Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Озонирование вод на спортивных и других сооружениях культурно-бытового и медицинского назначения

За рубежом в последнее десятилетие заметно увеличилось число плавательных бассейнов различного назначения: спортивных, общественных, частных, медицинских. Для предупреждения отрицательных последствий, которые могут быть вызваны попаданием в бассейн различного рода загрязнений, необходимо уделять постоянное и неослабное внимание качеству обработки воды.

Загрязнения, вносимые в воду бассейна купающимися и попадающие из атмосферы, могут быть разделены на две категории: а) минеральные и органические вещества; б) микроорганизмы. Минеральные и органические загрязнения присутствуют в воде в форме взвешенных веществ (атмосферная пыль, частицы кожного покрова, волосы и пр.), коллоидов (выделения желез внутренней секреции, кремы, помада и другие косметические продукты) и растворенных соединений (пот, моча и т. д.). Микроорганизмы вэдной среды плавательного бассейна представлены в основном бактериями (например, стафилококками), вирусами и грибами.

Степень загрязненности воды находится в прямой пропорциональной зависимости от числа купающихся. При пользовании бассейном одним человеком вносится около 3 г органических загрязнений, из которых 35—40% приходится на долю органического углерода. Интересно отметить, что загрязнения распределяются неравномерно по глубине бассейна. Например, бактериальное загрязнение на поверхности воды в 2—3 раза выше, чем на глубине 50 см, поэтому при разработке технологических схем очистки циркуляционных вод следует уделять внимание не только выбору методов обработки, но также и вопросам водоотведения и создания наилучших условий перемешивания.

При очистке циркуляционной воды бассейна озон может выполнять одновременно функции окислителя и дезинфектанта. В классической технологической схеме очистки и оборота воды плавательных бассейнов озонирование можно использовать на различных этапах обработки, извлекая те или иные формы загрязнений, присутствующих в различных фазово-дисперсных состояниях. По аналогии с водоподготовкой здесь применяют преозонирование (перед флокуляцией или фильтрацией) или постозонирование (после фильтрации). Когда окислитель вводится совместно с флокулянтом, он способствует наиболее полному удалению взвешенных и коллоидных веществ с одновременной экономией реагентов. При использовании озона перед фильтрами окислитель рассматривается в качестве коагулянта, способствуя формированию флокул, задерживаемых фильтрующей загрузкой (процессы мицеллизации-демицеллизации).

В схемах очистки воды обычно осуществляется многоступенная фильтрация, включающая: а) предварительное фильтрование (с периодической и быстрой промывкой для задерживания человеческого волоса и других крупных частиц, наличие которых отрицательно сказывается на работе насосов; б) фильтрование через песчаную или многослойную загрузку для глубокой очистки от растворенных органических загрязнений. При использовании фильтров с загрузкой из активированного угля и при введении перед ними озона улучшается степень извлечения растворенных органических загрязнений путем их биологического окисления в толще загрузки. Озон в данном случае играет роль поставщика кислорода.

Степень дезинфекции озоном зависит от эффективности удаления загрязнений в период физико-химической или биологической очистки. Озон инактивирует бактерии и вирусы в течение 4 мин при остаточной его дозе в воде 0,4 мг/л. Для сравнения отметим, что для достижения подобного эффекта при обеззараживании воды хлором требуется доза 0,5 мг/л и продолжительность контакта 30 мин. Необходимая дезинфицирующая доза озона и продолжительность обработки воды установлены на основе экспериментов, поставленных для определения эффективности воздействия окислителя на вирусы полиомиелита.

Бактерицидная и вирулицидная обработка озоном позволяет получить качество воды, удовлетворяющее санитарным нормам. Более того, после озонирования повышается прозрачность воды. Озонирование не вызывает раздражения слизистых оболочек глаз при длительном пребывании купающихся в воде.

За рубежом в большом числе плавательных бассейнов применяется озонирование как способ очистки и дезинфекции рециркуляционных вод. В качестве примера можно назвать наиболее крупные спортивные бассейны в Ване, Туре, Ливри, Белфорте, Киршиеде, медицинский бассейн в Барселоне.

Вода, вытекающая из верхних бортовых отводов бассейна (30% общего расхода), поступает на предварительную фильтрацию. Основная часть воды (70% общего расхода) смешивается с подпиточной водой, подаваемой в количестве 29,6 м3/сут. Затем оба потока сливаются в один и в него в незначительных дозах вводится коагулянт. Иногда для регулирования рН в поток обрабатываемой воды добавляют некоторое количество разбавленных НСl или Na2CO3. Следующим этапом является фильтрация на трехслойном фильтре (песок, антрацит, активированный уголь). Дезинфекция осуществляется в контактной камере из нержавеющей стали, состоящей из трех отсеков. В первом отсеке вода циркулирует с озоном противотоком. В течение 2 мин осуществляется реакция окисления минеральных и органических загрязнений озоном в таких дозах, чтобы концентрация остаточного растворенного озона составляла не менее 0,5 мг/л. Второй отсек служит для поддержания остаточной концентрации озона в течение 4 мин (основной этап дезинфекции), а третий отсек — для удаления (дегазации) остаточного озона. Перед поступлением в бассейн воду подогревают до температуры 22°С, пропуская часть ее через теплообменник. Нагрев воды осуществляется после озонирования, так как в противном случае возможно термическое разложение диспергируемого в воду озона.

Медицинский бассейн Барселоны с объемом воды 33,5 м3 и расходом 10,5 м3/ч предназначен для лечения больных параплегией методом гидротерапии. Как известно, больной параплегией является носителем инфекционных микробов, способных к активному размножению в водной среде, т. е. к ее заражению. После каждого сеанса лечения больным вносится в воду (на 1 мл) до 40 000 колоний жизнеспособных микробов, в частности бактерий Coli, пиоциановых бацилл и даже стафилококков.

Для очистки и обеззараживания подобных вод приняты фильтрация на песчаной загрузке, озонирование, фильтрация на активированном угле, обеззараживание хлораминами. Прежде чем остановиться на такой схеме очистки, были проведены серии экспериментов по искусственному заражению воды бактериями трех указанных типов. Пробы отбирались в трех различных точках: на выходе из песчаного фильтра, после контактной камеры озонирования, а также непосредственно в бассейне. Параметры озонирования были следующими: доза озона 1,4 мг/л, продолжительность контакта 6 мин, концентрация остаточного озона 0,4 мг/л, количество растворенного озона 96,3% от инжектируемого с помощью гидравлических эмульсаторов. Результаты экспериментов показали, что озонирование оборотной воды весьма эффективно в бактериологическом отношении: после озонирования в воде отсутствовали бактерии Coli, стафилококки и пиоциановые бациллы, тогда как после фильтрации их количество снижалось лишь на 18—26%.

Рассмотренные примеры использования озона для обеззараживания циркуляционных вод бассейнов, предназначенных для различных целей, говорят о широких возможностях и целесообразности этого метода.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики