Статьи

Экологичность технологии производства гипохлорита натрия

Обеспечение безотходности и экологичности технологии производства гипохлорита натрия на установках «Хлорэфс»

Рассмотрены пути решения проблем обеспечения безотходности и экологичности технологии крупнотоннажного производства гипохлорита натрия на электролизных станциях водоочистных сооружений большой производительности. Показано, что при кондиционировании воды, используемой для приготовления солевых растворов, более предпочтителен метод кислотной декарбонизации, как исключающий образование каких-либо сопутствующих стоков. Он значительно дешевле катионитного умягчения и позволяет использовать соль любой сортности. Сатураторы для приготовления насыщенного раствора соли должны быть оборудованы системами промывки по типу скорых водопроводных фильтров с отводом промывной воды в систему очистки и повторного ее использования в схеме солерастворения.

Санитарно-эпидемиологическая безопасность питьевой воды в подающих и распределительных сетях, износ которых в большинстве случаев уже достиг критического уровня, обеспечивается обязательным обеззараживанием воды на финишном этапе реагентами, обладающими пролонгированным антимикробным действием.

Традиционно проблема решается хлорированием, которое продолжает оставаться самым распространенным в мире способом обеззараживания воды в силу своей санитарно-гигиенической надежности, относительной простоты и экономичности.

В схеме обеззараживания воды жидким хлором наиболее слабым звеном остается его транспортировка через населенные территории и хранение на станциях, расположенных вблизи жилой застройки. Опасность использования жидкого хлора (2-й класс опасности), а также невозможность соблюдения Водоканалами ряда положений «Правил по производству, транспортированию,хранению и потреблению хлора» (ПБ 09-594-03) вызвали необходимость поиска альтернативных путей обеспечения промышленной безопасности и антитеррористической устойчивости систем водоснабжения.

По сути вопроса для многих Водоканалов остаются только три варианта его решения:

  • перенос станции в более безопасное место (т. е. строительство новой за территорией города);
  • отселение жителей за пределы опасной зоны;
  • перевод станции на менее опасный обеззараживающий реагент.

Реальным решением проблемы является отказ от опасного реагента и применение иных средств обеззараживания, сочетающих положительные качества хлорирования и отсутствие их недостатков. С точки зрения обеспечения эпидемиологической безопасности централизованного водоснабжения все хлорсодержащие реагенты одинаково надежны и эффективны, во всяком случае до настоящего времени нет опубликованных достоверных данных о случаях массового микробного отравления населения водой, содержащей одновременно и патогенную микрофлору, и остаточный активный (свободный или связанный) хлор. Как следствие, при выборе конкретного реагента преимущества применения жидкого хлора, диоксида хлора, хлорамина, «влажной газообразной смеси оксидантов», высоко- или низкоконцентрированного гипохлорита натрия и т. д. следует искать не в каком-то супербактерицидном эффекте дезинфектанта, а в безопасности его доставки и хранения, технологичности применения, образовании и количестве побочных отходов при производстве и их воздействии на окружающую среду, сроках и условиях сохранения рабочих характеристик продукта, а также его стоимости.

Мировой опыт научного поиска альтернативных жидкому хлору дезинфектантов обозначил, а в дальнейшем и подтвердил на практике перспективность применения для обеззараживания воды низкоконцентрированного гипохлорита натрия, производимого на месте потребления в нужном количестве путем электролиза раствора поваренной соли.


Основные преимущества низкоконцентрированного (0,8% по эквиваленту хлора) гипохлорита натрия (ГХН) в сравнении с товарным (привозным марки А с концентрацией 15% по активному хлору) или жидким (контейнерной поставки):

- безопасность (малотоксичные вещества 4-го класса опасности);
- стабильность раствора во времени;
- низкая коррозионная активность;
- независимость от поставщиков;
- более низкая стоимость (например, цена высококон-центрированного ГХН марки А ГОСТ 11086-76, производимого в Волгограде ОАО «Каустик», составляет 18 880 руб/т, или 126 руб. в пересчете на 1 кг эквивалентного хлора).

На технологию обеззараживания воды гипохлоритом натрия уже перешли (или переходят) крупнейшие в России водопроводные станции вСанкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Иванове, Уфе и других городах. Тенденция дальнейшего развития, направленного на увеличение мощности электролизной станции по вырабатываемому хлору, потребовала решения ряда вопросов, связанных с обеспечением безотходности технологии крупнотоннажного производства гипохлорита натрия на станциях подготовки сотен тысяч кубометров питьевой воды в сутки. Прежде всего это включение в общую технологическую схему узлов очистки и повторного использования стоков (с выделением и утилизацией нерастворимой фазы), образующихся при:
- кондиционировании воды, используемой для приготовления насыщенного и рабочего (для электролиза) растворов поваренной соли;
- солерастворении при получении насыщенного раствора хлорида натрия в сатураторе и последующей тонкой очистке рассола фильтрованием;
- кислотной промывке электролизеров от катодных отложений;
- очистке отработанной промывочной воды сатураторов и песчаных фильтров (сток от сооружений повторного использования промывной воды).

При выборе хлорсодержащего реагента его преимущества определяются безопасностью доставки и хранения, образованием и количеством побочных отходов при производстве реагента и их воздействии на экологию, сроках и условиях сохранения заявленных характеристик продукта. Реальным решением проблемы хлорбезопасности является применение низкоконцентрированных растворов гипохлорита натрия, сочетающих положительные качества хлорирования и отсутствие их недостатков.

Тенденция дальнейшего развития электролизных станций в направлении увеличения их производительности по вырабатываемому активному хлору требует включения в общую технологическую схему производства гипохлорита натрия узлов очистки и повторного использования стоков, образующихся при кондиционировании воды, солерастворении и кислотной промывке электролизеров. Подготовка воды Na-катионированием осуществляется только при использовании соли марки «Экстра», исключающей вторичное насыщение воды кальцием при солерастворении. При кондиционировании воды более предпочтительна кислотная декарбонизация, при которой не образуются вторичные отходы и используется любой сорт поваренной соли. Применение низкосортной соли технологически реализуемо только при условии ее растворения в сатураторах, оборудованных системами подачи и отвода промывной воды. Сооружения повторного использования промывных вод, включающие вертикальную песколовку, отстойник, пескоотмывочную машину и механические песчаные фильтры, позволяют возвратить в схему солерастворения практически всю воду от промывки сатуратора.

(Л. Н. ФЕСЕНКО, С. И. ИГНАТЕНКО, А. Ю. СКРЯБИН, Р. В. ФЕДОТОВ)

← Назад к списку статей