Очистка питної води

Очищення питної води - звільнення від зважених у ній речовин і зменшення її кольоровості відповідно до гігієнічних вимог до якості питної води. Видалення каламутності і зниження кольоровості (посвітління) води досягається шляхом її відстоювання в спеціальних відстійниках. Однак дуже дрібні частинки зважених речовин і гумінові сполуки не випадають з води навіть при тривалому відстоюванні. Для збільшення ефективності освітлення воду обробляють спеціальними хімічними реагентами - коагулянтами, найчастіше солями тривалентних металів. Частинки коагулянту, взаємодіючи зі зваженими речовинами і гуміновими сполуками, пов'язують їх в пластівці, що швидко осідають на дно відстійника. Останнім часом для прискорення процесу коагуляції у воду додають так звані флоккулянты. Найчастіше в якості флоккулянта використовуються високомолекулярні сполуки, наприклад, поліакриламід. Для остаточного освітлення воду пропускають через повільно діючі або швидкі фільтри. При повільній фільтрації через фільтрувальний шар піску вода проходить зі швидкістю 0,1 - 0,3 м/год, при цьому в результаті затримки зважених речовин, личинок та яєць гельмінтів, а також значної кількості бактерій у верхньому шарі піску утворюється так звана біологічна плівка, сприяє ефективності фільтрації. Повільні фільтри можуть працювати без попередньої коагуляції води і використовуються на малих водопроводах, головним чином в сільських населених пунктах. Через швидкі фільтри вода фільтрується зі швидкістю 5-8 м/год, у верхньому шарі піску також утворюється плівка з пластівців коагулянта, покращує фільтрацію.
Використовуються також нові конструкції фільтрів підвищеної продуктивності: двошарові, в яких фільтруючий шар складається з піску і подрібненого антрациту, двопоточні, в яких вода подається зверху і знизу, а відводиться по трубах з товщі фільтруючого шару, а також так звані контактні освітлювачі, в які подається вода і розчин коагулянту і які замінюють собою відстійники і фільтри. У цьому типі споруд коагуляція та затримка пластівців коагулянта і зважених часток відбуваються в товщі фільтруючого шару.
Після коагуляції, відстоювання і фільтрування вода стає прозорою і безбарвною, у значній мірі зменшується її бактеріальне забруднення. Остаточне знезараження води - видалення з неї хвороботворних мікроорганізмів - проводиться шляхом її хлорування, озонування, впливу бактерицидними ультрафіолетовими променями, ультразвуку високої інтенсивності, ультракороткими радіохвилями, радіоактивним випромінюванням шляхом використання бактерицидних властивостей срібла, міді та ін Хлорування питної води здійснюється застосуванням газоподібного хлору, хлорного вапна, хлораміну, пантоциду, двоокису хлору та ін Хлор, проникаючи в мікроорганізми, руйнує їх ферментну систему. При простому хлоруванні освітленої води величина дози визначається хлоропоглощаемостью (в середньому 0,5 - 1 мг/л). Для більш надійного ефекту, якщо вода дуже забруднена, проводиться подвійне хлорування - до очищення води і після неї. Якщо у воді є речовини, які можуть надати їй неприємний запах і присмак після хлорування, до води попередньо додають аміак або амонійні солі. При хлоруванні води великими дозами хлору (в 5-10 разів більшими, ніж при звичайному хлоруванні) подальше дехлорування здійснюється фізичними, (фільтри з активованим вугіллям) чи хімічними засобами (тіосульфат натрію, двоокис сірки, сульфат натрію тощо). Озонування води проводиться за допомогою спеціальних апаратів - озонаторів, з яких повітря, збагачене озоном (03), надходить у воду і змішується з нею. У воді 03 віддає атом кисню і створює високий окислювальний потенціал. Застосовується цей метод при централізованому водопостачанні. Знезараження питної води ультрафіолетовими променями, ультразвуком та ін. проводиться за допомогою спеціальної апаратури.
При необхідності видалення з води надлишкової кількості заліза проводиться її знезалізнення шляхом розбризкування води на спеціальних спорудах з метою її аерації і окислення двовалентного заліза в тривалентне і подальшої фільтрації для його затримки. Усунення присмаків і запахів води (дезодорація) здійснюється фільтрацією води через активоване вугілля, обробкою великими дозами хлору, озонуванням та ін.
При високій жорсткості води роблять її зм'якшення. В домашніх умовах пом'якшення досягається кип'ятінням води, при якому випадають в осад солі кальцію і магнію.
На комунальних водопроводах для пом'якшення використовується содово-вапняний спосіб. Найбільш досконалим методом пом'якшення води є фільтрування його через так звані іонообмінні фільтри, в яких фільтруючий шар являє собою матеріал, що має властивість обмінювати містяться в них іони на іони солей, розчинених у воді.
При санітарному контролі за обробкою води проби відбираються по ходу технологічного процесу: у місця забору води з вододжерела, після відстійників, фільтрів і резервуарів, а також з водоводів. Проби відбираються середнім медперсоналом у відповідності з існуючими спеціальними інструкціями. Очищення води в польових умовах проводиться головним чином з метою її знезараження і знешкодження. Знешкодження питної води має на меті видалити з води отруйні речовини і отрути або перетворити їх у менш токсичні сполуки. Вода, що підлягає знешкодженню, фільтрується через активоване вугілля спеціального приготування (карбоферрогель), проводиться хлорування води великими дозами активного хлору (наприклад, для видалення з води іприту). Кожне ІВ або група ОВ у воді знешкоджується за особливою технологією. Знешкодження миш'яковистих сполук досягається їх окисленням і перетворенням у нерозчинні сполуки.
Зарин, зоман знешкоджуються додаванням до води, в якій вони перебувають, 5 мг/л кальцинованої соди на 1 мг/л цих речовин, що знаходяться у воді. Після додавання кальцинованої соди воду протягом 1 години ретельно розмішують, після чого вона знешкоджується. Для очищення води в польових умовах застосовують автомобільні фільтрувальні станції, тканево-вугільні фільтри, універсальні портативні фільтри і рухливі опріснювальні установки. См. також Водопостачання.

Очищення води (питної) - поліпшення складу і властивостей природної води з метою приведення її у відповідність з вимогами державного стандарту (ГОСТ) на якість питної води.
Очищення води поверхневих джерел здійснюється на водоочисних установках: відстійниках, фільтрах; у них відбувається освітлення води нерідко в поєднанні про знебарвлення або дезодорацією.
Освітлення води - звільнення її від зважених речовин різного ступеня дисперсності. Видалення великих частинок досягається шляхом відстоювання у відстійниках, в яких вода рухається з малою швидкістю. За напрямом руху води розрізняють горизонтальні і вертикальні відстійники. Вода з відстійників подається на фільтри, завантажені дрібним річковим піском. Осветляемая вода проходить через пісок та відводиться за допомогою перебуває на дні фільтра дренажу в резервуари чистої води.
Завдяки утворюється на поверхні піску плівці з мінеральної та колоїдної суспензії, фільтри затримують найдрібнішу каламуть, яйця гельмінтів, а також до 99% бактерій. Викладений процес простого освітлення вимагає від 8 до 24 годин відстою і дуже малої швидкості фільтрації - до 0,1 м/годину, що сильно обмежує продуктивність очисних споруд. Установки цього типу використовуються лише на малих (сільських) водогонах.
На великих водопроводах для усунення колірності поверхневих вод, вызывающейся зазвичай колоїдними гуміновими речовинами, застосовується освітлення з попередньою коагуляцією за схемою: коагулювання → відстоювання → фільтрація. Коагулянти (сульфат алюмінію, сірчанокисле залізо та ін), які додаються до води в певних дозах, утворюють в ній гідроокису у вигляді пластівців, які порівняно швидко осаджуються потім у відстійниках, захоплюючи з собою дрібнодисперсну суспензію і гумінові речовини. Однак достатня ступінь освітлення і знебарвлення води досягається після її фільтрування на швидких фільтрах. Ці фільтри відрізняються більшою крупністю піску, значно більшою швидкістю фільтрації - 5 м/годину і більше. При цьому методі очищення води ступінь і надійність затримки бактерій менша (не більш 90%); тому освітлена таким чином вода вимагає обов'язкового знезараження (див. Знезараження питної води).

схема освітлювача
Рис. 1. Схема освітлювача: 1 - освітлена вода; 2 - камера реакції вихрового типу; 3 - зона зваженого осаду; 4 - подача неочищеної води; 5 - випуск осаду; 6 - шламоуплотнитель.

В останні роки замість звичайних вертикальних відстійників застосовуються відстійники зі зваженим осадом, спеціально накопичуються на дні відстійника шаром в 2-2,5 м. Вода, що надходить у відстійник, проходить через цей шар, який відіграє роль своєрідного фільтра, що затримує суспензії, завдяки чому створюються умови більшого контакту води з поверхнею пластівців коагулянта. В результаті ефект освітлення і знебарвлення води підвищується (рис. 1).
Замість звичайних швидких фільтрів часто застосовуються фільтри Академії комунального господарства ім. К. Д. Памфілова (АКХ), в яких вода подається зверху і знизу, а дренажні труби для відводу профільтрованої води розташовані в товщі піску на межі між верхньою і середньою третиною фільтруючого шару. Фільтрація одночасно зверху вниз і знизу вгору через шар більш крупного гравію і піску підвищує брудоємність фільтра більш ніж в 2 рази, дозволяє підвищити швидкість фільтрації до 12 м/год.
Для порівняно мало забруднених поверхневих вод нерідко застосовується схема освітлення води без відстоювання: коагулювання → фільтрація. Процес коагуляції - реакція утворення пластівців та їх затримка разом з сорбованих суспензіями води - відбувається в товщі фільтра швидше за рахунок кращих умов контакту. Ці фільтри отримали назву контактних освітлювачів (рис. 2); вони економні в будівництві, але вимагають вмілій і ретельної експлуатації.



схема контактного освітлювача
Рис. 2. Схема контактного освітлювача: 1 - подача промивної води; 2 - подача річкової води; 3 - зернистий завантаження; 4 - відведення, освітленої води; 5 - збірний кишеню; 6 - відведення промивної води; 7 - сток.

Часте використання водосховищ в якості джерел водопостачання викликає необхідність вдаватися до усунення запаху води, який утворюється в результаті гідробіологічних процесів, особливо при забрудненні водойм стічними водами. Найбільш ефективно дезодорація води досягається окисленням пахнуть: речовин у процесі знезаражування води озоном, діоксидом хлору). Практично найбільш доступним є сорбційний: процес дезодорації шляхом углевания, тобто введення у воду певних доз порошкоподібного активованого вугілля.
Очищення води підземних вододжерел, як правило, має своєю метою поліпшення їх органолептичних властивостей (прозорості, смакових якостей), зменшення жорсткості води або усунення з води шкідливих для здоров'я речовин. Це досягається шляхом знезалізнення води (аерацією з подальшим видаленням пластівців гідроксиду заліза відстоюванням і фільтрацією), опріснення, або пом'якшення, води, тобто зменшенням сольового складу або тільки солей жорсткості (див. Опріснення веди) або обесфториванием шляхом обробки води сірчанокислим алюмінієм або фільтруванням через іонообмінні матеріали - аниониты.
Вибір принципової схеми, методів і найбільш раціональних типів споруд та апаратури для очищення води на водопроводах повинен проводитися з урахуванням якості води джерела водопостачання, гігієнічних вимог до якості питної води, передбачених стандартом, а також простоти і надійності в експлуатації. См. також Вода, Водопостачання.