Обеззараживание коммунальных и промышленных сточных вод хлорагентами (хлор, гипохлорит натрия и т. д.) является одной из острых мировых экологических проблем. Не менее остро она стоит и в России.
В настоящее время в Российской Федерации десятки тысяч тонн хлора и гипохлорита натрия в год производятся и расходуются на обеззараживание коммунальных и промышленных сточных вод. Все эти хлорагенты попадают в реки, озера, подземные горизонты.
Общепризнанно, что хлорированные сточные воды наносят колоссальный вред биоценозу водоемов и рыбному хозяйству, а накопление хлорорганических соединений в донных отложениях и подрусловых горизонтах кардинально ухудшает качество водоисточников – стратегический залог здоровья населения. Канадский «Акт о защите окружающей среды» (Canadian Environmental Protection Act, List of Toxic Substances - Schedule 1, 2013) рассматривает хлорированные сточные воды как отдельную позицию в списке токсичных веществ наряду, к примеру, с ртутью. Поэтому современные нормативы, в т. ч. и Российской Федерации, требуют обязательного дехлорирования сточных вод в случае применения этой технологии обеззараживания.
Пример
Австралийский нормативный документ Guidelines for Environmental Management. Disinfection of Treated Wastewater (2002 г.) предписывает применение процесса дехлорирования для снижения токсичного эффекта хлорированных сточных вод.
В Российской Федерации в 2012 г. введена в действие актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» в виде свода правил СП 32.13330.2012, где в п. 9.2.11.2 указывается, что «обеззараживание сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, рекомендуется производить ультрафиолетовым излучением. Допускается обеззараживание хлором или другими хлорсодержащими реагентами (хлорной известью, гипохлоритом натрия, получаемым в виде продукта с химических предприятий, электролизом растворов солей или минерализованных вод, прямым электролизом сточных вод и др.) при обеспечении обязательного дехлорирования обеззараженных сточных вод перед сбросом в водный объект».
Таким образом, в соответствии со СНиП стадия дехлорирования является обязательной при использовании хлорсодержащих реагентов, что значительно увеличивает капитальные затраты на строительство сооружений обеззараживания. А зачастую в современных условиях городских ОСК нет возможности выделить дополнительную земельную площадь для постройки контактных резервуаров дехлорирования. Например, для станции, предназначенной для обработки 170 тыс. куб. м/сут сточных вод необходим контактный резервуар объемом 5200 куб. м.
Исходя из этого, в индустриально развитом мире, в т. ч. и в нашей стране, появились и успешно внедряются бесхлорные технологии обеззараживания сточных вод. Наиболее эффективным и широко применяемым методом является воздействие излучения в ультрафиолетовом диапазоне (УФ обеззараживание). Именно данная технология в актуализированной редакции СНиП 2.04.03-85 прописана как рекомендованная и базовая.
Применение в составе оборудования современных амальгамных ламп низкого давления в качестве источника УФ излучения позволяет реализовать следующие преимущества метода:
· высокую эффективность обеззараживания в отношении вирусов и других микроорганизмов, устойчивых к хлору;
· в сточных водах не образуются побочные продукты обеззараживания, негативно влияющие на здоровье человека и организмов водоемов, т. е. метод абсолютно безопасен с экологической точки зрения;
· отсутствие влияния процесса обеззараживания на биоценоз водоема;
· высокую стабильность обеззараживания;
· минимальное капитальное строительство из-за отсутствия необходимости возведения контактных резервуаров для стадий хлорирования и дехлорирования;
· компактность УФ оборудования на современных амальгамных лампах низкого давления позволяет минимизировать затраты на строительно-монтажные работы;
· отсутствие каких-либо реагентов в процессе обеззараживания обеспечивает безопасность процесса для обслуживающего персонала и не требует каких-либо специальных мер безопасности;
· высокую энергетическую эффективность, достигаемую благодаря использованию амальгамных ламп низкого давления последнего поколения;
· низкие эксплуатационные расходы, связанные только с заменой УФ ламп (один раз в полтора-два года) и затратами на электроэнергию.
За последние 15–20 лет в России институтами Роспотребнадзора, Минздрава России, Госкомприроды и ведущими водоканалами крупных городов (Москвы, Санкт-Петербурга, Уфы, Нижнего Новгорода, Красноярска, Екатеринбурга, Новосибирска, Владивостока, Липецка, Астрахани, Тюмени, Рязани, Сочи и т. д.) намечен и реализуется переход на бесхлорные, экологически чистые технологии обеззараживания сточных вод, такие как ультрафиолетовое обеззараживание. При этом более 80% УФ станций обеззараживания сточных вод в нашей стране – отечественного производства (в Российской Федерации работает более 10 компаний-производителей).
Отрадно отметить, что в области УФ обеззараживания воды и в производстве УФ оборудования отечественная наука и промышленность занимают лидирующие позиции не только в нашей стране, но и во всем индустриально развитом мире. Так, благодаря успешному сотрудничеству Мосводоканала, МФТИ и НПО «ЛИТ» были разработаны уникальные сверхмощные УФ лампы (с нанопокрытием), а на их основе – уникальное УФ оборудование для обеззараживания сточных вод в крупных городах и мегаполисах. Осенью 2012 г. (г. Москва) завершено строительство крупнейшей в мире УФ станции обеззараживания сточных вод производительностью более 3 млн. куб. м/сут. Крупные станции обеззараживания воды российского производства в настоящее время работают в Будапеште, Пекине, Сеуле, Мадриде и других городах Европы и Азии.