3.5. Методи очищення та знезараження води

Визначення дози коагулянту води. З метою прискорення проце­су відстоювання води, очищення її від завислих частинок викори­стовують хімічні сполуки-коагулянти: A1₂(SO₄)₃, FeCl₃ та ін. При додаванні до води коагулянти реагують з гідрокарбонатами, утво­рюючи гідроокиси, які, осідаючи, адсорбують завислі у воді частин­ки, У тих випадках, коли вміст гідрокарбонатів у воді невеликий (загальна лужність менше 2 мг-екв/л), воду при коагулюванні не­обхідно підлужувати 1% розчином соди в кількостях, що дорівню­ють половині дози коагулянту.

Загальна лужність води зумовлюється сумою бікарбонатів, що мі­стяться у воді, карбонатів і солей інших слабких кислот, які вступа­ють у реакцію і;» соляною кислотою. Лужність виражають у міліліт­рах 1,0 н. розчину соляної кислоти, затрачуваної на зв'язування бі­карбонаті І), які с в 1 л води, що відповідає 1 мг-екв/л.

Для ви.чиачсІІІІя мигальної лужності до 100 мл досліджуваної води додають дві-три краплі 0,05% розчину метилоранжу й тит-

рують 0,1 н. розчином соляної кислоти до появи оранжево-роже­вого забарвлення. Загальну лужність (мг-екв/л) обчислюють за формулою

де й — кількість 0,1 н. розчинус оляної кислоти, витраченої на тит­рування досліджуваної води, мл; Ь — об'єм досліджуваної води, мл; К — поправковий коефіцієнт титру 0,1 н. розчину соляної кислоти. Максимальну дозу коагулянту можна знайти за формулою

де Л — загальна лужність води, мг-екв/л; 0,5 — бажаний надли­шок лужності, що забезпечує повноту реакції, мг-екв/л; 0,0052 — коефіцієнт еквівалентності.

Лужність після коагуляції 0,3-0,5 мг-екв/л.

Дозу коагулянту можна визначати пробним коагулюванням. У чотири склянки з 250 мл досліджуваної води в кожній додають відповідно: у першу — 1 мл, у другу — 2 мл, у третю — 3 мл, у четверту — 4 мл 1% розчину сірчанокислого глинозему, перемішу­ють скляною паличкою і спостерігають за перебігом коагуляції ЗО хв. Оптимальною вважається така доза коагулянту, при додаванні якої швидко утворюються великі пластівці.

.Якщо реакція коагуляції води у склянці з найменшою дозою ко­агулянту відбувається дуже швидко (менше 5 хв), то пробне коагу­лювання необхідно повторити з меншими дозами коагулянту. Як­що в жодній зі склянок ефективної коагуляції не досягнуто, дослід повторюють з використанням більш високих доз коагулянту. Про ефективність коагуляції свідчить зниження колірності досліджува­ної води нижче 20°, збільшення прозорості понад ЗО см, лужність не менше 0,5 мг-екв/л.

Хлорування води. Якщо бактеріальні показники води не відпо­відають Держстандарту "Вода питна" (2874-82), її хлорують газо­подібним хлором або хлорним вапном.

Хлорне вапно — це суміш Са(ОС1)₂, CaCL та Са(ОН)₂, активною частиною якої є гіпохлорид кальцію — Са(ОСІ)₂. Бактерицидні влас­тивості хлорного вапна зумовлюються хлором, що присутній у воді у вигляді хлорнуватистої кислоти та гіпохлорит-іона, позначуваних як активний хлор. Під впливом вуглекислоти повітря, вологи, світла і високої температури вапно легко розкладається, тому перед викори­станням його з метою хлорування визначають вміст у ньому активно­го хлору. Свіже хлорне вапно містить 32-35% активного хлору.

За звичайних умов воду хлорують 1 % розчином хлорного вапна з розрахунку, мл/л: артезіанські води 0,4-0,6, прозора колодязна во­да і фільтрована вода малих річок 0,6-0,8, вода великих річок та озер 0,8-1,2, забруднена вода з відкритих джерел 2-4. При хлору­ванні води під дією активного хлору окислюються мікроорганізми,

які містяться у воді, органічні та неорганічні речовини, частина хлору поглинається завислими у воді речовинами, що позначається якхло-ровбирність води.

Для надійного знезараження води її контакт з хлором повинен становити влітку не менше ЗО хв, а взимку не менше 1 год. Критері­єм повністю задоволеної хлоровбирності, а отже, і епідемічної безпе­ки води, є залишковий хлор, — хлор, який залишився у воді після її знезараження.

Правильно прохлорована вода повинна містити 0,3-0,5 мг/л за­лишкового хлору, оскільки вода, яка містить понад 0,5 мг/л залиш­кового хлору, має специфічний неприємний присмак та запах. Ви­значення залишкового хлору в воді із підземних вододжерел перед подачею у водогін проводиться через кожну годину, а на водопрово­дах із відкритих водойм — через кожні ЗО хв. Сума значення хло­ровбирності та кількості залишкового хлору (0,3-0,5 мг/л) стано­вить хлорпотребу води.

При хлоруванні води методом перехлорування у воду додають розчин хлорного вапна з розрахунку не менше 10 мг/л активного хлору, а при знезараженні забруднених вод із відкритих водойм — не менше 20 мг/л. Ретельно перемішавши воду з розчином хлор­ного вапна за допомогою дерев'яної лопати або весла, залишають воду влітку на 15 хв, взимку — на ЗО хв. Для видалення надлишку хлору воду фільтрують через активоване або звичайне деревне ву­гілля, а при відсутності вугілля додають гіпосульфіт з розрахунку 3,5 мг на 1 мг активного залишкового хлору.

Визначення вмісту активного хлору в хлорному вапні. Метод ґрунтується на здатності активного хлору витісняти еквівалентну кількість йоду із розчину йодистого калію. Виділений йод відтитро-вують гіпосульфітом натрію.

Для аналізу готують середню пробу хлорного вапна, ретельно перемішуючи декілька проб, узятих із різних місць посудини з хлор­ним вапном. Далі 3,55 г середньої проби хлорного вапна розтира­ють з невеликою кількістю дистильованої води до сметаноподібної консистенції, після чого доводять у мірній колбі дистильованою во­дою до 1 л, де залишають до освітлення. У колбу з притертою проб­кою до 50 мл дистильованої води доливають 10 мл освітленого роз­чину хлорного вапна, 5 мл 10% розчину йодиду калію та 5 мл розчи­ну соляної кислоти (1:5). Через 5 хв виділений йод титрують 0,01 н. розчином гіпосульфіту натрію до появи блідо-жовтого забарвлення, потім додають 1 мл 0,5% розчину крохмалю і продовжують титрува­ти до зникнення синього забарвлення. 1 мл 0,01 н. розчину гіпо­сульфіту зв'язується 1,269 мг йоду, що відповідає 0,355 мг хлору. Кількість 0,01 н. розчину гіпосульфіту натрію (мл), витраченого на титрування, відповідає процентному вмісту активного хлору в до­сліджуваному зразку хлорного вапна.

Використовувати для знезараження води хлорне вапно з вмі­стом активного хлору менше 20% недоцільно.

Визначення хлор потреби води. У чотири хімічні склянки з 200

мл досліджуваної води в кожній вносять відповідно 0,10, 0,15, 0,20 і 0,25 мл 1% розчину хлорного вапна, перемішують і залишають на ЗО хв. Далі до кожної склянки додають по 5 мл 10% розчину йодистого калію, 5 мл розчину соляної кислоти (1:5) і 1 мл 0,5% розчину крохмалю. Про присутність залишкового хлору в досліджуваній во­ді свідчить поява голубого забарвлення.

Для визначення кількості залишкового хлору досліджувану во­ду титрують 0,01 н. розчином гіпосульфіту натрію до зникнення за­барвлення. Вміст залишкового хлору (мг/л) у досліджуваній воді обчислюють за формулою

де а — кількість 0,01 н. розчину гіпосульфіту натрію, витрачена на титрування 200 мл досліджуваної води, мл; К — поправковий ко­ефіцієнт до титру гіпосульфіту натрію.

Хлорпотреба досліджуваної води дорівнює тій дозі хлору, після додавання якої до досліджуваної води кількість залишкового хло­ру становить 0,3-0,5 мг/л. Якщо в жодній зі склянок залишкового хлору не виявлено або у всіх склянках його вміст перевищує 0,5 мг/л, кількість розчину'хлорного вапна, необхідного для хлоруван­ня, відповідно збільшують або зменшують.

Визначення вмісту вільного залишкового хлору у воді. Метод ґрунтується на здатності активного хлору окислювати йодид до йо­ду, вміст якого визначають титруванням гіпосульфіту натрію.

Для визначення залишкового хлору в колбу з притертим кор­ком додають 0,5 г йодиду калію, який розчиняють в 1-2 мл дисти­льованої води, 250 мл досліджуваної води і 1 мл соляної кислоти (1:3) і перемішують вміст, закривши колбу пробкою. Колбу став­лять у темне місце на 5 хв. Виділений йод забарвлює розчин у жовтий колір. Для кількісного визначення йоду досліджувану во­ду титрують 0,01 н. розчином гіпосульфіту натрію до блідо-жовто­го забарвлення, після чого додають 1 мл розчину крохмалю, що надає воді в присутності йоду синього забарвлення, і титрують до знебарвлення.

Вміст залишкового хлору (мг/л) обчислюють за формулою

~f

де а — кількість 0,01 н. розчину гіпосульфіту натрію, витраченого на титрування, мл; К — поправковий коефіцієнт нормальності тит­ру гіпосульфіту натрію; 0,355 — кількість активного хлору, що від­повідає 1 мл 0,01 н. розчину гіпосульфіту натрію; V — об'єм води, взятої для аналізу, мл.

Концентрація вільного залишкового хлору в воді після хлору­вання повинна становити 0,3-0,5 мг/л (Держстандарт 2874-82).