Фильтрация воды

Фильтрация воды необходима для освобождения ее от взвешенных частичек, которые не были удалены на первых этапах обработки воды (при коагуляции и отстаивании). За время нахождения воды в отстойниках (2-6 часов) успевают осесть только достаточно крупные взвешенные вещества. Во время фильтрации вода освобождается от взвешенных частиц и частично освобождается от микроорганизмов. Фильтруют воду путем пропускания ее через пористый материал, который задерживает взвешенные частицы. В качестве фильтрующего материала чаще всего используется крупнозернистый (речной) песок, отмытый от примесей.

Фильтрация осуществляется на специальных сооружениях –фильтрах (рис. 3). Различают медленные и скорые фильтры. Очистка на фильтрах значительно затрудняется, если предварительно не производится обработка воды, во время которой удаляется планктон (мелкие животные и растительные организмы). Предварительная обработка воды производится на микрофильтрах.

Обеззараживание воды.

Вышеперечисленные методы обработки воды полностью не освобождают воду от микроорганизмов. Чтобы вода отвечала требования по микробиологическим показателям, необходимо производить обеззараживание.

Наиболее распространенным методом обеззараживания воды является хлорирование. Для хлорирования используются как газообразный хлор, так и его соединения (хлорная известь, гипохлориты, хлорамин, оксид хлора).

Хлор – газ, который имеет резкий специфический запах, раздражающий слизистую оболочку. Это соединение относится к отравляющим веществам, поэтому газообразный хлор используется только на больших фильтровальных станциях, где он сохраняется в стальных баллонах. На небольших водопроводах и при местном водоснабжении часто используется хлорная известь.

Рис. 3. Схема работы песчано-гравийного фильтра. а) – слой воды;

б) –песок; в) – гравий; г) дренаж

Обеззараживающий эффект хлора заключается в непосредственном действии на цитоплазму (сильный окислитель вызывает денатурацию), действие на обменные процессы (инактивация дегидрогеназ).

Хлорная известь является продуктом взаимодействия хлора и гашенной извести. Это белый порошок, который легко растворяется в воде с образованием хлорноватистой кислоты (НОСl). Гипохлоритный ион (ОСl^-) обеспечивает бактерицидный эффект. Свежая хлорная известь содержит около 36% активного хлора. Под действием влаги, углекислоты, тепла, света данное соединение разрушается и переходит в хлорид кальция.

При хлорировании воды необходимо обеспечить дозу хлора, которая должна обеспечить обеззараживание воды. Доза хлора складывается из хлорпоглощаемости и остаточного хлора. Хлорпоглощаемость – это количество хлора, которые тратятся на окисление органических и легкоокисляемых неорганических веществ, содержащихся в воде. Чтобы под действием хлора погибли микроорганизмы, необходимо вносить такое его количество, которое покроет хлорпоглощаемость и образует определенное остаточное количество. По остаточному хлору судят об эффективности хлорирования.

Если содержание остаточного хлора больше 0,5 мг/л, то вода становится непригодной для питьевых целей, потому что приобретает специфический запах и привкус. Поэтому, обеззараживая воду, подают такое количество (дозу) хлора, чтобы после 30 минут обеззараживания в воде оставалось 0,3-0,5 мг/дм³ остаточного свободного хлора и после 60 минут контакта оставалось 0,8-1,2 мг/дм³ связанного (хлораминного) хлора.

Хлорирование питьевой воды достаточно безопасное для здоровья людей. Экспериментально доказано, что хлор прежде всего поглощается слизистой полости рта. Если вода содержит значительные количества остаточного хлора, то он частично попадает в желудок, где при взаимодействии с желудочным содержимым сразу переходит в неактивную форму. Установлено, что употребление воды с содержанием 2,5 мг/дм³ остаточного хлора, не вызывает ни какой патологии.

Различают следующие виды хлорирования воды: обычное, двойное, суперхлорирование и хлорирование с преаммонизацией. При обычном хлорировании хлор вносится однократно после осветления и обесцвечивания воды (перед резервуаром чистой воды) в дозе обеспечивающей остаточный хлор на уровне 0,3-0,5 мг/дм³.

Двойное хлорирование используется в случае, когда бактериальное обсеменение воды значительное и с целью предотвращения разрастания планктона на фильтрах. В этом случае общие затраты хлора не увеличиваются. Хлор вносится в большей концентрации перед коагуляцией и в небольших дозах после фильтрации, обеспечивая остаточной хлор на уровне 0,3-0,5 мг/дм³.

Суперхлорирование (гиперхлорирование) воды производится в случаях значительного бактериального загрязнения, в полевых условиях, при невозможности обеспечить 30 - минутный контакт хлора с водой. Вода обрабатывается большими дозами 10-20 мг/дм³ и более. Избыток остаточного хлора удаляют методом аэрации, химическими методами: связывания тиосульфатом, диоксидом серы, фильтрацией через активированный уголь. Удаление избыточного остаточного хлора называется дехлорированием.

Хлорирование с преаммонизацией заключается в ведении в воду вначале аммиака, а через несколько секунд хлора. В этом случае в воде образуется связанный (хлораминный) хлор. В сравнении с хлором хлорамин дольше сохраняет в воде обеззараживающие свойства и препятствует появлению неприятных запахов в воде, которая содержит фенол. При соединении фенола со свободным хлором образуются хлорфенолы, запах (аптечный) которых значительно более выражен чем у исходных веществ. Хлорамин не образует хлорфенолов, но окислительные свойства его меньше, поэтому необходимо увеличивать дозу остаточного связанного хлора и время его контакта с водой для обеспечения обеззараживающего эффекта в полном объеме