Гигиенические требования к питьевой воде и способы ее очистки. Методы очистки питьевой воды реферат

Реферат - Методы очистки воды

Введение

Из воды возникло всё. Вода – универсальное сырьё любой культуры и фундамент любого человеческого и духовного развития. Вода — ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Человек — элемент биосферы. Все жизненные ресурсы — воздух, пищу, воду и значительную часть энергетических и строительных ресурсов — он получает из биосферы. В биосферу человек сбрасывает и отходы — бытовые и промышленные. Долгое время такой тип человеческой деятельности не нарушал равновесия биосферы. В настоящее время стихийное взаимоотношение с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий, стран и т.п., но и для всего человечества.

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Человечество всегда стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу многообразное давление. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических средств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.

Загрязнение водных экосистем представляет огромную опасность для всех живых организмов и, в частности, для человека. Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления. При непосредственном контакте человека с бактериально загрязненной водой, а также при проживании или нахождении близ водоема различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков. В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний как холера, брюшной тиф, дизентерия и др.

Остановить стихийное развитие событий помогут лишь знания о том, как ими управлять и, в случае с экологией, эти знания должны «овладеть массами», большей частью общества, что возможно лишь через всеобщее экологическое образование людей. Всем известно, что без воды наша жизнь была бы невозможной. Но при ее потреблении возникают определенные проблемы. Использование воды ненадлежащего качества очень сильно влияет на здоровье человека и срок службы бытовой техники. Поэтому вода, поступающая из скважины или водопровода, нуждается в специальной обработке, представляющей собой комплекс физических, химических и биологических методов.

Главные загрязнители воды

Установлено, что более 400 видов веществ могут вызвать загрязнение воды. В случае превышения допустимой нормы хотя бы по одному из трех показателей вредности: санитарно-токсикологическому, общесанитарному или органолептическому, вода считается загрязненной.

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители: вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы; и физические — радиоактивные вещества, тепло и др.

Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:

1. Сброс в водоемы неочищенных сточных вод.

2. Смыв ядохимикатов ливневыми осадками.

3. Газодымовые выбросы.

4. Утечки нефти и нефтепродуктов.

Приоритетныезагрязнители водных экосистем по отраслям промышленности:

Отрасль промышленности Преобладающий вид загрязняющих компонентов Нефтегазодобыча, нефтепереработка Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды Лесная промышленность Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот Машиностроение, металлообработка, металлургия Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы Химическая промышленность Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика Горнодобывающая, угольная промышленность Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества Легкая, текстильная, пищевая промышленности СПАВ, нефтепродукты, органические красители и др.

Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и др.

К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.

Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т.д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения.

Среди водоохранных проблем одной из важнейших является разработка и внедрение эффективных методов обеззараживания и очистки поверхностных вод, используемых для питьевого водоснабжения.

Наиболее распространенные примеси, ухудшающие качество питьевой воды:

1. Взвешенныевещества – нерастворимые в воде суспензии, эмульсии. Наличие в воде взвешенныхвеществ свидетельствует о её загрязненности частичками глины, песка, ила,водорослей и т.п.

2. Органическиевещества природного происхождения – частички почвенного гумуса, продуктыжизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов.

3. Органическиевещества техногенного происхождения – органические кислоты, белки, жиры,углеводы, хлорорганические соединения, фенолы, нефтепродукты.

4. Микроорганизмы –планктон, бактерии, вирусы.

5. Соли жесткости –кальциевые и магниевые соли угольной, серной, соляной и азотной кислот.

6. Соединения железаи марганца – органические комплексные соединения, сульфаты, хлориды игидрокарбонаты.

7. Соединения азота– нитраты, нитриты, аммиак.

8. Растворимые вводе газы – сероводород, метан.

Влияние примесей накачество воды:

1.Повышенная мутность воды указывает её значительную загрязненность взвешенными веществами и препятствует использованию в хозяйственно – питьевых целях.

2.Органические вещества вызывают различного рода запахи (землистый, гнилостный, болотный, рыбный, аптечный, нефтяной и т.п. ), повышают цветность, вспениваемость, оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека.

3.Микроорганизмы увеличивают количество органики, могут вызвать заболевания тифом, дизентерией, холерой, полиомиелитом и т.д. бесцветная.

4.Соли жесткости в большом количестве делают воду непригодной для хозяйственных нужд. В жесткой воде увеличивается расход моющих средств при стирке, медленно развариваются мясо и овощи, выходят из строя посуда и водонагреватели.

5.Железо и марганец придают воде неприятную красновато-коричневую или черную окраску, ухудшают её вкус, вызывают развитие железобактерий. Избыток железа в организме увеличивает риск инфарктов, длительное употребление железосодержащей воды вызывает заболевание печени, снижает репродуктивную функцию организма. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают токсическое действие на организм.

6.Соединения азота – при использовании питьевой воды с нитратами в количестве свыше 45 мг/л в организме человека синтезируются нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей.

7.Наличие в воде сероводорода резко ухудшает её качество, придает неприятный запах, провоцирует развитие серобактерий.

Хозяйственно – питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие физические, химические и санитарные показатели.

Метод или совокупность методов очистки выбирают на основе изучения свойств исходной воды, её запасов в источнике, требуемое количество продукта, а также воспринимающую способность канализации для приема выделенных из воды загрязнений.

Методы очистки воды

В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.

Очистка сточных вод — обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения — сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Очистка сточных вод — вынужденное и дорогостоящее мероприятие, представляющее собой довольно сложную задачу, связанную с большим разнообразием загрязняющих веществ и появлением в их составе новых соединений.

Методы очистки вод можно разделить на 2 большие группы: деструктивные и регенеративные.

В основе деструктивных методов лежат процессы разрушения загрязняющих веществ. Образующиеся продукты распада удаляются из воды в виде газов, осадков или остаются в воде, но уже в обезвреженном виде.

Регенеративные методы — это не только очистка сточных вод, но и утилизация ценных веществ, образующихся в отходах.

Методы очистки вод можно разделить на: механические, химические, гидрохимические, электрохимические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примеси.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

Гидромеханические методы применяют для извлечения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей органических и неорганических веществ путем отстаивания, процеживания, фильтрования, центрифугирования. С этой целью используют различные конструктивные модификации сит, решеток, песколовок, отстойников, центрифуг и гидроциклонов.

Электрохимические методы очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей включают анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляцию, электродиализ. Процессы, лежащие в основе этих методов, протекают при пропускании через сточную воду электрического тока. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к катоду, а заряженные отрицательно — к аноду. В прикатодном пространстве происходят процессы восстановления, а в прианодном — процессы окисления.

Физико-химические методы очистки сточных вод многообразны. Это коагуляция, флотация, адсорбционная очистка, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафикация. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества.

Биохимические методы очистки сточных вод. Применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитратов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания, превращения их в воду, диоксид углерода, сульфат-фосфат-ион и др. и увеличивая свою биомассу.

Также к основным методам очистки воды относятся нижеперечисленные методы:

Осветление – удаление из воды взвешенных веществ. Реализуется фильтрацией воды через пористые фильтроэлементы (картриджи) или через слой фильтроматериала. Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляция – обработка воды специальными химическими реагентами для укрупнения частиц загрязнений. Делает возможными или интенсифицирует осветление, обесцвечивание, обезжелезивание. Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Окисление – обработка воды кислородом воздуха, гипохлоритом натрия, марганцевокислым калием или озоном. Обработка воды окислителем (или их комбинацией) делает возможными или интенсифицирует обесцвечивание, дезодорацию, обеззараживание, обезжелезивание, деманганацию.

Обесцвечивание – удаление или видоизменение веществ, придающих воде цвет. Реализуется различными методами, в зависимости от причины цветности. Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

Обеззараживание – обработка воды окислителями и/или УФ-излучением для уничтожения микроорганизмов. Обеззараживание воды (удаление бактерий, спор, микробов и вирусов) является заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции. Использование для питья подземной и поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания. Обычными методами при очистке воды являются:

1. Хлорированиепутем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.

2. Озонирование. Приприменении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные идезинфицирующие свойства озона.

3. Ультрафиолетовое облучение. Используется энергия ультрафиолетового излучения для уничтожения микробиологических загрязнений. Кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла погибают при дозе облучения менее 10 мДж/см2, а ультрафиолетовые стерилизаторы обеспечивают дозу облучения не менее 30 мДж/см2.

Обезжелезивание/деманганация – превращение растворённых соединений железа и марганца в нерастворимые и удаление тех и других путем фильтрования, как правило, через специальные фильтроматериалы. Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей. К наиболее часто используемым методам можно отнести:

1.Аэрирование – окисление кислородом воздуха с последующим осаждением и фильтрацией. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет около 30 л/м3. Это традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Реакция окисления железа требует довольно длительного времени и больших резервуаров, поэтому этот способ используется только на крупных муниципальных системах.

2.Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2). Железо в присутствии диоксида марганца быстро окисляется и оседает на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители.

Умягчение – замена катионов кальция и магния в воде на эквивалентное количество катионов натрия или водорода. Реализуется фильтрованием воды через специальные ионообменные смолы. С жесткой водой сталкивался каждый, достаточно вспомнить о накипи в чайнике. Жесткая вода не годится при окрашивании тканей водорастворимыми красками, в пивоварении, производстве водки. В ней хуже пенится стиральный порошок и мыло. Высокая жесткость воды делает её непригодной и для питания газовых и электрических паровых котлов и бойлеров. Слой накипи в 1,5 мм снижает теплоотдачу на 15%, а слой толщиной 10 мм – уже на 50%. Снижение теплоотдачи ведет к увеличению расхода топлива или электроэнергии, что, в свою очередь, ведет к образованию прогаров, трещин на трубах и стенках котлов, выводя преждевременно из строя системы отопления и горячего водоснабжения. Наиболее эффективным способом борьбы с высокой жесткостью является применение автоматических фильтров – умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде жесткие соли заменяются на мягкие, которые не образуют твердых отложений.

Обессоливание – удаление из воды растворённых солей на ионообменных смолах или фильтрование воды через специальные плёнки (мембраны), пропускающие только молекулы воды.

Все большее значение в охране поверхностных вод от загрязнения и засорения приобретают агролесомелиорация и гидротехнические мероприятия. С их помощью можно предотвращать заиление и зарастание озер, водохранилищ и малых рек. Выполнение этих работ позволит уменьшить загрязненный поверхностный сток и будет способствовать чистоте водоемов.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства — одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов — это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Список литературы

1. Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. — М.: Стройиздат, 1987.

2. Гавич И.К. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения.- М.: Агропромиздат, 1985.

3. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат, 1987.

4. Соколов А.К. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков. — М.: Стройиздат, 1992.

www.ronl.ru

Доклад - Бытовые способы очистки воды

Для очистки воды в бытовых условиях люди используют разные способы. Однако далеко не все знают, как правильно их необходимо осуществлять и какой может при этом возникнуть побочный эффект.

Все способы очистки воды можно условно разделить на две группы: очистка без использования фильтров и очистка с использованием фильтров.

Очистка воды без использования фильтров.

Данный вариант наиболее распространен и доступен, поскольку для очистки воды не требуется приобретение дополнительных устройств, кроме как обычной кухонной посуды. К наиболее распространенным способам относятся:

Кипячение

Отстаивание

Вымораживание

Кипячение

Все мы с детства знаем, что сырую воду пить нельзя, но только кипяченую. Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый — при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится «мертвой», поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе — поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. Также заметим, что при кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Вывод. После кипячения мы пьем «мертвую» воду, в которой присутствуют мелкая взвесь и механические частицы, соли тяжелых металлов, хлор и хлорорганика (хлороформ), вирусы и др.

Отстаивание

Отстаивание используют для удаления из воды хлора. Как правило, для этого водопроводную воду наливают в большое ведро и оставляют в нем на несколько часов. Без перемешивания воды в ведре удаление газообразного хлора происходит примерно с 1/3 глубины от поверхности воды, поэтому для получения сколь-либо заметного эффекта необходимо следовать разработанным методикам отстаивания.

Вывод. Эффективность данного способа очистки воды оставляет желать лучшего. После отстаивания необходимо кипятить воду.

Вымораживание

Данный способ применяют для эффективной очистки воды с помощью ее перекристаллизации. Данный способ намного эффективнее кипячения и даже перегонки, поскольку фенол, хлорфенолы и легкая хлорорганика (ряд хлорсодержащих соединений — страшнейший яд) перегоняются вместе с водяным паром (последнее дадим на заметку поклонникам дистиллированной воды).

Многие под данным способом понимают следующее: налить воду в посуду и поставить ее в холодильник до появления льда, после вынуть посуду из холодильника и разморозить ее для питья. Сразу заметим, что эффект очистки воды вышеприведенным способом равен нулю, поскольку вымораживание — очень сложный и долгий процесс, эффективность которого целиком зависит от точного следования разработанным методикам.

Данный способ основывается на химическом законе, согласно которому при замерзании жидкости сначала в наиболее холодном месте кристаллизуется основное вещество, а уж в последнюю очередь в наименее холодном месте затвердевает все, что было растворено в основном веществе. Данное явление можно наблюдать на примере свечи. В потухшей свече подальше от фитиля получается чистый прозрачный парафин, а в середине, где горел фитиль, собирается сажа и воск получается грязным). Этому закону подчиняются все жидкие вещества. Главное здесь — обеспечить медленное замораживание воды и вести его так, чтобы в одном месте сосуда его было больше, чем в другом. Поскольку данный способ занимает несколько страниц, то приводить его здесь не будем. (подробности Вы можете узнать из книги: Осторожно! Водопроводная вода! Ее химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях./ Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003.) Отметим лишь то, что приготовление воды методом вымораживания может длиться несколько часов с постоянным отслеживанием процесса. В противном случае эффективностыь резко снижается.

Нам доводилось тестировать воду, которую хозяйки несколько часов пытались приготовить методом вымораживания. Она была немного лучше водопроводной воды. Это еще раз подтверждает то, что вымораживание — непростой процесс, который имеет свои тонкости и далеко не все рекомендации здесь приводят к ожидаемому эффекту.

Очистка воды с использованием фильтров

Для удаления вредных примесей из воды используют различные фильтры. В бытовых условиях широко используются различные кувшины и насадки на кран.

Способы водоподготовки и методы очистки воды

Способов водоподготовки и методов очистки воды придумано уже немало. Причин загрязнений питьевой воды существует множество. Однако все они, так или иначе, связаны с источниками воды. Каждый тип источника имеет свои характерные причины, вызывающие загрязнение воды.

Решением проблем, связанных с загрязнениями воды, является ее очистка. На сегодняшний день имеется ряд способов водоподготовки и методов очистки воды, позволяющих получить высокое качество питьевой воды практически из любого источника.

Различные варианты получения гарантированного высокого качества питьевой воды из разнообразных источников:

Методы осаждения

Осветление воды

Мембранные методы

Химические реагенты для окисления

Адсорбция

Обезжелезивание воды

Умягчение воды

Обессоливание воды

Кондиционирование воды

Обеззараживание воды

Удаление органических загрязнений

Дехлорирование воды

Удаление нитратов

www.ronl.ru

/ Реферат на тему Очистка воды – системы очистки воды, фильтры для воды, водоподготовка

Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова.

Кафедра общей гигиены.

Реферат на тему:

«Очистка воды – системы очистки воды, фильтры для воды, водоподготовка.»

Исполнитель: Линок А.В.

Студент 3 курса МПФ

5 группы

Преподаватель: Бирюкова Н.А.

Москва 2007 год.

План:

Вступление
Гигиеническая характеристика источников водоснабжения
Очистка воды от железа
Очистка воды от солей жесткости
Очистка воды обеззараживанием

Введение.

Проблема качества питьевой воды затрагивает многие стороны жизни человеческого общества. Словосочетание "питьевая вода" появилось относительно недавно и, несмотря на это, уже превратилось в термин, который встречается в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, инженерная, экономическая.

Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки воды, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека, либо для производства пищевой продукции.

В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия качественно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод. Даже на бытовом уровне человек сталкивается с такими проблемами как:

-вода имеет неприятный запах и привкус;

-вода мутная или желтого цвета;

-водонагревательные приборы покрыты густым желтым или белым налетом;

-при использовании воды возникает зуд на кожных покровах.

Для того, чтобы устранить подобные проблемы или свести их к минимуму необходима качественная очистка воды. Прежде чем приступать к системе очистки воды необходимо сделать ее анализ. По результатам анализа оценивается состав воды по технологическим и токсикологическим показателям и выдаются рекомендации по корректировке состава воды с учетом концентрации компонентов и технологии очистки.

Очистка воды – технологические процессы, применяемые для осветления и обесцвечивания воды.

Водоподготовка – технологические процессы обработки природной воды для приведения ее качкства в соответствие с требованиями водопотребителей. Водоподготовка включает следующие стадии: осветление воды, обеззараживание воды, обезжелезивание воды, умягчение воды, озонирование воды, деминерализация воды, дегазация воды, добавление некоторых компонентов: фторирование и пр.

Гигиеническая характеристика источников водоснабжения

Пресную воду можно получать из трёх природных водоисточников: атмосферных осадков, открытых водоёмов и подземных вод. Эти источники значительно различаются как по количеству получаемой из них воды (дебиту), так и по качественному её составу.

Вода, собираемая из атмосферных осадков (дождевая, снеговая), отличается очень низкой степенью минерализации и приближается к дистиллированной; поэтому она рекомендуется для хозяйственных и технических нужд. Мыло хорошо растворяется и пенится в такой воде, при её использовании в нагревательных котлах образуется мало накипи. Однако низкое содержание минеральных солей не даёт возможности систематически использовать эту воду для питья. При длительном употреблении такой воды возникают желудочно-кишечные расстройства в силу нарушения осмотического давления в кишечнике. Постоянное употребление такой воды может вызвать и различные нарушения обменных процессов в организме, так как вода обычно является поставщиком многих необходимых организму химических элементов, которые в атмосферных водах отсутствуют. Кроме того, использование атмосферных осадков в качестве постоянного источника водоснабжения чрезвычайно затруднено из-за непостоянства дебита воды. Невозможно заранее предугадать, когда и в каком количестве выпадут атмосферные осадки. Использование атмосферных осадков в качестве источника водоснабжения осложняется из-за громоздкости сооружений для сбора воды: чтобы собрать большое количество атмосферной воды, требуется сооружение водосборников, имеющих очень большую горизонтальную поверхность.

Степень чистоты атмосферных осадков может резко меняться в зависимости от состояния атмосферы, степени загрязнённости воздуха в той местности, где выпадают осадки, силы и направления ветра, длительности выпадения осадков, их интенсивности и других факторов. Известны случаи, когда атмосферные осадки содержали значительное количество всевозможных загрязнений, которые были подняты в воздух с земли вихревыми потоками или в результате извержения вулканической пыли (так называемые кровавые дожди, содержащие примеси красной породы и пр.). Как правило, первые порции воды, выпадающей в виде атмосферных осадков, больше загрязнены по сравнению с последующими. Наиболее чистыми являются последние порции. Естественно, что микробная загрязнённость атмосферных осадков также непостоянна и зависит от перечисленных факторов. Следует учитывать, что чистота собираемой атмосферной воды зависит также от состояния водосборников и резервуаров для хранения: степень их загрязнения при длительных перерывах между выпадением осадков может быть значительной. В связи с изложенным воду из атмосферных осадков в обычных условиях используют лишь эпизодически для хозяйственных нужд (стирка, мытьё). Целесообразно использование этой воды для технических надобностей. Однако в местностях, где получение пресной воды из других источников затруднено, необходимо максимально использовать все возможности для сбора и сохранения воды из атмосферных осадков. Для питья такую воду можно использовать только после обеззараживания. Из методов обеззараживания при централизованном сборе воды и водоснабжении наиболее доступно хлорирование, причём необходимую дозу хлора нужно устанавливать после каждого сбора воды. В индивидуальном хозяйстве такую воду следует употреблять после кипячения. Необходимо также помнить, что при длительном использовании атмосферной воды для питья в неё необходимо добавлять определённое количество минеральных солей. Состав и количество минерально-солевых смесей для этих целей регламентированы техническими условиями. Комплекты этих солей выпускаются промышленностью.

Вторая группа источников водоснабжения - открытые водоёмы (ручьи, реки, озёра, пруды и др.) - отличается более постоянным дебитом воды и средней степенью минерализации, что позволяет с успехом использовать воду из этих источников как для хозяйственных и технических, так и для питьевых целей.

Однако открытые водоёмы, как правило, подвержены значительному загрязнению извне (пылью из воздуха, непосредственно людьми и животными и особенно разнообразными стоками с поверхности почвы). Поэтому вода из открытых источников может использоваться в питьевых целях только после специальной обработки (очистки и обеззараживания). Необходимость предварительной обработки воды, получаемой из открытых водоёмов, затрудняет использование её в индивидуальном порядке. Поэтому открытые водоёмы обычно служат источником централизованного водоснабжения, что даёт возможность провести централизованную обработку воды и тем самым в значительной степени гарантировать население от возникновения инфекционных заболеваний, распространяющихся через воду.

Как количество воды в открытых водоёмах, так и степень её минерализации и загрязнённости подвержены значительным колебаниям. После выпадения осадков степень минерализации воды в водоёмах снижается, количество её (а, следовательно, дебит источника) увеличивается; при этом резко возрастает загрязнённость воды в результате обильных стоков в водоём с поверхности земли. При длительном отсутствии осадков уменьшается количество воды, увеличивается степень её минерализации в результате испарения и впитывания в почву, снижается загрязнённость благодаря процессам самоочищения, которые постоянно протекают в водоёмах (естественное отстаивание, окисление и минерализация органических веществ и т.д.). Однако по сравнению с атмосферными водами как количественные, так и качественные показатели воды меньше подвержены колебаниям. В водохранилищах, устраиваемых для централизованного водоснабжения крупных населённых мест, свойства воды благодаря её большому количеству меняются в зависимости от выпадения атмосферных осадков ещё меньше.

В некоторых случаях население всё же пользуется водой из открытых водоёмов в индивидуальном порядке. Такая вода загрязнена, опасна в эпидемиологическом отношении и её употребление для питья, мытья посуды и т.д. без обработки может явиться причиной возникновения и распространения желудочно-кишечных инфекций и инвазий.

Подземные воды вытекают на поверхность естественным путём (родники) либо их добывают посредством сооружения различного рода колодцев.

Подземные воды располагаются послойно, пропитывая рыхлые (водоносные) породы земли, которые располагаются между водоупорными слоями, состоящими из плотных пород (глина, камень, известняк).

Просачиваясь через слои земных пород, вода постепенно очищается от взвешенных в ней частиц, в том числе и от микроорганизмов, и растворяет содержащиеся в породах минеральные соли. Поэтому такая вода содержит очень мало взвешенных примесей, т.е. является наиболее чистой по сравнению с водой, получаемых из других источников, но отличается более высокой степенью минерализации. Подземные источники характеризуются также большим постоянством дебита воды, что даёт возможность довольно точно планировать водоснабжение.

Атмосферные осадки оказывают значительно меньшее влияние на количество и свойства воды в подземных источниках по сравнению с открытыми водоёмами, причём степень изменения свойств воды в подземных источниках зависит от глубины залегания водоносного слоя.

В первом, наиболее поверхностном, водоносном слое вода, как правило, ещё значительно загрязнена, и поэтому без специальной обработки пользоваться ею для питья не рекомендуется. Количество и свойства воды в этом слое могут значительно изменяться при выпадении атмосферных осадков. Вода из средних слоёв (второго, третьего) довольно чистая и характеризуется средней степенью минерализации. Поэтому её можно использовать как в качестве питьевой, так и для хозяйственных нужд (плохо моет, образует большое количество накипи и т.д.). Для питья такую воду можно использовать, так как количество взвешенных примесей и микроорганизмов в ней незначительно.

Подземные воды, за исключением самых поверхностных (из первого водоносного слоя), при правильном устройстве и содержании водозаборных сооружений, как правило, могут быть использованы для питья без дополнительной обработки. Они обладают хорошими органолептическими и физико-химическими свойствами, содержат незначительное количество микроорганизмов, среди которых патогенные обычно не обнаруживаются.

Поскольку добыча большого количества воды из подземных источников является делом дорогостоящим и затруднительным, для централизованного снабжения водой крупных населённых пунктов обычно используют открытые водоёмы. В таких случаях на водопроводных станциях перед подачей воды в сеть производят специальную её обработку. Обработку воды необходимо производить также при временном водоснабжении в полевых условиях и в любых других случаях, когда нельзя гарантировать чистоту и безопасность потребляемой воды.

Наиболее распространённые методы обработки воды - очистка (освобождение от взвешенных частиц) и обеззараживание (уничтожение патогенной микрофлоры).

Очистка воды чаще всего производится путём отстаивания её и фильтрации через песчаные фильтры.

Принцип отстаивания заключается в значительном замедлении тока воды и выпадении взвешенных частиц в осадок. Поскольку само по себе отстаивание является малоэффективным методом, оно применяется обычно в сочетании с другими (коагуляцией и фильтрацией).

Фильтрация воды может быть проведена путём применения скорых или медленных песчаных фильтров (реже применяются специальные виды фильтрации).

Принцип устройства песчаных фильтров примерно одинаков: на поддерживающем решётчатом основании размещаются крупнозернистые слои фильтра (гравий), которые, в свою очередь, являются поддерживающими слоями для песка. Собственно фильтрующий слой промытого мелкозернистого песка толщиной около 1,5-2 метра. Фильтрация через такой фильтр неполностью обеспечивает задержку всех взвешенных частиц, наиболее мелкие частицы и значительное количество микроорганизмов могут проходить через него. Для повышения эффективности скорых фильтров воду перед пропусканием через них предварительно подвергают коагуляции.

Метод коагуляции заключается в том, что при добавлении в воду раствора коагулянта последний вступает в соединение с двууглекислыми солями, растворёнными в воде, в результате чего образуется нерастворимое соединение, выпадающее в осадок. Этот осадок в виде студенистых хлопьев выпадает во всём объёме воды и имеет электрический заряд, противоположный по знаку заряду взвешенных в воде механических примесей. Выпадающие в осадок хлопья коагулянта в силу противоположности электрических зарядов сорбируют на себе мельчайшие частицы загрязнений, в результате чего последние укрупняются, лучше оседают при отстаивании и хорошо задерживаются при последующей фильтрации. В качестве коагулянта наиболее часто используют сернокислый алюминий Al2(SO4)3, который при реагировании с солями, растворёнными в воде, образует нерастворимые хлопья гидрата окиси алюминия Al(OH)3.

Применение коагулянта перед фильтрацией воды через скорые фильтры приводит к тому, что поры фильтрующего слоя песка быстро забиваются и скорость фильтрации резко падает. Поэтому эксплуатация скорых фильтров предусматривает их периодическую промывку, которая производится посредством обратного тока воды. При этом напор промывающей воды регулируют таким образом, чтобы верхний, фильтрующий, слой песка взмучивался. В результате промывки загрязнения, приставшие к песчинкам фильтра, отмываются и уносятся с промывными водами. После прекращения промывки отмытый песок вновь оседает на поддерживающие слои гравия, и фильтрация может быть возобновлена. Периодичность промывки фильтров 12-24 часов.

При фильтрации через медленные фильтры предварительную коагуляцию не производят, а воду, полученную после фильтрации, в течение нескольких дней после ввода фильтра в действие не используют. На поверхности фильтра через несколько дней эксплуатации оседают взвешенные в воде животные и растительные организмы (биопланктон), которые образуют в поверхностном слое фильтра так называемую биологическую плёнку. Эта плёнка имеет мелкопористую структуру и обладает сильными сорбирующими свойствами. Скорость тока воды через фильтры, покрытые плёнкой, весьма невелика (10-20 см/ч), а эффективность задержки загрязнений значительна. Несмотря на отсутствие предварительной коагуляции, при фильтрации воды через медленные фильтры на них задерживаются самые мелкие коллоидные частицы и даже бактерии. Очистка воды достигает высокой степени.

Как правило, после фильтрации через медленные фильтры последующего обеззараживания воды не требуется. Уход за медленными фильтрами заключается в периодическом удалении поверхностного слоя песка вместе с биологической плёнкой. Простота устройства и обслуживания медленных фильтров (исключение процесса коагуляции воды и последующего обеззараживания, отсутствие специальных приспособлений для промывки фильтра и др.) создаёт возможности для сооружения их в местах, где затруднено техническое обслуживание водопроводов, а водопотребление невелико (в сельской местности).

На практике медленные фильтры в настоящее время используются редко, так как небольшое количество воды, необходимое для снабжения населения в мелких населённых пунктах, удаётся обычно получить из подземных источников, а такая вода не требует специальной обработки. В крупных же населённых пунктах с большим водопотреблением медленные фильтры нельзя использовать из-за их низкой производительности. Полезно помнить, что при необходимости длительного использования воды из открытых водоёмов, требующей специальной обработки, можно устроить простые и надёжные очистные сооружения - медленные фильтры.

В случае необходимости очистки воды во временных, полевых условиях можно осуществлять фильтрацию загрязнённой воды через самодельные фильтры. Такой фильтр лучше всего сооружать из деревянной бочки с одним дном или другой подобной ёмкости. В её дне просверливают несколько дырок и ставят над водосборником. Внутрь бочки на дно кладут хорошо выстиранную грубую ткань (мешковину), а затем насыпают промытый речной песок. Пропускаемая через такой фильтр вода будет в значительной степени очищаться взвешенной мути. Однако следует иметь в виду, что такая очистка является лишь подсобным методом обработки воды и после неё воду необходимо обеззараживать.

Если есть возможность выбирать водоисточник для питьевого водоснабжения, необходимо всегда отдавать предпочтение подземным водам, подвергшимся естественной фильтрации, и только при невозможности получения такой воды следует использовать другие источники при условии обязательной обработки полученной из них воды.

Очистка воды от железа

Наличие железа можно определить и на вкус. Начиная с концентрации 1,0-1,5 мг/л вода имеет характерный неприятный металлический привкус. Игнорирование проблемы железа в воде оканчивается плохо и стоит дорого: потеря «белизны» ванн, отказы в работе импортной бытовой техники, систем отопления и нагрева воды. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение. Что уж тут говорить о вреде для здоровья человека!

Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей. К наиболее часто используемым методам можно отнести:

-Аэрирование – окисление кислородом воздуха с последующим осаждением и фильтрацией. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет около 30 л/м3. Это традиционный метод, применяемый уже много десятилетий. Реакция окисления железа требует довольно длительного времени и больших резервуаров, поэтому этот способ используется только на крупных муниципальных системах.

-Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в высокопроизводительных компактных системах. Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления). Наибольшее распространение в современной водоподготовке нашли фильтрующие среды на основе диоксида марганца (MnO2). Железо в присутствии диоксида марганца быстро окисляется и оседает на поверхности гранул фильтрующей среды. Впоследствии большая часть окисленного железа вымывается в дренаж при обратной промывке. Таким образом, слой гранулированного катализатора является одновременно и фильтрующей средой. Для улучшения процесса окисления в воду могут добавляться дополнительные химические окислители.

Все системы на основе каталитического окисления с помощью диоксида марганца имеют большой удельный вес и требуют больших расходов воды при обратной промывке. Тем не менее, именно применение этого метода представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде.

Очистка воды от солей жесткости

С жесткой водой сталкивался каждый, достаточно вспомнить о накипи в чайнике. Жесткая вода не годится при окрашивании тканей водорастворимыми красками, в пивоварении, производстве водки. В ней хуже пенится стиральный порошок и мыло. Высокая жесткость воды делает её непригодной и для питания газовых и электрических паровых котлов и бойлеров. Слой накипи в 1,5 мм снижает теплоотдачу на 15%, а слой толщиной 10 мм – уже на 50%. Снижение теплоотдачи ведет к увеличению расхода топлива или электроэнергии, что, в свою очередь, ведет к образованию прогаров, трещин на трубах и стенках котлов, выводя преждевременно из строя системы отопления и горячего водоснабжения.

Наиболее эффективным способом борьбы с высокой жесткостью является применение автоматических фильтров – умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде жесткие соли заменяются на мягкие, которые не образуют твердых отложений.

Автоматический умягчитель представляет собой пластиковый корпус с управляющим блоком (клапаном) и баком для приготовления и хранения регенерирующего раствора. Жесткая вода, поступая в фильтр, проходит через слой засыпки из высококачественной ионообменной смолы. При этом происходит изменение химического состава растворенных солей за счет замены ионов кальция и магния на ионы натрия, которые химически связаны со смолой. Когда поглощающая способность смолы снижается до определенного уровня, блок управления автоматически начинает цикл регенерации. Восстановление свойств ионообменной смолы осуществляется при подаче в фильтр водного раствора высокоочищенной поваренной соли (NaCl) за счет обратного замещения накопленных в смоле ионов кальция и магния на ионы натрия. Затем все загрязнения вымываются из фильтра в дренаж, а смола, обогащенная натрием, становится вновь готовой к работе.

Современные синтетические смолы чрезвычайно надежны и долговечны, позволяют работать на высоких скоростях потоков, благодаря чему находят применение в системах с высокой производительностью. Срок службы смолы может достигать 6-8 лет в зависимости от качества исходной воды. В настоящее время благодаря большому разнообразию смол фильтры-умягчители могут быть использованы также для удаления из воды железа и марганца, тяжелых металлов, органических соединений.

Очистка воды обеззараживанием

Обеззараживание воды (удаление бактерий, спор, микробов и вирусов) является заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции. Использование для питья подземной и поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания. Обычными методами при очистке воды являются:

- Хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.

- Озонирование. При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона.

Ультрафиолетовое облучение. Используется энергия ультрафиолетового излучения для уничтожения микробиологических загрязнений. Кишечная палочка, бацилла дизентерии, возбудители холеры и тифа, вирусы гепатита и гриппа, сальмонелла погибают при дозе облучения менее 10 мДж/см2, а ультрафиолетовые стерилизаторы обеспечивают дозу облучения не менее 30 мДж/см2.

studfiles.net

Реферат - Традиционные способы очистки питьевой воды

Озонирование

Проблема обеспечения населения питьевой водой, отвечающей требованиям стандарта, является одной из основных задач, стоящих перед предприятиями и организациями водообеспечения России.

В результате зарегулирования рек и строительства на них водохранилищ создались условия для развития планктона, что способствует увеличению цветности и появлению в воде привкусов и запахов. Органические примеси и химические загрязнения выносятся в водоёмы с неочищенными сточными водами населённых пунктов и промышленных предприятий. В результате этого во многих водоёмах, особенно вблизи крупных городов, природная вода содержит фенолы (до 2 — 7 ПДК), хлорорганические пестициды, аммонийный и нитритный азот (до 10 — 16 ПДК), нефтепродукты и многие другие загрязнения.

Периодически возникающие аварийные ситуации приводят к существенному ухудшению качества воды природных источников и соответственно качества питьевой воды. Только в последние годы отмечались резкое снижение её качества и появление в ней фенолов в количествах, превышающих ПДК в 100 и 1000 раз в промышленных районах России. В подземных водах часто обнаруживаются марганец, амины, нефтепродукты.

Барьерная роль существующих водопроводных очистных сооружений не велика, и в питьевой воде, потребляемой населением, содержатся практически те же загрязнения, что и в природной воде.

Одним из наиболее реальных и высокоэффективных методов очистки воды от указанных загрязнений является озонирование. Озонирование воды позволяет существенно улучшить качество питьевой и очищенной сточной воды и решить проблемы: здравоохранения и экологии.

Озонирование воды позволит кроме решения основных задач по улучшению качества очищенных сточных вод, упростить технологию подготовки природных вод. Наиболее широкое применение технология озонирования получила в области подготовки питьевой воды. В существующем многообразии методов и способов решения проблемы качественной очистки и обеззараживания воды озонирование является предпочтительным, что вызвано:

трудностями решения проблем, связанных с образованием в очищенной воде в результате её хлорирования токсичных хлорорганических соединений;

недостаточным количеством хлорреагентов, выпускаемых российской промышленностью;

возможностью получения озона на месте применения;

высокой активностью озона в отношении обеззараживания воды от бактерий и вирусов.

Озонирование можно применять как альтернативный метод очистки воды взамен традиционного хлорирования, в сочетании с хлором, перекисью водорода и другими окислителями, вместе с УФ-облучением, обработкой ультразвуком, фильтрацией с использованием песка, активированного угля, ионообменных смол. Наиболее традиционным является использование озона в конце технологической схемы. Для эффективного обеззараживания при этом необходимо создать концентрацию озона 0.4-1мг/л и поддерживать её в течение 4 минут. Озон можно использовать для предварительной обработки воды с целью перевода растворённых веществ в коллоидную форму с последующим осаждением на фильтрах, так как он обладает флокулирующим эффектом.

Преимущество озонирования состоит в том, что под действием озона одновременно с обеззараживанием происходит обесцвечивание воды, а также устраняются запахи и привкусы воды и вообще улучшаются её вкусовые качества. Озон не изменяет натуральные свойства воды, так как его избыток (не прореагировавший озон) через несколько минут превращается в кислород. С одной стороны, это вызывает некоторые технические трудности, а с другой — создаёт определённые преимущества, так как даже при некотором передозировании остаточные количества его не могут быть велики и не требуют устранения. Остаточный озон в количестве 3.5-5 мг/л в течение 30 минут снижается до 0.2-0.3 мг/л.

Озонная обработка удаляет земляной привкус воды в результате снижения концентрации геосмина в 5-10 раз. Несмотря на появление у воды после обработки озоном нового вкусового компонента, суммарные вкусовые качества озонированной воды улучшаются.

Озон начали применять для дезинфекции питьевых вод раньше, чем хлор. Но несмотря на это озон ещё не нашёл достаточного распространения в технике водоподготовки, особенно в России. Основными причинами этого являлась, по видимому, нехватка электроэнергии, а также то, что химические и физические свойства водного раствора озона ещё мало изучены. В настоящее время на ряде водоподготовительных установок в теплоэнергетике возникла также проблема интенсивного зарастания ионообменных фильтров биомассой. Не изменяя ионообменных свойств загрузки, биомасса увеличивает сопротивление загрузки, что приводит к существенному снижению скорости фильтрования.

Согласно литературным данным, для предотвращения развития биомассы и стерилизации фильтров применяют различные окислители, такие как активный хлор, содержащийся в электроактивированном растворе хлористого натрия, формальдегид, перуксусная кислота, хлорамин Т и др.

Механизм бактерицидного действия хлора и его кислородсодержащих соединений заключается во взаимодействии с составными частями клетки микроорганизма, в первую очередь с ферментами, что ведёт к нарушению обмена веществ в клетке и отмиранию микроорганизмов. В практике обработки воды применяют свободный хлор, соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты) и диоксид хлора ClO2. При растворении хлора в воде происходит гидролиз с образованием хлорноватистой и хлороводородной (соляной) кислот.

www.ronl.ru

Реферат: Реферат: Методы очистки воды

Введение

Из воды возникло всё. Вода – универсальное сырьё любой культуры и фундамент любого человеческого и духовного развития. Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Человек - элемент биосферы. Все жизненные ресурсы - воздух, пищу, воду и значительную часть энергетических и строительных ресурсов - он получает из биосферы. В биосферу человек сбрасывает и отходы - бытовые и промышленные. Долгое время такой тип человеческой деятельности не нарушал равновесия биосферы. В настоящее время стихийное взаимоотношение с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий, стран и т.п., но и для всего человечества.

Остановить стихийное развитие событий помогут лишь знания о том, как ими управлять и, в случае с экологией, эти знания должны "овладеть массами", большей частью общества, что возможно лишь через всеобщее экологическое образование людей. Всем известно, что без воды наша жизнь была бы невозможной. Но при ее потреблении возникают определенные проблемы. Использование воды ненадлежащего качества очень сильно влияет на здоровье человека и срок службы бытовой техники. Поэтому вода, поступающая из скважины или водопровода, нуждается в специальной обработке, представляющей собой комплекс физических, химических и биологических методов.

Главные загрязнители воды

Различают химические, биологические и физические загрязнители. Среди химических загрязнителей к наиболее распространенным относят нефть и нефтепродукты, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества), пестициды, тяжелые металлы, диоксины и др. Очень опасно загрязняют воду биологические загрязнители: вирусы и другие болезнетворные микроорганизмы; и физические - радиоактивные вещества, тепло и др.

Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:

1. Сброс в водоемы неочищенных сточных вод.

2. Смыв ядохимикатов ливневыми осадками.

3. Газодымовые выбросы.

4. Утечки нефти и нефтепродуктов.

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности:

Отрасль промышленности	Преобладающий вид загрязняющих компонентов
Нефтегазодобыча, нефтепереработка	Нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийные соли, сульфиды
Лесная промышленность	Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества, азот
Машиностроение, металлообработка, металлургия	Тяжелые металлы, взвешенные вещества, фториды, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, фенолы, смолы
Химическая промышленность	Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, ароматические углеводороды, неорганика
Горнодобывающая, угольная промышленность	Флотореагенты, неорганика, фенолы, взвешенные вещества
Легкая, текстильная, пищевая промышленности	СПАВ, нефтепродукты, органические красители и др.

Наиболее распространенные примеси, ухудшающие качество питьевой воды:

1. Взвешенные вещества – нерастворимые в воде суспензии, эмульсии. Наличие в воде взвешенных веществ свидетельствует о её загрязненности частичками глины, песка, ила, водорослей и т.п.

2. Органические вещества природного происхождения – частички почвенного гумуса, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов.

3. Органические вещества техногенного происхождения – органические кислоты, белки, жиры, углеводы, хлорорганические соединения, фенолы, нефтепродукты.

4. Микроорганизмы – планктон, бактерии, вирусы.

5. Соли жесткости – кальциевые и магниевые соли угольной, серной, соляной и азотной кислот.

6. Соединения железа и марганца – органические комплексные соединения, сульфаты, хлориды и гидрокарбонаты.

7. Соединения азота – нитраты, нитриты, аммиак.

8. Растворимые в воде газы – сероводород, метан.

Влияние примесей на качество воды:

Методы очистки воды

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Очистка сточных вод - вынужденное и дорогостоящее мероприятие, представляющее собой довольно сложную задачу, связанную с большим разнообразием загрязняющих веществ и появлением в их составе новых соединений.

Методы очистки вод можно разделить на 2 большие группы: деструктивные и регенеративные.

Регенеративные методы - это не только очистка сточных вод, но и утилизация ценных веществ, образующихся в отходах.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Электрохимические методы очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей включают анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляцию, электродиализ. Процессы, лежащие в основе этих методов, протекают при пропускании через сточную воду электрического тока. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы мигрируют к катоду, а заряженные отрицательно - к аноду. В прикатодном пространстве происходят процессы восстановления, а в прианодном - процессы окисления.

Также к основным методам очистки воды относятся нижеперечисленные методы:

1. Хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция.

2. Озонирование. При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона.

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы.

Список литературы

1. Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. - М.: Стройиздат, 1987.

2. Гавич И.К. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения.- М.: Агропромиздат, 1985.

3. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат, 1987.

4. Соколов А.К. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Стройиздат, 1992.

www.neuch.ru

Гигиенические требования к питьевой воде и способы ее очистки - реферат

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Гигиенические требования к питьевой воде………………………………....4

2. Основные источники загрязнения питьевой воды…………………..……….5

3. Способы очистки и фильтрации водопроводной воды………………………7

Заключение……………………………………………………………………….11

Список литературы………………………………………………………………12

Введение

Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Санитарное состояние большей части открытых водоемов России в последние годы улучшилось из-за уменьшения сброса стоков промышленных предприятий, но все еще остается тревожным.

Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, экологическая, а также инженерная и экономическая. Понятие " питьевая вода " сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции.

1. Гигиенические требования к питьевой воде

Вода, используемая населением для хозяйственно-бытовых целей, должна отвечать следующим гигиеническим требованиям :

1) обладать хорошими органолиптическими свойствами и освежающим

действием, быть позрачной, бесцветной, без неприятного привкуса или запаха.

2) не содержать избытка солей и токсичных веществ, способных оказать вредное воздействие на организм человека;

3) не содержать патогенных возбудителей, яиц и личинок гельминтов.

Эти требования нашли отражение в действующем в нашей стране стандарте на качество питьевой воды, подаваемой населению водопроводами (ГОСТ 2874— 82). Соответствие качества питьевой воды нормативам, установленным стандартом, определяют путем санитарного химико-бактериологического анализа воды. Водопроводная вода должна удовлетворять следующим требованиям.

Физические свойства воды:

- Прозрачность воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц. Питьевая вода должна быть такой, чтобы через слой ее в 30 см можно было прочесть печатный шрифт определенного размера.

- Цветность питьевой воды, получаемой из поверхностных и неглубоких подземных источников, как правило, вызвана наличием вымываемых из почвы гуминовых веществ. Окраска питьевой воды может также обусловливаться размножением водорослей в водоеме (цветение), из которого осуществляют забор воды, а также загрязнением его сточными водами. После очистки воды на водопроводных станциях цветность ее уменьшается. При лабораторных исследованиях сравнивают интенсивность цветности питьевой воды с условной шкалой стандартных растворов и результат выражают в градусах цветности. В водопроводной воде цветность не должна превышать 20°.

- Вкус и запах питьевой воды обусловлены наличием в воде органических веществ растительного происхождения, сообщающих воде землистый, травянистый, болотистый запах и привкус. Причиной запаха и привкуса питьевой воды может быть загрязнение и промышленными сточными водами. Привкус и запахи некоторых подземных вод объясняются наличием большого количества растворенных в них минеральных солей и газов, например хлоридов, сероводорода. При обработке воды на водопроводных станциях интенсивность запаха уменьшается, но незначительно.

Во время исследования питьевой воды определяют характер запаха (ароматический, аптечный и т. д.) или привкуса (горький, соленый и т. д.), а также их интенсивность в баллах: 0 — отсутствие, 1 балл — очень слабый, 2 — слабый, 3 — заметный, 4 — отчетливый, 5 баллов — очень сильный. Допустима интенсивность запаха или привкуса не выше 2 баллов. При обнаружении несвойственных природной воде цвета, вкуса и запаха необходимо выяснить их происхождение.

2. Основные источники загрязнения питьевой воды

Коммунальные стоки - содержат как химические, так и микробиологические загрязнения и представляют серьезную опасность. Содержащиеся в них бактерии и вирусы являются причиной опасных заболеваний: сыпного тифа и паратифа, сальмонеллеза, бактериальной краснухи, эмбрионов холеры, вирусов вызывающих воспаления околомозговой оболочки и кишечных заболеваний. Такая вода может быть переносчиком яиц глистов (солитеры, аскариды и власоглавы). В коммунальных стоках присутствуют также токсичные детергенты (моющие вещества), сложные ароматические углеводороды (САУ), нитраты и нитриты.

Промышленные стоки. В зависимости от отрасли промышленности могут содержать практически все существующие химические вещества: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, органические растворители (ксилол, бензол, толуол), упомянутые выше (САУ) и т.н. особо токсичные стоки. Последняя разновидность вызывает мутагенные (генетические), тератогенные (повреждающие плод) и канцерогенные (раковые новообразования) изменения. Главные источники особо токсичных стоков: металлургическая промышленность и машиностроение, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, цементно-асбестовое производство и лако-красочая промышленность. Парадоксально, но источником загрязнения является также сам процесс очистки и водоподготовки.

Коммунальные отходы. В большинстве случаев, там, где нет сети водоснабжения нет и канализации, а если и есть, то она (канализация) не может полностью предотвратить проникновению отходов в грунт и, следовательно, в грунтовые воды. Поскольку верхний горизонт грунтовых вод расположен на глубине от 3 до 20 м (глубина обычных колодцев),то именно на этой глубине скапливаются "продукты" человеческой деятельности в гораздо более серьезных концентрациях, чем в поверхностных водах: детергенты из наших стиральных машин и ванн, кухонные отходы (остатки пищи), фекалии людей и животных. Конечно же, все перечисленные компоненты профильтрованы сквозь верхний слой грунта, но некоторые из них (вирусы, водо-растворимые и текучие субстанции) способны проникать в грунтовые воды практически без потерь. То, что выгребные ямы и местная канализация располагаются на некотором удалении от колодцев ничего не значит. Доказано, что грунтовые воды могут при соблюдении некоторых условий (н.п. легкий уклон) перемещаться в горизонтальной плоскости на несколько километров!

Промышленные отходы. В грунтовых водах присутствуют в несколько меньших количествах, чем в поверхностных водах. Большинство этих отходов направляются прямо в реки. Кроме того, промышленные пыль и газы, оседают непосредственно или в соединении с атмосферными осадками и накапливаются на поверхности почвы. растениях, растворяются и проникают вглубь. Поэтому никого, кто профессионально занимается очисткой воды, не удивит содержание тяжелых металлов и радиоактивных соединений в колодцах, расположенных вдали от металлургических центров - в Карпатах. Промышленные пыль и газы переносится воздушными потоками на сотни километров от источника эмиссии. К промышленным загрязнениям почвы относятся также органические соединения образующиеся при переработке овощей и фруктов, мяса и молока, отходы пив заводов, животноводческих комплексов.

Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов. Накапливание в организме следующих элементов приводит к:

· 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.

3. 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:

1. Очистные системы насыпного типа.

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

3. Ультрафиолетовые стерилизаторы, удаляющие микробы, бактерии и другие микроорганизмы.

4. Окислительные фильтры, удаляющие железо, марганец, сероводород.

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

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

7. Комбинированные фильтры - комплексные многоступенчатые системы.

8. 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

Вода необходима для нормального обмена веществ в организме. Физиологическая потребность человека в воде составляет около 3 л в сутки. Кроме того, значительное количество воды необходимо человеку для удовлетворения хозяйственно-бытовых и производственных нужд. Поэтому вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и безвредна по химическому составу.

При нарушении гигиенических требований к водоснабжению питьевая вода может быть причиной инфекционных заболеваний и гельминтозов, связанных с загрязнением водоёмов хозяйственно-фекальными сточными водами; заболеваний неинфекционной природы, связанных с необычным природным составом воды либо с загрязнением водоёмов химическими веществами за счет поступления промышленных сточных вод или питьевой воды с остаточным количеством реагентов, добавляемых в процессе её обработки.

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. СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

2. ГОСТ Р 51232-98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.

3. Русанова Н.А. Подготовка питьевой воды с учетом микробиологических и паразитологических показателей // Водоснабжение и санитарная техника, 2008, № 3.

4. Усольцев В.А., Соколов В.Ф., Алексеева Л.П., Драгинский В.Л. Подготовка воды питьевого качества в г. Кемерове. М.: ВИМИ, 2006.

2dip.su