Prehľad spôsobov a metód čistenia pitnej vody. Návrhy na zlepšenie účinnosti čistenia vody pri príprave úpravní vody na splnenie požiadaviek SanPin pitnej vody Účtovanie spôsobu čistenia pitnej vody
MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY
RUSKÁ FEDERÁCIA
FEDERÁLNY ŠTÁTNY ROZPOČET VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYSOKÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA
"ŠTÁTNA UNIVERZITA IVANOVSK" SHUY POBOČKA IVGU
KATEDRA EKOLÓGIE A BEZPEČNOSTI ŽIVOTA
SPRÁVA O REGULÁCII A ZNÍŽENÍ ZNEČISŤOVANIA
Úprava vody vo vodárňach
Urobil som prácu:
Grachev Evgeny Denisovič,študent 4. ročníka
1 skupinové denné oddelenie
Fakulta prírodnej geografie
Špecialita-022000.62 Ekológia a manažment prírody
Vedecký poradca:
Kandidát veterinárnych vied, docent
Kozlov Alexej Borisovič
Shuya 2014
Úvod……………………………………………………………………….….….3 1. Pitná voda a spôsoby jej čistenia………………….. ………………………………….4
1.1. Fyzikálne metódy dezinfekcie vody……………………………….….4
1.2. Elektrochemické metódy dezinfekcie………………………..…..….7
1.3. Chemické metódy dezinfekcie……………………………………….10
1.4 Elektrické spracovanie………………………………………………………………………...142. Nové zariadenia na čistenie pitnej vody elektroúpravou..19
2.1. Čistiace zariadenie pitná voda Aqualon……………………….19
2.2. Zariadenia na čistenie pitnej vody „Vodoley-M“……………………….22
2.3. Použitie balíka paralelných rozpustných elektród pri čistení pitnej vody……………………………………………….……………………….26
2.4. Výpočet elektrokoagulátora………………………………………………………30
Záver……………………………………………………………………………………… 33
Zoznam použitej literatúry………………………………………………….35
Úvod
Všetko živé v našom živote je spojené s vodou. Ľudské telo tvorí 65-70% voda. Telo dospelého človeka s hmotnosťou 65 kg obsahuje v priemere až 40 litrov vody. S pribúdajúcim vekom sa množstvo vody v ľudskom tele znižuje. Pre porovnanie, v tele 3-mesačného plodu - 95% vody, u novorodenca - 75% a do veku 95 rokov zostáva v ľudskom tele asi 25% vody.
Mnohí autori sa domnievajú, že jednou z príčin starnutia organizmu je zníženie schopnosti buniek viazať množstvo vody potrebné na metabolizmus, t.j. dehydratácia súvisiaca s vekom. Voda je hlavným médiom, v ktorom prebiehajú početné chemické reakcie a fyzikálno-chemické metabolické procesy. Telo prísne reguluje obsah vody v každom orgáne, každom tkanive. Stálosť vnútorného prostredia tela, vrátane určitého množstva vody, je jednou z hlavných podmienok normálneho života. Osoba môže piť veľké množstvo vody a nemôže spomaliť proces znižovania vody v tele súvisiaci s vekom.
Voda používaná telom je kvalitatívne odlišná od bežnej vody. Bežná voda je v dôsledku ľudskej činnosti kontaminovaná rôznymi látkami, a to: iónmi anorganických zlúčenín, najmenšími časticami pevných nečistôt, organickými látkami prírodného a umelého pôvodu, mikroorganizmami a ich metabolickými produktmi, rozpustenými plynmi.
Metódy dezinfekcie pitnej vody
Rôzne metódy dezinfekcie vody sú rozdelené do štyroch skupín:
fyzické;
chemický;
elektrochemické;
elektrické spracovanie
1. Pitná voda a spôsoby jej čistenia
Fyzikálne metódy dezinfekcie vody
Vriaci
Var sa používa na ničenie organických látok (vírusy, baktérie, mikroorganizmy a pod.), odstránenie chlóru a iných nízkoteplotných plynov (radón, čpavok atď.). Varenie do určitej miery pomáha čistiť vodu, ale tento proces má množstvo vedľajších účinkov. Prvý - pri vare sa mení štruktúra vody, t.j. stáva sa „mŕtvym“, keď sa kyslík vyparuje. Čím viac vodu prevárame, tým viac patogénov v nej zomiera, no o to viac sa stáva pre ľudský organizmus zbytočnou. Po druhé, keďže sa voda počas varu vyparuje, zvyšuje sa v nej koncentrácia solí. Ukladajú sa na stenách kanvice vo forme vodného kameňa a vodného kameňa a do ľudského tela sa dostávajú pri následnej konzumácii vody z kanvice.
Ako viete, soli majú tendenciu sa hromadiť v tele, čo vedie k rôznym ochoreniam, počnúc ochoreniami kĺbov, tvorbou obličkových kameňov a skamenením (cirhózou) pečene až po artériosklerózu, srdcový infarkt a ďalšie. Okrem toho mnohé vírusy ľahko znesú vriacu vodu, pretože na ich usmrtenie sú potrebné oveľa vyššie teploty. Vriaca voda odstraňuje iba plynný chlór. V laboratórnych štúdiách sa potvrdilo, že po prevarení vody z vodovodu sa tvorí ďalší chloroform (spôsobuje rakovinu), aj keď sa voda pred varením zbavila chloroformu prepláchnutím inertným plynom.
Táto metóda vyžaduje značnú spotrebu energie a je široko používaná len na individuálnu spotrebu vody.
UV ošetrenie
Táto metóda je založená na schopnosti ultrafialového žiarenia s určitou vlnovou dĺžkou mať škodlivý účinok na enzýmové systémy baktérií. Ultrafialové lúče ničia nielen vegetatívne, ale aj spórové formy baktérií a nemenia organoleptické vlastnosti vody. Je dôležité poznamenať, že keďže UV žiarenie nevytvára toxické produkty, neexistuje horná hranica dávky. Zvýšením dávky UV žiarenia možno takmer vždy dosiahnuť požadovanú úroveň dezinfekcie.
Baktericídny účinok závisí od intenzity žiarenia, vzdialenosti od lampy, absorpcie žiarenia médiom, priehľadnosti, farby, obsahu železa.
UV žiarenie sa používa na dezinfekciu podzemných vôd s obsahom železa 0,3 mg/l a zákalom 2 mg/l. Zvyšovanie farby alebo zákalu vody spôsobuje najväčšiu absorpciu UV žiarenia, čím sa prudko znižuje baktericídny účinok.
Ako zdroj žiarenia sa používajú ortuťové výbojky vyrobené z kremenného piesku.
Metóda nevyžaduje sofistikované vybavenie a možno ju ľahko aplikovať v komplexoch na úpravu vody v domácnostiach v súkromných domoch.
Napriek všetkým výhodám metódy UV dezinfekcie v porovnaní s činidlom sú hlavné nevýhody:
Citlivosť zdroja na kolísanie sieťového napätia, ktoré spôsobuje prienik baktérií;
Nedostatok prevádzkovej kontroly nad dezinfekčným účinkom;
Nevhodné na dezinfekciu kalných vôd;
Úplný nedostatok následného účinku.
Faktorom, ktorý znižuje účinnosť UV dezinfekčných jednotiek pri dlhodobej prevádzke, je znečistenie krytov kremenných lámp usadeninami organického a minerálneho zloženia. Veľké inštalácie sú vybavené automatickým čistiacim systémom, ktorý vykonáva umývanie cirkuláciou vody cez inštaláciu s prídavkom potravinárskych kyselín. V ostatných prípadoch sa používa mechanické čistenie.
Gama ožarovanie
Hlavné výhody túto metódu sú:
nespôsobuje zmenu fyzikálnych a chemických vlastností vody,
Zlepšuje organoleptické vlastnosti,
Rozkladá syntetické detergenty a zabíja baktérie.
Pri dávke 10 5 rem je baktericídny účinok 99 %.
Účinok závisí od veku, fyzickej kondície a druhu plodiny, dávky žiarenia a prostredia. Úplná sterilizácia sa dosiahne pri dávkach žiarenia najmenej 1,2*106 -1,5*106 rem.
Ako zdroje žiarenia sa používa kobalt a odpadové produkty rádioaktívneho rozpadu, ako je stroncium, cézium.
Vystavenie ultrazvuku
Dezinfekcia vody ultrazvukom je založená na jej schopnosti spôsobiť kavitáciu - tvorbu dutín, ktoré vytvárajú veľký tlakový rozdiel, čo vedie k prasknutiu bunkovej membrány a smrti bakteriálnej bunky. Baktericídny účinok ultrazvuku rôznych frekvencií je veľmi významný a závisí od intenzity zvukových vibrácií. Maximálnu baktericídnu aktivitu majú vibrácie s frekvenciou 500-1000 kHz.
V súčasnosti táto metóda ešte nenašla dostatočné uplatnenie v systémoch čistenia vody, aj keď v medicíne je široko používaná na dezinfekciu nástrojov atď. v takzvaných ultrazvukových čističkách.
Ultrafiltrácia
Ultrafiltračné systémy sú určené na odstraňovanie suspendovaných častíc väčších ako 0,01 mikrónu, ako sú: koloidné nečistoty, baktérie, vírusy, organické makromolekuly z vody obecných a miestnych vodovodných sietí (artézske studne, studne a pod. - ako aj pri použití čistenia filtruje vodu od železa).
Ultrafiltrácia – ekonomická, šetrná k životnému prostrediu a efektívna metódačistenie vody od submikrónových mechanických nečistôt. Hlavným pracovným prvkom moderných ultrafiltračných systémov sú takzvané duté vlákna, ktorých technológia výroby umožňuje získať štruktúru s veľkosťou pórov cca 0,01 mikrónu. Ako filtračné materiály sa používajú filtračné papiere, nitrocelulózové filtre, filtre vo forme kaziet.
Medzi nevýhody metódy ultrafiltrácie patrí úzky technologický rozsah - je potrebné presne udržiavať podmienky procesu (tlak, teplota, zloženie rozpúšťadla a pod.), relatívne krátka životnosť membrány od 1 do 3 rokov v dôsledku usadzovania v póroch a na ich povrchu, čo vedie k upchávaniu a narušeniu membránovej štruktúry. V tomto smere je oveľa ekonomickejšie čistenie vody napríklad od železa. Ultrafiltrácia sa používa na predčistenie povrchových vôd, morských vôd, biologické čistenie komunálnych odpadových vôd.
Existuje mnoho metód na zlepšenie kvality vody, ktoré umožňujú zbaviť vodu nebezpečných mikroorganizmov, suspendovaných častíc, humínových zlúčenín, prebytočných solí, toxických a rádioaktívnych látok a zapáchajúcich plynov.
Hlavným účelom čistenia vody je chrániť spotrebiteľa pred patogénnymi organizmami a nečistotami, ktoré môžu byť nebezpečné pre ľudské zdravie alebo majú nepríjemné vlastnosti (farba, vôňa, chuť a pod.). Metódy úpravy by sa mali vyberať s prihliadnutím na kvalitu a povahu zdroja zásobovania vodou.
Využitie podzemných medzivrstvových vodných zdrojov na centralizované zásobovanie vodou má oproti využívaniu povrchových zdrojov množstvo výhod. Najdôležitejšie z nich sú: ochrana vôd pred vonkajším znečistením, epidemiologická bezpečnosť, stálosť kvality vody a prietok. Debet je objem vody prichádzajúcej zo zdroja za jednotku času (l/hodina, m/deň atď.).
Podzemná voda zvyčajne nepotrebuje čistenie, odfarbovanie a dezinfekciu.
Medzi nevýhody využívania podzemných zdrojov vody na centralizované zásobovanie vodou patrí malý debet vody, čo znamená, že ich možno využívať v oblastiach s relatívne malým počtom obyvateľov (malé a stredné mestá, sídla mestského typu a vidiecke sídla). Viac ako 50 tisíc vidieckych osady majú centralizované zásobovanie vodou, ale zveľaďovanie dedín je náročné z dôvodu rozptýlenosti vidieckych sídiel a ich malého počtu (do 200 ľudí). Najčastejšie sa tu používa rôzne druhy studne (baňa, rúrkové).
Miesto pre studne sa vyberá na kopci, minimálne 20-30 m od možného zdroja znečistenia (latríny, žumpy a pod.). Pri kopaní studne je žiaduce dosiahnuť druhú vodonosnú vrstvu.
Dno studňovej šachty je ponechané otvorené a hlavné steny sú vystužené materiálmi, ktoré zabezpečujú vodeodolnosť, t.j. betónové skruže alebo drevený rám bez medzier. Steny studne by mali stúpať nad terén aspoň o 0,8 m. Na vybudovanie hlineného hradu, ktorý zabráni vniknutiu povrchovej vody do studne, sa okolo studne vykope diera s hĺbkou 2 m a šírkou 0,7-1 m a naplní sa studňou. -balená mastná hlina . Na vrch hlineného hradu sa pridáva piesok, vydláždený tehlou alebo betónom so sklonom od studne na odtok povrchovej vody a úžiny, keď sa odoberie. Studňa musí byť vybavená vekom a malo by sa používať iba verejné vedro. Vodu dvíhate najlepšie pomocou čerpadiel. Okrem šachtových studní sa na ťažbu podzemných vôd používajú rôzne typy rúrkových studní.
: 1 - rúrková studňa; 2 - čerpacia stanica prvého výťahu; 3 - nádrž; 4 - čerpacia stanica druhého stúpania; 5 - vodárenská veža; 6 - vodovodná sieť
.
Výhodou takýchto studní je, že môžu byť ľubovoľnej hĺbky, ich steny sú vyrobené z vodotesných kovových rúr, ktorými voda stúpa čerpadlom. Keď sa nachádza medzi formovanou vodou v hĺbke viac ako 6-8 m, ťaží sa pomocou studní vybavených kovovými rúrami a čerpadlami, ktorých produktivita dosahuje 100 mh alebo viac.
: a - čerpadlo; b - vrstva štrku na dne studne
Voda otvorených nádrží podlieha znečisteniu, preto sú z epidemiologického hľadiska všetky otvorené vodné zdroje vo väčšej či menšej miere potenciálne nebezpečné. Navyše táto voda často obsahuje humínové zlúčeniny, nerozpustné látky z rôznych chemických zlúčenín, preto potrebuje dôkladnejšie čistenie a dezinfekciu.
Schéma vodovodného systému na zdroji povrchovej vody je znázornená na obrázku 1.
Hlavné konštrukcie vodovodného systému napájaného z otvorenej nádrže sú: zariadenia na odber a zlepšenie kvality vody, nádrž na čistú vodu, čerpací systém a vodárenská veža. Odchádza z neho potrubie a rozvodná sieť potrubí vyrobených z ocele alebo s antikoróznym náterom.
Takže prvou fázou čistenia vody otvoreného vodného zdroja je čírenie a odfarbenie. V prírode sa to dosiahne dlhodobým usadzovaním. Prírodný kal je však pomalý a účinnosť bielenia je nízka. Preto sa vo vodárňach často používa chemická úprava koagulantmi na urýchlenie usadzovania suspendovaných častíc. Proces čírenia a bielenia je zvyčajne ukončený filtráciou vody cez vrstvu zrnitého materiálu (napr. piesok alebo drvený antracit). Existujú dva typy filtrácie – pomalá a rýchla.
Pomalá filtrácia vody sa vykonáva cez špeciálne filtre, ktorými sú tehlová alebo betónová nádrž, na dne ktorej je drenáž usporiadaná zo železobetónových dlaždíc alebo drenážnych rúr s otvormi. Cez odtok sa prefiltrovaná voda odstráni z filtra. Nosná vrstva drveného kameňa, kamienkov a štrku je nanesená na drenáž vo veľkosti, ktorá sa postupne zmenšuje, čo zabraňuje prebúdzaniu malých častíc do drenážnych otvorov. Hrúbka nosnej vrstvy je 0,7 m. Na nosnú vrstvu je naložená filtračná vrstva (1 m) s priemerom zrna 0,25-0,5 mm. Pomalý filter čistí vodu dobre až po dozretí, čo spočíva v tom, že vo vrchnej vrstve piesku prebiehajú biologické procesy - rozmnožovanie mikroorganizmov, vodných organizmov, bičíkovcov, následne ich odumieranie, mineralizácia organických látok a vznik biologickej fólia s veľmi malými pórmi schopná zadržať aj tie najmenšie čiastočky, vajíčka helmintov a až 99 % baktérií. Rýchlosť filtrácie je 0,1 až 0,3 m/h.
Ryža. jeden.
: 1 - zásobník; 2 - sacie potrubia a pobrežná studňa; 3 - čerpacia stanica prvého výťahu; 4 - zariadenia na úpravu; 5 - nádrže na čistú vodu; 6 - čerpacia stanica druhého stúpania; 7 - potrubie; 8 - vodárenská veža; 9 - distribučná sieť; 10 - miesta spotreby vody.
Pomalo pôsobiace filtre sa používajú na malých vodovodných systémoch na zásobovanie vodou dedín a sídiel mestského typu. Raz za 30-60 dní sa odstráni povrchová vrstva kontaminovaného piesku spolu s biologickým filmom.
Túžba urýchliť sedimentáciu suspendovaných častíc, odstrániť farbu vody a urýchliť proces filtrácie viedla k predbežnej koagulácii vody. K tomu sa do vody pridávajú koagulanty, t.j. látky, ktoré tvoria hydroxidy s rýchlo sa usadzujúcimi vločkami. Ako koagulanty sa používa síran hlinitý - Al2(SO4)3; chlorid železitý - FeSl3, síran železnatý - FeSO4 atď. Koagulačné vločky majú obrovský aktívny povrch a kladný elektrický náboj, ktorý im umožňuje adsorbovať aj tie najmenšie negatívne nabité suspenzie mikroorganizmov a koloidných humínových látok, ktoré sú unášané na dno žumpa usadzovaním vločiek. Podmienky účinnosti koagulácie - prítomnosť hydrogénuhličitanov. Na 1 g koagulantu sa pridá 0,35 g Ca(OH)2. Veľkosti sedimentačných nádrží (horizontálne alebo vertikálne) sú dimenzované na 2-3 hodiny usadzovania vody.
Po koagulácii a usadení sa voda privádza do rýchlych filtrov s hrúbkou vrstvy pieskového filtra 0,8 m a priemerom zrna piesku 0,5-1 mm. Rýchlosť filtrácie vody je 5-12 m/hod. Účinnosť čistenia vody: od mikroorganizmov - o 70-98% a od vajíčok helmintov - o 100%. Voda sa stáva čírou a bezfarebnou.
Filter sa čistí privádzaním vody v opačnom smere rýchlosťou 5-6 krát vyššou ako je rýchlosť filtrácie počas 10-15 minút.
Na zintenzívnenie prevádzky opísaných štruktúr sa používa koagulačný proces v granulárnej záťaži rýchlych filtrov (kontaktná koagulácia). Takéto štruktúry sa nazývajú kontaktné číreče. Ich použitie nevyžaduje výstavbu flokulačných komôr a usadzovacích nádrží, čo umožňuje znížiť objem zariadení 4-5 krát. Kontaktný filter má trojvrstvové zaťaženie. Vrchná vrstva je expandovaná hlina, polymérové triesky atď. (veľkosť častíc - 2,3-3,3 mm).
Stredná vrstva je antracit, expandovaná hlina (veľkosť častíc - 1,25-2,3 mm).
Spodná vrstva je kremenný piesok (veľkosť častíc - 0,8-1,2 mm). Nad ložnou plochou je upevnený systém perforovaných rúrok na privádzanie koagulačného roztoku. Rýchlosť filtrácie až 20 m/h.
Pri akejkoľvek schéme by konečnou fázou úpravy vody v systéme zásobovania vodou z povrchového zdroja mala byť dezinfekcia.
Pri organizovaní centralizovaného zásobovania domácností a pitnej vody pre malé osady a jednotlivé zariadenia (domy oddychu, penzióny, pionierske tábory) sú v prípade využívania povrchových vôd ako zdroja zásobovania vodou potrebné štruktúry s malou produktivitou. Tieto požiadavky spĺňajú kompaktné továrenské závody „Struya“ s kapacitou 25 až 800 m3/deň.
Inštalácia používa rúrkový usadzovač a filter s granulovaným zaťažením. Tlaková štruktúra všetkých prvkov inštalácie zabezpečuje dodávku počiatočnej vody čerpadlami prvého výťahu cez žumpu a filter priamo do vodnej veže a potom k spotrebiteľovi. Hlavné množstvo znečistenia sa usadzuje v rúrkovej žumpe. Pieskový filter zaisťuje konečné odsávanie suspendovaných a koloidných nečistôt z vody.
Chlór na dezinfekciu je možné zaviesť buď pred žumpu, alebo priamo do prefiltrovanej vody. Preplachovanie zariadenia sa vykonáva 1-2 krát denne počas 5-10 minút s reverzným prúdom vody. Trvanie úpravy vody nepresiahne 40-60 minút, pričom na vodárni je tento proces od 3 do 6 hodín.
Účinnosť čistenia a dezinfekcie vody v závode "Struya" dosahuje 99,9%.
Dezinfekciu vody možno vykonávať chemickými a fyzikálnymi metódami (bez činidiel).
Chemické metódy dezinfekcie vody zahŕňajú chlórovanie a ozonizáciu. Úlohou dezinfekcie je ničenie patogénnych mikroorganizmov, t.j. zabezpečenie epidemickej bezpečnosti vody.
Rusko bolo jednou z prvých krajín, kde sa chlórovanie vody začalo aplikovať na vodovodné potrubia. Stalo sa tak v roku 1910. V prvej etape sa však chlórovanie vody uskutočňovalo len počas vypuknutia vodných epidémií.
V súčasnosti je chlórovanie vody jedným z najrozšírenejších preventívnych opatrení, ktoré zohrali obrovskú úlohu pri predchádzaní epidémiám vody. Tomu napomáha dostupnosť metódy, jej nízka cena a spoľahlivosť dezinfekcie, ako aj multivariantnosť, t.j. schopnosť dezinfikovať vodu na vodárňach, mobilných zariadeniach, v studni (ak je špinavá a nespoľahlivá), na poľnom tábore, v sude, vedre a banke.
Princíp chlórovania je založený na úprave vody chlórom alebo chemickými zlúčeninami obsahujúcimi chlór v jeho aktívnej forme, ktorý pôsobí oxidačne a baktericídne.
Chémia prebiehajúcich procesov spočíva v tom, že keď sa do vody pridá chlór, dôjde k jeho hydrolýze:
Tie. vznikajú kyseliny chlorovodíková a chlórna. Vo všetkých hypotézach vysvetľujúcich mechanizmus baktericídneho účinku chlóru má ústredné miesto kyselina chlórna. Malá veľkosť molekuly a elektrická neutralita umožňujú kyseline chlórnej rýchlo prejsť cez membránu bakteriálnej bunky a pôsobiť na bunkové enzýmy (BN-skupiny;), ktoré sú dôležité pre metabolizmus a procesy bunkovej reprodukcie. Potvrdila to elektrónová mikroskopia: odhalilo sa poškodenie bunkovej membrány, narušenie jej permeability a zmenšenie objemu bunky.
Na veľkých vodovodných potrubiach sa na chlórovanie používa plynný chlór, dodávaný v oceľových fľašiach alebo nádržiach v skvapalnenej forme. Spravidla sa používa metóda normálneho chlórovania, t.j. spôsob chlórovania podľa potreby chlóru.
Je dôležité zvoliť dávku, ktorá poskytuje spoľahlivú dekontamináciu. Pri dezinfekcii vody chlór prispieva nielen k smrti mikroorganizmov, ale tiež interaguje s organickými látkami vo vode a niektorými soľami. Všetky tieto formy viazania chlóru sú spojené v koncepte „absorpcie vodného chlóru“.
V súlade so SanPiN 2.1.4.559-96 „Pitná voda...“ by dávka chlóru mala byť taká, aby po dezinfekcii voda obsahovala 0,3 – 0,5 mg/l voľného zvyškového chlóru. Táto metóda bez zhoršenia chuti vody a zdravotne nezávadnej svedčí o spoľahlivosti dezinfekcie.
Množstvo aktívneho chlóru v miligramoch potrebné na dezinfekciu 1 litra vody sa nazýva potreba chlóru.
okrem správna voľba dávky chlóru nevyhnutná podmienkaúčinnou dezinfekciou je dobré premiešanie vody a dostatočný čas kontaktu vody s chlórom: v lete aspoň 30 minút, v zime aspoň 1 hodinu.
Úpravy chlórovania: dvojité chlórovanie, chlórovanie s amoniakom, rechlórovanie atď.
Dvojité chlórovanie zahŕňa dodávku chlóru do vodární dvakrát: prvýkrát pred sedimentačné nádrže a druhýkrát, ako obvykle, za filtre. To zlepšuje koaguláciu a zmenu farby vody, inhibuje rast mikroflóry v liečebné zariadenia, zvyšuje spoľahlivosť dezinfekcie.
Chlorácia s amonizáciou zahŕňa zavedenie roztoku amoniaku do vody, ktorá sa má dezinfikovať, a po 0,5 až 2 minútach - chlóru. Zároveň vo vode vznikajú chloramíny - monochlóramíny (NH2Cl) a dichlóramíny (NHCl2), ktoré pôsobia aj baktericídne. Táto metóda sa používa na dezinfekciu vody s obsahom fenolov, aby sa zabránilo tvorbe chlórfenolov. Aj v zanedbateľných koncentráciách dodávajú chlórfenoly vode farmaceutickú vôňu a chuť. Chloramíny, ktoré majú slabší oxidačný potenciál, netvoria s fenolmi chlórfenoly. Rýchlosť dezinfekcie vody chloramínmi je nižšia ako pri použití chlóru, takže dezinfekcia vody by mala trvať minimálne 2 hodiny a zvyškový chlór 0,8-1,2 mg/l.
Rechlórovanie zahŕňa pridávanie zjavne veľkých dávok chlóru (10-20 mg/l alebo viac) do vody. To vám umožní skrátiť čas kontaktu vody s chlórom na 15-20 minút a získať spoľahlivú dezinfekciu od všetkých typov mikroorganizmov: baktérií, vírusov, Burnetových rickettsie, cýst, dyzenteriickej améby, tuberkulózy a dokonca aj spór antraxu. Na konci dezinfekčného procesu zostáva vo vode veľký prebytok chlóru a vzniká potreba dechlorácie. Na tento účel sa do vody pridáva hyposiričitan sodný alebo sa voda filtruje cez vrstvu aktívneho uhlia.
Perchlórovanie sa využíva najmä pri expedíciách a vojenských podmienkach.
Nevýhody metódy chlórovania zahŕňajú:
A) zložitosť prepravy a skladovania kvapalného chlóru a jeho toxicita;
B) dlhý čas kontaktu vody s chlórom a obtiažnosť výberu dávky pri chlórovaní bežnými dávkami;
C) tvorba organochlórových zlúčenín a dioxínov vo vode, ktoré nie sú telu ľahostajné;
D) zmena organoleptických vlastností vody.
A napriek tomu vysoká účinnosť robí metódu chlórovania najbežnejšou v praxi dezinfekcie vody.
Pri hľadaní metód bez reagencií alebo reagencií, ktoré sa nemenia chemické zloženie vody, venovali pozornosť ozónu. Prvýkrát sa experimenty so stanovením baktericídnych vlastností ozónu uskutočnili vo Francúzsku v roku 1886. Prvý produkčný ozonátor na svete postavili v roku 1911 v Petrohrade.
V súčasnosti je metóda ozonizácie vody jednou z najperspektívnejších a používa sa už v mnohých krajinách sveta – Francúzsko, USA atď. Vodu ozonizujeme v Moskve, Jaroslavli, Čeľabinsku na Ukrajine (Kyjev, Dnepropetrovsk, Záporožie atď.).
Ozón (O3) je svetlofialový plyn s charakteristickým zápachom. Molekula ozónu ľahko odštiepi atóm kyslíka. Pri rozklade ozónu vo vode vznikajú ako medziprodukty krátkodobé voľné radikály HO2 a OH. Atómový kyslík a voľné radikály, ako silné oxidačné činidlá, určujú baktericídne vlastnosti ozónu.
Spolu s baktericídnym pôsobením ozónu dochádza v procese úpravy vody k odfarbeniu a eliminácii chutí a pachov.
Ozón vzniká priamo vo vodárňach tichým elektrickým výbojom vo vzduchu. Zariadenie na ozonizáciu vody kombinuje klimatizačné jednotky, výrobu ozónu a jeho miešanie s dezinfikovanou vodou. Nepriamym ukazovateľom účinnosti ozonizácie je zvyškový ozón na úrovni 0,1-0,3 mg/l za zmiešavacou komorou.
Výhody ozónu oproti chlóru pri dezinfekcii vody spočívajú v tom, že ozón netvorí vo vode toxické zlúčeniny (organochlórové zlúčeniny, dioxíny, chlórfenoly atď.), zlepšuje organoleptické vlastnosti vody a poskytuje baktericídny účinok s kratším kontaktným časom (až do 10 minút). Je účinnejší vo vzťahu k patogénnym prvokom - dyzenteriálna améba, Giardia atď.
Plošnému zavedeniu ozonizácie do praxe dezinfekcie vody bráni vysoká energetická náročnosť procesu výroby ozónu a nedokonalosť zariadení.
Oligodynamický účinok striebra bol dlho považovaný za prostriedok na dezinfekciu najmä individuálnych zásob vody. Striebro má výrazný bakteriostatický účinok. Dokonca aj po zavedení malého množstva iónov do vody sa mikroorganizmy prestanú množiť, hoci zostávajú nažive a dokonca sú schopné spôsobiť ochorenie. Koncentrácie striebra, schopné spôsobiť smrť väčšiny mikroorganizmov, sú pre človeka pri dlhodobom používaní vody toxické. Striebro sa preto používa najmä na konzerváciu vody pri dlhodobom skladovaní v navigácii, kozmonautike a pod.
Na dezinfekciu jednotlivých zásob vody sa používajú tabletové formy s obsahom chlóru.
Aquasept - tablety s obsahom 4 mg aktívneho chlóru monosodnej soli kyseliny dichlórizokyanurovej. Vo vode sa rozpúšťa do 2-3 minút, okysľuje vodu a tým zlepšuje proces dezinfekcie.
Pantocid je liek zo skupiny organických chloramínov, rozpustnosť - 15-30 minút, uvoľňuje 3 mg aktívneho chlóru.
Fyzikálne metódy zahŕňajú varenie, ožarovanie ultrafialovými lúčmi, vystavenie ultrazvukovým vlnám, vysokofrekvenčným prúdom, gama lúčom atď.
Výhodou fyzikálnych metód dezinfekcie oproti chemickým je, že nemenia chemické zloženie vody a nezhoršujú jej organoleptické vlastnosti. Ale kvôli ich vysokým nákladom a potrebe starostlivej predbežnej prípravy vody sa vo vodovodných konštrukciách používa iba ultrafialové ožarovanie a na miestne zásobovanie vodou sa používa varenie.
Ultrafialové lúče majú baktericídny účinok. Tú založil na konci minulého storočia A.N. Maklanov. Najúčinnejšia časť UV časti optického spektra v rozsahu vlnových dĺžok od 200 do 275 nm. Maximálny baktericídny účinok dopadá na lúče s vlnovou dĺžkou 260 nm. Mechanizmus baktericídneho pôsobenia UV žiarenia sa v súčasnosti vysvetľuje porušením väzieb v enzýmových systémoch bakteriálnej bunky, čo spôsobuje narušenie mikroštruktúry a metabolizmu bunky, čo vedie k jej smrti. Dynamika odumierania mikroflóry závisí od dávky a počiatočného obsahu mikroorganizmov. Účinnosť dezinfekcie je ovplyvnená stupňom zákalu, farbou vody a zložením jej solí. Nevyhnutným predpokladom spoľahlivej dezinfekcie vody UV lúčmi je jej predbežné vyčírenie a odfarbenie.
Výhody ultrafialového žiarenia spočívajú v tom, že UV lúče nemenia organoleptické vlastnosti vody a majú širšie spektrum antimikrobiálneho účinku: ničia vírusy, spóry bacilov a vajíčka helmintov.
Ultrazvuk sa používa na dezinfekciu domových odpadových vôd, pretože. je účinný proti všetkým druhom mikroorganizmov vrátane spór bacilov. Jeho účinnosť je nezávislá od zákalu a jeho použitie nevedie k peneniu, ktoré sa často vyskytuje pri dezinfekcii domových odpadových vôd.
Gama žiarenie je veľmi účinná metóda. Účinok je okamžitý. Ničenie všetkých druhov mikroorganizmov sa však v praxi vodovodných potrubí zatiaľ neuplatňuje.
Varenie je jednoduchý a spoľahlivý spôsob. Vegetatívne mikroorganizmy odumierajú pri zahriatí na 80°C po 20-40 sekundách, takže v čase varu je voda vlastne dezinfikovaná. A pri 3-5 minútovom vare je úplná záruka bezpečnosti aj pri silnom znečistení. Varenie zničí botulotoxín a 30 minút varu zabije spóry bacilov.
Nádobu, v ktorej sa uchováva prevarená voda, je potrebné denne umývať a vodu denne meniť, pretože prevarená voda je intenzívnym rozmnožovaním mikroorganizmov.
Úvod………………………………………………………………………………………..3
1. Hygienické požiadavky na pitnú vodu………………………………....4
2. Hlavné zdroje znečistenia pitnej vody………………………………..5
3. Metódy čistenia a filtrovania vody z vodovodu………………………7
Záver……………………………………………………………………………….. 11
Referencie……………………………………………………………………… 12
Úvod
Pitná voda - najdôležitejším faktoromľudské zdravie. Takmer všetky jeho zdroje podliehajú antropogénnym a technogénnym vplyvom rôznej intenzity. Hygienický stav väčšina otvorených vodných útvarov Ruska sa v posledných rokoch zlepšila v dôsledku zníženia vypúšťania odpadových vôd priemyselné podniky ale stále znepokojujúce.
Problém kvality pitnej vody zasahuje do mnohých aspektov života ľudskej spoločnosti počas celej histórie jej existencie. V súčasnosti je pitná voda sociálnym, politickým, medicínskym, geografickým, environmentálnym, inžinierskym a ekonomickým problémom. Pojem „pitná voda“ vznikol pomerne nedávno a možno ho nájsť v zákonoch a právnych aktoch o zásobovaní pitnou vodou.
Pitná voda - voda, ktorá svojou kvalitou v prirodzenom stave alebo po úprave (čistenie, dezinfekcia) spĺňa ustanovené regulačné požiadavky a je určená na pitnú a domácu potrebu človeka alebo na výrobu potravinárskych výrobkov. Hovoríme o požiadavkách na kombináciu vlastností a zloženia vody, pri ktorej nepriaznivo neovplyvňuje ľudské zdravie, a to ako pri ústnej konzumácii, tak aj pri použití na hygienické účely, ako aj pri výrobe potravinárskych výrobkov.
1. Hygienické požiadavky na pitnú vodu
Voda používaná obyvateľstvom na domáce účely musí spĺňať nasledovné hygienické požiadavky:
1) majú dobré organoleptické vlastnosti a osviežujú
akcie, byť transparentné, bezfarebné, bez nepríjemnej chuti alebo zápachu.
Tieto požiadavky sú premietnuté do súčasnej normy u nás na kvalitu pitnej vody zásobovanej obyvateľstvom vodovodnými potrubiami (GOST 2874-82). Súlad kvality pitnej vody s normami stanovenými normou sa zisťuje hygienicko-chemickým a bakteriologickým rozborom vody. Voda z vodovodu musí spĺňať nasledujúce požiadavky.
Fyzikálne vlastnosti vody:
Priehľadnosť vody závisí od prítomnosti suspendovaných častíc v nej. Pitná voda by mala byť taká, aby tlačené písmo určitej veľkosti bolo možné prečítať cez vrstvu 30 cm.
Farba pitnej vody získanej z povrchových a plytkých podzemných zdrojov je spravidla spôsobená prítomnosťou humínových látok vyplavovaných z pôdy. Farba pitnej vody môže byť spôsobená aj rastom rias v nádrži (kvetom), z ktorej sa voda odoberá, ako aj jej znečistením. odpadových vôd. Po vyčistení vody na vodárňach sa jej farba znižuje. V laboratórnych štúdiách sa intenzita farby pitnej vody porovnáva s podmienenou stupnicou štandardných roztokov a výsledok sa vyjadruje v stupňoch farby. Vo vode z vodovodu by farba nemala presiahnuť 20 °.
Chuť a vôňa pitnej vody je spôsobená prítomnosťou organických látok rastlinného pôvodu vo vode, ktoré dodávajú vode zemitú, trávnatú, bažinatú vôňu a chuť. Dôvodom zápachu a chuti pitnej vody môže byť znečistenie a priemyselné odpadové vody. Chuť a zápach niektorých podzemných vôd sa vysvetľuje prítomnosťou veľkého množstva minerálnych solí a plynov v nich rozpustených, ako sú chloridy, sírovodík. Pri úprave vody na vodárňach intenzita zápachu klesá, ale len mierne.
Pri štúdiu pitnej vody sa zisťuje povaha vône (aromatická, lekárenská atď.) alebo chuti (horká, slaná atď.), ako aj ich intenzita v bodoch: 0 - absencia, 1 bod - veľmi slabá , 2 - slabé, 3 - viditeľné, 4 - zreteľné, 5 bodov - veľmi silné. Prípustná intenzita vône alebo chuti nie je vyššia ako 2 body. Ak sa zistí farba, chuť a vôňa nezvyčajná pre prírodnú vodu, je potrebné zistiť ich pôvod.
2. Hlavné zdroje znečistenia pitnej vody
Mestské kanalizácie – obsahujú chemické aj mikrobiologické znečistenie a predstavujú vážne nebezpečenstvo. Baktérie a vírusy v nich obsiahnuté sú pôvodcami nebezpečných chorôb: týfus a paratýfus, salmonelóza, bakteriálna rubeola, embryá cholery, vírusy spôsobujúce zápaly pericerebrálnej membrány a črevné ochorenia. Takáto voda môže byť nosičom vajíčok červov (pásomnice, škrkavky a vretenice). Mestské kanalizácie obsahujú aj jedovaté čistiace prostriedky (detergenty), komplexné aromatické uhľovodíky (ACH), dusičnany a dusitany.
Priemyselné odtoky. V závislosti od odvetvia môžu obsahovať takmer všetky existujúce chemikálie: ťažké kovy, fenoly, formaldehyd, organické rozpúšťadlá (xylén, benzén, toluén), vyššie spomínané (SAU) a tzv. vysoko toxické odpadové vody. Posledná odroda spôsobuje mutagénne (genetické), teratogénne (poškodzujúce plod) a karcinogénne (rakovinové) zmeny. Hlavnými zdrojmi obzvlášť toxických odpadových vôd sú hutnícky priemysel a strojárstvo, výroba hnojív, celulózový a papierenský priemysel, výroba cementu a azbestu a priemysel farieb a lakov. Paradoxne je zdrojom znečistenia aj samotný proces čistenia a úpravy vody.
Komunálny odpad. Vo väčšine prípadov tam, kde nie je vodovodná sieť, nie je ani kanalizácia, a ak áno, tak tá (kanalizácia) nemôže úplne zabrániť prenikaniu odpadov do pôdy a následne do podzemných vôd. Keďže horný horizont podzemnej vody sa nachádza v hĺbke 3 až 20 m (hĺbka bežných studní), práve v tejto hĺbke sa hromadia „produkty“. ľudská aktivita v oveľa vážnejších koncentráciách ako v povrchovej vode: pracie prostriedky z našich práčok a vaní, kuchynský odpad (zvyšky jedla), ľudské a zvieracie výkaly. Všetky uvedené zložky sú samozrejme filtrované cez vrchnú vrstvu pôdy, no niektoré z nich (vírusy, vo vode rozpustné a tekuté látky) sú schopné takmer bez strát preniknúť do podzemnej vody. To, že v určitej vzdialenosti od studní sa nachádzajú žumpy a miestna kanalizácia, nič neznamená. Je dokázané, že podzemná voda sa môže za určitých podmienok (napr. mierny sklon) pohybovať v horizontálnej rovine aj niekoľko kilometrov!
Priemyselný odpad. V podzemnej vode sú prítomné v o niečo menšom množstve ako v povrchových vodách. Väčšina tohto odpadu ide priamo do riek. Okrem toho sa priemyselný prach a plyny usadzujú priamo alebo v kombinácii s atmosférickými zrážkami a hromadia sa na povrchu pôdy. rastliny, rozpustiť a preniknúť hlboko do. Preto nikoho, kto sa profesionálne zaoberá čistením vôd, neprekvapí obsah ťažkých kovov a rádioaktívnych zlúčenín v studniach nachádzajúcich sa ďaleko od hutníckych centier – v Karpatoch. Priemyselný prach a plyny sú transportované prúdmi vzduchu stovky kilometrov od zdroja emisií. Priemyselné znečistenie pôdy zahŕňa aj organické zlúčeniny vznikajúce pri spracovaní zeleniny a ovocia, mäsa a mlieka, odpad z pivovarov, komplexy hospodárskych zvierat.
Kovy a ich zlúčeniny prenikajú do tkanív tela vo forme vodného roztoku. Penetračná sila je veľmi vysoká: všetci sú ovplyvnení vnútorné orgány a ovocie. Odstránenie z tela cez črevá, pľúca a obličky vedie k narušeniu činnosti týchto orgánov. Akumulácia nasledujúcich prvkov v tele vedie k:
poškodenie obličiek - ortuť, olovo, meď.
poškodenie pečene – zinok, kobalt, nikel.
poškodenie kapilár - arzén, bizmut, železo, mangán.
poškodenie srdcového svalu - meď, olovo, zinok, kadmium, ortuť, tálium.
výskyt rakoviny - kadmium, kobalt, nikel, arzén, rádioaktívne izotopy.
3. Metódy čistenia a filtrovania vody z vodovodu
Podľa Výskumného ústavu „Ekológia a hygiena človeka životné prostredie ich. A. N. Sysina" RAMS:
· V celoštátnom priemere takmer každá tretia vzorka „kohútikovej“ vody nevyhovuje hygienickým požiadavkám z hľadiska hygienicko-chemických ukazovateľov a každá desiata vzorka - z hľadiska hygienicko-bakteriologických;
jednotlivé mestské nádrže obsahujú od 2 do 14 tisíc syntetizovaných chemických látok;
· Len 1 percento zdrojov povrchovej vody spĺňa prvotriedne požiadavky, pre ktoré sú navrhnuté naše tradičné technológie úpravy vody;
Pri výbere systému na čistenie vody pre váš dom si musíte uvedomiť, že voda sa bude používať na domáce účely, ako aj na pitie a varenie. Úloha dostať kvalitu vody na úroveň, ktorá je optimálna pre každú z jej aplikácií, je riešená pomocou vhodných systémov úpravy vody. Takéto systémy sú rozdelené na tie, ktoré sú inštalované tam, kde voda vstupuje do domu, a tie, ktoré sú inštalované v mieste použitia, napríklad v kuchyni. Prvá robí vodu "domácou": funguje s ňou dobre práčka, môžete umývať riad, opláchnuť v sprche. Druhá - pripravte pitnú vodu. Požiadavky na čistotu vody v prvom a druhom prípade by mali byť odlišné. V opačnom prípade sa buď pitná voda plytvá pre potreby domácnosti, alebo sa na pitie používa voda, ktorá nebola riadne vyčistená.
Načítava...
