17. Методы улучшения качества питьевой воды: осветление, обесцвечивание, обеззараживание. Методы специальной обработки воды.

Методы осветления питьевой воды: осветление и обесцвечивание

Осветление и частичное обесцвечивание воды могут быть достигнуты при длительном отстаивании. Отстаивание основано на том, что в медленно текущей воде взвешенные вещества, имеющие больший удельный вес, чем вода, выпадают и осаждаются на дно. Однако естественное отстаивание протекает медленно, а эффективность обесцвечивания при нем невелика. Поэтому в настоящее время для осветления и особенно обесцвечивания часто применяют предварительную обработку воды химическими реагентами, ускоряющими осаждение взвешенных частиц (коагулирование).

Процесс осветления и обесцвечивания завершают фильтрованием воды через слой зернистого материала (песок, антрацит) или ткань (полевые фильтры). Для очистки воды может применяться отстаивание в сочетании с так называемой медленной фильтрацией.

Отстаивание воды производят в отстойниках, представляющих собой резервуары глубиной в несколько метров, через которые непрерывно движется вода с очень малой скоростью. Вода находится в отстойнике в течение 4—8 часов. За это время осаждаются наиболее крупные частицы.

После отстаивания воду для окончательного осветления пропускают через медленно действующий фильтр. Он представляет собой железобетонный резервуар, на дне которого устраивается дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб с отверстиями, отводящими профильтрованную воду (рис. 30). Поверх дренажа загружается поддерживающий слой щебня и гразия, не дающий вышележащему песку просыпаться в отверстия дренажа. На гравий загружается фильтрующий слой песка толщиной 1 м.

Через фильтр медленно, со скоростью 0,1—0,3 м в час, пропускают очищаемую воду.

Медленно действующие фильтры хорошо очищают воду только после «созревания», заключающегося в том, что вследствие задержки находящихся в воде взвешенных примесей в верхнем слое песка размер пор настолько уменьшается, что здесь начинают задерживаться даже самые мелкие частицы яйца гельминтов и до 99% бактерий. Каждые 30—60 дней лопатами удаляют 2—3 см верхнего, наиболее загрязненного слоя песка.

Медленно действующие фильтры находят применение на небольшихводопроводах, на, пример для водоснабжения сел и совхозов, где надежность действия при сравнительно простой эксплуатации имеет решающее значение.

Коагулирование обычно применяется в сочетании с отстаиванием и скорой фильтр а цией воды. Для коагулирования к воде добавляют химические реагенты, называемые коагулянтами.

Наиболее часто применяемым коагулянтом является сернокислый алюминий, который при прибавлении его к воде переходит в гидроокись алюминия, выпадающую в виде быстро оседающих хлопьев. Эти хлопья увлекают за собой мельчайшую взвесь, микробы и коллоидные гумино вые вещества, придающие воде цвет. Количество коагулянта, необходимое для обработки воды, подбирают опытным путем; оно составляет от 20 до 200 мг на 1 л воды.

Применение коагулирования позволяет обесцветить воду, сократить срок отстаивания воды до 2 часов и прим&нить быстродействующие фильтры. Скорость фильтрации воды через песок на быстродействующих фильтрах составляет 4-12 м в час, т. е. в 50—100 раз больше, чем «а медленно действующих; соответственно с этим уменьшается площадь и стоимость сооружений. Через 10—15 минут после начала фильтрации в верхнем слое песка образуется фильтрующая пленка из хлопьев коагулянта. Это улучшает процесс задержки взвешенных примесей и микробов. Через 8—12 часов фильтр промывают в течение 5—10 минут током чистой воды, направленным снизу вверх. На фильтрах в зависимости от периода работы задерживается от 80 до 99% бактерий. Быстродействующие фильтры применяют на крупных водоочистных станциях. Для полного исключения опасности поступления воды с патогенными бактериями воду на водопроводах после фильтрации подвергают обеззараживанию.

Дезинфекция воды. Это освобождение ее от возбудителей различных инфекционных заболеваний. Наиболее распространенный способ дезинфекции воды – хлорирование газообразным хлором. Для этого применяются хлораторы, обеспечивающие дозировку и непрерывную подачу хлора в резервуары с чистой профильтрованной водой или непосредственно в водопроводную сеть. Хлорирование – один из самых старых, простых, дешевых и достаточно надежных способов обеззараживания воды.

Для обеззараживания воды применяются также озонирование и обработка ультрафиолетовыми лучами. Бактерицидное действие озона сильнее, чем хлора. Озонирование улучшает вкус и органолептические свойства воды. Однако это более дорогой способ, требующий сложной аппаратуры, тщательного ухода за ней и очень хорошей предварительной очистки воды фильтрацией. Поэтому широкого распространения он не получил, как и обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами.

Методы специальной обработки воды.

Специальные методы: обезжелезивание, умягчение, опреснение, деконтаминирование, обесфторирование, фторирование, дезодорация.

1. Дезодация― устранение запахов. Достигается аэрированием, обработкой окислителями, фильтрованием через активированный уголь;

2. Обезжелезивание― это удаление из неё соединений железа, которые там находятся, вне зависимости от формы (она может быть двух- или трёхвалентной, в воде может присутствовать бактериальное или органическое железо);

3. Умягчение― требуется при повышенной жесткости воды. Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния;

4. Опреснение― удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач. Для питьевого водоснабжения пригодна вода с содержанием растворимых солей не более 1 г/л;

5. Деконтаминация― это снижение содержания радиоактивных в-в в воде на 70-80% происходит при коагуляции, отстаивании и фильтровании воды;

6. Обесфторивание― проводят фильтрованием через анионо-обменные фильтры. Для этого используют активированную окись алюминия, производят разбавление водой другого источника;

7. Фторирование― это контролируемое добавление в водопроводную воду фтора для предотвращения кариеса. Обработанная вода содержит фтор в количестве, достаточном для предотвращения развития полостей распада в зубах.