Современное состояние систем водоснабжения

• поражению  почек - ртуть, свинец, медь.

• поражению  печени - цинк, кобальт, никель.

• поражению  капилляров -- мышьяк, висмут, железо, марганец.

• поражению  сердечной мышцы - медь, свинец, цинк, кадмий, ртуть, таллий.

• возникновению  раковых заболеваний - кадмий, кобальт, никель, мышьяк, радиоактивные изотопы.

 

                                          Основные методы водоподготовки

 

    Методы водоподготовки, используемые для приготовления питьевой воды, очень разнообразны. Во всяком случае, применение конкретных методов или их сочетаний определяется химическим составом воды. Ниже приведены основные методы водоподготовки.

    Предварительная очистка. Если в качестве источника водоснабжения для приготовления питьевой воды используются поверхностные воды, требуется проведение тщательной предварительной очистки. Она включает в себя:

    Первичное отстаивание, решетки и сетчатые фильтры с размером ячеек от 0,005 мм до 1 см, коагуляцию, т.е. введение в обрабатываемую воду солей алюминия или железа, и преопределенных условиях, добавление флокулянта, чтобы укрупнить взвешенные и коллоидные частицы дисперсной системы и перевести их в фильтруемую форму.

 

           Рисунок 1

Схема съемной  водоочистной сетки

1 – рама, 2 – подложка,3  - фильтровальная  сетка, 4 – петля подъема и опускания  сетки

    Фильтрование.  Фильтрование воды является важнейшим этапом при приготовлении питьевой воды и применяется для самых различных целей.

    Основы фильтрования. Скорые фильтры объемные, в целях восстановления задерживающей способности загрузки включаются на промывку. Скорость фильтрования определяется составом воды и составляет, как правило, 10-20 м/ч. В качестве фильтрующего материала в зависимости от целей фильтрации. Применяется кварцевый песок, антрацит, активные угли и доломит.

 

Рисунок 2

Скорый безнапорный фильтр: а  – продольный разрез, б – поперечный разрез, в – вид сверху, г – дренажная система.

1 – корпус, 2 – слой воды, 3 –  фильтрующий материал, 4 – гравий, 5 – дренажная система, 6 – желоб  для отвода воды, 7 – карман  фильтра, 8 – ввод воды на фильтр, 9 – труба фильтрованной воды, 10 – подача промывной воды, 11 –  отвод промывной воды, 12 – канализационный  лоток.

    Кроме того, используется комбинация различных фильтрующих материалов, применяют также многослойные фильтры. Фильтровальные сооружения для приготовления питьевой воды используются для решения следующих задач.

    Обезжелезивание. Под этим термином понимают удаление ионов железа из исходной воды. В артезианской воде, не содержащей растворенного кислорода,железо присутствует в форме бикарбоната. Обезжелезивание производят следующими способами:       

·     аэрация,т.е. нагнетание воздуха и интенсивный роцесс окисления в водонапорном баке. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет 30л/м3.

·     В исключительных случаях  с целью интенсификации процесса окисления добавляются окислиели: озон, хлор, двуокись хлора, или перманганат калия.

·     Обезжелезивающие фильтры (песчаные, гравийные или многослойные фильтры)

    Деманганация. Деманганация воды – это удаление из нее ионов марганца. Деманганация производится практически теми же методами, что и обезжлезивание. Однако, в большинстве случаев следует использовать более сильные окислители. При этом желательно обеспечивать более высокие значения водородного показателя. Повышение рН достигается, например, введением в процесс доломитовых материалов.

    Нейтрализация. Нейтрализация, или снижение кислотности воды, это процесс, который не произошел в природных геологических условиях и перенесен на фильтровальные сооружения. Фильтровальный бак заполняется гранулированным карбонатом кальция или полуобожженным, содержащим магний, доломитом. При прохождении воды через этот фильтрующий материал, достигается равновесное значение водородного показателя.

    При более  высоких значениях агрессивной углекислоты, наряду с вышеназванной химической нейтрализацией, имеется возможность удаления углекислоты с помощью открытых аэрационных установок, или скрубберов. Это достигается разбрызгиванием артезианской воды через систему форсунок. Воздух, движущийся от воздуходувки, обеспечивает снижение свободной углекислоты до 10 мг/л. Одновременно в такой «механической нейтрализацией», наступает насыщение кислородом.

    Фильтрация на активных углях. Фильтрование на активных углях является предпочтительным способом улучшения качества питьевой воды и чаще всего применяется  на последней ступени очистки. Такое дополнительное осветление воды  необходимо в тех случаях, когдатребуется устранить незначительные нарушения показателей цветности, вкуса и запаха воды. Скорости фильтрования на фильтрах с активными углями устанавливаются как правилона полупромышленных установках.

    Обеззараживание питьевой воды производится в тех случаях, когда бактериологическими анализами свежей воды устанавливается наличие возбудителей заболеваний или же повышенное общее содержание бактерий.

    Обычными методами оеззараживания являются:

·     Хлорирование путем  добавления гипохлорита натрия

·     Введения в обрабатываемую воду гипохлорита кальция

·     Добавление в воду двуокиси хлора или газообразного хлора

·     Озонирование воды

·     Ультрафиолетовое облучение  и дезинфекция воды.

    Конкретный способ обеззараживания определяется с учетом производительности и издержек производства и согласовывается  с эксплуатационными службами.К другим способам обеззараживания следует отнести обработку питьевой воды солями серебра и ультрафиолетовое облучение. Эти способы обеззарживания крайне редко применяются в централизованных системах водоснабжения.

    Умягчение (снижение содержания нитратов). Централизованные системы умягчения питьевой воды применяются редко. Действуют несколько водохозяйственных предприятий, которые осуществляют централизованную декарбонизацию, уменьшение карбонатной жесткости воды.

    В последние годы в связи с ростом концентрации нитратовв питьевой воде возникла проблема снижения содержания нитратов. Рекомендации совета ЕЭС ограничивают содержание нитратов max до 50 мг/л и рекомендует их ориентировочные значения на уровне 25 мг/л. В связи с тем, что указанные значения из-за смешивания воды различных водосборных бассейнов зачастую превышают нормативы, необходимо осуществлять централизованную обработку воды.

    При выборе конкретного метода обработки воды обязательно следует проводить экономический анализ и всесторонние специальные исследования.

 

             Способы очистки и фильтрации водопроводной воды

    По сведениям НИИ "Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина" РАМН:

  в среднем по стране гигиеническим требованиям не соответствует практически каждая третья проба "водопроводной" воды по санитарно-химическим показателям и каждая десятая - по санитарно-бактериологическим;

 в отдельных  городских водоемах содержится  от 2 до 14 тысяч синтезированных химических веществ;

  только 1 процент поверхностных водоисточников отвечает требованиям первого класса, на которые рассчитаны используемые у нас традиционные технологии водоочистки;

    Подбирая систему водоочистки для своего жилища, надо отдавать себе отчет в том, что вода будет использоваться как в хозяйственно-бытовых целях, так и для питья и приготовления пищи. Задачу доведения качества воды до уровня, оптимального для каждого из ее применений, решают с помощью соответствующих систем водоочистки. Такие системы подразделяют на те, которые устанавливаются там, где вода поступает в дом, и на те, которые ставятся в точке пользования, например, на кухне. Первые делают воду "хозяйственно-бытовой": с ней нормально работает стиральная машина, можно помыть посуду, ополоснуться под душем. Вторые - готовят питьевую воду. Требования к чистоте воды в первом и втором случаях должны быть разные. Иначе либо питьевая вода расточается на хозяйственные надобности, либо для питья используется вода, не прошедшая должной очистки.

    На входе в систему водоснабжения квартиры желательно поставить фильтр грубой очистки, с сеткой из нержавеющей стали или полимерными картриджами, которые могут задержать взвесь и ржавчину. Это нужно для того, чтобы продлить жизнь сантехники. Вы уменьшите внутреннюю коррозию смесителей, которые очень плохо реагируют на попадание частиц, керамика сантехники будет менее подвержена налетам ржавчины и солей жесткости. Иногда для фильтра нет места у водопроводного стояка. Тогда можно поставить совсем небольшое устройство из латуни, называемое "грязевиком" и избавляющее от грязи и ржавчины. Однако фильтры грубой очистки не могут помочь в устранении неприятных привкусов.

    По большому счету, хороший прибор должен с минимальной громоздкостью давать максимальную очистку. Желательно выбрать фильтр, работающий постоянно, чтобы избежать размножения бактерий в самом фильтре. Рекомендуется пользоваться теми фильтрами, которые прошли тесты на соответствие государственным стандартам. Хороший фильтр не меняет естественный минеральный состав воды, которая поступает в организм человека. Цель установки домашнего фильтра состоит в том, чтобы вернуть нашей питьевой воде ее первоначальное качество.

 

 

                                             Виды фильтрации воды

      Очистные системы насыпного типа.

    Сетчатые и дисковые фильтры механической очистки, удаляющие нерастворенные механические частицы, песок, ржавчину, взвеси и коллоиды.

 Ультрафиолетовые  стерилизаторы, удаляющие микробы,  бактерии и другие микроорганизмы.

  Окислительные  фильтры, удаляющие железо, марганец, сероводород.

 Компактные бытовые смягчители и ионообменные фильтры, умягчающие, а также удаляющие железо, марганец, нитраты, нитриты, сульфаты, соли тяжелых металлов, органические соединения

  Адсорбционные фильтры, улучшающие органолептические показатели (вкус, цвет, запах) и удаляющие остаточный хлор, растворенные газы, органические соединения

  Комбинированные  фильтры - комплексные многоступенчатые  системы.

  Мембранные  системы - обратноосмотические системы  подготовки питьевой воды, высшая  степень очистки.

    Бытует мнение, что вода очень высокой степени очистки "не полезна". Кто-то считает, что в воде должно содержаться оптимальное количество микроэлементов. Другие утверждают, что человеческий организм усваивает только вещества органического происхождения, то есть из пищи животного и растительного происхождения, а вода служит растворителем и должна быть максимально чистой. Истина лежит где-то посередине. Говоря о питьевой воде, правильно, видимо, оперировать не категориями "опасно - безопасно".

    Очистить воду до состояния, близкого к дистиллированной, проще и дешевле, чем обеспечить наличие в ней ряда веществ в определенной "оптимальной" концентрации. Так, за рубежом при производстве пива, воду чистят именно до такой стадии, а затем в нее добавляют строго дозированное количество веществ, делающих ее оптимальной для дальнейшего использования. Кроме того, элементарный расчет показывает, что для того, чтобы получать из воды оптимальный набор макро- и микроэлементов человек должен выпивать в день как минимум 30-50 литров воды. Иными словами, даже если мы и получаем из воды полезные вещества, они составляют не более 10-15% суточной дозы. Решая для себя проблему "чистить или не чистить", люди стоят перед дилеммой: либо заведомо удалить из воды вредные составляющие, пожертвовав 10-15% полезных веществ, либо оставить в воде вместе с полезными и часть вредных примесей. Каждый делает свой выбор.

 

                                                                Заключение

    Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, ее необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.За последние годы взгляд на воду изменился. О ней все чаще стали говорить не только врачи-гигиенисты, но и биологи, инженеры, строители, экономисты, политические деятели. Да и понятно – бурное развитие общественного производства и градостроительства, рост материального благосостояния, культурного уровня населения постоянно увеличивают потребность в воде, заставляют более рационально ее использовать.

                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                Список литературы

 

1.Н.И. Воронцова.  «Вода питьевая», 1996 год, 360 с.

2. «Питьевая  вода. Гигиенические требования  к качеству воды централизованных  систем питьевого водоснабжения.  Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01»,  М.: Минздав России, 2002 год, 103 с.

3. Клячко В.А., Апельнин И.Э. Очистка природных вод. Изд. лит. По строительству. – М.; 1979.

4. Николадзе Г.И., Солов М.А. Водоснабжение. – М.; Стройиздат, 1995;

5. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. – М.; Высш. шк.,1987;

6. Фрог Б.И., Левченко А.П. Водоподготовка. – М.; изд. МГУ, 1996

7. Яковлев С.В. и др. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник, - М.; Стройиздат,1996;

8. Карюхина Т.А., Чуранова И.Н. Контроль качества воды, Учебник, -М.; Стройиздат, 1986;