Реконструкция систем водоснабжения и водоотведения населенных мест

 
 
Рис. 5.5. Схема включения сорбционных фильтров:
1 
– промежуточный резервуар; 2 – насосные установ-
ки; 3 – сорбционные фильтры; 4 – фильтры сущест-
вующие; 5 – РЧВ 
 
5.2.3. Деструктивная очистка 
В практике водоснабжения деструкция водных загрязнений производится 
чаще всего химическим окислением с использованием хлора или озона. 
Окисление – многоэтапный процесс, сопровождающийся образова-
нием ряда промежуточных продуктов, часть из которых оказываются 
водными загрязнениями. Полная деструкция с расчленением вещества 
на составляющие элементы трудно достижима. Обычно процесс завер-
шается на этапе образования продуктов, не являющихся загрязнениями, 
так как их концентрация не превышает ПДК. 
Поскольку концентрация продуктов окисления зависит от содержания в 
исходной воде окисляемого вещества, профессор Г.И. Николадзе ввел по-
нятие о критическом содержании последнего [18]. Если концентрация вод-
ной примеси (например фосфорорганические пестициды или СПАВ) пре-
вышает критическое значение, окисление в чистом виде не достаточно и 
должно сочетаться с другими методами очистки, например с сорбцией. 
Процесс окисления, как правило, нуждается в интенсификации. Это свя-
зано, во-первых, с относительно низкими концентрациями загрязнений в ис-
ходной воде (в противном случае источник признается непригодным для ис-
пользования) и, во-вторых, устойчивостью некоторых соединений по отно-
шению к окислению. К ним относятся многие СПАВ, пестициды, красители, 
часть углеводородов, входящих в состав нефти и др. 

---

57 
Интенсификация, обеспечивающая увеличение скорости окисления и 
более глубокую деструкцию водных примесей, достигается следующим: 
применением повышенных сравнительно со стехиометрическими 
значениями доз окислителей; 
созданием условий для повышения концентрации реагирующих 
веществ в реакционной зоне; 
применением катализаторов и активизацией окислителей. 
Прохождение химических реакций и в том числе окисления зависит 
от качества воды, состава примесей, вида применяемого окислителя, 
температуры, РН и других факторов. 
Условия оптимизации во всех случаях определяются эксперимен-
тально. Повышение доз окислителя ускоряет процесс, так как возраста-
ет вероятность результативного контакта между реагирующими вещест-
вами, но после реакции остается неиспользованный окислитель. Избы-
ток озона мало опасен, так как озон саморазлагается, и его содержание 
в воде быстро снижается. Избыточный хлор рассматривается как за-
грязнитель, и его следует удалять дехлорированием. 
Сгущение реагирующих веществ и образование областей их повы-
шенной концентрации приводит к тем же результатам, что и увеличение 
доз окислителя. Технически это достигается заполнением реакционной 
зоны зернистым, желательно гидрофобным материалом, на поверхно-
сти которого накапливаются реагирующие вещества. Наилучшим запол-
нителем является активированный уголь.
Под влиянием длительного воздействия окислителей, особенно озо-
на, возможно частичное разрушение и ухудшение качества активиро-
ванного угля, что может потребовать его периодической замены. 
Процесс окисления интенсифицируется окислами многовалентных 
металлов, являющихся катализаторами процесса. Часто применяется 
пиролюзит, смесь окислов марганца. Используют и другие металлы: ни-
кель, медь, железо. С участием катализаторов формируются неустойчи-
вые комплексы, после распада которых перераспределяется энергия 
химических связей в молекулах окислителя и появляются новые, более 
реакционно-способные соединения. Например, при РН = 7–8 при контак-
те с катализаторами активный хлор, находящийся частично в состоянии 
хлорноватистой кислоты, а частично – в виде гипохлорит-иона, транс-
формируется с образованием сильнейших окислителей – атомарного 
кислорода и свободного радикала ОН . 
Скорость окисления на порядок и более возрастает, если перевести 
электроны, входящие в состав атомов окислителей, в возбужденное со-
стояние. Возбуждение достигается, в частности, фотолизом, т.е. облу-

---

58 
чением воды, обработанной окислителями, ультрафиолетовыми луча-
ми. Например, озон при фотолизе разрушается и переходит в форму 
свободных радикалов ОН . 
Об эффективности применения различных окислителей, применяе-
мых при очистке питьевой воды, можно судить по данным табл. 5.2.