Очистка и обеззараживание воды. Очистка и обеззараживание питьевой воды

Очистка и обеззараживание воды.

Цель занятия:

1.Ознакомление с методами очистки и обеззараживания воды.

2.Проведение очистки и обеззараживания конкретной воды.

3.Оформление санитарно-гигиеническихзаключений по оценке результатов проведенных очистки и обеззараживания методами коагуляции, фильтрации и нормального хлорирования.

Место проведения занятия: учебно-профильнаялаборатория кафедры общей гигиены.

Оборудование: титровальные установки, лабораторные посуда и реактивы; таблицы и схемы.

Для улучшения качества воды применяются следующие методы: очистка, обеззараживание и специальные методы обработки. Очистка предполагает улучшение органолептических и физико-химическихпоказателей воды. Обеззараживание является конечной ступенью защиты и предохраняет питьевую воду от внешнего загрязнения и вторичного роста микроорганизмов при распределении.

9.1. Гигиеническая оценка современных способов очистки питьевой воды.

Основными способами очистки воды являются отстаивание, коагуляция, фильтрация и аэрация. Коагуляция связана с добавлением химических реактивов (сульфат алюминия, сульфат двухили трехвалентного железа и хлорид трехвалентного железа) для нейтрализации зарядов на частицах и облегчения их агломерации при медленном перемешивании. Образующиеся при этом хлопья подвергаются осаждению, поглощая и захватывая природные окрашенные вещества и минеральные частицы и вызывая значительное снижение цветности, мутности и содержания простейших бактерий и вирусов. При использовании в качестве коагулянта сернокислого алюминия образование хлопьев протекает по следующей реакции:

Al2(SO4)3 + Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2.

Хлопья не образуются, если щелочность воды ниже 1,4 мг-экв/л.В этом случае требуется предварительное ее подщелачивание. Затруднен процесс

хлопьеобразования и в холодной воде. При низкой температуре воды целесообразно использовать вместо сернокислого алюминия более тяжелые коагулянты: сернокислое железо и хлорное железо. Эффективность коагуляции зависит также от цветности, мутности воды и других факторов. Учитывая вышеизложенное, не представляется возможным точно рассчитать оптимальную дозу коагулянта. Она подбирается опытным путем, когда из трех взятых в опыте доз выбирается та, которая обеспечивает хорошее осветление воды.

Удалить образовавшиеся в результате коагуляции хлопья можно отстаиванием или фильтрацией. Отстаивание – осаждение хлопьев на дно под действием силы тяжести. Этот способ практически не применяется. Способфильтрации предполагает пропускание воды через фильтры, которые делятся на быстрые и медленные. Они отличаются друг от друга не только скоростью, но и качеством фильтрации. В медленном фильтре основным действующим материалом служит речной песок, на поверхности которого образуется пленка, состоящая из бактерий, свободно живущих простейших, ракообразных и личинок беспозвоночных, осуществляющих окисление органических веществ в воде и превращение азота аммиака в нитраты. Патогенные бактерии, вирусы и паразиты (гельминты и простейшие) удаляются главным образом за счет адсорбции и последующего уничтожения хищными микроорганизмами. Бактерии удаляются на98–99,5%,содержание кишечной палочки снижается в 1000 раз, а удаление вирусов еще больше.Аэрация – удаление из воды газообразных вредных веществ.

С целью интенсификации очистки воды разработаны современные реагентные материалы, позволяющие оптимизировать процессы хлопьеобразования при коагуляции воды, повысить скорость седиментации образовавшихся хлопьев и тем самым увеличить эффективность работы фильтров. Созданы коагулянты оксихлоридного ряда (КОР), состоящие из гидроокиси алюминия и аниона хлора. При растворении в воде коагулянт образует коллоидный раствор, который обладает свойствами электролита.

Дистилляция – наиболее распространенный способ очистки воды в аптеках. Вода переходит из жидкого состояния в парообразное и обратно, в результате чего происходит очистка от примесей. Применяются и другие современные методы:ультрафильтрация,обратный осмос иионообмен. Это сочетание обеспечивает удаление мелких примесей, коллоидов, микробов, органических молекул, деионизацию воды.

Для удаления крупных примесей используют волоконные фильтры. Освобождение от мелких примесей и микробов происходит на мембранных фильтрах, имеющих субмикронный размер пор. Обратный осмос – метод предварительной очистки воды перед дистилляцией, деионизацией. Очистка воды обратным осмосом основана на фильтрации через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Большинство примесей не проходит через такую мембрану. Они собираются на поверхности мембраны, а затем смываются. Деионизация – пропускание воды через катионообменные и анионообменные смолы. Адсорбция на активированном угле применяется с целью удаления органических соединений и хлора.

Полная безопасность воды в эпидемическом отношении достигается проведением обеззараживания. Традиционная система отечественной очистки воды включает последовательное использование хлорирования, отстаивания и фильтрации. Вода, поступившая на водозабор, подвергается хлорированию. Затем крупные взвешенные органические частицы в течение нескольких часов оседают в отстойнике. Затем – фильтрация через песчано-гравийныйи (или)сорбционно-угольныйфильтры. Поскольку качество воды в городе Воронеже отличается повышенным содержанием железа и марганца, запахом (до 3 б.) и повышенной цветностью (до 400), помимо обеззараживания методом хлорирования и очистки фильтрованием, проводится безреагентное обезжелезивание.

9.2.Гигиеническая оценка современных способов обеззараживания питьевой воды.

Все методы обеззараживания делятся на два группы: безреагентные и реагентные. К безреагентным методам относят кипячение, воздействие ультразвуком (УЗ), токами высокой частоты,γ-лучами,ультрафиолетовыми лучами (УФ) и др. Креагентным методам обеззараживания относят хлорирование, перехлорирование, двойное хлорирование, хлорирование с предварительной аммонизацией; озонирование; использование ионов серебра и других химических соединений (перманганат калия, перекись водорода), в основе которых лежит окисление органических, неорганических веществ и бактерий. Известно, что самым сильным окислителем является озон.

Использование традиционного метода обеззараживания воды – хлорирования – сейчас расценивают как фактор повышенной опасности для здоровья населения. В сведениях ВОЗ указаны 19 соединений, которые образуются в результате хлорирования: хлорфенолы, кетоны, фураноны,

галогенированные альдегиды и т.д. Во всех случаях присутствия галогенсодержащих соединений (ГСС) в воде максимум концентраций приходится на хлороформ, именно это вещество принято как ведущее приоритетное ГСС (с канцерогенным действием). Многие ГСС обладают полиморфизмом токсического действия, оказывают гепато-,рено- и нейротоксический эффекты, нарушают функциисердечно-сосудистойи репродуктивной систем. Опасность ГСС связана и с их выраженными кумулятивными свойствами. Некоторые из ГСС обладают канцерогенным действием.

Избежать образования ГСС при хлорировании невозможно. Радикальный выход – переход на другие способы обеззараживания воды. Приемлемым является озонирование. Количество побочных продуктов при озонировании значительно меньше и они менее токсичны. Лишь для одного из продуктов озонолиза – бромата характерно канцерогенное действие. Лучшим в арсенале обеззараживающих средств продолжает оставаться УФ.

Вместе с тем хлорирование пока остается наиболее доступным и простым способом обеззараживания воды. Поэтому надо реализовать приемы защиты от воздействия ГСС питьевой воды – применение активированного угля; снижение цветности и окисляемости воды; охрана водоисточников от загрязнения промышленными сточными водами; использование вместо газообразного хлора хлораминов или, лучше, двуокиси хлора.

Однако только полный запрет хлорирования воды позволит кардинально решить проблему ГСС и предупредить неблагоприятное влияние ГСС на здоровье нации.

Недостатки традиционных способов обеззараживания питьевой воды заставляют искать новые, основанные, как правило, на комбинированном действии двух или нескольких факторов: хлор+озон; хлор+УФ; перекись водорода+озон; УФ+УЗ; комплекс электрических воздействий.

Для хлорирования используют газообразный хлор, хлорную известь, гипохлориды, хлорамины. Хлорную известь получают при взаимодействии хлора с гашеной известью:

2Cl + 2CA(OH)2 = Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2 h3O.

Действующей частью хлорной извести является гипохлорит кальция – Ca(OCl)2. OClявляется сильным окислителем. Свежие препараты хлорной извести содержат до30–35%активного хлора. Уменьшение количества

studfiles.net

НПО "Альтернатива" - Очистка и обеззараживание питьевой воды

Воду, употребляемую как питьевую, особенно водопроводную, очищают и обеззараживают. Это объясняется тем, что источниками водоснабжения большей частью являются открытые водоемы, которые трудно уберечь от загрязнения.При очистке воды преследуют следующие цели: улучшение физических свойств (прозрачность, цветность, запах, вкус), изменение химического состава (уменьшение содержания в воде соединений железа, марганца, кальция и магния, ядовитых веществ). Одновременно с очисткой улучшаются и микробиологические показатели качества воды.Воду очищают от содержащихся в ней органических веществ и взвешенных примесей путем отстаивания, коагуляции и фильтрации.Отстаивание воды проводят в специальных бассейнах-отстойниках, при этом взвешенные в ней частички вместе с бактериями оседают. Количество бактерий снижается на 70-75%.Коагуляцию применяют для более полного осветления воды. В качестве коагулянтов используют сернокислое железо, сернокислый алюминий, кальцинированную или углекислую соду. Эти вещества образуют в воде хлопья, которые быстро оседают, увлекая за собой взвешенные частицы и микроорганизмы.Фильтрацию воды осуществляют через фильтры, представляющие собой каменные или железобетонные резервуары, наполненные песком. Толщина слоя песка 1 м, ниже последовательно укладывают гравий, щебень и булыжный камень. Во время работы фильтра на его поверхности образуется пленка, состоящая из ила, органических веществ и микроорганизмов. При фильтровании воды на этой пленке задерживаются органические вещества и микроорганизмы (98-99%). Однако после очистки в воде остается некоторое количество бактерий, среди которых могут быть и патогенные. Поэтому для полной гарантии безопасности воды ее подвергают обеззараживанию (дезинфекции).Дезинфекцию воды осуществляют чаще всего хлорированием. Хлор губительно действует на микроорганизмы даже в небольших дозах (в десятых долях мг/л).Бактерицидными свойствами обладает также атомарный (активный) кислород, который образуется в результате реакции хлора с водой. Под действием атомарного кислорода окисляются находящиеся в воде органические вещества и гибнут бактерии.Эффективность хлорирования зависит от содержания в воде органических веществ, ее рН и температуры. Бактерицидное действие хлора тем выше, чем ниже концентрация в воде органических примесей. При низкой температуре воды для ее обеззараживания необходимы большие дозы хлора, чем при высокой. С увеличением кислотности воды бактерицидность хлора возрастает.Для обеззараживания воды в большинстве случаев достаточно дозы хлора 1-3 мг/л при условии взаимодействия хлора с водой в течение 30 мин. Хлор, который остается в воде неизрасходованным, т. е. не входит в соединение с веществами воды, называется остаточным активным хлором. Содержание остаточного активного хлора в воде должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л. Эти дозы активного хлора являются показателем надежности хлорирования воды. При меньшем содержании его эффективность обеззараживания воды может оказаться недостаточной, а избыток активного хлора придает ей ощутимый привкус и запах.Более совершенным методом обеззараживания воды является хлораммонизация. Сущность метода заключается в том, что в воду перед введением хлора добавляют аммиак. При взаимодействии этих веществ с водой образуются хлорамины, которые по сравнению с хлором значительно дольше сохраняют в воде бактерицидные свойства и не придают ей неприятных запаха и привкуса.Для обеззараживания воды можно также использовать озон и ультрафиолетовые лучи. Дезинфекция воды озонированием основана на разложении озона с образованием молекулярного и атомарного кислорода.Для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучам и ее пропускают тонким слоем через лоток, освещаемый бактерицидными лампами. В результате облучения погибают не только вегетативные клетки, но и споры бацилл. Дезинфекция ультрафиолетовыми лучами применима только для прозрачных вод. При содержании в воде органических примесей резко снижается бактерицидный эффект облучения.Небольшие объемы воды обеззараживают кипячением. При кипячении воды в течение 5 мин погибают почти все имеющиеся в ней микроорганизмы.

alternativa-sar.ru

Очистка и обеззараживание воды

Очистка воды. Это сложный и многоэтапный процесс. Первый этап — очистка воды от взвешенных частиц отстаиванием в специальных отстойниках (горизонтальных и вертикальных) и фильтрацией. Для ускорения этих процессов применяется коагуляция — очистка воды с помощью специальных химических соединений — коагулянтов. В качестве коагулянта чаще всего используется сернокислый алюминий (глинозем), который, вступая в реакцию с солями кальция и магния, образует с ними гидраты в виде хлопьев, оседающих на дно очистных сооружений.

После коагуляции вода фильтруется. Для этого применяются различные фильтры: прямоугольные резервуары площадью 50 — 100 м2, загруженные речным кварцевым песком на высоту 0,6 — 1 м, под которыми находятся поддерживающий слой гравия и дренажные трубы для отвода профильтрованной воды. На поверхности песка скапливаются мелкие хлопья коагулянта, не успевшие осесть в отстойнике, которые уменьшают диаметр пор между песчинками и повышают задерживающую способность фильтра. После 8 — 12 ч работы фильтр промывается обратным током воды.

В результате очистки вода делается прозрачной, бесцветной, устраняются запахи, некоторые вредные примеси, задерживаются яйца гельминтов и на 95-98% бактерии.

Дезинфекция воды. Это освобождение ее от возбудителей различных инфекционных заболеваний. Наиболее распространенный способ дезинфекции воды — хлорирование газообразным хлором. Для этого применяются хлораторы, обеспечивающие дозировку и непрерывную подачу хлора в резервуары с чистой профильтрованной водой или непосредственно в водопроводную сеть. Хлорирование — один из самых старых, простых, дешевых и достаточно надежных способов обеззараживания воды.

Для обеззараживания воды применяются также озонирование и обработка ультрафиолетовыми лучами. Бактерицидное действие озона сильнее, чем хлора. Озонирование улучшает вкус и органо-лептические свойства воды. Однако это более дорогой способ, требующий сложной аппаратуры, тщательного ухода за ней и очень хорошей предварительной очистки воды фильтрацией. Поэтому широкого распространения он не получил, как и обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами.

Очистка и обеззараживание воды в полевых условиях. В туристском походе могут применяться те же способы, что и на водопроводных станциях, но в более упрощенном виде. Освобождение воды от взвешенных веществ достигается ее отстаиванием в течение 2— 3 ч или фильтрованием с помощью простейших фильтров (из песка, угля). Самый простой и надежный способ обеззараживания воды в походе — ее кипячение в течение 5 мин. В полевых условиях может применяться и хлорирование воды, лучше после фильтрации. Для этого используют хлорную известь.

Доза хлора устанавливается опытным путем. Необходимо, чтобы в 1 л воды находилось 0,3 — 0,4 мг остаточного хлора в течение 30 мин контакта воды с хлором - летом и 1—2 ч — зимой. Нормирование качества питьевой воды после хлорирования представлено в таблице 16.

Можно хлорировать воду непосредственно в шахтном колодце. Для этого после определения в нем объема воды вносят раствор хлорной извести из расчета 1 мл 1 %-ного раствора на 1 л воды (см. табл. 16).

Хранение и разбор питьевой воды. Согласно санитарным правилам спортивные сооружения снабжаются кипяченой остуженной водой, которая должна храниться в специальных металлических бачках емкостью 25 —30 л или в графинах. Ежедневно вода заменяется свежей, а сосуды промываются.

Если баки не чистятся и доступны загрязнению извне, то кипяченая вода может оказаться более опасной в эпидемиологическом отношении, чем сырая. Большое гигиеническое значение имеет способ разбора воды: желательно использование пластиковых стаканчиков или фонтанчиков. Воду пьют прямо из струи, бьющей вверх под напором воды в баке или под давлением водопроводной воды. Струя должна иметь определенный наклон, исключающий обратное попадание воды на трубку, из которой она вытекает, что в значительной мере зависит от давления воды.

Основные гигиенические требования к безопасности питьевой воды по содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки

Показатель	пдк	Показатель вредности
Хлор, мг/л: остаточный свободный остаточный связанный	0,3-0,5 0,8-1,2	Органолептический Органолептический
Хлороформ (при хлорировании воды), мг/л	0,22	Санитарно-токсикологический
Озон остаточный, мг/л	0,3	Органолептический
Формальдегид (при озонировании воды), мг/л	0,05	Санитарно-токсикологический
Активированная кремниевая кислота, мг/л		Санитарно-токсикологический
Полифосфаты, мг/л	3,5	Органолептический

Контрольные вопросы и задания

1. В чем состоит роль воды в жизнедеятельности человека?

2. Укажите основные гигиенические требования к питьевой воде.

3. Назовите нормы потребления воды.

4. Перечислите основные органолептические свойства воды.

5. Что определяет жесткость воды?

6. В чем заключается эпидемиологическое значение воды?

7. Перечислите основные источники водоснабжения.

8. Какие основные способы очистки и обеззараживания воды вы знаете?

9. Как можно очищать и обеззараживать воду в полевых условиях?

Глава 5 ГИГИЕНА ПОЧВЫ

Почва — один из важнейших элементов экологической системы Земли. Наряду с солнечным светом, водой, температурой окружающей среды она — компонент внешней среды жизнедеятельности человека. Будучи одним из элементов биосферы, почва во многом определяет гигиеническое состояние внешней среды, оказывая большое влияние на состояние здоровья людей и санитарно-гигиенические условия жизни. Человек, добывая из почвы воду, производя различные земляные, в том числе подземные, и сельскохозяйственные работы, постоянно подвергается различным воздействиям отдельных почвенных факторов.

В зависимости от условий они могут оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное влияние на состояние его здоровья. Поэтому почва рассматривается как один из важнейших гигиенических факторов.

Почва — природное образование, состоящее из генетически связанных между собой горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев земной коры под воздействием воды, воздуха и живых организмов. Почва является одним из элементов биосферы, обеспечивающих циркуляцию химических веществ в системе «окружающая среда — человек».

Почва состоит из материнской породы (минеральные соединения), различных органоминеральных комплексов, органического вещества, гумуса (перегноя), живых организмов, воздуха и почвенной влаги.

Поверхностный слой почвы представляет собой сложный комплекс, на 90 — 99% состоящий из минеральных соединений и на 1 — 10% — из органических веществ. Минеральная часть почвы — это в основном песок, глина, известь и ил с входящими в них солями различных металлов (алюминия, кальция, магния и др.), органическая — перегной, или гумус, образующийся из продуктов разложения и остатков растительных и животных организмов. Этот слой почвы содержит огромное количество микроорганизмов.

В зависимости от геологического строения различают песчаную почву (80% и более песка), супесчаную, глинистую (свыше 60% глины), суглинистую, солончаковую - богатую хлоридами, черноземную (20% и более перегноя), торфяную и др.

infopedia.su