19.4. Очищення та знезараження води

Методика коагулювання води в польових умовах. Коагулюван­ня води ґрунтується на тому, що при додаванні в воду певної кіль­кості коагулянту [A1₂(SO₄)₃, FeCl₃] останній вступає в реакцію з бі­карбонатом кальцію та магнію з утворенням пластівчастого осаду — гідрату окису алюмінію. Реакція відбувається за такою схемою:

Утворений осад А1(ОН)₃ тягне за собою й адсорбує завислі речо­вини й бактерії і тим самим швидко освітлює воду. Крім того, несу­чи позитивний заряд, він нейтралізує завислі речовини, які мають від'ємний заряд, збільшує їх, припиняє рух, що сприяє їх осіданню.

Коагулювання відбувається погано при низькій температурі, ма­лій карбонатній твердості (менше 4° — підлужувати гашеним вап­ном) та погано підібраній дозі коагулянту.

Показання до коагулювання: каламутні, забарвлені води, води, що мають сторонні запахи й присмаки.

Вибір дози коагулянту в польових умовах. При визначенні кар­бонатної твердості в склянку наливають 100 мл води, яку належить коагулювати, декілька крапель індикатора (метилоранжу) та із пі­петки титрують 0,1 н. розчином соляної кислоти до появи слабо-рожевого забарвлення. Кількість розчину соляної кислоти (мл), ви­трачена на титрування та помножена на коефіцієнт 2,8, дає карбо­натну твердість води (в градусах).

Орієнтовну дозу коагулянту, тобто кількість 1% розчину сір­чанокислого алюмінію (мл), визначають шляхом множення числа, яке показує карбонатну твердість води, на коефіцієнт 0,8.

Для визначення остаточної дози коагулянту роблять пробне коа­гулювання. У три склянки наливають по 200 мл води. У першу наливають орієнтовну дозу розчину коагулянту, в другу — на 0,8 мл менше, ніж у першу; у третю — на 0,8 мл менше, ніж у другу. Вміст усіх трьох склянок перемішують скляною паличкою й через 15-20 хв з'ясовують, у якій склянці інтенсивніше відбувалось коагу­лювання.

Кращою вважається та доза коагулянту, при якій інтенсивно осі­дають на дно великі пластівці гіДрату окису алюмінію, залишаючи над собою добре освітлену (прозору) воду. Обчислюють кількість коагулянту на 1 л та на весь об'єм води, яку належить коагулювати.

Методика хлорування води в польових умовах. До хімічних факторів знезараження належать різні хімічні речовини, головним чином окислювачі. Розрізняють хлорування нормальними дозами, великими дозами, хлорування з преамонізацією.

Хлорування нормальними дозами полягає у виборі та­кої робочої дози активного хлору (усі форми хлору та атомарного кисню, що мають окислювальну здатність, виражену в еквівалентах хлору), яка після 30-хвилинного контакту з водою забезпечує наяв­ність 0,3-0,5 мг/л залишкового хлору.

До переваг методу належать мале витрачання хлору та хлоро-вмісних препаратів і незначний вплив на органолептичні властивос­ті води.

Недоліками методу є складність вибору робочої дози хлору та можливість появи хлорфенольного запаху внаслідок утворення мо-нохлорфенолів у воді, що містить навіть незначну кількість карбо­лової кислоти.

Хлорування великими дозами застосовується головним чином у військово-польовій практиці, коли вибір вододжерел обмеже­ний і доводиться використовувати воду низької якості. До води дода­ють підвищену кількість активного хлору в розрахунку на наступне дехлорування. Дозу активного хлору вибирають залежно від фізичних властивостей води (каламутності, колірності), епідемічної ситуації то­що. Здебільшого доза становить 20-30 мг/л, час контакту ЗО хв.

Метод має такі переваги: надійний ефект знезараження навіть каламутної та забарвленої води, а також води, що містить аміак; спро-

1

щення техніки хлорування (не потрібно визначати хлорпотребу во­ди); зниження колірності води за рахунок окислення хлором орга­нічних речовин та переведення їх у незабарвлені сполуки; усунення сторонніх присмаків і запахів, особливо зумовлених присутністю сір­ководню, а також речовин рослинного та тваринного походження, що розкладаються; відсутність хлорфенольного запаху при наявно­сті фенолів, оскільки при цьому утворюються не моно-, а поліхлор-феноли, які не мають запаху; розклад деяких отруйних речовин і токсинів (ботулотоксину); знищення спорових форм мікроорганіз­мів при дозі 100-150 м-г/л активного хлору й тривалому контакті (2-5 год); значне поліпшення умов коагуляції.

Перелічені позитивні сторони методу роблять його досить цін­ним для практики поліпшення якості води в польових умовах, особ­ливо у зв'язку з небезпекою бактеріологічної зброї та отруйних ре­човин.

До недоліків методу належать необхідність додаткової обробки води (дехлорування) за допомогою тіосульфату, сірчанокислого на­трію, сірчистого ангідриду або активованого вугілля, підвищена ви­трата хлору та його препаратів.

При хлоруванні води з преамонізацією перш ніж до­дати хлор у воду вводять гідрат амонію або амонійні солі у співвід­ношеннях приблизно 1 частина іона амонію на 3-4 частини активно­го хлору. При сполученні хлору з аміаком утворюються моно- й дихлораміни, які, поступово гідразуючись, повільно вивільнюють ак­тивний хлор і здатні виявити тривалу бактерицидну дію. Тому хло­рування води з попередньою амонізацією доцільно застосовувати при необхідності тривалого зберігання води, що часто спостеріга­ється в практиці військово-польового та військово-морського водо­постачання.

До переваг методу слід віднести відсутність хлорфенольного за­паху та попередження розвитку водоростей (планктону, бентосу), до недоліків — сповільнений бактерицидний ефект.

Засоби знезараження індивідуальних запасів води. Як засоби знезаражування індивідуальних запасів води застосовують кисло­ти (соляну, лимонну, виннокам'яну, оцтову), окислювачі (перекис вод­ню, марганцевокислий калій, озон, хлор, бром та йод), метали (сріб­ло). Із перелічених речовин найбільш ефективними й зручними є препарати хлору та йоду.

Пантоцид містить, крім парасульфодихлоридаміну бензойної кис­лоти, соду й кухонну сіль. Одна таблетка призначена для знезара­ження однієї фляги (750 мл) води за умови контакту не менше 30-40 хв. Недоліком є повільна розчинність таблетки (10-15 хв), а також можлива зміна смаку води. Тому крім пантоциду, потрібні таблетки тіосульфату натрію.

Пантоцид-бісульфатні таблетки являють собою суміш пара-сульфодихлораміну бензойної кислоти, сульфату й гідросульфату натрію. Вони стійкі при зберіганні, добре розчиняються у воді, шви­дко звільняють активний хлор та мають більш виражену бактерії-

щадну дію. Однак вони надають воді кислого смаку, в ній збільшу­ється вміст сульфатів.

Аквацид — препарат дихлорізоціанурової кислоти — проявляє бактерицидну дію через 12-15 хв.

Йодні таблетки містять органічні сполуки йоду (тригліцингід-роперйодид або дигліцингідройодид), молекулярний йод та деякі ін­ші сполуки (глікокол, спирт, лимонну кислоту або пірофосфорно-кислий натрій). Переваги і'х застосування полягають у високій бак­терицидності, стійкості при зберіганні, незначному впливі на орга­нолептичні властивості води, а недоліки — у дефіцитності препара­тів, що використовуються при їх приготуванні.

Вимоги до хлорного вапна та інших хлоровмісних препаратів. Втрати хлору залежно від зберігання хлорного вапна коливаються у межах 0,5 — 3,0 % на місяць. Отже, вміст активного хлору в хлор­ному вапні безперервно зменшується від 32-35 до 29-30% і нижче. Середня активність звичайно становить 30%. Для хлорування води бажано використовувати хлорне вапно з активністю не нижче 20%.

Сухий препарат хлораміну Б звичайно містить 26,6% активного хлору і є досить стійкий. При правильному зберіганні втрати ак­тивного хлору не перевищують 0,1% на рік. У концентрованих роз­чинах втрати активного хлору становлять менше 1% на місяць. При дотриманні відповідних вимог розчин хлораміну можна зберігати до 15 діб. У чистому хлораміні Б міститься 27%, а в технічному — 24% активного хлору.

У двотретіосновній солі гіпохлориту кальцію (ДТС ГК) міститься 56-58% активного хлору. При правильному зберіганні ДТС ГК по­вільно-втрачає активний хлор (не більше ніж 8% за три роки).

Вміст активного хлору становить у таблетках пантоциду — 3 мг, пантоцид-бісульфатних — 3,2 мг, таблетках аквациду — 4 мг. У йод­них таблетках міститься 3 мг активного йоду. Крім того, подібні засо­би повинні бути дешеві й прості в користуванні, діяти ефективно, універсально та швидко, мати достатню стійкість при зберіганні та не змінювати органолептичні властивості води.

Методика дослідження хлорного вапна, хлоровмісних препа­ратів. Найпростіші методи хлорування води. До складу хлорного вапна входять Са(ОС1)₂ СаС1₂ та Са(ОН)₂, активною частиною є гі-похлорид кальцію Са(ОС1)₂, діючим іоном — ОСІ", що розпадається на хлор і атомарний кисень, якому притаманна сильна бактерицидна дія. Реакція у воді відбувається за схемою: Н₂О+СІ₂ =НС1+НОС1; НОС1=НС1+О.

Під впливом СО₂, вологи, світла й високої температури хлорне вапно розпадається, втрачаючи свою активність, тому періодично (раз на місяць) досліджується на процентний вміст хлору. В доброму препараті повинно бути не менше 35% (клас А) і 32% (клас Б) активного хлору. Хлорне вапно вважається придатним для хлору­вання води при вмісті активного хлору не менше 20%.

Для правильного хлорування необхідно для кожної проби води визначити дозу хлору (хлорпотреба води), виходячи з того, що піс-

ля хлорування у воді повинно залишатися 0,2-0,4 мг/л активного хлору (в середньому 0,3 мг/л).

Визначення відсотка активного хлору в хлорно­му вапні у польових умовах. Готують 1 % розчин хлорного вапна, розтираючи 1 г його в ступці з невеликою кількістю води до одержання однорідної кашки, яку зливають у мірний циліндр, опо­ліскують ступку й товкачик водою і доливають дистильованою водою до 100 мл, збовтують і дають відстоятися.

У колбу піпеткою наливають 1 мл 1% розчину хлорного вапна, додають 1 мл (1:3) сірчаної кислоти, 50 мг (порошок) йодистого калію, 50 мл дистильованої води, 5-6 крапель 1% розчину крохмалю й посинілу рідину титрують із піпетки 0,7% розчином гіпосульфі­ту натрію до знебарвлення. Кількість гіпосульфіту (мл), затрачена на титрування, помножена на 10, покаже процентний вміст хлору в хлорному вапні.

Визначення активного хлору в таблетках панто-ц й д у. Три таблетки подрібнюють у фарфоровій ступці, додають трохи води й розтирають до кашкоподібної маси, зливають у кол­бочку і розводять водою до 500 мл (змити ступку), додають поро­шок (50 мг) йодистого калію, 1 мл розчину (1:3) сірчаної кислоти, 5-6 крапель крохмалю й титрують із піпетки 0,7% розчином гіпо­сульфіту натрію до знебарвлення.

Розрахунок. Кількість розчину гіпосульфіту (мл), витрачена на титрування, поділена на 3, вкаже кількість активного хлору (мг) в од­ній таблетці (1 мл 0,7% розчину гіпосульфіту відповідає 1 мг активного хлору). В одній таблетці повинно міститися 3 мг активного хлору, при зменшенні його нижче 2,5 мг таблетка не придатна до хлорування.

Визначення хлорпотреби води крапельним (польо­вим) методом. У три склянки наливають по 200 мл води, далі в кожну з них додають 1% розчин хлорного вапна — в першу — З краплі, в другу — 4, в третю — 5 крапель. Воду перемішують і через 60 хв визначають вміст залишкового хлору у кожній склянці.

Для розрахунку робочої дози хлору вибирають ту склянку, в якій кількість залишкового хлору становить 0,8-1,2 мг/л. Далі обчислюють, скільки сухого хлоровмісного препарату потрібно для хлорування всієї кількості води (табл.137).

Якщо після дослідного хлорування в усіх трьох склянках не ви­явиться потрібної кількості залишкового хлору (менше 0,8 мг/л), тоді дослід повторюють із більшим числом крапель 1% розчину хлоровмісного препарату.

Визначення залишкового хлору у воді. У колбу на­ливають 200 мл води, попередньо прохлорованої, додають 20-30 кристаликів йодистого калію і 1 мл 1% розчину крохмалю. Перемі­шують і титрують з піпетки 0,7% розчином гіпосульфіту натрію до знебарвлення.

Кількість крапель гіпосульфіту, витрачену на титрування, мно­жать на 0,2 і одержують кількість залишкового хлору (мг/л).

Найпростіші методи хлорування води в польових

Таблиця 137
Кількість сухого хлоровмісного препарату (г) для різних об'ємів води залежно від її хлорпотреби
Кількість крапель 1% розчину хлорного вапма	Об'єм води, що підлягає хлоруванню, л
	100	1000	3000	5000	10000
1	0,2	2	6	10	20
2	0,4	4	12	20	40
3	0,6	6	18	ЗО	60
4	0,8	8	24	40	80
5	1,0	10	ЗО	50	100
6	1,2	12	36	60	120
7	1,4	14	42	70	140
8	1,6	16	48	80	160
9	1,8	18	' 54	90	180
10	2,0	20	60	100	200

умовах. При відсутності необхідних реактивів для аналізу води її хлорують, застосовуючи у вигляді водних розчинів орієнтовні кіль­кості хлорного вапна чи хлоровмісних препаратів (табл. 138).

Таблиця 138
Кількість хлорного вапна, ДТС ГК і тіосульфату натрію, необхідна для хлорування води з різних джерел
Характеристика якості води	Необхідна доза на 100 л (10 відер) води
	хлорного вапна з вмістом активного хлору не менше 20%	ДТС ГК	тіосульфату натрію
Вода ґрунтових криниць, прозора і безколірна вода річок та озер	Зг (1 чайна ложка)	1,5 г (1/2 чайної ложки)	1,4 г (1/2 чайної ложки)
Каламутна, помітно забарвлена вода річок та озер	6г (2 чайні ложки)	3 г (1 чайна ложка)	2,8г (1 чайна ложка)

Тару для зберігання води (цистерни, бочки, резервуари) дезінфі-кують не менше ніж раз на тиждень, заповнюючи місткості водою з вмістом активного хлору 25-30 мг/л. Через 1 год місткості проми­вають чистою водою до зникнення запаху хлору.

Криниці (стінки зрубу та шахти) дезінфікують 10-20% водним розчином хлорного вапна. Одночасно в воду криниці додають сухе хлорне вапно з розрахунку 400 г на 1 м³ води; воду ретельно збов­тують і залишають під охороною на 6-8 год. Після цього воду з криниці випомповують до повного зникнення запаху хлору. Кори­стуватись водою з такого джерела дозволяється лише в тому випад­ку, коли одержати ЇЇ з іншого, надійного в санітарному відношенні джерела, неможливо і за умови постійного знезараження води під лабораторним контролем.