Цель очистки воды. Очистка и обеззараживание воды разными методами

Очистка и обеззараживание воды

Основная цель очистки воды — освобождение ее от взвешенных частиц для улучшения физических свойств (прозрачности, цветности и др.). В практике это достигается отстаиванием и коагуляцией.

При простом отстаивании задерживаются главным образом крупные частицы, а мелкие коллоидные не осаждаются. Процесс отстаивания воды длится 4—8 ч и более. С целью ускорения процесса осаждения взвеси и повышения его эффективности производится коагуляция воды.

Для этой цели в воду добавляют химический реагент — коагулянт, чаще всего сернокислый алюминий, который в воде вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, в результате чего образуется гидрат окиси алюминия, который выпадает в виде хлопьев. Мельчайшие частицы взвеси прилипают к поверхности хлопьев коагулянта и оседают.

Коагуляция значительно ускоряет осаждение взвешенных частиц, но некоторое количество мелких частиц все же остается. Поэтому после отстаивания и коагуляции требуется дальнейшая очистка воды — фильтрация. Процесс фильтрации заключается в пропускании воды через мелкопористый материал (песок).

Существуют медленные и скорые фильтры. В настоящее время используются скорые фильтры. Скорость фильтрования достигает 5—7 м/ч. В этих фильтрах вода проходит фильтрующий слой (кварцевый речной песок) и поддерживающий его гравийный слой, уложенный на дырчатом днище. Профильтрованная вода поступает в поддренажное пространство и затем по трубопроводу в резервуар чистой воды.

При децентрализованном водоснабжении отстаивание, коагуляцию и фильтрование воды можно производить в бочках или других резервуарах. В качестве фильтрующих материалов используют мелко измельченный древесный уголь или речной песок.

Применение различных способов очистки позволяет получить воду, освобожденную от взвешенных частиц, однако такая вода не полностью освобождается от микроорганизмов. Поэтому необходима дополнительная обработка — обеззараживание. Для этого чаще всего применяется хлорирование, облучение ультрафиолетовыми лучами и кипячение. Хлорирование воды производят газообразным хлором и раствором хлорной извести.

Газообразным хлором пользуются на крупных водопроводных станциях, где хлор хранится в баллонах под давлением 6—7 ат. На более мелких станциях и при децентрализованном водоснабжении для обеззараживания применяют раствор хлорной извести. Свежая хлорная известь содержит 28—38% активного хлора. Хлорная известь — вещество нестойкое и при хранении разрушается. Ее следует хранить в закрытых бочках в прохладном, сухом и темном помещении.

Эффективность обеззараживания воды хлорной известью зависит от ряда условий:
1)     тщательного освобождения воды от мути и взвеси;
2)     введения достаточного количества (дозы) хлора;
3)     тщательного быстрого перемешивания;
3 Гигиена с основами здравоохранения
4)     достаточной экспозиции воды с хлором (30 мин — 2 ч);
5)     проверки качества хлорирования.

При хлорировании поступающий в воду хлор гидролизуется и продукты гидролиза оказывают бактерицидное действие на микробную клетку. Чтобы быть уверенным, что микробы подверглись действию хлора, надо ввести его в количествах, превышающих хлорпоглощаемость воды (разница между количеством прибавленного хлора и оставшегося после определенной экспозиции). Доза хлора считается достаточной, если после обеззараживания воды в ней осталось 0,3—0,5 мг/л так называемого остаточного хлора. В таких количествах остаточный хлор не влияет на органолептические свойства воды и безвреден для организма.

Исследования показали, что бактерицидное действие хлора наиболее выражено в течение первых 30 мин (зависит от дозы и температуры). В зимнее время контакт удлиняется до 2 ч. Контроль качества хлорирования проводится путем определения остаточного хлора в воде и бактериологического анализа.

В зависимости от величины применяемой дозы различают обычное хлорирование с учетом величины хлорпоглощения воды и перехлорирование, когда вода обрабатывается большими дозами хлора. Последний метод используется при хлорировании воды, подозрительной в санитарном отношении. Избыток остаточного хлора в этом случае связывают гипосульфитом. Избыток хлора удаляют (дехлорирование) путем фильтрации воды через активированный уголь. Далее с целью определения дозы хлорной извести, необходимой для хлорирования воды колодца, определяют объем воды. Чтобы узнать объем воды в колодце, с помощью веревки с грузом на конце определяют высоту столба воды, а затем — площадь сечения сруба. Умножая высоту столба воды (в метрах) в колодце на площадь сечения (в квадратных метрах), узнают объем воды в колодце (в кубических метрах). Доза хлора на 1 м3 воды умножается на полученный объем.

Читайте также:  Какова первая помощь при укусе змеи. Оказание первой помощи при укусе змеи

Для определения дозы хлора для хлорирования проводят пробное хлорирование (методом трех стаканов). Можно дозу хлора выбрать ориентировочно: для прозрачной воды — 6 — 8 г на 1 м3, для мутной — до 10—12 г на 1 м3 (содержание хлора в хлорной извести должно быть не менее 25—27%). После установления необходимого количества раствора хлорной извести приступают к хлорированию воды в колодце.

Предварительно подготовленный раствор хлорной извести (1% или 3—5%) выливают в колодец, тщательно перемешивают воду шестом и оставляют в покое на 1—2 ч. Через 2 ч вода должна иметь слабый запах хлора; если запах хлора отсутствует, следует увеличить дозу. При наличии сильного запаха воду дехлорируют.

Обеззараживание индивидуальных запасов. Для обеззараживания индивидуальных запасов воды можно пользоваться кипячением, а также таблетками пантоцида, в состав которых входит хлорамин. Одна таблетка пантоцида содержит 3 мг активного хлора. Если вода прозрачная, то во фляге {700 мл) растворяют одну таблетку, а если вода мутная, то следует добавить 2 таблетки. Продолжительность контакта 30 минут.

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

Содержание

 

Введение

1

Теоретические аспекты исследования воды на содержание различных примесей

1.1

Значение воды для жизни

1.2

Виды источников. Содержание и виды примесей

1.3

Государственные стандарты и СанПиНы на содержание различных элементов, растворенных в воде. Показатели качества воды

2

Классификация методов очистки воды в зависимости от природы содержащегося в ней загрязнителя

2.1

Очистка воды от примесей І группы

2.2

Очистка воды от примесей II группы

2.3

Очистка воды от примесей III группы

2.4

Очистка воды от примесей ІV группы

2.5

Предварительная очистка воды

2.6

Очистка воды от железа

2.7

Очистка воды от солей жёсткости

2.8

Очистка воды обеззараживанием

2.9

Очистка воды на активированном угле

2.10

Очистка воды обратным осмосом

3

Экспериментальная часть

Выводы

 

Заключение

 

Список используемых источников

Введение

Актуальность выбранной темы. ХХI век, век информации. Казалось бы, все изучили наши ученые для спокойного и долгого существования человека, придумали все для облегчения жизни. Но вопросы, касающиеся экологической сферы, так и остаются открытыми… Одной из главных является проблема качества воды, так необходимой для нашего существования, существования человечества. Трудно переоценить значение чистой воды для человека. Но, к сожалению, вода практически никогда не бывает чистой, то есть всегда содержит какие-то примеси и растворенные вещества. В ней растворено огромное количество химических веществ, как органических, так и неорганических. Некоторые из них сами по себе возможно не несут вред организму, или даже полезны для нас, но в сочетании с другими элементами могут оставлять последствия, далекие от понятия пользы. Другая разновидность примесей – микроорганизмы, которые вызывают массу заболеваний: бактерии, вирусы, грибы, простейшие и т.д. Поступление в организм с питьевой водой веществ, в концентрациях, превышающих норму, может вызвать необратимые изменения в работе важнейших систем жизнедеятельности человека. Существуют различные методы очистки воды для приведения ее к норме. Данная тема безусловно актуальна, актуальной будет всегда. Она затрагивает наше повседневное существование, влияет на здоровье нашего организма, поэтому несомненно заслуживает нашего внимания.

Объект исследования: Питьевая вода.

Читайте также:  Ориентирование на местности по азимутам магнитный азимут определение азимутов на местные предметы. Ориентирование на местности по азимутам. Магнитный азимут. Определение азимутов на местные предметы

Предмет исследования: Методы очистки воды от различных примесей.

Цель исследования: Рассмотреть различные способы очистки воды и использовать их на практике.

Задачи исследования:

1. Выяснить значение и роль воды в жизни человека.

2. Изучить виды загрязнителей воды в различных литературных, интернет–источниках.

3. Изучить количественное содержание примесей в воде, допустимое государственным стандартом (ГОСТом) и СанПиНом.

4. Найти и рассмотреть различные методы очистки воды.

5. Разработать рекомендации для очистки воды в домашних условиях.

Гипотеза: Мы предположили, что вода может быть загрязнена различными примесями – это может навредить организму человека, а также, повлиять на правильную работу различных служб МТО. Существуют различные методы очистки воды от примесей.

Новизна исследования: Изучены методы очистки воды, различные стандарты содержания количественного состава примесей.

Практическая значимость: Выделены некоторые методы очистки воды, и на этой основе мы разработали мини–памятку по методам очистки воды в домашних условиях; написана научная публикация. Кроме этого в будущем планируется совместно с курсантами 2-го курса исследовать источник, находящийся недалеко от нашего института.

1 Теоретические аспекты исследования воды на содержание

различных примесей

1.1 Значение воды для жизни

Вода не имеет питательной ценности, но без сомнений является частью всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды. Из воды состоят все живые растительные и животные существа: рыбы – на 75 %; медузы – на 99 %; картофель – на 76%; яблоки – на 85 %; помидоры – на 90%; огурцы – на 95%; арбузы – на 96%. В целом организм человека состоит по весу на 50–86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20–30%; печень – до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки – до 82%; кровь – до 85%. Этим фактом воспользовался писатель В. Савченко, заявив о том, что у человека “гораздо больше оснований считать себя жидкостью, чем, скажем, у 50%-ного раствора едкого натрия”. На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, а все потому что она незаменима.

Без пищи человек может прожить около 50–ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю – смерть наступит через 5 дней. Суточная потребность взрослого человека в воде – 30–40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 – 2,5 литра воды. В жарких районах планеты – 3,5 – 5,0 л в сутки, а при температуре воздуха 38–40 °С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0–6,5 л воды [2]. Роль воды для человека огромна, поэтому нельзя оставлять этот вопрос без внимания.

1.2 Виды источников. Содержание и виды примесей

По данным ВОЗ более 500 млн человек ежегодно страдают от болезней, возникновение которых связано с потреблением воды неудовлетворительного качества, около 80 % всех болезней в мире обусловлены контактом с инфицированной водой или нарушением санитарно–гигиенических норм при её использовании в процессе жизнедеятельности. Качество питьевой воды во многом определяется качеством воды источника водоснабжения. При неудовлетворительном природном составе воды или большом антропогенном загрязнении источника даже современные методы водоподготовки не могут гарантировать получение воды необходимого качества [1].

Читайте также:  Сторона полярной звезды это. Как ориентироваться по звездам:описание,фото

Важнейшими гигиеническими характеристиками источника водоснабжения являются качество воды, подверженность влиянию природных и социальных (техногенных) факторов и степень санитарной надёжности источника, т.е. устойчивость к влиянию природных и антропогенных факторов. Кроме того, большое значение для характеристики источника имеют его водообильность, соотнесённая с предполагаемыми потребностями в воде, а также доступность источника (рисунок 1).

Рисунок 1 – Залегание подземных вод: 1 – водоупорные слои; 2 – горизонт грунтовых вод; 3 – горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 – горизонт межпластовых напорных вод; 5 – колодец, питающийся грунтовой водой; 6 – скважина, питающаяся из межпластового безнапорного горизонта; 7 – скважина, питающаяся из межпластового напорного (артезианского) горизонта.

Санитарная надёжность источника централизованного питьевого водоснабжения – способность источника сохранять постоянство качества его воды и достаточность дебита для обеспечения проектируемой или эксплуатируемой системы централизованного питьевого водоснабжения.

Химический состав подземных вод формируется под влиянием химических (растворение, выщелачивание, сорбция, ионный обмен, образование осадка) и физико-химических (перенос веществ фильтрующих пород, растворение, поглощение и выделение газов) процессов.

В подземных водах найдено около 70 химических элементов. Наибольшее значение для питьевого водоснабжения имеют фтор, железо, марганец и соли жёсткости (сульфаты, карбонаты и гидрокарбонаты магния и кальция). Реже встречаются бром, бор, бериллий, селен, стронций. В межпластовых водах нет растворенного кислорода, но микробиологические процессы существенно влияют на их состав. Серобактерии окисляют сероводород и серу до серной кислоты, железобактерии образуют конкреции железа и марганца, которые частично растворяются в воде; некоторые виды бактерий способны восстанавливать нитраты с образованием азота и аммиака.

1.3 Государственные стандарты и СанПиНы на содержание различных элементов, растворенных в воде. Показатели качества воды

Под качеством воды в целом понимается характеристика её состава и свойств, определяющая пригодность воды для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01–77. «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод»), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды. Под качеством природной воды в целом понимается характеристика её состава и свойств, определяющая пригодность воды для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.01–77), при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.

Качество воды – это сочетание химического и биологического состава и физических свойств воды, определяющее её пригодность для конкретных видов водопользования, в зависимости от назначения воды и особенностей технологического процесса.

Требования к качеству всех видов вод, кроме сточных, устанавливаются отечественными государственными стандартами.

Качество воды определяется по следующим признакам:

  • Прозрачность воды

  • Запах

  • Вкус

  • Цвет

  • Минерализация

  • Жесткость

  • Окисляемость

Содержание в воде взвешенных примесей, измеряемое в мг/л, даёт представление о загрязнённости воды частицами в основном условным диаметром более 1·10–4 мм (таблица 1):

Таблица 1 – Характеристика вод по содержанию взвешенных примесей

Размер частиц (приблизительный), мм

Гидравлическая крупность (скорость осаждения в лабораторном цилиндре в течение 2 ч), мм/с

Примесь (условно)

Время осаждения частиц на 1 м

1,0

100

Крупный песок

10 с

0,5

53

Средний песок

20 с

0,1

6,9

Мелкий песок

2,5 мин.

0,050–0,027

1,7–0,5

Крупный ил

10–30 мин.

0,010–0,005

0,070–0,017

Мелкий ил

4–18 час

0,0027

0,005

Крупная глина

2 сут.

0,0010–0,0005

0,00070–0,00017

Тонкая глина

0,5–2 мес.

0,0002–0,000001

0,000007

Коллоидные частицы

4 года

Жёсткость воды обусловливается наличием в воде ионов кальция (Са2+), магния (Mg2+). Общее содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других ионов – и даже их суммы.

Поэтому под жёсткостью понимают сумму количеств ионов кальция и магния – общая жёсткость, складывающаяся из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жёсткости.

Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая…

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here