Раздел 2 методы очистки природных и сточных вод

2.1 Методы очистки природных вод

Очистка природных вод и водоподготовка – комплекс физических, химических и биологических процессов для снижения содержания в воде вредных примесей и обогащения ее недостающими ингредиентами, чтобы сделать ее пригодной для хозяйственно-питьевого, промышленного или сельскохозяйственного использования.

Основными технологическими приемами, обеспечивающими благоприятные органолептические свойства воды и ее безопасность в санитарно-эпидемиологическом отношении, являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды. В отдельных случаях комплекс сооружений по осветлению, обесцвечиванию и обеззараживанию дополняется установками по кондиционированию ионного состава воды (обесфторивание, фторирование, обезжелезивание, умягчение), если качество воды источника по отдельным показателям не соответствует требованиям стандартов.

2.1.1 Предварительная обработка воды

Предварительная обработка воды производится с целью повышения эффективности процессов осветления и обесцвечивания и снижения дозы коагулянта, ликвидации специфических примесей, которые не удаляются из воды в основном технологическом цикле, а также для улучшения санитарного состояния сооружений. В зависимости от характера и концентрации примесей в воде источника при предварительной обработке решаются все перечисленные задачи или некоторые из них.

К числу методов предварительной обработки воды относятся окисление, углевание, подщелачивание или подкисление, если это необходимо для дальнейшего процесса обработки.

Окисление – реакция соединения какого-либо вещества с кислородом, сущность которой состоит в отнятии электронов от атомов или ионов.

В качестве окислителей используют хлор, озон, перманганат калия. Наибольшее распространение получило предварительное хлорирование. В результате обработки воды хлором окисляется часть веществ, обусловливаю­щих цветность воды, и разрушаются органические защитные коллоиды, препятствующие процессу коагуляции. В зависимости от состава гумусовых веществ путем предварительной обработки воды хлором удается снизить цветность воды на 25–60 %, что ощутимо сказывается на расходе коагулянта. Одновременно со снижением цветности происходит обеззараживание воды, что значительно улучшает санитарное состояние сооружений.

Одной из важнейших задач предварительного хлорирования является снижение численности живых организмов – фито- и зоопланктона. В периоды цветения водоемов осложняется работа очистных сооружений: увеличи­вается расход коагулянта, возрастает число промывок фильтров, вода приобретает неприятные запахи и привкус. В этих условиях возрастает значение предварительной обработки, которую необходимо проводить с максимальной эффективностью, чтобы воспрепятствовать накоплению планктонных организмов в загрузке фильтра.

Установлено, что предварительное хлорирование является главным альгицидным фактором при очистке воды и позволяет снизить число клеток фитопланктона в среднем на 80–85 %.

Не менее важно обеспечить гибель организмов зоопланктона, поскольку мертвые организмы хорошо удаляются из воды в процессе коагуляции, тогда как в живом состоянии многие представители зоопланктона (в частности, низшие ракообразные), обладая большой подвижностью, легко выбираются из хлопка скоагулированных взвешенных веществ.

Предварительная обработка предусматривается также в случае необходимости удаления из воды запахов и привкусов, обусловленных метаболитами водных организмов или продуктами их распада. В некоторых случаях необходимой степени снижения запаха удается добиться одним хлорированием. Очень важно при этом правильно выбрать дозу хлора, так как недостаток окислителя может привести не к снижению, а к увеличению запаха воды. Это объясняется тем, что хлор, вызывая лизис (распад) клеток микроорганизмов, освобождает из них вещества, обусловливающие запах. В контрольных про­бах кроме остаточного хлора обязательно определяется показатель «запах».

В том случае, когда не удается удалить запах воды хлорированием, прибегают к комбинированной обработке. Хлорирование может быть дополнено обработкой воды перманганатом калия КМnО₄ – одним из наиболее эффективных реагентов для снижения запаха и привкуса воды. Окисляя органические вещества, КМnО₄ восстанавливается с образованием тонкодисперсного хлопьевидного осадка Мn(ОН)₄, обладающего развитой поверхностью, которая способна сорбировать некоторые органические примеси. Скорость процесса окисления возрастает с повышением величины рН. Одновременно со снижением запаха КМnО₄ действует как хороший бактерицид и альгицид.

Другим вариантом комбинированной предварительной обработки является хлорирование в сочетании с углеванием, применяемое в основном для снижения запаха и удаления из воды органических веществ неприродного происхождения. Для обработки применяются порошкообразные тонкодисперсные активированные угли, которые хорошо сорбируют органические вещества, обусловливающие запах воды. Углевание позволяет удалять из воды также нефть и нефтепродукты, канцерогенные углеводороды, пестициды, которые не удаляются при других видах обработки воды.