Организация водоснабжения населения

          Земля богата водой. Гидросфера имеет около 1,5 млрд. км³ воды, но из них свыше 96 % горькосоленые воды морей и океанов, которыепокрывают почти на 71 % поверхность планеты. На долю пресной воды приходится лишь 90 млн. км3 (меньше 3 %). В основном это труднодоступные подземные воды, ледники, снеговики.      

                    Атмосферные воды образуются в результате конденсации водяной пары. Это слабоминерализованные, мягкие воды, сухой остаток которых равняется 1-50 мг/дм³. Они содержат мало органических веществ и свободны от патогенных микроорганизмов. Химический состав их зависит от чистоты атмосферного воздуха и характера водосборных поверхностей.     

                    Подземные воды образуются в результате просачивания метеорных и поверхностных вод, а также конденсата водяной пары и скопления их в подпочве. За характером залегания подземные воды разделяются на: почвенные подземные воды, что  располагаются в поверхностной зоне почвы(верховодка);

подпочвенные - профильтрованные через почву и скученные над первым водонепроницаемым слоем подпочвы (первый водоносный горизонт) и межпластовые воды - скученные между двумя водонепроницаемыми пластами.

          Почвенные воды, фильтруясь, проходят вглубь, скапливаясь над первым водоупорным пластом. Таким образом вода образует первый водоносный горизонт, который называют подпочвенной водой. Глубина залегания его колеблется от незначительной до нескольких десятков метров.

          Эти воды могут содержать органические и минеральные вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов и для питьевого водоснабжения почти не используются.

          Подпочвенные воды, проходя толщу почвы собираются на первом водоупорном пласте. Это преимущественно прозрачные воды, которыеимеют незначительную цветность, содержат мало минеральных солей и микроорганизмов и является пригодными для водоснабжения.         Подпочвенные воды широко используются в сельских местностях путем сооружения шахтных и трубчатых колодцев. Дебит таких колодцев за сутки обычно не превышает 10 м3 воды.       

Вода, которая поднимается в колодце выше места ее залегания, называется напорной, или артезианской. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от 15 до 1000 и больше метров. Эксплуатируются обычно воды, которые залегают на глубине до 300 метров.

          Межпластовые воды отличаются от подгрунтовых постоянством температуры (5-12 °С), уровню, дебиту и составу воды. Они прозрачны, бесцветны, без привкуса и запаха. Минерализация глубоких подземных вод может достигать высоких величин, но по большей части не превышает 1000 мг/дм3 и не ухудшает органолептических свойств воды и вредно не влияет на здоровье потребителей.

                    Поверхностные воды

          Атмосферные и родниковые воды, стекая по естественным спадам и собираются в низинной части местности, образовывая водоемы с проточной (ручьи, реки, проточные озера и ставки) или стоячей (непроточные озера, копаные ставки) водой.

                    Органолептические свойства и химический состав воды открытых водоемов зависят от ряда условий. Высокую цветность  имеет вода в болотистой местности за счет гуминовых  веществ, которые образуются при гниении растений. Примеси чернозема придают воде грязно-землистого вида. мягкие, но в непроточных озерах и водоемах, в результате испарения, концентрация солей в воде может значительно расти.                   ОРГАНИЗАЦИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ                             

          Организация и система питьевого водоснабжения зависит от наличия и характера источника воды, его доступности, возможности получить достаточное количество воды нужного качества. При выборе источника воды для водоснабжения населения учитывается дебит источника и качество воды. Наилучшими источниками воды для питьевого водоснабжения являются артезианские воды. При невозможности их использования следует ориентироваться на другие источники воды в следующем порядке: межпластовые ненапорные; почвенные воды; реки; в последнюю очередь озера, водохранилища, пруды, и др.

          Нормы водоснабжения.       Рассчитывая необходимое количество воды, учитывают уровень санитарно-технического благоустройства жилья и степень доступности воды. При децентрализованном водоснабжении на 1 обитателя необходимо 30-50 дм³/сутки, в то время когда при централизованном водоснабжении - 80-420 дм³/сутки

                                            Централизованное водоснабжение

          В селах и небольших городах для устройства водопровода преимущественно используют артезианские, почвенные и родниковые воды. Эксплуатация таких водопроводов сравнительно простая.

          Элементами водопровода из подземных источников водоснабжения является: 1) источник воды (скважина, буровой колодец, каптаж); 2) насосная станция первого подъема, который подает воду из скважины или другого источника на поверхность земли в резервуар; 3) приспособление длякондиционирования  воды (дегазация, опреснение, дезактивация); 4) установка для обеззараживания воды; 5) насосная станция второго подъема, который подает воду из резервуара чистой воды в резервуар водонапорной башни; 6) сеть трубопроводов по которых вода подается в населенный пункт, в каждый дом, или к водоразборным колонкам.

          Место для забора воды из водоема должно: а) быть безопасным в санитарном отношении; б) при любых изменениях режима водоема должно быть достаточное количество воды; в) заборные сооружения в воде и на берегу должны надежно защищаться от повреждений.                   Последующее улучшение качества воды проводится на главных сооружениях водопровода. Насосами первого подъема воду подают на очистительныесооружения. Для улучшения качества воды чаще всего применяют осветление - устранение мути воды, обесцвечение - устранение цветности воды, обеззараживание - освобождение воды от разных микроорганизмов, в том числе и возбудителей заболеваний.

          Осветление воды можно достичь при длительном отстаивании воды. Однако естественное отстаивание происходит медленно, а эффективность его небольшая. Потому воду очищают по одной из двух схем: 1) путем отстаивания со следующим медленным фильтрованием, или 2) путем коагуляции, отстаивания и быстрой фильтрации.

         Коагуляция воды достигается благодаря внесению в воду химических реагентов - (Al₂(SO₄)_3, FeCl_3,, FeSO₄ и др.). Имея позитивныйэлектрический  заряд, коагулянты адсорбируют негативно заряженную суспензию микробов и мелкие частицы органических и неорганических веществ что находятся в воде. При этом образуются хлопья, которые оседают. В процессе оседания они захватывают с собой мельчайшие частицы ила, микробы и коллоидные вещества. В результате коагуляции и отстаивания из воды оседает также свыше 95% яиц гельминтов.  После коагуляции значительно быстрее очищается вода на быстрых фильтрах.

          Обеззараживание воды

          Выше перечисленные способы очистки воды никогда полностью не освобождают воду от микроорганизмов. Этого можно достичь лишь за счетреагентных, безреагентних и термических методов обеззараживания воды. К реагентным методам относится хлорирование, озонирование и обработка воды ионами серебра. Ко второй группе относятся обработка воды ультрафиолетовыми лучами, гамма-лучами и ультразвуком. К термическим - кипячение и стерилизация воды.

          Относительная дешевизна, несложное оборудование и надежность действия сделали хлорирование воды признанным методом обеззараживания воды на водопроводах всего мира. Для этого используют  газообразный хлор, хлорную известь, гипохлорит кальция, хлорамины. 

                     Доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде осталось 0,3-0,5 мг/дм3 остаточного хлора. Это количество хлора свидетельствует о надежности обеззараживания, и одновременно не ухудшает органолептических свойств воды и не является вредной для здоровья     .

          Озонирование воды имеет ряд преимуществ перед хлорированием. Обеззараживание воды с помощью озонирования проходит быстрее (за несколько минут). Озон не придает воде ни запаха, ни привкуса, одновременно обесцвечивает воду и лишает ее запаха, на него не влияет температура,рН, мутность и другие свойства воды.    Для обеззараживания воды необходимо от 1 до 4 мг/дм3 озона. Кроме бактерицидного действия газ имеет дезодорирующие  и обесцвечивающие свойства. Длительность обеззараживания воды озоном - 3-5 минут. Содержание остаточного озона допускается 0,1-0,3 мг/дм3.

          Обеззараживание воды ионами серебра проводилось издавна Обеззараживание проходит тем лучше, чем выше концентрация серебра и выше температура воды, которая обеззараживается.     По своей бактерицидности “серебряная вода” дает более сильный эффект, чем хлорирование. 1 мг/дм³серебра полностью обеззараживает воду через 2 часа.  Остаточная концентрация серебра в воде не должна превышать 0,05 мг/дм³.

          Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами. Ультрафиолетовые лучи короткой длины (280-180 нм) имеют, кроме биологического действия, еще и сильное бактерицидное действие. Они пагубно влияют как на вегетативные формы бактерий, так и на споры, более простые и вирусы.Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами осуществляется в течение нескольких секунд, но при условии, что вода безукоризненно прозрачна, свободна от коллоидных частиц.

          Обеззараживание воды ультразвуком. При действии ультразвуку в течение 5 с погибает большинство микроорганизмов. Обработка тонкого слоя воды в течение 1-2 минут вызывает гибель 95 % кишечных палочек и других микроорганизмов.

          Термические методы обеззараживания воды. Кипячение является самым надежным и простым методом обеззараживания воды. Даже при значительном загрязнении ее после 3-5 минутного кипячения вода становится совсем безопасной для потребления. Недостатком его является невозможность использования этого метода для обеззараживания большого количества воды, необходимость следующего охлаждения ее и в случае загрязнения быстрое развитие микроорганизмов.

          Стерилизацию воды проводят в медицинской практике для приготовления растворов для инъекций. При стерилизации полностью погибают все микробы.           Для обеззараживания больших количеств воды термические методы не пригодны.

          Децентрализованное (местное) водоснабжение имеет ряд особенностей. Оно предназначено для обеспечения питьевой водой отдельных домов, или небольшой группы зданий. С этой целью могут использоваться разные по происхождению воды: атмосферные, открытых водоемов, подземные.

Атмосферные воды, как отмечалось выше, собираются в соответствующие резервуары, где сохраняются и пополняются за счет осадков. Эти воды достаточно загрязненные и перед употреблением их обязательно обеззараживать. Чаще с этой целью воду для питья кипятят.

 Для водоснабжения также используют воды открытых водоемов. Наилучшие по качеству воды горных рек. На равнине качество воды значительно ухудшается в результате загрязнения  частицами почвы, использованием водоемов для культурно-бытовых и хозяйственных целей. Потомудля питьевого водопользования практически не используются.

Чаще всего децентрализованное водоснабжение организуется за счет подземных вод. Вода забирается из разных водоносных горизонтов и изразной глубины, но чаще используются подпочвенные воды из второго и третьего водоносных защищенных от загрязнения горизонтов. Чем глубже расположен слой воды, тем вода более чиста. Фильтруясь через толщу почвы дождевые и талые воды очищаются от физических загрязнений и микроорганизмов. При этом происходит обогащение воды минеральными солями,  которые вымываются из геологических пород, с которымисталкивается вода.