При изучении технической литературы, содержащей истори­ческие сведения о применении угля для подготовки питьевой воды, авторы обнаружили у Мантелла [1] перевод текста с санскрита, относящегося примерно к 200 г. до н. э.: «Воду следует держать в медных сосудах на солнце и фильтровать I, через уголь». Таким образом, уже в этом случае упоминаются три широко распространенных в настоящее время процесса во­доподготовки: использование олигодинамического действия меди (в современных процессах предпочтение оказывается се­ребру, гл. 12.7), обеззараживание ультрафиолетовым излучени­ем и адсорбция на угле.

В XVIII веке в богатых домах Англии воду держали в де­ревянных, обугленных изнутри сосудах. Этот способ использо­вался также на морских судах для хранения питьевой воды во время долгого плавания. В XIX веке в США и Англии отка­зались от применения зерненого древесного угля при водопод — готовке из-за недостаточной эффективности процессов и низ­кой прочности продукта, приводящей к его быстрому механи — ^скому разрушению.

‘■1.2. Промышленная подготовка питьевой воды

■ В начале двадцатого столетия производство активного угля "Риобрело промышленные масштабы, а вскоре появилась воз­можность применения этого продукта для подготовки питьевой В°ДЬ1. В первое время основное внимание обращалось на раз — Работку способов устранения запаха и привкуса. Особенно °°льшие трудности создавали примеси фенолов, которые попа­дали в природный круговорот воды в составе сточных вод кок­сохимических заводов; вступая в реакцию с хлором, добавляе­мым для дезинфекции воды, они образуют хлорфенолы, кото­рые придают воде еще более неприятный запах и привкус.

Определенной вехой в истории активного угля считается 1927 г.: в Чикаго удалось предотвратить загрязнение питьевой воды хлорфенолом благодаря применению порошкового актив­ного угля в сочетании с медленно фильтрующим песчаным фильтром. Сотни водопроводных станций, особенно в США перешли на этот способ водоподготовки. Примерно в то же время в Германии на водопроводной станции города Хамма в Вестфалии был установлен угольный фильтр для очистки питьевой воды, которую ранее практически невозможно было употреблять из-за неприятного привкуса. Поскольку примеси в воде почти исключительно состояли из фенола, уголь приходи­лось регенерировать водяным паром в течение нескольких не­дель в интервалах между циклами очистки. Водопроводная стан­ция города Кенигсберга в Восточной Пруссии уже давно исполь­зовала порошковый активный уголь для устранения затхлого привкуса водорослей, появлявшегося в определенное время года; при этом доза порошкового угля составляла 5 г/м3.

В период между первой и второй мировыми войнами резко возросло потребление воды быстро развивающейся промыш­ленностью. Это привело к необходимости использовать для подготовки питьевой воды наземные воды, загрязненные орга­ническими примесями. Лабораторные исследования того време­ни показывали, что иногда для очистки воды от неприятного привкуса и запаха требовалось до 30 г порошкового угля на 1 м3 воды. Несмотря на очистку плохой вкус воды сохранялся из-за недостаточного содержания кислорода; это обстоятельст­во привело к распространению практики добавления окислите­лей, особенно хлора и озона. Вскоре в Германии озонирование было почти полностью заменено хлорированием сырой воды, которое технически легче осуществимо; кроме того, большие дозы хлора позволяли удалять из воды аммиак. Поэтому в те­чение почти двадцати лет после Второй мировой войны важ­ным свойством водоочистных углей наряду со способностью поглощать вещества, придающие воде неприятный запах и при — вкус, считалась также хорошая адсорбционная способность по хлору и озону. Зерненые угли оценивались по длине слоя по­ловинного поглощения хлора (см. раздел 5.5.2) и адсорбш^ фенола, определяемой по DIN 19603 (см. раздел 5.4.3). В со­ответствии с требованиями Американской ассоциации водоснаб­жения оценка эффективности порошкового активного угля также включает параллельные определения поглощающей спо­собности по фенолу и веществам, придающим воде неприятий" привкус и запах.

Используемые на отдельных водопроводных станциях Т’ нические разновидности фильтров с активным углем оч’!

Рис. 9.1. Фильтры с активным углем для подготовки питьевой воды (фотография Lurgi).

Сильно различаются между собой по конструкции и назначе­нною в зависимости от специфических особенностей очищаемой воды. Так, известны станции, где порошковый активный уголь Добавляется вместе с коагулянтом, а затем отделяется от него в отстойниках. Однако в большинстве случаев используются специальные емкости для порошкового угля, чтобы избежать снижения его адсорбционной способности при контакте с ко­агулирующими частицами; порошковые угли можно затем от­делить на песчаном фильтре.

В ФРГ при подготовке питьевой воды используется почти исключительно зерненый уголь в слоях высотой 2—3 м. На 9.1 показана батарея закрытых фильтров из зерненого угля, ^пользуемых для дехлорирования и улучшения вкуса воды по — Сле коагуляции, отстаивания и хлорирования.

В системах подготовки питьевой воды иногда используются гРавийные фильтры, в которых слой гравия толщиной 1—2 м ^Ужит подложкой для слоя зерненого угля толщиной 10— ^ см. В подобных комбинациях высокая производительность ^стигается только при чрезвычайно низкой скорости потока. ‘ ем не менее такой способ может оказаться полезным для ^Ременной защиты при аварийных ситуациях, например при °падании масла и подобных примесей в местах забора воды а водопроводных станциях,