Знезараження питної води

Знезараження питної води - видалення з води хвороботворних мікроорганізмів. Існує кілька способів знезараження води (див. схему). Як правило, для отримання достатніх і стійких результатів знезараження питної води вона повинна бути піддана попередньої очищення (див. Очищення води).
Хлорування - найбільш поширений спосіб обробки питної води. Частіше застосовують хлор і двоокис хлору; в техніко-економічному відношенні перевага віддається рідкого хлору і гипохлоритам (хлорне вапно). При взаємодії хлору або гіпохлориту з водою в ній утворюються хлорнуватиста кислота (НОCl) і вільний іон (НCl-); потім хлорнуватиста кислота дисоціює з утворенням гіпохлорит-іона (ОCl-). Хлор, що міститься в хлорнуватистої кислоти і гіпохлорит-іоні, реагує з присутніми у воді органічними речовинами і зв'язується ними. Цим визначається в основному так звана хлоропоглощаемость знезаражуємо води. Вільний (активний) хлор або його активні сполуки руйнують ферментну систему мікробної клітини. Для досягнення знезаражуючого ефекту необхідні певна доза хлору і достатня тривалість контакту його з водою. Тривалість контакту на водопроводах повинна бути не менше 30 хв. Потрібну дозу хлору визначають пробним хлоруванням води, що підлягає знезараженню. Орієнтовно для пробного хлорування можна прийняти наступні дози хлору: для фільтрованої поверхневої (і освітленої підземної води 0,5-1 мг/л. Якщо вода сильно забруднена, доза повинна бути відповідно збільшена.
При простому хлоруванні величина необхідної дози визначається в основному хлоропоглощаемостью і береться з надлишком не менше 0,3 мг/л, щоб забезпечити гарантійне знезараження. Коли водоисточник сильно забруднена (див. Джерела водопостачання), то для більш надійного знезараження проводиться подвійне хлорування - до очищення і після неї. Якщо у воді є речовини (феноли та ін), які навіть в малих концентраціях можуть при хлоруванні надати їй неприємний запах і присмак, то для запобігання цього на воді попередньо додають аміак або амонійні солі (преаммонизация води). При цьому хлоропоглощаемость води зменшується, час збереження в ній активного хлору подовжується.
Установки і апарати для дозування хлору чи його сполук), додається до води,- хлоратори - скрізь, крім малих водопроводів, розміщують в спеціальному приміщенні або в окремій будівлі - хлораторної (рис. 1).

Рис. 1. План приміщень хлораторної: I - тамбур; II - проміжний склад балонів; III - дозаторная для скраплення хлоргаза; IV - приміщення чергового; V - тамбур; 1 - запасні балони з хлором; 2 - вентиляційний стояк; 3 - вікно; 4 - балони на терезах; 5 - вакуум-хлоратори; в - грязеуловитель; 7 - умивальник.

Хлорування питних вод, однак, має і свої недоліки: необхідність ретельного дозування хлору, оскільки навіть невелике зменшення дози різко знижує ефективність знезараження питної води, а перевищення дози надає воді запах хлору; можливість появи специфічних хлорфенольного запахів; токсичність хлору і необхідність особливих заходів його транспортування, зберігання і т. д.
При знезараженні питної води, особливо великими дозами хлору, проводиться дехлорування, що здійснюється фізичними засобами за допомогою фільтрів з активованим вугіллям (висотою 0,5-2,5 м, зерна вугілля 1,5 - 2,5 мм, швидкість фільтрування 20 - 30 м3/год) або хімічним шляхом - в резервуарах із застосуванням тіосульфату натрію, двоокису сірки, сульфіту натрію і т. п., нейтралізуючих хлор (з обов'язковим розрахунком потреби нейтралізуючих речовин).
Озонування - найбільш перспективний метод знезараження питної води у зв'язку із здешевленням електроенергії, необхідної для отримання озону в спеціальних апаратах (озонаторах). Повітря, що проходить через озонатор, піддається впливу електричного розряду високої напруги, завдяки якому значна частина кисню повітря (O2) перетворюється в озон (O3). З озонатора повітря, збагачене озоном, направляється в резервуари, де змішується з водою, підлягає знезараженню. Бактерицидну дію озону пов'язано з раскислением молекули озону і віддачею атома кисню, що супроводжується появою у воді окисного потенціалу, значно більш високого, ніж при хлоруванні. При контакті з водою протягом 8-15 мін. кількість O3, необхідне для знезараження питної води, залежить від ступеня забруднення, складу і властивостей води і коливається від 1 до 6 мг/л і більше. Для досягнення надійного ефекту знезараження доза залишкового озону у воді має на 0,3-0,5 мг/л перевищувати озонопоглощаемость води.
Надлишок озону у воді не викликає неприємних запахів і присмаку у воді; навпаки, озонування вельми істотно покращує її органолептичні властивості. Тому, з гігієнічної точки зору озонування є одним з найкращих методів О. п. в. Недоліки О. п. в. озоном; велика витрата електроенергії, складність апаратури, необхідність кваліфікованого технічного нагляду.
Озонування застосовується тільки для О. п. в. при централізованому водопостачанні (рис. 2).

Рис. 2. План станції для озонування води, що працює за принципом противопоточного надходження води і озонованого повітря: 1 - береговий колодязь; 2 і 4 - насоси; 3 - водоочисні споруди (коагуляція, відстоювання, пісочний фільтр); 5 - напірний бак; 6 - стерилізатор; 7 - озонатор; 8 - фільтр; 9 - сушарка для повітря; 10 - повітрявіддлювач; 11 - резервуар для чистої води.

Крім хлорування та озонування, до хімічних способів знезараження питної води відноситься і використання олигодинамических властивостей важких металів (мідь, срібло та ін) в силу їх здатності надавати бактерицидну дію в надзвичайно малих концентраціях. Використання срібла рекомендувалося і для знезараження води плавальних басейнів.
З фізичних способів найбільше практичне застосування одержало О. п. в.
бактерицидними ультрафіолетовими променями. В якості джерел бактерицидного випромінювання використовують ртутно-кварцові лампи високого тиску і органо-ртутні лампи низького тиску; 70% потужності випромінювання останніх припадає на область довжини хвиль 250-260 ммк, що володіє найбільш високою бактерицидностью. О. п. в. цим способом не змінює властивостей і складу води. Ультрафіолетові промені діють на клітинний обмін і особливо на ферментативну діяльність бактеріальної клітини. Однією з важливих умов ефективності опромінення є прозорість і безбарвність води. О. п. в. бактерицидними променями виробляють в установках лоткового типу з непогруженными лампами або в напірних установках з зануреними у воду джерелами опромінення (рис. 3).

Рис. 3 Установка для знезараження води ультрафіолетовими променями (АКХ-1): А - розріз; Б - схема руху води в камері; 1 - оглядове вікно; 2 - корпус; 3 - перегородки; 4 - подача води; 5 - ртутно-кварцова лампа ПРК-7; в - кварцовий чохол.


Знезараження питної води ультразвуком великої інтенсивності (10-30 Вт/см2), бактерицидні властивості якого пов'язані з появою у воді кавітаційних бульбашок і імпульсів величезних тисків. О. п. в. ультракороткими радіохвилями, особливо сантиметрового діапазону (3-10 см), бактерицидність яких, як вважають, викликається різким підвищенням температури маси бактеріальної клітини. О. п. в. радіоактивним випромінюванням, що володіє специфічним механізмом бактерицидної дії, як і інші безреагентные способи О. п. в., знаходяться ще в стадії попередніх досліджень і технічних випробувань.
При контролі ефективності О. п. в. виходять з того, що збудники кишкових бактеріальних інфекцій (холери, черевного тифу, дизентерії та ін), що розповсюджуються водним шляхом, менш резистентні до хімічних і фізичних засобів, які використовуються для О. п. в., ніж сапрофитные мікроорганізми, які зазвичай знаходяться у воді. Тому при О. п. в. прагнуть не до важко досягається і невиправданою її стерилізації, а лише до знищення патогенних мікробів, небезпечних для здоров'я. При цьому вода вважається знезараженої, якщо в ній залишається не більше 100 мікробів в 1 мл і не більше трьох кишкових паличок в 1 л води. В цьому випадку всі патогенні мікроорганізми, як менш резистентні, можуть вважатися убитими в процесі О. п. в. Це вимога увійшло в стандарт якості питної води. На водопровідних станціях, де вода знезаражується хлором або озоном, щогодини (або півгодини) перевіряють вміст у воді залишкового хлору (або озону як непрямого показника надійності знезараження питної води.
За останні десятиліття встановлена можливість поширення водним шляхом кишкових вірусів (ентеровірусів) та їх етіологічна роль в ряді захворювань (інфекційний гепатит, ймовірно, поліомієліт та ін). Ентеровіруси виявилися більш резистентні, ніж патогенні бактерії і кишкова паличка. Тому при епідеміологічної небезпеки О. п. в. має проводитися з урахуванням більш високого залишкового хлору (озону), так як звичайний рівень вмісту кишкової палички в цих випадках не відповідає гігієнічним вимогам.