Химия и химические технологии/5.Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий.

К.т.н., доцент ЧудновскийС.М., Хазова Е.А.

Вологодский государственный технический университет, Россия

Повышение безопасности и надежности фторирования питьевой воды

Фтор относится к микроэлементам, содержание которых в воде для нормальной жизнедеятельности человека должно находиться в строго определенном количестве: от 0,7 до 1,5 г/м³ в зависимости от местных климатических условий. Поэтому фторирование – один из важнейших технологических процессов, применяемых при подготовке питьевой воды. Обработанная вода должна содержать фтор в количестве, достаточном для предотвращения многих заболеваний, таких как кариес или флюороз зубов, рахит, остеохондроз и другие.

В России и других странах традиционно применяют способы фторирования воды, основанные на использовании фторсодержащих реагентов: Na₂SiF₆, NaF и (NH₄)₂SiF₆. Технология фторирования воды при использовании этих реагентов заключается в загрузке одного из них через вакуумную систему в сатуратор, где в течение не менее 5 часов путем побудительного перемешивания, готовится насыщенный раствор, затем в течение не менее 2 часов производится отстаивание насыщенного раствора и, после этого его дозирование в обрабатываемую воду.

Основными недостатками традиционных способов являются: высокая токсичность реагентов, что усложняет их приготовление, хранение и дозирование; длительность и сложность приготовления насыщенного раствора реагента, низкая точность дозирования, высокая стоимость сооружений и большие эксплуатационные затраты. Поэтому данные способы являются опасными (из-за возможной передозировки токсичных реагентов) и ненадежными.

В Вологодском государственном техническом университете была разработана новая технология фторирования питьевой воды, на которую получен патент на изобретение [1] Эта технология заключается в добавлении осадка Mg(OH)F в раствор сернокислого алюминия и последующем дозировании этого раствора в обрабатываемую воду. Основными преимуществами этого способа являются: упрощение технологии фторирования воды, повышение безопасности и уменьшение эксплуатационных затрат. Однако, данный способ также обладает рядом недостатков [2,3]:

1. его можно использовать только в тех случаях, когда для обработки воды применяется коагулянт – сернокислый алюминий;

2. эффективность процесса фторирования воды зависит от эффективности процесса коагуляции;

3. низкая точность дозирования фтора в обрабатываемую воду;

4. отсутствует возможность дозирования фтора в чистую воду.

Для устранения этих недостатков мы предлагаем новую технологию фторирования воды, в соответствии с которой фтор дозируется в виде раствора оксифторида магния непосредственно в очищенную воду. При этом, малая растворимость вещества в воде в нашем случае является преимуществом, а не недостатком, так как с учетом необходимости подачи в воду относительно малых доз фтора такая растворимость достаточна для насыщения воды фторидами в требуемом количестве. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает максимально возможную точность дозирования реагента, а время приготовления реагента на водоочистных сооружениях уменьшается в 16 раз по сравнению с традиционными способами.

Предварительные экономические расчеты дают основание считать, что обогащение воды фтором по предлагаемой технологии будет обходиться населению значительно дешевле, чем стоимость лечения кариеса и других заболеваний, связанных с дефицитом фтора в воде.

Литература:

1. Патент RU 2181700. Способ фторирования воды/ Прончева Л.Е., Тихановская Г.А., Чудновский С.М., опубл. 27.04.2002, Бюл. №12.

2. Чудновский С.М., Хазова Е.А. Исследования возможностей применения новой технологии фторирования питьевой воды // ж. Успехи современного естествознания -2010 - №7 - с. 66-67.

3. Хазова Е.А. Регулирование содержания фтора в питевой воде// Молодые исследователи - регионам: Материалы всероссийской научной конференции студентов и аспирантов – Вологда: ВоГТУ, 2009.- Т.1. - с.365-367.