4 Гигиеническая оценка методов улучшения качества воды (очистка воды)

К наиболее часто применяемым методам улучшения ка­чества воды относятся: осветление — устранение мутно­сти воды; обесцвечивание — устранение цветности во­ды; обезза раживание — освобождение воды от пато­генных микробов.

Осветление и обесцвечивание воды

Осветление и частичное обесцвечивание воды могут быть достигнуты при длительном отстаивании. Отстаивание осно­вано на том, что в медленно текущей воде взвешенные ве­щества, имеющие больший удельный вес, чем вода, выпа­дают и осаждаются на дно. Однако естественное отстаива­ние протекает медленно, а эффективность обесцвечивания при нем невелика. Поэтому в настоящее время для освет­ления и особенно обесцвечивания часто применяют предва­рительную обработку воды химическими реагентами, уско­ряющими осаждение взвешенных частиц (коагулирование).

Процесс осветления и обесцвечивания завершают ^филь- трованием воды через слой зернистого материала (песок, антрацит) или ткань (полевые фильтры). Для очистки воды может применяться отстаивание в сочетании с таг называе­мой медленной фильтрацией.

Отстаивание воды производят в отстойниках, представляющих собой резервуары глубиной в несколько метров, через которые непрерывно движется вода с оче^ь

малой скоростью (рис. 29). Вода находится в отстойнике в течение 4—8 часов. За это время осаждаются наиболее крупные частицы.

г а

Рис. 29. Схема горизонтального отстойника. t — подача роды; 2 — отстойник; 3 — выпуск отстояв­шейся воды; 4 — осадок.

После отстаивания воду для окончательного осветления пропускают через медленно действующий фильтр. Он пред­ставляет собой железобетонный резервуар, на дне которого устраивается дренаж из же­лезобетонных плиток или дренажных труб с отвер­стиями, отводящими про­фильтрованную воду (рис. 30). Поверх дренажа загру­жается поддерживающий слой щебня и гравия, не дающий вышележащему песку просыпаться в отвер­стия дренажа. На гравий загружается фильтрующий слой песка толщиной 1 м. Через фильтр медленно, со скоростью 0,1—0,3 м в час, пропускают очищаемую воду.

Медленно действующие фильтры хорошо очищают воду только после «созревания», заключающегося в том, что вследствие задержки находящихся в воде взвешенных при­месей в верхнем слое песка размер пор настолько умень­шается, что здесь начинают задерживаться даже самые мелкие частицы яйца гельминтов и до 99% бактерий. Каж­дые 30—60 дней лопатами удаляют 2—3 см верхнего, наи­более загрязненного слоя песка.

Медленно действующие фильтры находят применение на небольших водопроводах, например для водоснабжения сел и совхозов, где надежность действия при сравнительно про­стой эксплуатации имеет решающее значение.

Рис. 30. Схема песочного фильтра.

а — слой воды; б — песок; е — гравий; г — дренаж.

Коагулирование обычно применяется в сочетании с отстаиванием и скорой фильтра­

цией воды. Для коагулирования к воде добавляю? химические реагенты, называемые коагулянтами.

Наиболее часто применяемым коагулянтом является сернокислый алюминий, который при прибавлении его к воде переходит в гидроокись алюминия, выпадающую- в виде быстро оседающих хлопьев. Эти хлопья увлекают за собой мельчайшую взвесь, микробы и коллоидные гумино- вые вещества, придающие воде цвет. Количество коагулян­та, необходимое для обработки воды, подбирают опытным путем; оно составляет от 20 до 200 мг на 1 л воды.

Применение коагулирования позволяет обесцветить во­ду, сократить срок отстаивания воды до 2 часов и применить быстродействующие фильтры. Скорость фильтрации воды через песок на быстродействующих фильтрах составляет 5—12 м в час, т. е. в 50—100 раз больше, чем -на медленно действующих; соответственно с этим уменьшается площадь и стоимость сооружений. Через 10—15 минут после начала фильтрации в верхнем слое песка образуется фильтрующая пленка из хлопьев коагулянта. Это улучшает процесс за­держки взвешенных примесей и микробов. Через 8—12 ча­сов фильтр промывают в течение 5—10 минут током чистой воды, направленным снизу вверх. На фильтрах в зависимо­сти от периода ра-боты задерживается от 80 до 99% бакте­рий. Быстродействующие фильтры применяют на крупных водоочистных станциях. Для полного исключения опасно­сти поступления воды с патогенными бактериями воду на водопроводах после фильтрации подвергают обеззаражива­нию.

Обеззараживание воды

Обеззараживание принадлежит к числу наиболее широ­ко применяемых методов улучшения качества воды. Оно применяется часто при использовании подземных вод и во всех случаях применения поверхностных вод. Из методов ©беззараживания воды наибольшее распространение полу­чили хлорирование, облучение ультрафиолетовыми лучами и кипячение.

Широкое применение хлорирования на водопроводах объясняется надежностью обеззараживания, доступностью осуществления и дешевизной этого метода. Существует мно­го способов хлорирования, что позволяет применять этот метод в различной обстановке: на водопроводах, в полевых станах и в военно-полевых условиях.

Принцип хлорирования основан на обработке воды хло­ром или химическими соединениями, содержащими его в активной форме, обладающей окислительным и бакте­рицидным действием.

На крупных водопроводах для обеззараживания воды применяют жидкий хлор. Он выпускается в стальных бал­лонах. К баллонам присоединяют специальные аппараты — хлораторы, дозирующие поступление испаряющегося, газо­образного хлора в обеззараживаемую воду.

На небольших водопроводах, а также при необходимости обеззаразить воду в бочках или других резервуарах вместо

/ОС1

хлора пользуются хлорной известью(ЗСа^ • СаО ■ Н₂0),

которая содержит до 30% активного хлора. При хранении хлорная известь может распадаться. Свет, влажность и вы­сокая температура ускоряют потерю активного хлора. По­этому хлорную известь хранят в бочках в темном, прохлад­ном, сухом, хорошо проветриваемом помещении, а перед использованием проверяют ее активность в санитарной ла­боратории. Применяемая на практике хлорная известь обычно содержит 20—25% активного хлора.

При обеззараживании воды хлор взаимодействует не только с микробами, но и с органическими веществами воды и некоторыми солями. Поэтому при хлорировании воды очень важно правильно выбрать дозу хлора или хлорной извести, необходимую для надежного обеззаражи­вания. Как показывает многолетний опыт, доза хлора долж­на быть такой, чтобы после обеззараживания в воде оста­лось 0,2—0,5 мг/л так называемого остаточного хлора. Это количество остаточного хлора, с одной стороны, свидетель­ствует о надежности обеззараживания, а с другой — не ухуд­шает ор-ганолептичеоких свойств воды и не является вред­ным для здоровья. Поскольку состав природных вод разно­образен, необходимая для обеззараживания доза хлорной извести значительно варьирует. Ее обычно устанавливают путем опытного хлорирования подлежащей обеззаражива­нию воды разными дозами хлорной извести в нескольких стаканах. Ориентировочно можно пользоваться следующими данными.

Вид водоисточника и качество воды	Количество необходимого для обеззараживания в мг/л			Количество необходимого \% раствора хлорной извес­ти в мл на 1 л воды
	активного хлора	25% раствора хлорной извес­ти
Межпластовая (артезианская); осветленная и обесцвеченная вода крупных рек и озер Колодезная (грунтовая) прозрач­ная и бесцветная; осветленная и обесцвеченная вода малых рек Вода крупных рек и озер . . . Мутная и цветная вода из откры­тых водоемов и колодцев ....	1-1,5 1,5-2 3 5	4—6 6-8 8—12 12—20	0,4—0,6 0,6-0,8 0,8—1,2 1,2—2,0

добавляют его в нужном количестве к обеззараживаемой воде и тщательно перемешивают ее. Для надежного обезза­раживания контакт воды с хлором должен продолжаться летом не менее 30 минут, а зимой — не менее 1 часа. После обеззараживания проверяют наличие остаточного хлора, запах, вкус воды и разрешают ее употребление.

В водопроводах, в которых обеззараживаемая вода по дается непрерывным потоком, необходимо также непрерывно добавлять к ней соответствующее количество раствора хлор­ной извести. С этой целью применяются различные дози­рующие установки (рис. 31).

В тех случаях, когда требуется прохлорировать воду, находящуюся в таре, определяют ее объем и рассчитывают, как показано выше, количество 1% раствора хлорной изве­сти, необходимое для обеззараживания всей воды. Пригото-

хлорной извести илм коагулянта.

lull — баки для растворения и отстаивания хлорьсй извести; 111 — бак Для приготовления 1—3% рабочего раствора хлорной извести; IV—дозатор с шаровым клапаном, обеспечивающий равиомериое нстечеине раствора из бачка.

Для надежного обеззараживания мутные и цветные воды желательно предварительно осветлять и обесцвечивать.

Кроме описанного обычного хлорирования воды, приме­няются и другие способы: перехлорирование— в военных условиях; хлорирование с предварительным добавлением аммиака — на водопроводных станциях в тех случаях, когда при одном хлорировании вода приобретает неприятный аптечный запах, и т. д.

Облучение ультрафиолетовыми лучами оказывает обеззараживающее действие в прозрачной воде в течение нескольких секунд. Мутность, цветность и наличие солей железа замедляют обеззараживание. Преимущества этого метода заключаются в простоте его проведения и в том, что не изменяются органолептические свойства воды.

Разрез по 16 Разрез поя*

Рис. 32. Устанозка для обеззараживания воды ультра­фиолетовыми лучами. 1 — бактерицидная лампа: 2 — рефлектор: 3 — лоток.

Кроме того, бактерицидное действие ультрафиолетовый лу­чей распространяется на споры, вирусы и яйца гельминтов, устойчивые к хлору.

На водопроводах ряда городов используются сконструи­рованные в СССР аргонно-ртутные лампы, позволившие значительно снизить расход электроэнергии для получения ультрафиолетовой радиации.

На рис. 32 показана установка для обеззараживания воды на небольших водопроводах. Она представляет собой лоток, через который с определенной скоростью протекает вода, облучаемая сверху ультрафиолетовыми лучами.

Кипячение является простым и в то же время наи­более надежным методом обеззараживания воды. После кипячения на протяжении 3—б минут употребление воды совершенно безопасно даже при сильном загрязнении ее. Недостатками кипячения являются невозможность исполь­зования этого метода для больших количеств воды, необ­ходимость охлаждения ее и быстрое развитие микроорга­низмов в случае вторичного загрязнения теплой кипяченой воды.

Кипячение воды широко применяется в быту, в больни­цах, школах, детских учреждениях и на производствах, при пользовании водой, Не прошёдшей централизованного обез­зараживания. Для кипячения воды служит разнообразная посуда, в том числе кубы и кипятильники периодического действия самоварного типа и кипятильники непрерывного действия с производительностью от 100 до 1000 л в час. Действие последних основано на том, что закипевшая вода перебрасывается в бак, откуда она разбирается.

Необходимо следить, чтобы бачок для хранения кипяче­ной воды имел запирающуюся на замок крышку и кран или фонтанчик для разбора воды, чтобы вода в бачке ежедневно сменялась. Перед наполнением бачка остаток воды следует удалять, а бачок промывать кипятком.

Если возникает сомнение, подвергалась ли вода кипяче­нию, то проводят пробу, всыпая в пробирку с водой около 1 г поваренной соли. В сырой воде со дна пробирки подни­маются мельчайшие пузырьки воздуха, в кипяченой же воде они отсутствуют. Проба действительна лишь для кипяченой воды, простоявшей не более 6—8 часов.