5. Обеззараживание воды осуществляется с целью уничтожения бактерий, глав­ным образом патогенных, для этого применяют следующие методы:

Хлорирование заключается в использовании хлорной извести или газообразного хлора. Хлорную известь применяют при малых расходах воды. При введении в воду хлор­ная известь распадается на гипохлорит кальция и хлористый кальций. Гипохлорит кальция реагирует с углекислотой или бикарбонатами кальция, находящимися в воде, образуя хлорноватистую кислоту, которая легко распадается с образованием атомарного кислоро­да, оказывающего бактерицидное действие. При введении в воду газообразного хлора об­разуются хлорноватистая и соляная кислоты. Хлорноватистая кислота распадается с вы­делением атомарного кислорода. Необходимый эффект достигается в результате хороше­го перемешивания и 30-минутного контакта хлора с водой в контактном резервуаре.

Вода, поступающая к потребителям, должна содержать в 1 л 0,3-0,5 мг хлора. При превышении дозы хлора в воде остается неприятный запах. Для устранения запаха хло­ра после хлорирования к обрабатываемой воде прибавляют в небольших количествах аммиак (аммонизация воды).

Озонирование заключается в окислении бактерий атомарным кислородом, обра­зующимся при распаде озона. Озон одновременно уменьшает цветность, запахи и прив­кусы воды.

Озон в виде озоно-воздушной смеси получают в электрических озонаторах из кисло­рода воздуха. Ее перемешивание с водой производится барботированием в колоннах и ре­зервуарах. Для этой цели применяют также эжекторы-смесители и механические мешалки.

Метод бактерицидного облучения осуществляется с использованием ультра­фиолетовых лучей, обладающих бактерицидными свойствами. В качестве источников из­лучения служат ртутно-кварцевые лампы высокого или низкого давления. Эффект обез­зараживания зависит от продолжительности и интенсивности излучения.

6. В зависимости от свойств воды источника водоснабжения или от требований, предъявляемых потребителями к ее качеству, может потребоваться специальная обра­ботка воды — умягчение, обезжелезивание, стабилизация, охлаждение и т. п.

Умягчение воды, т.е. снижение концентрации растворенных солей кальция и маг­ния, необходимо для некоторых технологических процессов на промышленных предпри­ятиях. Так, для отдельных производств текстильной, химической и пищевой отраслей промышленности требуется вода с жесткостью не более 1 мг-экв/л. Питательная вода для котлов среднего и высокого давления должна иметь жесткость не более 0,3 мг экв/л.

Различают методы реагентного и катионитового умягчения воды. При реагентном умягчении в воду добавляют известь для снятия временной (карбонатной) жесткости и кальцинированную соду для удаления постоянной (некарбонатной) жесткости. При этом в воде образуются нерастворимые соединения, выпадающие в осадок. После умягчения воду осветляют в отстойниках или осветлителях.

Метод катионитового умягчения основывается на способности катионитов обменивать катионы натрия или водорода на катионы солей жесткости, содержащихся в воде. Умягчающую способность катионитов называют обменной способностью или емкостью поглощения.

В результате обменной реакции катионы солей жесткости переходят в состав ка­тионита, а катионы натрия переходят в воду, образуя натриевые соли. Такое умягчение называют Na-катионированием. При Н-катионировании в обменную реакцию с катионами магния и кальция вступают катионы водорода.

Обезжелезивание воды. Содержание железа в питьевой воде не должно пре­вышать 0,3 мг/л. На предприятиях ряда отраслей промышленности, например текстиль­ной, содержание железа в воде, используемой для технологических нужд, не должно превышать 0,1—0,2 мг/л.

Обезжелезивание воды поверхностных источников проводится путем аэрации, введения реагентов-окислителей с аэрацией или без нее и путем катионирования. Одно­временно происходит ее осветление и обесцвечивание.

При аэрации вода насыщается кислородом, частично удаляется углекислота, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и образуется осадок. Аэрация воды может осуществляться: нагнетанием воздуха через дырчатые трубы; подачей воздуха во всасывающий патрубок насоса; разбрызгиванием воды; пропуском воды через контакт­ные или вентиляторные градирни. Наиболее распространены контактные градирни.

Обезжелезивание катионированием производят на катионитовых фильтрах, за­груженных сульфоуглем. Фильтр регенерируют раствором поваренной соли.

Стабилизация воды заключается в придании ей свойств, при которых она теряет спо­собность вызывать коррозию и откладывать соли, препятствует биологическому обрастанию.

Стабилизация воды необходима в промышленных системах оборотного водо­снабжения, когда из-за испарения воды в охладительных сооружениях в ней повышается концентрация солей. Стабилизация воды в таких системах предотвращает образование накипи и развитие коррозии в теплообменных аппаратах и охладительных устройствах. Для стабилизации воды применяют подкисление, рекарбонизацию, фосфотирование.

Подкисление воды заключается в добавке в нее соляной или серной кислоты. При рекарбонизации в воду вводят углекислоту для стабилизации содержащихся в ней кар­бонатов. Для этого обычно используют дымовые газы, в состав которых входит углеки­слота. При фосфатировании в воду добавляют фосфаты, которые препятствуют образо­ванию отложений в трубопроводах и, кроме того, образуют на поверхности металла пленку, которая предотвращает развитие коррозии.

Для борьбы с биологическим обрастанием трубопроводов и оборудования в системах оборотного водоснабжения периодически применяют купоросование или хлорирование воды.

Обессоливание воды заключается в удалении из нее растворенных солей. Пол­ное обессоливание необходимо, например, при подготовке питательной воды для котлов высокого давления. Частичное удаление растворенных солей называется опреснением.

Опреснение вод с солесодержанием до 2-3 г/л производится путем ионного обмена, вод с солесодержанием 3-15 г/ /л — методом электродиализа или гиперфильтрации и вод с солесодержанием более 10 г/л — путем замораживания, дистилляции или гиперфильтрации.

Охлаждение воды. В системах промышленного водоснабжения для охлаждения воды применяют охладительные пруды, брызгальные бассейны и градирни.

Охладительные пруды представляют собой искусственные водоемы, в хвостовую часть которых сбрасывают нагревшуюся воду, а из головной части которых забирают охлажденную воду. Охлаждение воды происходит вследствие ее испарения с поверхности и конвекции. Для охлаждения 1 м³ воды необходима площадь пруда 15-40 м². К недостаткам прудов относятся зарастание их в результате интенсивного развития водных организмов и минерализация воды.

Брызгальные бассейны выполняют в виде прямоугольных водонепроницаемых резервуаров глубиной до 1,5 м. Нагревшуюся воду разбрызгивают по поверхности воды. При этом происходит ее охлаждение.

Градирни бывают капельными и пленочными. Наиболее распространены градирни капельные башенного типа. Нагретую воду подают в верхнюю часть башни и разбрызгивают Холодный воздух поступает через окна в нижней части оросителя и поднимается вверх, ох­лаждая воду. Общая высота градирен составляет 30—80 м. Охлажденная вода собирается под градирней. Площадь оросителя, необходимая для охлаждения 1 м³ воды, составляет 0,25—0,3 м². В пленочных градирнях вода обтекает поверхности оросителя тонкой пленкой.

Таким образом, очистная станция представляет собой комплекс сооружений, в ко­торых вода подвергается очистке, приобретая качества и свойства, необходимые потре­бителю. Очистные сооружения, как правило, располагают так, чтобы вода могла переда­ваться из одного сооружения в другое самотеком.

1