В первые два десятилетия после второй мировой войны воз. росли мощности фильтров из зерненого угля особенно в рай — онах вдоль Рейна, бедных грунтовыми водами. На первом пла­не стояли задачи по дехлорированию, деозонированию, а так — же удалению марганца, дурного запаха п привкуса, которые придают воде примеси органических веществ.

В конце 60-х годов в связи с возрастающим интересом — способам борьбы с загрязнением биосферы химическими агентами и синтетическими веществами развернулись широ! исследования состава примесей в воде Рейна и других р Подобные работы проводились в Институте Энглера-Бунте Карлсруэ совместно с крупными водоочистными предприят ми на Нижнем Рейне; они позволили определить присутсп сотен примесей в составе сточных вод промышленных, бы вых и ремесленных предприятий. Хотя большая часть эч примесей подвергалась биологическому разложению при и хождении через грунт, в береговом фильтрате около Дюссе, дорфа значения DOC [4] достигали 2—3 мг/л [4], а около Д; сбурга 2—4 мг/л [5]. Эта концентрация составляет половч общего содержания органических примесей в Рейнской во Отдельные процессы водоподготовки позволяют снизить со, и жание органических веществ. Однако опубликованное в 197! исследование показало, что 20—30 % содержащихся в речь воде примесей все еще попадают в питьевую воду. Присут вие примесей в питьевой воде, которая должна иметь безу] ризненные вкусовые качества, привело к основательному im нению технологии водоподготовки.

Основная задача состояла прежде всего в разработке уде ных аналитических методов контроля на отдельных ступен водоподготовки, позволяющих оценить специфическую спосс ность активных углей. Подробное исследование содержан весьма многочисленных примесей в воде фактически бессмы. ленно; в настоящее время пользуются суммарными параметр. ми, например, УФ-поглощением, и содержанием растворенно: органически связанного углерода (DOC). Зонтгеймеру [6] уд1 лось установить, что для некоторых вод существует определен ная зависимость между этими двумя методами анализа, кот рая, однако, меняется пропорционально изменению содержан примесей в воде. В настоящее время повсеместно pacnpocTf нен простой метод измерения УФ-поглощения при 250 и Среди многочисленных органических веществ, содержащихся сырой воде, наибольшее значение имеют органические хлоре держащие соединения, известные своей токсичностью. Эти хло

Идсржащие примеси могут попадать в реку и ее прибрежные мльтраты со стоками или образовываться из гуминовых ве­ществ при хлорировании сырой и питьевой воды [7—9].

В соответствии с исследованием, проведенным в 1975 г. в $0 крупных городах США [10], содержание хлороформа (ос­новной компонент органических примесей) в питьевой воде составляло 21 мг/.м3. В более 10 %• всех случаев эта величина превосходила даже 100 мг/м3. Напротив, в питьевой воде 100 городов ФРГ среднее содержание хлороформа составляло только 1,2 мг/м3 [11]. Однако следует заметить, что хлоро — рорм и другие галоформы составляют лишь часть общего содержания органических соединений хлора. Определение инди­видуальных органических соединений галогенов можно провес­ти с помощью газовой хроматографии в сочетании с масс-спект- роскопней [12].

По описанным выше причинам активные угли, пригодные для подготовки питьевой воды, должны обладать возможно большей избирательной способностью по отношению к органи­ческим соединениям хлора. Поскольку для эффективного ис­пользования активного угля чрезвычайно важна не только рав­новесная емкость, но и кинетика, т. е. протекание адсорбцион­ного процесса во времени, испытания не следует ограничивать только статическими измерениями адсорбции. Однако адсорб­ционное равновесие имеет большое значение для скорости диф­фузии в приповерхностной пленке и порах [13]. На практике в каждом отдельном случае проводятся кинетические испыта­ния как в стационарных условиях, так и с перемешиванием.

Если определение адсорбционной способности проводится вне водопроводной станции, можно использовать для этих це­лей вытяжки из отработанных водоочистных углей, при этом результаты могут значительно измениться при замене элюиру — ющего агента или вида угля. В результате этого вытяжки от­работанных углей из установок на Дунае имеют иной состав, чем на Нижнем Рейне. Поэтому испытания обычно проводят на модельных веществах, наиболее близко отражающих ад­сорбционное поведение основных примесей водных источников. Для этих целей подходят лигнинсульфоновая кислота, а также "■нитрофенол, используемый в качестве модельного соединения Для органических примесей, содержащих хлор [14].

Хельцель и Зонтгеймер [15] предложили способ определе­ния изотермы адсорбции Фрейндлиха на порошковом активном ;’гле по адсорбции органических примесей из неочищенной ;!°Ды или разбавленного раствора лигнинсульфоновой кислоты, 1 которым добавляли 1 мг/л л-нитрофенола. Количество ад — е°рбента рассчитывали для остаточной концентрации органиче — ь&эго вещества, равной 25 %-ной исходной концентрации или J /о-ной остаточной концентрации n-нитрофенола. Адсорбцион — i’^to емкость определенного количества активного угля пере­читывали с помощью насыпной плотности на сбъем активного

Угля; производительность фильтра вычисляли по объему во очищаемой 1 м3 угля до предельно допустимой концентрац примеси. В зависимости от того, какое вещество принимается за основное (органическое вещество или л-нитрофенол), от — дельные виды активных углей могут оцениваться по разному Ниже приведено сравнение двух активных углей Л и Б №j равновесным изотермам адсорбции Фрейндлиха [14] —указа — ны объемы воды (в м3), очищаемой 1 м3 активного угля допустимой остаточной концентрации примеси:

Уголь А Уголь В

41 30

Неочищенная вода до остаточной концен­трации органического вещества 25% Неочищенная вода + 1 мг/л га-нитрофенола до остаточной концентрации органического вещества 25% ге-иитрофенола 5%