ОАО «Уральский научно-исследовательский химический институт с опытным заводом» (ОАО «УНИХИМ с ОЗ») Опыт внедрения комбинированного дезинфектанта «Диоксид хлора и хлор» на объектах водоподготовки взамен традиционного хлорирования Веселовская Т.Г., Стахровская Т.Е., Антюфеев М.А., Софронов М.О.

Одним из самых распространенных дезинфектантов на территории Российской Федерации был и пока остается хлор, поставляемый на объекты водоподготовки в контейнерах по 900 кг или в баллонах по кг.

Основные опасности, связанные с транспортировкой, хранением и использованием сжиженного («жидкого») хлора носят следующий характер: ЭкологическийТехногенный

Примером объекта, на котором произошла утечка хлора, является станция водоподготовки г. Волчанск Свердловской области ( г.). 615 кг Количество хлора: 615 кг Последствия: -несколько пострадавших из числа работников станции; - «выжжено» практически 19 гектаров леса; -основная часть оборудования объекта пришла в негодность в виду высокого уровня коррозии и т.д. ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР Причины: ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ФАКТОР (на фланцевом соединении хлоропровода на участке от контейнера к хлоратору установлена прокладка из обычной резины вместо, например, фторопласта) и ветхое состояние всего объекта в целом.

Основные альтернативы хлору Гипохлориты натрия и кальция Ультрафиолет Озон Диоксид хлора КД «Диоксид хлора и хлор»* * Комбинированный дезинфектант «Диоксид хлора и хлор», получаемый на установках типа «ДХ-100»

МИРОВОЙ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ДИОКСИДА ХЛОРА В ПРАКТИКЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Преимущества диоксида хлора перед хлором и гипохлоритами меньшая в 5-10 раз концентрация диоксида хлора в воде для достижения одинакового с хлором обеззараживающего эффекта; отсутствие образования в воде токсичных тригалометанов и хлорфенолов, а также других неудаляемых органических галогенов; сильное дезинфецирующее действие в широком интервале значений pH воды; сильное действие на споры, вирусы и водоросли; устранение запахов, улучшение вкуса и устранение цвета воды; улучшение флокуляции взвешенных примесей при очистке воды; повышение степени очистки воды от железа и марганца; пролонгированный (до 7-10 суток) бактерицидный эффект в водораспределительных системах, предотвращающий возможности вторичного загрязнения воды.

Инфекционные болезни, обусловленные водным фактором, составляют 80% инфекционных заболеваний в мире. Недостаточная очистка воды приводит к 2 млрд случаев диареи ежегодно, приводит к 4 млн смертей. В развивающихся странах 1,2 млрд человек не имеют возможности пить чистую воду. Согласно данных Роспотребнадзора более 50% населения России используют для питья воду, которая не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям.

Привлекательность диоксида хлора состоит в оптимальном соотношении биоцидной эффективности, стабильности и последействии как основополагающих критериев оценки химических дезинфектантов. Такое сочетание позволяет рассматривать диоксид хлора как озон, лишенный недостатков. Благодаря долгосохраняющемуся бактерицидному эффекту диоксид хлора применяется в настоящее время как последний технологический этап при обработке воды в больших системах водораспределения(Дюссельдорф,Цюрих,Брюссель и Париж). Можно заключить, что диоксид хлора как бактерицидное средство является адекватной альтернативой хлору и гипохлоритам.

Применение ДХ в технологиях водоподготовки На стадии предокисления введение диоксида хлора улучшает процесс коагуляции, снижает концентрацию органических веществ и неорганических восстановителей, улучшает вкус и запах воды, инактивирует бактерии и вирусы На стадии постобеззараживания диоксидом хлора обеспечивается соответствие качества воды в РЧВ санитарным нормам, сохранение его в водораспределительной системе, удаление биопленок и микробных обрастаний и, как следствие, предотвращение образований таковых.

Диоксид хлора чистит и дезинфицирует оборудование Натурные испытания по дезинфекции водоочистного оборудования, в том числе фильтров и трубопроводов, показали эффективность применения растворов диоксида хлора в концентрации 2-10 мг/л. Такая дезинфекция приводит к длительному бактериостатическому эффекту

Сравнение эффективности окислителей для удаления привкусов и запахов, мг/дм 3 Хлор5-10 Диоксид хлора0,25-0,75 Перманганат калия 1-10 Озон2-4

Использование диоксида хлора эффективно при обработке воды содержащей: - зеленые, диатомовые и сине- зеленые водоросли -продукты их жизнедеятельности

Применение ClO 2 в технологиях водоподготовки США 1944 год – г.Ниагара Фоллс (штат Нью-Йорк) ; 1970-е годы – период широкого внедрения ClO 2 ; 1983-й год – новый стандарт США на питьевую воду в частности установил предельное содержание хлороформа в очищенной воде – 0,1 мг/дм 3 ; На водоочистных сооружениях в г. Чезапик (шт. Вирджиния) благодаря внедрению ClO 2 снизили вводимую дозу дезинфектанта с 0,6 до 0,02 мг/дм год – 103 станции; 1986 год – 400 станций с тенденцией к росту. Канада, Германия, Франция, Япония, Италия, Бельгия, Швейцария

СССР 1954 год – Томский водопровод 1969 год – «Инструкция Санэпиднадзора СССР по контролю за обеззараживанием хозяйственно-питьевой воды и за дезинфекцией водопроводных сооружений хлором», где рекомендовано использование диоксида хлора для повышения эффективности обеззараживания и предупреждения специфических запахов. СНГ и Россия Конец 90х годов – Украина (г. Ильичевск, г. Южный) Белоруссия (г. Новополоцк) Россия (г. Нижний Тагил)

Нормативы по остаточному диоксиду хлора и хлорит-ионам в Германии, США, Италии, Белоруссии и Украине СтранаClO 2 ClO 2 - 1ВОЗне норм.0,2 2РФне норм.0,2 3Германия0,05-0,20,2 4США (US EPA)0,81,0 5Италияне норм. 6Белоруссия0,2 7Украина0,40,2 Рекомендуемое остаточное содержание диоксида хлора в получаемой питьевой воде составляет получаемой питьевой воде составляет 0,05 – 0,30 мг/л (по опыту применения КД «Диоксид хлора и хлор»)

При водоподготовке необходим дифференцированно-комплексный методический подход к водоочистным технологиям. Поэтому необходимо при внедрении технологий обеззараживания и очистки проводить исследования на конкретных водоочистных сооружениях, как это делается во всём мире и поддерживается всеми водными международными программами и организациями.

ОАО « УНИХИМ с ОЗ » разработал, изготавливает и внедряет локальные автоматизированные установки типа « ДХ-100 » по получению комбинированного дезинфектанта « Диоксид хлора и хлор » для систем водоподготовки. Комбинированный дезинфектант « Диоксид хлора и хлор » - высокоэффективная и экономичная альтернатива хлорированию воды жидким хлором и гипохлоритами. Одновременное введение в воду двух дезинфектантов сохраняет положительные качества диоксида хлора: высокие дезинфицирующие свойства и снижение уровня хлорорганики, и устраняет его основной недостаток – образование побочных продуктов – хлорит-ионов в сравнимом диапазоне вводимых доз. Разработка имеет более десяти наград различных научных мероприятий, одна из последних – на Международном форуме "Высокие технологии XXI века" (2009 г.), на котором получена высшая награда – Золотая статуэтка Святого Георгия Победоносца. Конкурентным преимуществом, подтвердившимся в четырехлетнем опыте промышленной эксплуатации, помимо улучшения качества воды, является существенное снижение эксплуатационных затрат по сравнению с любым способом дезинфекции. ОАО «УНИХИМ с ОЗ» Установки типа «ДХ-100»

Основные преимущества комбинированного дезинфектанта «Диоксид хлора и хлор» По сравнению с хлором и гипохлоритом натрия: меньшая в 6 – 20 раз концентрация дезинфектанта в воде (по диоксиду хлора) для достижения одинакового с хлором или ГХН обеззараживающего эффекта; практическое отсутствие образования в воде токсичных хлорорганических соединений; сильное дезинфицирующее действие в широком интервале значений рН воды; сильное действие на споры, вирусы и водоросли; устранение запахов, улучшение вкуса и снижение цветности воды; улучшение флокуляции и коагуляции примесей при очистке воды; повышение степени очистки воды от железа и марганца; пролонгированный (до 7 – 10 суток) бактерицидный эффект в водораспределительных системах, предотвращающий возможности вторичного загрязнения воды; не требуется организация санитарно-защитных зон (в отличие от жидкого хлора) По сравнению с «чистым» диоксидом хлора: содержание хлорит-ионов в очищенной воде не превышает санитарных норм в сравнимых дозах по диоксиду хлора; значительно меньшие капитальные и эксплуатационные затраты (не требуется доочистка от хлоритов, сырье отечественное).

Принципиальная схема получения водного раствора комбинированного дезинфектанта «Диоксид хлора и хлор»

В реакторе установки происходит следующая реакция NaClO 3 + NaCl + H 2 SO 4 = ClO 2 + 0,5Cl 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Установки типа «ДХ-100» Производят водный раствор «Диоксида хлора и хлора» (Массовое соотношение ClO 2 : Cl 2 = 1 : 0,65) Производительность типоразмерного ряда от 20 до 500 г/час по диоксиду хлора – объем обрабатываемой воды от 50 до 3500 м 3 /час соответственно (в зависимости от качества водоисточника и технологии водоподготовки) Полностью автоматизированы Потребляемая мощность: не более 100 Вт Габаритные размеры: 1000 х 1000 х 320 мм

Большая часть хлоритов удаляется за счет их взаимодействия с хлором, который поступает в воду в составе дезинфектанта, по реакциям: 2ClO HOCl 2ClO 2 + Cl - + OH - ClO Cl 2 ClO 2 + 2Cl - Реакции восстановления диоксида хлора из хлоритов

Перечень охранных документов, которыми защищена разработка 1) Патент РФ на изобретение «Способ и реактор получения раствора диоксида хлора», пр ) Патент РФ на полезную модель «Установка для получения диоксида хлора», пр ) Патент на изобретение «Способ получения раствора диоксида хлора и хлора в воде и реактор для его осуществления», пр ) Патент на полезную модель «Установка для производства водного раствора диоксида хлора и хлора», пр Правообладатель вышеуказанных патентов – ОАО"УНИХИМ с ОЗ". Перечень основных разрешительных документов 1) Свидетельства о государственной регистрации средства дезинфицирующего «Диоксид хлора и хлор» У от и в рамках Таможенного союза (ТС) RU E от , выданные Федеральной службой Роспотребнадзора. 2) Разрешение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применение установок по производству диоксида хлора типа «ДХ-100» РРС от г. 3) Декларация о соответствии установок типа «ДХ-100» Техническим регламентам Таможенного союза. Рег. номер ТС RU Д-RU.ММ04.В от г. 3) Декларация о соответствии установок типа «ДХ-100» Техническим регламентам Таможенного союза. Рег. номер ТС RU Д-RU.ММ04.В от г.

Наши объекты в Свердловской области: 1.п. Полдневой 2.г. Богданович 3.п. Рефтинский 4.г. Алапаевск 5.г. Кушва 6.п. Баранчинский, г. Кушва 7.г. Волчанск 8.ОАО « СинТЗ », г. Каменск-Уральский 9.г. Березовский 10.г. Каменск-Уральский, ОАО « Водоканал » 11.г. Асбест 12.г. Дегтярск 13.СУГРЭС, г. Среднеуральск Наши объекты за пределами Свердловской области: 14. г. Зеленогорск, Красноярский край 15. г. Миасс, Челябинская область 16. г. Бакал, Челябинская область 17. г. Снежинск, Челябинская область 18. г. Курган, Курганской области 19. Компания «Кемира», Финляндия и др. Свердловская область

Результаты эксплуатации установок типа «ДХ-100» на Полдневских водозаборных сооружениях г. Богданович, Свердловская область

Принципиальная технологическая схема водоподготовки на Полдневских водозаборных сооружениях г. Богданович Свердловской области

Наименование показателя ПДК Исходная вода Питьевая вода, полученная с использованием: хлора«Диоксида хлора и хлора» Доза дезинфектанта, мг/дм 3 –2,0 – 3,00,25 – 0,14 по диоксиду хлора Цветность, град. цветности 20 29,4 – 504,5 – 6,01,25 – 2,5 Мутность, мг/дм 3 1,5 0,71 – 1,10,64 – 0,8< 0,58 Запах Привкус Железо, мг/дм 3 0,3 1,82 – 2,36 0,30 – 0,800,02 – 0,15 Марганец, мг/дм 3 0,1 0,20 – 0,38 0,12 – 0,180,01 – 0,07 Хлориты, мг/дм 3 0,2–– 0,040 – 0,055 (0,050-0,063 в сетях через 14км) Хлораты, мг/дм 3 20–– 0,30 – 0,34 (0,28-0,31 в сетях через 14 км) Хлороформ / 4 х хлористый углерод, мг/дм 3 0,06 0,06 / 0,006 0,0026 – 0,0031 / – < 0,0015 / < 0,0001 Остаточный диоксид хлора, мг/дм 3 0,05-0,30-0,10 – 0,15 Результаты внедрения установки типа «ДХ-100» на Полдневских водозаборных сооружениях (ПВЗС) г. Богданович Свердловской обл.

Результаты эксплуатации установок типа «ДХ-100» на фильтровальной станции МУ ОП «Рефтинское» п. Рефтинский, Свердловская область

Принципиальная технологическая схема водоподготовки на фильтровальной станции МУ ОП «Рефтинское» п. Рефтинский Свердловской области

Сравнительная таблица основных показателей качества питьевой воды, получаемой на фильтровальной станции МУ ОП «Рефтинское» с использованием жидкого хлора и "Диоксида хлора и хлора" п/п Параметры Исходная вода р. М. Рефт Питьевая вода, полученная с использованием в качестве дез-та: хлора"Диоксид хлора и хлор" 1Доза дезинфектанта, мг/дм 3 -9,0 – 15,0 0,4 – 0,5 по диоксиду хлора 2Запах при 20°С / при 60°С, балл1 / 21 / 1-20 / 0 3Привкус, балл110 4Цветность, град ,3 – 19,6 5Мутность, мг/дм 3 -0,76 - 1,330,62 – 1,26 6 Окисляемость перманганатная, мгО 2 /дм ,68 - 6,883,68 – 5,92 7Железо, мг/дм 3 2,8 - 3,20,12 - 0,380,11 – 0,21 8Марганец, мг/дм 3 0,04 - 0,120,04 - 0,05

Содержание побочных продуктов при обеззараживании воды комбинированным дезинфектантом «Диоксид хлора и хлор»

Наименование объекта Содержание хлороформа*, мг/дм 3 КД «Диоксид хлора и хлор» В питьевой воде, обработанной КД «Диоксид хлора и хлор» хлором или гипохлоритом В питьевой воде, обработанной хлором или гипохлоритом 1 ЮВЗС, г. Богданович, Свердловская область < 0,0006 0,026 – 0,031 2 МУ ОП "Рефтинское" Свердловская область < 0,0015 0,04 – 0,33 3 ФС "Сортировочная", г. Екатеринбург 0,0026 – 0,00450,060 – 0,080 4 НФС, г. Снежинск, Челябинская область < 0,00060,018 5 ОС Сысертского водозабора, г. К-Уральский 0,0350,11 6 ВОС, г. Миасс, Челябинская область 0,009-0,020,039-0,15 7ВОС, г. Дегтярск0,0 – 0,00190,044 8 ВОС МУП «Водоканал», г. Воткинск < 0,00060,022 – 0,200 Содержание хлороформа в питьевой воде, получаемой с использованием комбинированного дезинфектанта "Диоксид хлора и хлор» в сравнении с традиционным хлорированием 3 * ПДК по ГН – 0,06 мг/дм 3 - канцероген

Наименование объекта Содержание хлорит-ионов*, мг/дм 3 Содержание хлорат- ионов**, мг/дм 3 1 ПВЗС, г. Богданович, Свердловская область 0,040 – 0,055 0,30 – 0,34 2 ООО "Водоканал", г. Богданович, Свердловская область н/о – 0,071 0,25 – 0,38 3 МУ ОП "Рефтинское" Свердловская область н/о – 0,084 н/о 4 СУГРЭС, г. Среднеуральск, Свердловская область 0,114 – 0,197 < 0,5 5 ФС "Сортировочная", г. Екатеринбург г. Екатеринбург < 0,05 < 1,0 6 НФС, г. Снежинск, Челябинская область < 0,06 < 0,5 7 ОСВ ЦГ ОАО "Курганводоканал" н/о – 0,20 н/о 8 ВОС, г. Дегтярск н/о – 0,08 < 0,5 9 ВОС МУП «Водоканал», г. Воткинск 0,056 – 0,196 < 0,5 Интегральные показатели содержания хлорит- и хлорат- ионов в питьевой воде, получаемой с использованием комбинированного дезинфектанта "Диоксид хлора и хлор» 3 *ПДК – 0,2 мг/дм 3 3 **ПДК – 20 мг/дм 3

Удельные затраты на обеззараживание воды по сырью (Полдневские водозаборные сооружения, г. Богданович) Наименование показателяЕд. изм. ПВЗС, г. Богданович Свердловской обл. ХлорДХиХ Объем обрабатываемой воды м 3 /час500,00 тыс.м 3 /год4 380,00 Доза дезинфектантаг/м 3 2,500,20 Годовой расход дезинфектантакг/год10 950,00876,00 Удельные затраты руб. на 1 м 3 0,107 0,044 ДХиХ – комбинированный дезинфектант «Диоксид хлора и хлор»

Удельные затраты на обеззараживание воды по сырью (МУ ОП "Рефтинское") Наименование показателяЕд. изм. ФС п. Рефтинский, Свердловской обл. ХлорДХиХ Объем обрабатываемой воды м 3 /час490,00 тыс.м 3 /год4 292,40 Доза дезинфектантаг/м 3 10,000,80 Годовой расход дезинфектантакг/год42 924, ,92 Удельные затраты руб. на 1 м 3 0,245 0,174 ДХиХ – комбинированный дезинфектант «Диоксид хлора и хлор»

Удельные затраты на обеззараживание воды по сырью (Фильтровальная станция иткульского водозабора г. Снежинска) Наименование показателяЕд. изм. ФС иткульского водозабора г. Снежинска ХлорДХиХ Объем обрабатываемой воды м 3 /час300 тыс.м 3 /год2 628 Доза дезинфектантаг/м 3 2,000,09 Годовой расход дезинфектантакг/год ,52 Удельные затраты руб. на 1 м 3 0,0640,020 ДХиХ – комбинированный дезинфектант «Диоксид хлора и хлор»

"... Учитывая положительные всесторонние лабораторные и промышленные испытания, комбинированный дезинфектант "Диоксид хлора и хлор", производимый хлоратным способом на установке "ДХ-100", целесообразно рассматривать как альтернативу применению жидкого хлора и гипохлорита натрия в системах центрального водоснабжения, и рекомендовать дальнейшую работу по разработке регламента по проектированию и эксплуатации. Директор ГУП «МосводоканалНИИпроект», д.т.н., профессор Е.И. Пупырев Данная разработка имеет положительные заключения ведущих в области водоподготовки организаций: ГУП «МосводоканалНИИпроект», ОАО «НИИ ВОДГЕО» и ОАО «НИИ КВОВ». Выдержки из них:

"Заключение. Положительные результаты испытания установки "ДХ-100" и технологии обеззараживания питьевой воды комбинированным дезинфектантом "Диоксид хлора и хлор" позволяют одобрить разработанную ФГУП "УНИХИМ с ОЗ" технологию получения и применения комбинированного дезинфектанта для обеззараживания питьевой воды. Считаем возможным, рекомендовать ее к применению в рамках соответствующих государственных программ. Главный инженер ОАО "НИИ ВОДГЕО", к.т.н. П.А. Ивкин"

" В результате рассмотрения и анализа представленных материалов можно сделать вывод, что комбинированный дезинфектант «Диоксид хлора и хлор», получаемый по разработанной «УНИХИМ с ОЗ» технологии в установках типа «ДХ- 100», обладает высоким бактерицидным, вирулицидным и антипаразитарным эффектом. При обработке воды активизируются окислительные процессы, способствующие снижению цветности, уменьшению концентрации железа, марганца и др. соединений. КД обладает выраженным пролонгирующим действием, позволяющим обеспечить защиту питьевой воды от вторичного загрязнения при ее транспортировке в водораспределительных системах. Выполненные исследования позволяют рекомендовать разработанный метод обеззараживания воды и оборудование для его реализации в практику хозяйственно-питьевого водоснабжения …. Генеральный директор ОАО «НИИ КВОВ» А.В. Гнипов"

Отзывы по результатам эксплуатации установок типа «ДХ-100»

Благодарим за внимание! ОАО «Уральский научно-исследовательский химический институт с опытным заводом» (ОАО «УНИХИМ с ОЗ») Сведения об организации-изготовителе: Открытое акционерное общество «Уральский научно- исследовательский химический институт с опытным заводом» (ОАО "УНИХИМ с ОЗ") , Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 5. Тел: (343) , Факс: (343) Ласыченков Юрий Яковлевич, генеральный директор; Морозова Лариса Васильевна, ведущий специалист тел.: (343) , +7(922)