Альтернатива прямому хлорированию

Производство качественной питьевой воды – один из важнейших аспектов создания благоприятной среды обитания человека. Поиски эффективных способов подготовки питьевой воды ведутся сегодня во всем мире. Насколько продуктивно имеющиеся наработки могут быть использованы в России обсуждалось специалистами Ростехнадзора и других структур 24 – 25 апреля в Пензе в ходе совещания на тему «Состояние и перспективы развития хлориспользующих объектов системы водоподготовки ЖКХ».

Хлор: достоинства и недостатки
Универсальным средством очистки и дезинфекции питьевой воды на протяжении последних 100 лет во всем мире считается хлор. Уникальные окислительные и консервирующие свойства этого химического элемента позволяют не только дезинфицировать воду, но и контролировать ее вкус, цвет, запах, предотвращать рост водорослей, поддерживать в чистоте фильтры, удалять железо, марганец, сероводород и т.д. Поэтому развитые страны в 99 случаях из 100 выбирают для дезинфекции либо чистый хлор, либо хлорсодержащие продукты.
Однако хлор обладает одним серьезным недостатком: это чрезвычайно токсичное вещество, что создает серьезные проблемы при его транспортировке, хранении и применении. Если учесть, что в России свыше 2000 объектов ЖКХ применяет хлор, а из них как минимум треть находится в городской черте или в непосредственной близости от зон компактного проживания населения – проблема внедрения альтернативных способов очистки и дезинфекции воды у нас стоит чрезвычайно остро. Ростехнадзор совместно со специализированными научно-техническими центрами активно инициирует внедрение использования менее опасных для населения и окружающей среды реагентов.

Альтернативные способы
Для обеззараживания воды и стоков кроме хлора применяются также такие окислители, как хлоркислородные соединения, неорганические хлорамины, озон, перманганат калия, бром и йод. Для этих целей можно использовать ультрафиолетовую обработку, ультразвук, ионизированное излучение, высоковольтный разряд и т.д.
Выбор способа в конечном итоге определяется возможностью обеспечения требуемого уровня качества водоподготовки, стоимостью установки, энергоемкостью и наличием соответствующей инфраструктуры и квалифицированных кадров. На практике этим критериям в сфере ЖКХ соответствуют способы с использованием хлора и хлорсодержащих реагентов, озон и УФ-излучения. Кроме того, при выборе способа очень важно наличие консервирующего эффекта (способности воды, прошедшей обработку, препятствовать вторичному заражению). Это особенно важно в тех случаях, когда очищенная вода подвергается транспортировке на значительные расстояния, что типично для наших объектов ЖКХ (стоит учесть и состояние большой части коммунальных сетей). Этим требованиям в наибольшей степени отвечают способы обработки хлором и хлорсодержащими реагентами. Тем не менее, на объектах ЖКХ все шире используются и реагенты-окислители (например, озон). При обработке озоном из воды удаляются органические и химические вещества и микроорганизмы. Но такой способ имеет существенные недостатки. Это относится и к качеству обработки, и к стоимости использования озонирования.
На отдельных сооружениях водопровода и канализации сегодня используются УФ-установки, но их применение без дополнительного использования хлора или хлорсодержащих соединений исключается по той же причине, что и для озонаторных станций – отсутствие консервирующего эффекта. Значит, все-таки хлор?

Не только хлор
В России на гипохлорит натрия переведены как мелкие объекты ЖКХ небольших городов нескольких областей, так и крупные станции водоснабжения. В настоящее время и на МУП «Ижводоканал» начато выполнение ТЭО и рабочих проектов по переходу на гипохлорит натрия. На совещании в Пензе были высказаны опасения, связанные со значительным износом (до 70 %) основного оборудования объектов водоподготовки. Руководителям межрегиональных управлений Ростехнадзора поручена организация и проведение в течение II полугодия 2008 года необходимой контрольно-профилактической работы.
Дело в том, что при переходе на концентрированные растворы гипохлорита натрия нужно учитывать проблемы их транспортировки, в том числе и железнодорожным транспортом в специализированных цистернах, а также хранения исходных растворов потребителями и потерь активного хлора при разгрузке и хранении. Применение раствора гипохлорита натрия низкой концентрации из-за его химической нестойкости экономически обоснованно только в тех случаях, когда расстояние от поставщика до потребителя не превышает 500 км. А для объектов ЖКХ, удаленных от поставщиков товарного хлора и гипохлорита натрия на расстояние более 1000 км следует продумать организацию производства гипохлорита натрия в региональных центрах.
При этом технология не должна базироваться на опасных привозных продуктах, таких как товарный хлор и каустическая сода.
Одним из оптимальных вариантов надежной технологии получения гипохлорита натрия является электрохимический способ, основанный на электролизе поваренной соли (на МУП г. Ижевска «Ижводоканал» и МУП г. Сарапула «Сарапульский водоканал» планируется реализация именно такой технологии).
Этот метод обладает рядом безусловных достоинств, но его использование предполагает наличие высококвалифицированного персонала. Кроме того, к факторам, ограничивающим внедрение электролизных установок, относятся высокие энергопотребление и удельный расход соли.
Также для водоподотовки используется диоксид хлра. Это соединение хлора, в отличие от наиболее распространенного на станциях водоподготовки газообразного хлора и других хлорсодержащих веществ, обладает более эффективным бактерицидным, вирулицидным и протозооцидным действием и отличается отсутствием образования токсичных галогенсодержащих соединений. Как бактерицидный агент он может оставаться активным в воде в течение 48 часов, и его эффективность гарантируются в течение более длинных периодов, чем у хлора.
Диоксид хлора получают в основном двумя методами: взаимодействием раствора хлорита натрия с хлором; обработкой раствора хлорита натрия соляной кислотой. В Удмуртии диоксид хлора применяется на ОАО ЧМЗ и ФГУП «Воткинский завод».

Выводы:

Сравнительный анализ наиболее распространенных в России и за рубежом альтернативных прямому хлорированию методов водоподготовки показывает, что внедрение озонаторов или УФ-установок имеет смысл только в комплексе с применением на конечной стадии обработки воды хлорсодержащих реагентов.
Использование диоксида хлора не имеет в России больших перспектив вследствие отсутствия отечественного сырья для его производства и высокой стоимости сырья импортного.
Применение электролизных установок для получения раствора гипохлорита предпочтительно на объектах, удаленных на значительные расстояния от поставщиков товарного хлора или на объектах, находящихся непосредственно в городской черте. Несмотря на то, что внедрение таких установок имеет определенные ограничения, в целом перевод установок хлорирования на химический гипохлорит натрия целесообразен как с экономической, так и с экологической точек зрения.

Так что альтернатива хлору существует.

"Чистая вода"

Грачев Владимир Александрович, председатель Общественного совета Ростехнадзора

24 апреля 2008 года на совещании у Председателя Правительства РФ было принято решение о необходимости подготовки и принятия государственной долгосрочной программы «Чистая вода», направленной на улучшение обеспечения населения и экономики Российской Федерации качественной водой. Также была создана рабочая группа по координации подготовки указанной Программы, руководителем которой назначен заместитель Председателя Правительства РФ Жуков А.Д. В еесостав вошли также представители Министерства регионального развития РФ, Министерства экономического развития и торговли РФ, Министерства здравоохранения и социального развития РФ, Министерства промышленности и энергетики РФ, Министерства образования и науки РФ, Министерства природных ресурсов РФ, Министерства сельского хозяйства РФ, Министерства финансов РФ, Совета Федерации и Государственной Думы Федерального Собрания РФ, Центрального научно-исследовательского института судостроительной промышленности «Центр» Роспрома, Правительства Москвы.
Первоочередными задачами рабочей группы являются:
• разработка плана мероприятий по подготовке проекта Программы;
• завершение подготовки  проекта концепции Программы с привлечение к работе органов исполнительной власти  субъектов РФ;
• подготовка предложений по законодательному обеспечению разработки и утверждения Программы;
• разработка мер по сокращению сроков подготовки технических регламентов, необходимых для решения вопросов улучшения качества воды, потребляемой населением страны;
• разработка предложений по финансированию из федерального бюджета, бюджетов субъектов РФ, бюджетов муниципальных образований и за счет частных инвестиций первоочередных мероприятий по обеспечению населения качественной питьевой водой и т.д.
Проблема гарантированного обеспечения населения России питьевой водой, очистка сточных вод, охрана источников питьевого водоснабжения от загрязнения - это проблема общегосударственного масштаба, которая должна решаться в рамках государственной программы – как важнейшего средства реализации структурной политики государства, активного воздействия на его социально-экономическое развитие и безопасность населения.
Главной целью Государственной долгосрочной программы «Чистая вода» должно являться решение приоритетной национальной проблемы - увеличение продолжительности жизни россиян до среднеевропейского уровня за счет обеспечения их безопасной водой, в том числе питьевой, в количестве, достаточном для жизнедеятельности и развития страны.
В связи с тем, что Ростехнадзор по Указу Президента Российской Федерации от 12 мая 2008 года «Вопросы системы и структуры федеральных органов исполнительной власти» передан в ведение Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, он теперь имеет отношение к разработке данной Программы».

В 2007г. на СПВ «Пруд-Ижевск» по согласованию с Управлением Роспотребнадзора по УР испытаны и внедрены в производство новые реагенты для водоподготовки (прошли лабораторное испытание титановые коагулянты ГХА марки Б 2 сорт, активированные угли разных производителей; жидкий сульфат аммония). На ВУ-3 СПВ «Пруд-Ижевск» продолжены производственные испытания электролизной установки «Аква-хлор» для дезинфекции очищенной воды, на ВУ-2 установлены специальные контейнеры ПАУ, заполненные активированным углём для сорбции вредных химических веществ из воды в процессе водоподготовки. Станции подготовки воды  СПВ «Пруд-Ижевск» СПВ «Кама-Ижевск» работают в режиме постоянного использования реагентов.

Обеспечение населения качественной питьевой водой является одной из главных задач в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия, для решения которой разработана и реализуется «Муниципальная программа обеспечения населения г. Ижевска питьевой водой на 2000-2010 г.г.», утверждённая решением Городской Думы № 174 от 28.12.99. Но медленные темпы строительства новых и замены старых водопроводных сетей в г. Ижевске не позволяют не только гарантировать стабильность качества питьевого водоснабжения населения, но и прогнозировать существенное улучшение его качества в ближайшие годы. В разводящих сетях питьевых водопроводов г. Ижевска за исследуемый период зарегистрирован рост числа проб воды, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям на 8,9% (мутность, цветность, железо, бор), который составил 32,3% (2006г.- 23,4%). Аналогичный рост зарегистрирован и за 4 мес. 2008г.
Основной причиной роста числа проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам,  является вторичное загрязнение, источниками которого являются старые водопроводные трубы; негерметичные водопроводные колодцы, затопленные грунтовыми и ливневыми водами;  неисправные водоразборные колонки в микрорайонах малоэтажной и частной жилой застройки; дефекты эксплуатации сетей и сооружений. В 2007г. в г. Ижевске на сетях коммунального водопровода подлежало капитальному ремонту 39,5%  водоразборных колонок. В ходе надзорных мероприятий, проведённых в 2008г. в отношении МУП г. Ижевска «Ижводоканал», были выявлены отдельные факты превышения сроков устранения повреждений на водопроводных сетях, а  также единичные случаи некачественного проведения профилактических мероприятий по результатам лабораторных анализов воды, не соответствующих гигиеническим нормативам. Руководством предприятия приняты меры по устранению выявленных нарушений.

Биомониторинг и контроль качества "сырой воды"
Водоканалу Санкт-Петербурга удалось реализовать комплексную технологию обеззараживания питьевой воды с использованием гипохлорита натрия и ультрафиолета, сочетающую высокий эффект обеззараживания и безопасность в отношении охраны окружающей среды и здоровья населения. Сегодня Санкт-Петербург – первый мегаполис в мире, в котором вся питьевая вода, поступающая в водопроводную сеть города, проходит обработку ультрафиолетовым облучением.
Ухудшающееся качество воды в источнике заставило нас сделать реальные шаги по обеспечению безопасности водоснабжения, создать действенную систему контроля качества «сырой» воды и оперативного реагирования на любые изменения. Сегодня на всех водопроводных станциях работает система биомониторинга для раннего обнаружения токсичных веществ в воде водозаборных сооружений водопроводных станций. Для удаления нефтепродуктов из питьевой воды все водопроводные станции города оснащены установками дозирования порошкообразного активированного угля (ПАУ).
Параллельно с совершенствованием технологий на существующих сооружениях водоподготовки, которые строились и проектировались в середине прошлого века, программа развития предприятия предусматривает большой объем капитального строительства и комплексную реконструкцию  водопроводных станций. В 2012 году Водоканал Санкт-Петербурга будет стабильно работать на мощностях по производству питьевой воды, которые созданы в 21 веке и соответствуют не только российским, но и международным стандартам по всем показателям.