты жағдайлар

Шаруашылық-ауыз су мұқтаждары үшін су құбыры арқылы жіберілетін суды хлорлау тиімділігіне санитарлық-зертханалық бақылауды бас тоғанның ең ерекше орындарында (сорғы станциясына жақын жерде, ең алыстағы, ең дөң жер, тұйық жерлер, су алу колонкалары) ЖКБ және ТКБ мен бактериялардың жалпы санын анықтау жолымен МСЭҚ-тың құрылымдық бөлімшесі жүргізеді. Сынамаларды іріктеу пункттері мен талдаудың жиілігі МСЭҚ-тың жергілікті құрылымдық бөлімшелері бекітетін кестелерде анықталады. Судағы калдық белсенді хлордың мөлшерін анықтау «Ауыз суы. Белсенді хлордың болуын анықтау әдістері» МСТ 18190-72 бойынша йодометрикалық әдіспен немесе қызғылт сары метил арқылы титрлеумен орындалады, оларға 2-қосымшада сипаттама берілген. Йодометрикалық әдісті қолдану белсенді хлордың кемінде 0,5 мг/л шоғырлануы кезінде, қызғылт сары метил арқылы титрлеу – азырақ шоғырлануында қолайлырақ. Ірі су құбырларында қалдық хлорды анықтау үшін автоматты талдауыштарды, атап айтқанда судағы қалдық хлордың үздіксіз тіркелуін қамтамасыз ететін фотоэлектронды жүйелерді қолдану орынды. Хлорлау тәжірибесінде белсенді хлордың негізгі нысандарын бөлек анықтау қажеттілігі туындап тұр, атап айтқанда кейін мөлшермен хлорлау кезінде (еркін хлор) және хлораммонизациялау кезінде (байланысқан хлор). Еркін хлорда салыстырмалы түрде тез дезинфекциялау әсері бар, оған қарағанда байланысқан хлордың тиімділігі азырақ. Олардың жеке санын анықтау үшін парааминодиметиланилинді қолдануға негізделген әдіс пайдаланылады (2-қосымшаны қарау керек). Ауыз судың халықаралық стандарттарында сондай-ақ ортотолидин-арсенитті әдіс ұсынылған, ол ТМД елдерінде осы уақытқа дейін қолданылмаған.