Маврикін Є. О. Дослідження ефективності та обґрунтування оптимальних технологічних параметрів застосування діоксиду хлору у водопідготовці

Дисертаційна робота представляє собою закінчене наукове дослідження, в якому розв’язано актуальне науково-прикладне завдання щодо вивчення та вдосконалення технологічного процесу виробництва питної води з поверхневого вододжерела у разі її обробки діоксидом хлору та хлоридом двохвалентного заліза в умовах воєнного стану та надзвичайних ситуацій іншого характеру. У дисертаційній роботі зазначено, що склад річкової води в місці питного водозабору Дніпровської водопровідної станції міста Києва за пріоритетними хімічними показниками протягом 2022-2023 рр. поступово погіршився. Зазначене разом із змінами вимог до якості питної води у період воєнного стану вплинули на технологічний процес виробництва питної води. Менша величина співвідношеня дози хлориду двохвалентного заліза до дози діоксиду хлору є чинником утворення в питній воді більшої кількості хлоритів, що є пріоритетними побічними продуктами знезараження діоксидом хлору. Встановлено, що після обробки питної води до змішувача діоксидом хлору та хлоридом двохвалентного заліза вже на виході зі змішувача спостерігається суттєве зниження концентрації діоксиду хлору (на 60-65 %) та поступове її зменшення у воді після наступних водопровідних очисних споруд – відстійників та фільтрів (ще на 10-20 %). При цьому на вході у змішувач виявляється максимальна концентрація хлоритів в питній воді (утворюються у кількості 40-60 % від первинної дози діоксиду хлору), а потім вона знижується внаслідок перебування води у змішувачі (на 15-90 %), відстійнику та швидкому піщаному фільтрі (на 20-60 %). Після вторинної обробки діоксидом хлору (здійснюється після фільтрів та перед РЧВ) його концентрація у воді незначно збільшується, а потім поступово зменшується у водоводі (середньорічна концентрація у воді водоводу – 0,16±0 мг/л). Протягом транспортування питної води водоводом довжиною 2 км та розподільною мережею вміст діоксиду хлору знижується у 2 рази, а концентрація хлоритів не змінюється. Встановлені лінійні залежності вмісту хлоритів у воді на вході у змішувач та первинної дози діоксиду хлору, зміни хлоритів у воді між виходом та входом у змішувач від дози хлорного заліза, концентрації хлоритів у воді розподільної мережі від його концентрації у воді на виході зі змішувача. Результатами проведеного кореляційного аналізу встановлено зв’язок між концентрацією хлоритів у питній воді споживачів та забрудненням річкової води в місці водозабору мікроорганізмами та органічними речовинами. Встановлена наявність щорічних флуктуацій якості питної води у розподільній мережі за мікробіологічними показниками, що потребує використання додаткового методу їх мінімізації близько двох місяців у теплий період року. Загалом застосування діоксиду хлору та хлориду двохвалентного заліза замість хлорування з преамонізацією на водопровідній станції дозволило: знизити кількість реагентів, що застосовуються з 5 до 4; відмовитися від використання трьох токсичних газів (озону, хлору та аміаку); зменшити вміст залишкового алюмінію у питній воді; суттєво збільшити ефективність очищення води від органічних речовин, зокрема, в середньому за хімічним споживанням кисню – більше ніж у 2 рази. Розроблено математичні моделі, які дають можливість керувати технологічним процесом обробки поверхневої води з метою отримання бажаних характеристик якості питної води за пріоритетними показниками. У разі зіставлення фактичних параметрів технологічного процесу з даними моделей можна визначати ступінь забруднення питної води хлоритами на окремих етапах її обробки та транспортування. Використовуючи вдосконалену нами чеську методику оцінки ризиків, що є інструментом для управління ризиками системи питного водопостачання, з’ясовано, що з-поміж 3-х варіантів реагентної обробки лише третій (подвійна обробка діоксидом хлору, хлоридом двохвалентного заліза, сульфатом алюмінію та хлором) сприяє найбільшому зниженню ризику небезпеки питної води. Оптимізація процесу виробництва питної води повинна базуватися на удосконаленні підходів до її виробничого контролю. Вперше розроблені принципи виробничого контролю якості питної води в умовах воєнної агресії рф проти України. Запропонована методика контролю якості питної води призведе до зниження витрат на лабораторні дослідження.