Спосіб дезінфекції активованого вугілля

Спосіб дезінфекції активованого вугілля шляхом пропускання через нього води, який відрізняється тим, що через активоване вугілля пропускають воду, в яку попередньо вводять 3 дюксид хлору в концентрації 2 - 10мг/дм , в об'ємі, що відповідає об'єму заповненої системи, після чого промивний розчин зливають, аналогічну операцію повторюють в зворотному напрямку, після чого заповнюють систему з активованим вугіллям розчином дюксиду хлору в тій же концентрації на термін не менше 12 год Винахід відноситься до ГІГІЄНИ водопостачання і може бути використаний для дезінфекції та попередження мікробного "обростання" активованого вугілля в водоочисних пристроях колективного користування, до технологічного обладнання яких входять блоки адсорбції на активованому вугіллі Відомий спосіб дезінфекції вугільних фільтрів шляхом імпрегнації актованого вугілля іонами срібла як бактеріостатичного агента [Кульський Л А Основы химии и технологии воды -Киев Наукова думка 1991 -568 с ] Недоліком даного способу є те, що наявність срібла в вугільних фільтрах вибірково сприяє росту стійких до нього бактерій, що зумовлює мікробне "обростання" фільтрів Відомий спосіб дезінфекції активованого вугілля препаратом "Акватон-10" (бюцидним полімером) з концентрацією 3 - 6мг/дм3 при експозиції обробки бОхв [Временная инструкция по санітарно-пгиеническим требованиям и условиям применения растворов препарата «АКВАТОН-10» для обеззараживания технологического оборудования в локальных системах водообработки Утв Директором ГП УкрНИИМТ МЗУ и Гл Гос сан врачом Одесской обл 23 02 2000 г - Одесса 2000 - 10 с] Недоліком даного способу дезінфекції є зниження сорбційних властивостей активованого вугілля Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб дезінфекції активованого вугілля озоном, який полягає в пропусканні через фільтр озонованої води з концентрацією озону 2 - 10мг/дм3 протягом бОхв [Инструкция по применению озона для обеззараживания технологического оборудования в локальных системах водоподготовки Санитарно-гигиенические и технологические требования Утв Директором ГП УкрНИИМТ МЗУ и Гл Гос сан врачом Одесской обл 29 02 2000 г Одесса 2000 - 20 с ] Даний спосіб обраний нами за прототип Спосіб, що заявляється, і прототип співпадають за такими ознаками дезінфекція активованого вугілля здійснюється шляхом пропускання через нього води, насиченої окислювачами озоном (прототип) і дюксидом хлору (спосіб, що заявляється) До недоліків прототипу можна віднести відсутність пролонгованої бактерицидної (бактеріостатичної) дії, що зумовлює повторне "обростання" фільтрів після обробки, та надмірну витрату вода, необхідної для дезінфекції В основу винаходу поставлено задачу збільшення тривалості терміну використання вугільних фільтрів за рахунок обробки активованого вугілля бактерицидними дозами дюксиду хлору 2 10мг/дм3 і пролонгованої бактеріостатичної дії хлоритів, як продуктів відновлення дюксиду хлору, та зменшення собівартості процесу за рахунок скорочення об'ємів води, необхідної для дезінфекції Поставлена задача вирішується в способі дезінфекції активованого вугілля, який полягає втому, що через активоване вугілля, яке внаслідок мікробного лобростання" зумовлює контамінацію фільтрованої вода, пропускають воду, в яку попередньо вводять дюксид хлору в концентрації 2 - 10мг/дм3, в об'ємі що відповідає об'єму заповненої системи, після чого промивний розчин зливають, аналогічну ю о о> ю 54905 операцію повторюють в зворотному напрямку, після чого заповнюють систему з активованим вугіллям розчином діоксиду хлору в тій же концентрації на термін не менше 12год Новим в винаході, що заявляється є застосування діоксиду хлору для дезінфекції з метою попередження бюобростання активованого вугілля та розробка технологічних режимів процесу дезінфекції Причинно-слідчий зв'язок сукупності ознак, що заявляються, і ефектом, що досягається, можна пояснити таким чином При дезінфекції активованого вугілля дюксидом хлору виникає синергізм двох відомих ефектів бактерицидної дії діоксиду хлору як окислювача, що відновлюється до хлоритів, які сорбуються на активованому вугіллі і діють пролонговано як бактеріостатичний агент Це зумовлює збільшення терміну тривалості епідемічно безпечної експлуатації фільтрів з активованим вугіллям Спосіб здійснюють таким чином Через активоване вугілля, же внаслідок мікробного "обростання" зумовлює контамінацію фільтрованої води, пропускають воду, в яку попередньо вводять дюксид хлору в концентрації 2 - 10мг/дм3, в об'ємі, що відповідає общему заповненої системи, після чого промивний розчин злішають, аналогічну операцію повторюють в зворотному напрямку, після чого заповнюють систему з активованим вугіллям розчином діоксиду хлору в тій же концентрації на термін не менше 12 год Приклада конкретного виконання способу Експериментальна перевірка ефективності способу дезінфекції активованого вугілля, що заявляється, проведена в лабораторних і натурних умовах У лабораторному експерименті через активоване вугілля з різними рівнями мікробного "обростання" в залежності від ступеню контамінації фільтрованої води мікроорганізмами, які регламентуються [ДСаПіН №136/1940 "Вода питна ГІГІЄНІЧНІ вимога до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання" 1997 - 21 с ] (показники загального мікробного числа, індексів БГКП і Ps aerug) пропускали дехлоровану воду з ВІДПОВІДНИМИ концентраціями (2, 4, 6, 8, 10мг/дм3) озону (прототип) протягом бОхв та діоксиду хлору (спосіб, що заявляється) - пропускали воду, в яку попередньо вводили дюксид хлору в концентрації 2 - 10мг/дм3, в об'ємі, що відповідає об'єму заповненої системи, після чого промивний розчин зливали, аналогічну операцію повторювали в зворотному напрямку, після чого заповнювали систему з активованим вугіллям розчином діоксиду хлору в тій же концентрації на термін не менше 12год Умови експерименту в першому і другому випадках були ідентичні (температура води 22°С ± 1,5°С, рН води 7,6 ± 1,23) Через 1, 14 і ЗО діб проводили відбір зразків води, пропущеної через активоване вугілля, оброблене способом, обраним за прототип, і способом, що заявляється В зразках визначали вищевказані мікробіологічні показники Усього проведено по 10 серій експериментів Результати проведених досліджень (табл 1 - 3) свідчать, що при рівних ступенях контамінації санітарію - показовою (загальне мікробне число, бактерії групи кишкової палички) і умовно-патогенною (синьогнійна паличка) мікрофлорою води, що фільтрована через активоване вугілля з мікробним "обростанням", дезінфекція дюксидом хлору забезпечує пролонгований бактеріостатичний ефект протягом ЗО діб, тоді як дезінфекція активованого вугілля способом, обраним нами за прототип, ефективна тільки через і добу після обробки, а через 14 і ЗО діб така вода не в відповідає санітарно-ппєнічним нормативам Відсутність пролонгованої бактерицидної та бактеріостатичної дії озоном пояснюється там, що в початковий період робота установки, яка включає озонування та адсорбцію на активованому вугіллі, очистка води від органічних сполук відбувається головним чином за рахунок фізикоХІМІЧНИХ процесів (окислення і адсорбція), тоді, як на більш ПІЗНІХ стадіях суттєво зростає роль біохімічних процесів завдяки інтенсивному розвитку мікроорганізмів на фільтрах з активованим вугіллям, особливо після озонування вода [Pilot scale evaluation of ozone - granular activated carbon combinations for thnhalomethane precursor removal // W H Glaze, I L Wallace, D Wilcox a e // Treat, Water Granular Activ Carbon Symp -Washington D С 1983 - P 303 - 318] Це, вірогідно, пов'язано з переходом в результаті обробки озоном біологічно важкоокислювальних речовин в легкоокислювальні Проведені дослідження по визначенню видів та КІЛЬКОСТІ колоній мікроорганізмів, що поселяються на фільтруючому матеріалі показали, що вони в значній мірі залежать від марки активованого вугілля та надзвичайно різноманітні При озонуванні води перед фільтрами з активованим вугіллям мікроорганізми заселяють 50% поверхні фільтруючого матеріалу [Werner P Untersuchungen der Aktivkohlefiltration zur Tnnkwasser-aufbereitung // Veroff Bereichs und Lehrstuhls Wasserchem und DVGW - Forschungsstelle Engler - Bunte - Inst Umv Karlsruhe 1982 -1/4, №19 -S 1-139] У натурних умовах проводили дезінфекцію активованого вугілля блоків адсорбції водоочисних пристроїв різних типів ("Ліан", "Аметек", "УДВ-20", "УДПВ", "УОФВ-100", "МІДІЯ-05", '"Rain Soft", "Аквамастер") Після промивання системи в прямому і зворотному напрямках розчинами діоксиду хлору в концентрації 2 - 10мг/дм3 и заповнювали розчином діоксиду хлору в тій же концентрації і залишали на 12год Досліджувані показники визначали до та після дезінфекції (табл 4) Стримані дані свідчать про ефективність способу дезінфекції активованого вугілля, що заявляється Слід зазначити, що обробка розчинами діоксиду хлору з концентрацією не менш 10мг/дм3 перешкоджає «бюобростанню» вугільних фільтрів протягом місяця їх експлуатації При дезінфекції активованого вугілля розчинами діоксиду хлору з концентраціями 50 - 80мг/дм3 бактеріостатична дія зберігається протягом 2 років На нашу думку, такий стійкий бактеріостатичний ефект є результатом адсорбції хлоритів на поверхні активованого вугілля Здатність хлоритів сорбуватися на активованому вугіллі використовується для видалення їх із води [Chlorite and chlorine dioxide removal by 54905 activated carbon / Letner N К , Laat J D, Dore M et al //Wat Res 1992 -26, №8 -P 1053-1066] Слід зазначити, що концентрація хлоритів після дезінфекції і промивання активованого вугілля водою як в лабораторному експерименті, так і в натурних умовах не перевищувала 0,05мг/дм3 (ГДК0,2мг/дм3) Таким чином, дезінфекція активованого вугілля способом, що заявляється (дюксидом хлору), забезпечує пролонгацію епідемічної безпеки фільтрованої води у 14 - ЗО разів більшу у порівнянні з способом, обраним нами за прототип (озоном), і значно скорочує витрата води для дезінфекції Таблиця 1 Результати вивчення ефективності дезінфекції активованого вугілля способом, обраним за прототип, і способом, що заявляється, по показнику загального мікробного числа (п = 50, М ± ш) Загальне мікробне число у воді після активованого вугілля, КУО / Спосіб 3 Концентрація мг/дм До дезінфекції дм3 Через час t (діб), після дезінфекції t= 1 t = 14 t=30 Прототип 2±0,1 4±0,1 6±0,1 8±0,1 10±0,1 1950±50 6600±100 13300±100 22400±100 64500±500 36±6 30±5 20±2 5±1 0 260±10 160±10 170±20 140±10 120±10 1600±100 1400±100 1100±100 900±50 800±50 2±0,1 4±0,1 6±0,1 8±0,1 10±0,1 1950±50 6600 ±100 13300±100 22400±100 64500±500 23±4 16±4 10±2 6±2 0 25±5 15±3 12±3 6±2 1 31 ±4 18±6 14±3 10±3 2±1 Спосіб, що заявляється Таблиця 2 Результати вивчення ефективності дезінфекції активованого вугілля способом, обраним за прототип, і способом, що заявляється, по показнику індекса БГКП (п = 50„ М ± т ) Спосіб Концентрація мг/дм 3 Індекс БГКП у воді після активованого вугілля, КУС* / дм'5 Через час t (діб), після дезінфекції До дезінфекції t= 1 t =14 t = ЗО Прототип 2±0,1 4±0,1 6±0,1 8±0,1 10±0,1 195±15 660±50 Суцільний ріст Суцільний ріст Суцільний ріст