Prevention of secondary pollution of drinking water in water supply networks made of metals

Introduction.

The requirements of current regulatory documents guarantee the quality of drinking water leaving water treatment facilities (WTF). Hence, the water, coming into water supply networks, made of steel and cast iron pipes, made of gray-cast iron, is transported to consumers. Its quality must meet the standards of GOST R (Russian National Standard) 51232-98 “Drinking water” and SanPiN (Sanitary Regulations and Norms) 1.2.3685-21 “Hygienic standards and requirements to ensure the safety and (or) harmlessness of habitat factors for people”. The aim of the study is to analyze methods of preventing secondary pollution of drinking water in water supply networks, made of metal, and to identify the most effective and practically grounded method.

Materials and methods.

The concepts of electrochemical corrosion and microbiological corrosion of the inner surface of pipes were used to perform the analysis. Three methods of preventing the formation of a layer of deposits on the inner surface of steel and gray cast-iron pipes are used in the practice of water treatment and disinfection of drinking water: the method of using strong oxidants, such as chlorine and sodium hypochlorite, for the disinfection of drinking water; the method of increasing the pH level of drinking water; the method of using chemicals to ensure the formation of a microscopic film on the surface of layers of deposits to “slow down” electrochemical and microbiological corrosion processes on the inner surface of pipes.

Results.

The authors have identified a method for preventing the secondary pollution of drinking water, time-tested by the twelve years of practical use by the operator of WTF and drinking water supply and distribution networks made of metal.

Conclusions.

The effectiveness of the method of preventing the secondary pollution of drinking water through the use of new generation reagents, made of polyhexamethyleneguanidine hydrochloride, has been proven in practice.

1. Воинцева И. И., Новиков М. Г., Продоус О. А. Продление периода эксплуатации трубопроводов систем водоснабжения из стальных и чугунных труб // Инженерные системы. АВОК - Северо-Запад. 2019. № 1. С. 44-47.

2. Новиков М. Г., Продоус О. А. Эффективные пути устранения микробиологической коррозии внутренней поверхности металлических трубопроводов при одновременном существенном снижении скорости их электрохимической коррозии // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2017. № 12 (120). С. 40-43.

3. Новиков М. Г., Продоус О. А. Предотвращение вторичного загрязнения воды в централизованных системах водоснабжения при ее транспортировке потребителям // Водные ресурсы и водопользование. 2021. № 12 (215). С. 17-20.

4. Воинцева И. И., Ильин С. Н., Конкина Л. А., Макарова Н. М. Инновационные технологии водоподготовки на комплексе водоочистных сооружений МУП «Водоканал» г. Череповца с использованием обеззараживающих средств на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ-ГХ) // Вода: химия и экология. 2016. № 3 (93). С. 28-35.

5. Pervov A. G., Shirkova T. N. Treatment of municipal waste landfill leachate with low pressure reverse osmosis and nanofiltration membranes // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 864. Issue 1. P. 012047. DOI: 10.1088/1755-1315/864/1/012047

6. Burlingame G. A., Lytle D. A., Snoeyink V. L. Why red water? Understanding iron release in distribution systems // Opflow. 2006. Vol. 32. Issue 12. Pp. 12-16. DOI: 10.1002/j.1551-8701.2006.tb01905.x

7. Рябчиков Б. Е. Современная водоподготовка. М. : ДеЛи плюс, 2013. 679 с.

8. Черкинский С. Н., Беляев И. И., Габович Р. Д. и др. Руководство по гигиене водоснабжения. М. : Медицина, 1975. 328 с.

9. Mokhov A. I., Komarov N. M., Abrosimova I. A. Information model of intelligent support for effective decisions // Building Life-cycle Management. Information Systems and Technologies. 2022. Pp. 191-198. DOI: 10.1007/978-3-030-96206-7_20

10. Van Dael T., Xia L., Van Dijck K., Potemans S., Smolders E.Internal loading of phosphate in rivers reduces at higher flow velocity and is reduced by iron rich sand application: an experimental study in flumes // Water Research. 2021. Vol. 198. P. 117160. DOI: 10.1016/j.watres.2021.117160

11. Менга М. Н. Биообрастание в системах питьевого водоснабжения и способы борьбы с ним // АКВА-magazine. 2008. № 1 (6). С. 12-21.

12. Новиков М. Г., Воинцева И. И. Преимущества применения ПГМГ-ГХ в процессах обеззараживания и очистки воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых целей // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2017. № 3 (111). С. 40-45.

13. Prodous O. A., Shlychkov D. I. Recommended dependence for hydraulic calculation of gravity drainage networks in order to improve the ecological well-being of cities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 937. Issue 4. P. 042021. DOI: 10.1088/1755-1315/937/4/042021

14. Shi X., Nazari M. H. A comparison between the effects of different deicers on external corrosion of buried pipes // Proceedings of 1st Corrosion and Materials Degradation Web Conference. 2021. DOI: 10.3390/cmdwc2021-09999

15. Ko J., Park J., Jeong J. W. Energy saving potential of a model-predicted frost prevention method for energy recovery ventilators // Applied Thermal Engineering. 2021. Vol. 185. P. 116450. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.116450

16. Степанов М. А., Примин О. Г. Проблемы надежности трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения и пути их решения // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 10. С. 7-15. DOI: 10.35776/VST.2021.10.01

17. Akhi A. H. Fracture parameters for buried cast iron pipes subjected to internal and external corrosions and crackings : masters thesis. Memorial University of Newfoundland, 2021.

18. Chen J., Zhang H., Liu L., Zhang J., Cooper M., Mortimer R. J. G. et al. Effects of elevated sulfate in eutrophic waters on the internal phosphate release under oxic conditions across the sediment-water interface // Science of the Total Environment. 2021. Vol. 790. P. 148010. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148010

19. Алексеев Л. С., Гладкова Е. В., Ивлева Г. А., Пономарчук К. Р. Инженерные системы водоснабжения и водоотведения. Часть 1. Профилактика повреждения коммуникаций и вторичного загрязнения воды : учебник. М., 2012. 148 с.

20. Продоус О. А., Терехов Л. Д., Якубчик П. П., Черных А. С. Техническое регулирование значений гидравлических параметров неновых металлических труб для продления периода их использования // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2021. Т. 18. № 3. С. 421-427. DOI: 10.20295/1815-588X-2021-3-421-427

21. Бахир В. М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения // Питьевая вода. 2003. № 1. С. 13-20.