27. Гигиеническая оценка способов улучшения качества воды при централизованном водоснабжении.

Применение различных методов улучшения качества воды позволяет в максимальной мере использовать водные ресурсы местности и обеспечить население доброкачественной водой.

К числу наиболее часто применяемых методов улучшения качества воды на водопроводах относятся: осветление — устранение мутности воды, обесцвечивание — устранение цветности воды, обеззараживание — освобождение воды от патогенных микробов и вирусов.

Осветление и частичное обесцвечивание воды достигаются путем длительного отстоя. Отстаивание основано на том, что в стоячей или медленнотекущей воде взвешенные вещества, имеющие большую плотность, чем вода, выпадают и осаждаются на дно. в настоящее время для осветления и обесцвечивания воды часто применяют химическую обработку коагулянтами, ускоряющую осаждение взвешенных частиц.

Процесс осветления и обесцвечивания воды, как правило, завершают фильтрованием воды через слой зернистого материала, например через песок или измельченный антрацит. Применяют два вида фильтрования — медленное и скорое.

Естественное отстаивание воды производят в горизонтальных отстойниках, представляющих собой резервуары глубиной в несколько метров, через которые вода движется непрерывно с очень малой скоростью. Вода пребывает в отстойнике 4—8 часов. За это время осаждаются преимущественно грубодисперсные взвеси.

После отстаивания воду для окончательного осветления пропускают через медленно действующий фильтр. Медленно действующие фильтры хорошо очищают воду только после «созревания». Процесс «созревания» состоит в следующем. В результате задержки находящихся в воде взвешенных примесей в верхнем слое песка размер пор настолько уменьшается, что здесь начинают задерживаться даже самые мелкие частицы, личинки и яйца гельминтов и до 99% бактерий.

Одновременно в «созревшем» верхнем слое песка, называемом биологической пленкой, происходят ряд биологических процессов: минерализация органических веществ и гибель задержанных бактерий.

Ускорить осаждение взвешенных частиц, устранить цветность воды и ускорить процесс фильтрования привело к использованию в практике очистки воды коагулирования. Для этого к воде добавляют вещества, называемые коагулянтами: Аl2(SО4)3, FеСl3, FеSО4 и др. Реагируя с растворенными в воде электролитами, коагулянты образуют гидроокиси, выпадающие с образованием быстро оседающих хлопьев. Обладая активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, гидроокиси абсорбируют мельчайшую отрицательно заряженную взвесь микробов и коллоидные гуминовые вещества, которые на дно отстойника оседающими хлопьями. После осаждения хлопьев в отстойнике и прохождения воды через фильтр, где задерживается остаток их, получается прозрачный и бесцветный фильтрат. Применение коагулирования позволяет обесцветить воду, сократить срок отстаивания воды до 2—3 ч и применить быстро действующие фильтры.

В качестве коагулянта чаще всего применяют сернокислый алюминий Аl2(SО4)3 х 18Н2О. В воде он вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция: Аl2(SО4)3 + ЗСа (НСО3) = 2Аl(ОН)3 + 3СаSО4 + 6СО2. Гидроокись алюминия Аl(ОН)3 плохо растворима в воде и выпадает в виде хлопьев. Доза коагулянта, необходимая для обработки, зависит от цветности, мутности, pH воды и многих других условий, отчего ее подбирают опытным путем. В последние годы применяют высокомолекулярные вещества — флоккулянты, в ничтожных дозах облегчающие и ускоряющие коагуляцию. Например, полиакриламид (ПАА) в дозе 0,5—2 мг на 1л воды значительно ускоряет коагуляцию и экономит коагулянт. В качестве флоккулянта применяют также активированную кремнекислоту.

Обеззараживание воды может осуществляться химическими и физическими безреагентными методами. При химических методах в воду вносятся обладающие бактерицидным действием реагенты: газообразный хлор, различные соединения, содержащие так называемый активный хлор, озон, соли серебра и др. К_физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, быстрыми электронами или гамма-лучами и др. В настоящее время наибольшее распространение имеют: на водопроводах — хлорирование, озонирование, облучение ультрафиолетовыми лучами, а в условиях местного водоснабжения — кипячение.

Принцип хлорирования основан на обработке поды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием. Химизм происходящих процессов объясняют следующим образом. При добавлении хлора к воде происходит гидролиз его: Cl2 + НОН = НОСl + НСl, т. е. образуются соляная и хлорноватистая кислоты.

Надежный обеззараживающий эффект при хлорировании достигается в том случае, если после 30-60 мин. обеззараживания в воде остается 0,3=0,5 мг/л_свободного хлора или 0,8—1,2 мг/л связанного хлора, свидетельствующее о достаточном количестве введенного в воду дезинфицирующего агента. При санитарном контроле воды на водопроводах содержание остаточного хлора в ней определяют каждый час. Не реже одного раза в сутки отбирают пробу воды для бактериологического исследования.

дальнейшего совершенствования методов обработки воды с целью предупреждения образования потенциально опасных веществ или снижения их концентрации. В частности, это может быть достигнуто лучшей очисткой воды перед хлорированием, применением минимально необходимых для обеззараживания доз хлора, использованием метода хлорирования с преаммонизацией, фильтрованием хлорированной воды через фильтры с активированным углем, сорбирующим хлорорганические соединения. На небольших водопроводах может применяться аэрирование воды, при котором из нее удаляется до 90% хлороформа и других летучих соединений.

На крупных водопроводах для хлорирования воды применяют газообразный хлор. Хлор поступает в стальных баллонах или цистернах в жидком виде. На водопроводных станциях к баллону присоединяют специальные аппараты — хлораторы, дозирующие поступление хлора в обеззараживаемую воду.

Обычное хлорирование (по хлорпотребности). При этом методе хлорирования большое значение имеет правильный выбор дозы активного хлора, необходимой для надежного обеззараживания воды.

При обеззараживании воды лишь 1 — 2% активного хлора затрачивается на непосредственное бактерицидное действие. Остальной хлор вступает во взаимодействие с легко окисляющимися минеральными и органическими соединениями, находящимися в воде, и поглощается взвешенными веществами. Все эти формы связывания хлора объединяются в понятие хлорпоглощаемость воды.