Анализ изменения нормативно-правовой базы Республики Беларусь в области уплаты экологического налога в период с 2007 по 2011 годы

Одним из путей улучшения  качества воды является обработка ее окислителями. Первоначально окислители применялись с целью обеззараживания (дезинфекции) воды и лишь позднее  для улучшения цветности, вкуса, привкуса и запаха (для обесцвечивания, дезодорации, обезжелезивания и деманганации воды).

Основными окислителями, используемыми  в водоподготовке, являются:

кислород воздуха;

хлор-газ Сl2;

другие галогены: Br, I;

диоксид хлора СlO2;

гипохлорит натрия NаClO;

гипохлорит кальция Са(СlО)2;

хлорная известь (хлорид-хлорат кальция);

хлорамины;

озон О3;

перманганат калия KMnO4;

пероксид водорода H2O2.

Кислород является достаточно слабым окислителем. Он практически  не действует на растворенные органические вещества, а для биологических  объектов является необходимым элементом  их существования и размножения.

 В то же время  кислород окисляет растворенные  в воде катионы тяжелых металлов (железо и марганец) до их высших  валентностей, при которых они  легче гидролизуются и затем удаляются фильтрованием. Такие процессы чрезвычайно распространены в практике водоподготовки (см. раздел об обезжелезивании воды). Другие, более сильные окислители не только окисляют неорганические ионы, но и дезинфицируют и дезодорируют воду .

В мировом масштабе первое место среди дезинфицирующих  воду веществ занимает хлор и его соединения.

Эффективность действия любых  окислителей определяется произведением  их концентрации и времени воздействия. Существенное значение имеют рН среды, температура воды, наличие различных  неорганических веществ, а также  соотношение концентраций трудно- и легкоокисляемых соединений в воде.

Хлор действует на органические вещества, окисляя их, и на бактерии, которые погибают в результате окисления  веществ, входящих в состав протоплазмы  клеток.

Хлор обладает высокой  дезинфицирующей способностью, относительно стоек и длительное время сохраняет  активность. Он легко дозируется и  контролируется. При реакциях с органическими  веществами происходит образование  тригалогенметанов и хлорфенолов, придающих воде запах, а также чрезвычайно токсичных диоксинов. Из-за этого требуется последующая доочистка воды .

Хлорирование воды требует  наличия систем транспортировки и хранения хлора.

Доза хлора при хлорировании предварительно фильтрованной воды составляет 2–5 мг/л в зависимости  от ее хлорпоглощаемости, т. е. от наличия в воде органических и неорганических веществ, реагирующих с хлором. Она должна устанавливаться с таким расчетом, чтобы в воде, поступающей к потребителю, оставалось 0,3–0,5 мг/л свободного хлора.

Это обеспечивает отсутствие вторичного заражения (обсеменения) воды.

Кроме того, хлор непосредственно  реагирует со многими органическими  веществами, образуя их хлорпроизводные, такие как хлорфенолы, хлороформ и др.

Для дозирования хлора  в воду применяют специальные  вакуумные хлораторы. Они содержат узел хранения жидкого хлора, испаритель, системы фильтрации и измерения  расхода газа, а также эжектор, создающий разрежение и подсасывающий  газообразный хлор в смеситель, а  затем полученную хлорную воду – в поток обрабатываемой воды.

Хлор продолжает оставаться основным дезинфицирующим средством  и для оптимального эффекта дополняется  другими средствами (озонированием, ультрафиолетовым облучением и т. п.). К его недостаткам относятся: высокая токсичность, трудность  обеспечения жидким хлором удаленных  объектов, образование токсичных  и дурнопахнущих хлорпроизводных. Постоянно проводятся исследования по замене хлора на реагенты, имеющие близкую окислительную способность, но лишенные его недостатков.

Для увеличения продолжительности  бактерицидного действия хлора и  предотвращения образования хлорфенольных запахов в воду наряду с хлором вводят аммиак. При его взаимодействии с хлорноватистой кислотой, которая образуется при хлорировании воды, получается монохлорамин который, гидролизуясь, образует сильный окислитель – гипохлоритный ион .

Гидролиз хлорамина протекает  достаточно медленно, поэтому в первое время его окислительное действие ниже, чем хлора. Однако длительность бактерицидного действия хлорамина  существенно больше. Поэтому аммонизацию применяют, если вода длительное время должна находиться в промежуточных резервуарах и сетях. Соотношение доз хлора и аммиака зависит от состава исходной воды. Обычно использу ется соотношение, когда аммиака в 5–6 раз меньше, чем хлора.

 

Диоксид хлора  сильнее  хлора и как дезинфектант, и как окислитель, прекрасно уничтожает привкусы и запахи воды, не взаимодействует с аммиаком и эффективен в широком диапазоне рН. Однако он взрывоопасен и не может сжижаться, храниться и перевозиться. Поэтому он должен получаться на месте потребления (известно два метода: реакция хлорита натрия с хлором в присутствии кислоты или реакция хлорита натрия с соляной кислотой).

Полученный раствор дозируется в обрабатываемую воду, пропорционально ее расходу.

По сравнению с хлором диоксид хлора обладает рядом  преимуществ:

более высокое бактерицидное  и дезодорирующее действие;

отсутствие в очищенной  воде хлорорганических соединений;

высокий уровень окисления (до образования CO2);

улучшение органолептических свойств воды .

Недостатком этого способа  является образование вредных продуктов  – хлоритов и хлоратов – и  бoльшая стоимость по сравнению с хлором (и озоном).

В связи с высокой стоимостью диоксида хлора возможно применять его совместно с хлором – хлор вводится в воду на насосной станции или перед отстойниками в дозе, равной хлороемкости воды, а ClO2 поступает в осветленную воду в дозе 0,5–1,0 мг/л для глубокого обеззараживания, снижения запахов и цветности воды, а также улучшении ее вкуса.

В настоящее время предлагаются полностью автоматизированные установки  для производства диоксида хлора и его дозировки в воду.

Гипохлорит натрия  –  NaClO – стал применяться для дезинфекции воды с самого зарождения хлорной промышленности благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы. Однако содержание активного хлора в нем относительно мало, его растворы имеют ограниченную стойкость и постепенно разлагаются с понижением содержания активного хлора.

Окислительное и бактерицидное  действие гипохлорита натрия идентично  растворенному хлору, кроме того, он обладает пролонгированным бактерицидным действием.

Одним из наиболее перспективных  способов обеззараживания природной  воды  является использование гипохлорита  натрия, получаемого на месте потребления  путем электролиза 2–4%-ных растворов хлорида натрия (поваренной соли) или природных минерализованных вод, содержащих не менее 50 мг/л хлорид-ионов.

Наряду с достоинствами  у обеззараживания воды гипохлоритом натрия, производимым на месте потребления, имеется и ряд недостатков, прежде всего – повышенный расход поваренной соли, обусловленный низкой степенью ее конверсии (до 10–20%). При этом остальные 80–90% соли в виде балласта вводятся с раствором гипохлорита в  обрабатываемую воду, повышая ее солесодержание. Снижение же концентрации соли в растворе, предпринимаемое ради экономии, увеличивает  затраты электроэнергии и расход анодных материалов.

Гипохлорит кальция  содержит больше активного хлора и более  стабилен, чем гипохлорит натрия. Однако при его растворении в воде образуется не только хлорноватистая кислота, но и гидроксид кальция, из-за чего раствор гипохлорита кальция  имеет сильно щелочную реакцию. Так, даже 1%-ный раствор гипохлорита кальция имеет рН 10–11, и при его введении обрабатываемая вода подщелачивается.

Перманганат калия  удобен тем, что не образует веществ с  неприятным запахом, не дает побочных эффектов. Его растворы допускают  длительное хранение. Из-за сильного окисляющего  воздействия он расходуется в  первую очередь на взаимодействие с  органическими и неорганическими веществами в воде, что мешает дезинфицирующему действию. К тому же его дезинфицирующее действие ниже, чем у хлора и озона. Поэтому для дезинфекции воды перманганат калия редко применяется самостоятельно. Используется для перевода солей двухвалентного железа и марганца в четырехвалентное состояние, в котором они легко гидролизуются.

К недостаткам перманганата калия следует отнести его  высокую стоимость, дефицитность и  опасность передозировки, поскольку  марганец в питьевой воде нормируется на уровне 0,1 мг/л.

Пероксид водорода  стало  возможным применять в технологии водообработки только после освоения удобных и дешевых методов  его получения (анодное окисление  бисульфита или серной кислоты или  прямое окисление изопропилового спирта). В то же время пероксид водорода токсичен, и его содержание в воде ограничивается по санитарно-токсикологическому признаку вредности уровнем 0,1 мг/л, в то время как дезинфицирующее  действие пероксид водорода проявляет  на уровне единиц и сотен мг/л.

Электролиз отработанных травильных растворов, содержащих FeSO* и свободную H2SO4, с применением анионитовых мембран дает возможность регенерировать 80—90% H2S04 и получить порошкообразное металлическое железо (25—50 кг из 1 м3 растворов).

Очищенные в результате электролиза  растворы можно полностью использовать при приготовлении свежих травильных растворов и растворов H2S04, загружаемых  в анодные камеры электролитической  ванны перед следующим циклом очистки.

При обработке концентрированных  сточных вод (содержание CN более 1 г/л) электрохимический способ значительно дешевле реагент-ного.

Озонирование. Применение озона  для обработки производственных сточных вод обусловлено необходимостью разработки методов глубокой очистки  сточных вод с целью их повторного использования.

Высокая реакционная способность  озона вступать во взаимодействие со многими минеральными и органическими  соединениями, сильное окислительное  действие, возможность получения  его прямо на станции из кислорода  воздуха обусловливают перспективность  применения озона в качестве реагента.

Кроме того, озонирование не приводит к увеличению солевого состава  очищенной воды, не загрязняет воду продуктами реакции и другими  примесями. Это важно при повторном  использовании воды для технологических нужд.

Окислительное действие озона  объясняется легкостью отдачи им атома кислорода. Под действием  озона почти все металлы переходят в окислы.

В процессе обработки сточной  воды озон, подаваемый в реактор  в виде озоно-воздушной смеси, диспергированной на мельчайшие пузырьки, вступает в химические реакции. Озонирование представляет собой процесс абсорбции,   осложненный химической    реакцией в жидкой    фазе.

Основным промышленным способом получения озона является его  синтез из кислорода воздуха под  действием электрического разряда в генераторе озона.

Сточная вода, прошедшая  предварительную очистку на биохимических  сооружениях, самотеком или с  помощью насосов поступает в  контактные резервуары, в которые  подается озонированный воздух. Для  более полного использования  озона и предотвращения попадания  его в окружующую среду рекомендуется применение двух последовательно работающих реакторов. При этом обедненная озоно-воздушная смесь из основного реактора подается в предварительный реактор, где вступает в контакт со свежими порциями воды. Благодаря этому обеспечивается почти полная абсорбция озона водой. В предварительном реакторе протекают преимущественно процессы окисления органических веществ, содержащихся в сточной воде. В основном же реакторе, наряду с процессом окисления, начинается интенсивное стерилизующее действие озона. В верхней части этого реактора при противоточном движении превалируют окислительные процессы, а в нижней части, над филь-тросными пластинами, вода максимально очищается.

Для диспергирования озонированного воздуха в сточной воде используют перфорированные трубы или фильтросные пластины.

В качестве запорной арматуры применяются вентили из нержавеющей  стали диафрагменного типа, футерованные фторопластом.

При конструировании озонаторной  установки важно правильно подобрать объем реакторов.

Расход электроэнергии на синтез озона, без учета затрат на вспомогательные процессы, при условии  использования в качестве сырья  атмосферного воздуха, составляет в  среднем 18 кВт-ч на 1 кг озона. В случае применения кислорода в качестве сырья для синтеза озона затраты электроэнергии снижаются вдвое.

Рассмотренная технологическая  схема предусматривает использование  очищенной воды для производственного  водоснабжения или спуск озонированных  сточных вод в водоем с гарантией  сохранения его чистоты, так как  полностью обеспечиваются санитарные требования по всем показателям.

Озонирование пока не получило широкого применения из-за его сравнительно высокой стоимости, что обусловлено  в основном низким выходом озона  на современных генераторах. Усовершенствование техники получения озона и  более полное его использование  снизят энергетические затраты на производство озона и повысят экономическую  эффективность процесса в целом.

Нейтрализация. Производственные сточные воды многих отраслей промышленности содержат кислоты и щелочи. Интенсивность  кислотной или щелочной реакции  воды определяется показателем концентрации водородных ионов — значением  рН. Для предупреждения коррозии материалов канализационных сооружений и нарушения  биохимических процессов, происходящих в очистных сооружениях и в  водоемах, такие воды подвергаются нейтрализации. Нейтрализация нередко  производится также в целях осаждения  из сточных вод солей тяжелых металлов.