ОЧИСТКА ВОДЫ

Перейти к: навигация, поиск

ОЧИСТКА ВОДЫ — обработка воды с целью устранения нежелательных примесей. В зависимости от характера примесей, их фазоводисперсного состояния для О. в. используют различные механические и физ.-хим. процессы.

Для освобождения воды от взвесей, обусловливающих мутность, проводят механическое разделение (отстаивание и медленное фильтрование) или извлечение с применением гидроокиси алюминия или железа и агрегацию с помощью флоккулянтов (см. Флоккуляция). Для устранения растворенных коллоидов применяют окисление хлором, (см. Хлорирование питьевой воды), озоном (см. Озонирование воды) и др., адсорбцию на гидроокисях алюминия или железа, агрегацию с помощью высокомолекулярных флоккуляьтов катионного типа. Для удаления газов (дегазация воды) и органических веществ, находящихся в воде в виде молекулярных р-ров и придающих ей запахи и привкусы, используют аэрирование воды, окисление примесей хлором, озоном и др., адсорбцию на активированных углях-экстракцию органическими растворителями, биохимический распад. Для снижения до оптимальных или допустимых уровней минерализации, обусловливаемой ионными р-рами солей, к-т и оснований, применяют различные способы опреснения воды (см.).

При местном водоснабжении (см.) для О. в. издавна применялось отстаивание, фильтрование через песок, уголь или губчатый камень, а также кипячение, к-рое одновременно и обеззараживает воду. При централизованном водоснабжении (см. Водопровод) О. в. осуществляется на водоочистных станциях, на к-рых имеются различные сооружения и устройства для очистки. При этом О. в. обычно совмещается с ее обеззараживанием (см. Обеззараживание воды), а при необходимости и фторированием (см. Фторирование воды).

Рис. 1. Схема обработки воды подземных источников: а— удаление железа и марганца, б— умягчение способом осаждения; 1— аэратор, 2— подача окислителя (хлора или марганцовокислого калия), 3—контактный резервуар, 4—фильтр, 5— хлор и фтор, 6— известь, 7— содовый порошок, 8— резервуар быстрого смешивания, 9— флоккулятор, 10— отстойник, 11—двуокись углерода, 12— рекарбонизация.
Рис. 1. Схема обработки воды подземных источников: а— удаление железа и марганца, б— умягчение способом осаждения; 1— аэратор, 2— подача окислителя (хлора или марганцовокислого калия), 3—контактный резервуар, 4—фильтр, 5— хлор и фтор, 6— известь, 7— содовый порошок, 8— резервуар быстрого смешивания, 9— флоккулятор, 10— отстойник, 11—двуокись углерода, 12— рекарбонизация.

При использовании межпластовых подземных вод О. в. может потребоваться для удаления растворенных газов и нежелательных минеральных веществ, напр, железа, марганца. Растворенные в подаваемой из скважин воде железо и марганец окисляются сначала на градирнях или аэраторе кислородом воздуха, а затем хлором в контактном резервуаре. Образовавшиеся при этом нерастворимые частицы гидратов окислов названных элементов удаляются из воды фильтрованием, иногда с предварительным коагулированием (рис. 1, а). Избыточная жесткость воды устраняется умягчением (рис. 1, б).

Рис. 2. Схема обработки воды поверхностных источников: а— очистка воды из озера или водохранилища, б— очистка речной воды; 1— хлор, 2— коагулянт, 3— вспомогательные химические реагенты, 4— быстрое смешивание, 5— флоккулятор, 6—отстойник, 7— активированный уголь, 8— фильтр, 9— хлор и фтор, 10—водораспределительная система, 11 — предварительное отстаивание, 12— коагулянт или другие химические реагенты.
Рис. 2. Схема обработки воды поверхностных источников: а— очистка воды из озера или водохранилища, б— очистка речной воды; 1— хлор, 2— коагулянт, 3— вспомогательные химические реагенты, 4— быстрое смешивание, 5— флоккулятор, 6—отстойник, 7— активированный уголь, 8— фильтр, 9— хлор и фтор, 10—водораспределительная система, 11 — предварительное отстаивание, 12— коагулянт или другие химические реагенты.

О. в. поверхностных источников заключается в ее хим. осветлении методами коагуляции, осаждения и фильтрации (рис. 2, а). Путем предварительного хлорирования и обработки воды активированным углем устраняют посторонние привкусы и запахи.

При использовании речной воды нередко требуется предварительное отстаивание для отделения песка, уменьшения количества ила и осаждаемых органических веществ, после чего производят хим. очистку — коагуляцию воды. Под коагуляцией понимают процесс укрупнения дисперсных частиц за счет их взаимодействия и объединения в агрегаты. В целях достижения большей степени очистки хим. коагуляцию и осаждение можно проводить в два этапа (рис. 2, б). В зависимости от качества очищаемой воды для коагуляции применяют различные хим. соединения — коагулянты. Обычно используют металлсодержащие коагулянты на основе алюминия (сульфат алюминия, алюминат натрия, калиевые и алюминиево-аммониевые квасцы) или железа (сульфат, хлорное железо, хлорированный железный купорос). Вспомогательные коагулянты (полиэлектролиты, активированный кремнезем, утяжеляющие наполнители и окислители) способствуют улучшению коагуляции, ускорению оседания хлопьев.

Потребное количество того или иного коагулянта и необходимое время (не менее 30 мин.) его контакта с водой зависят от температуры, pH, солевого состава и нек-рых других свойств исходной воды, к-рые в естественных условиях могут варьировать в широких пределах. В связи с этим для выбора наиболее эффективного коагулянта и определения оптимальных доз реагентов проводят специальные лаб. испытания (пробная коагуляция).

Рис. 3. Схема осветлителя со взвешенным осадком: 1— впуск флоккулированной воды, 2— водоотводный желоб, 3 - направление движения воды, 4— направление движения осаждающихся хлопьев, 5—механическое удаление осевших плотных частиц.
Рис. 3. Схема осветлителя со взвешенным осадком: 1— впуск флоккулированной воды, 2— водоотводный желоб, 3 - направление движения воды, 4— направление движения осаждающихся хлопьев, 5—механическое удаление осевших плотных частиц.
Рис. 4. Поперечное сечение скорого песчаного фильтра: 1— промывочные желоба, 2— песчаная загрузка фильтра, 3— гравий (определенные фракции), 4— чугунный коллектор с отверстиями на верхней грани, 5— основание фильтра, 6— перфорированные дренажные трубы.
Рис. 4. Поперечное сечение скорого песчаного фильтра: 1— промывочные желоба, 2— песчаная загрузка фильтра, 3— гравий (определенные фракции), 4— чугунный коллектор с отверстиями на верхней грани, 5— основание фильтра, 6— перфорированные дренажные трубы.

После коагуляции в течение не менее 4 час. производят осветление воды в горизонтальных или вертикальных отстойниках. Наиболее эффективны осветлители со взвешенным осадком (рис. 3). Для удаления неосажденных хлопьев используют чаще всего скорые песчаные и песчано-угольные фильтры (рис. 4). В процессе фильтрования вода проходит вниз через загрузку фильтра со скоростью 1,4 л/м2 • сек. Для промывки фильтра в процессе его эксплуатации воду подают снизу вверх со скоростью 10 л/м2 • сек в течение 5—10 мин. и удаляют вместе с загрязнениями через промывочные желоба. Кое-где сохранившиеся медленные песчаные фильтры ныне представляют лишь исторический интерес.

Комплекс очистных сооружений обычного типа, работающих по схеме предварительной коагуляции, отстаивания и фильтрации, при сравнительно небольшом загрязнении воды может быть заменен одной установкой — контактным осветлителем Академии коммунального хозяйства СССР, на к-ром обрабатываемая вода, предварительно смешанная с коагулянтом, равномерно распределяется по площади загрузки и фильтруется снизу вверх со скоростью до 5 л/м2 • сек. Осветленная вода собирается над слоем загрузки и направляется в резервуар для хлорирования.

При проведении О. в. должны соблюдаться «Правила технической эксплуатации сооружений систем водоснабжения и водоотведения населенных мест», утвержденные Министерством жилищно-коммунального хозяйства РСФСР. Предупредительный и текущий сан. надзор осуществляется в соответствии с «Инструкцией о работе санитарного врача по жилищно-коммунальной санитарии санитарно-эпидемиологических станций ...».

Для оценки эффективности О. в. и ее контроля систематически проводят (не реже одного раза в сутки) анализ фильтрата на мутность, цветность, привкус и запах на различных стадиях обработки, включая выпуск очищенной воды. Эти показатели ухудшаются при нарушении технол, процесса О. в. Кроме того, не реже одного раза в смену в очищенной воде определяют остаточные количества используемого коагулянта с оценкой по ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая».

Выбор в каждом конкретном случае тех или иных схем, способов и устройств для О. в. зависит от качества воды источника водоснабжения, технол, свойств воды (коагулируемости, хлорпотребности и др.), гиг. требований к воде после ее обработки, мощности водопровода и др.

Особую сложность представляет О. в. в замкнутых системах жизнеобеспечения (долговременные орбитальные станции, космические корабли и т. п.). Задача О. в. в таких системах успешно решена.

Очистка воды в военно-полевых условиях

Очистка воды в военно-полевых условиях производится с целью освобождения ее от взвешенных (мути) и окрашивающих воду веществ. Это достигается путем отстаивания, коагулирования с последующим отстаиванием и удалением отстоя или фильтрованием его через полевые фильтры.

Отстаивание без коагулирования применяют для удаления крупных взвешенных частиц диаметром более 0,01 мкм и осуществляют в запрудах, в отрытых или в естественных углублениях, сообщающихся с рекой, каналами. Очистка воды от частиц диаметром менее 0,01 мкм производится с помощью коагулирования сернокислым алюминием, сернокислым железом или хлорным железом. Коагулирование проводится в штатных или приспособленных (подручных) емкостях обычно одновременно с хлорированием.

В зависимости от температуры, щелочности и мутности воды вносят 100, 200 или 300 мг/л коагулянта и необходимое количество хлорсодержащего препарата, хорошо перемешивают в течение 3—5 мин. и оставляют стоять на 30—40 мин. Отстоявшуюся воду осторожно сливают или чаще фильтруют через штатные фильтры (ТУФ-200, ВФС-2500, МАФС-3) или через фильтры из подручных материалов (см. Фильтры).

Содержащееся в некоторых коагулянтах железо переводят из двухвалентной в трехвалентную форму с помощью окислителя, чаще всего хлора. Одна весовая часть хлора может окислять 8 весовых частей закиси железа. Образовавшееся окисное железо вступает в реакцию с гидроксильными ионами, образуя гидрат окиси железа, выпадающий в виде бурых хлопьев.

Вследствие большой активной поверхности хлопьев коагулянта на них сорбируются взвешенные частицы, т. о. вода осветляется и частично обесцвечивается.

Очистка воды на кораблях

Загрязнение воды на кораблях может происходить при длительном хранении ее в цистернах вследствие перехода в воду хим. веществ из антикоррозийных покрытий и ионов железа из стенок цистерны при дефектах покрытий.

Возможно загрязнение воды органическими веществами биол. происхождения и нефтепродуктами. Загрязнению способствуют качка, вибрация, повышение температуры воды при плавании в низких широтах.

Специфика корабельных условий не позволяет употреблять для очистки воды отстаивание и коагуляцию. Поэтому на кораблях применяют фильтры-дехлораторы, являющиеся составной частью установки для очистки и обеззараживания воды.

Рис. 5. Фильтр-дехлоратор: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — кассета.
Рис. 5. Фильтр-дехлоратор: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — кассета.

Фильтр-дехлоратор (рис. 5) представляет собой сосуд из нержавеющей стали, в к-рый вставляется съемная кассета с активированным углем марки ВАУ. Через фильтр пропускается вода непосредственно перед подачей ее в распределительную сеть. С помощью фильтра из воды удаляются избыточный остаточный хлор и другие вещества, неблагоприятно влияющие на органолептические показатели (см. Дехлорирование воды).

Рис. 6. Последовательность процессов приготовления питьевой воды из морской на кораблях.
Рис. 6. Последовательность процессов приготовления питьевой воды из морской на кораблях.

На современных кораблях для приготовления питьевой воды широко используется опресненная вода. Последовательность процессов приготовления питьевой воды из морской показана на рис. 6.

Корабельные вакуумные опреснители не гарантируют полную очистку и обеззараживание дистиллята. В связи с этим предусматривается очистка опресненной воды. Применяющийся для этой цели фильтр-дехлоратор является составной частью системы кондиционирования опресненной воды на кораблях.

См. также Вода.



Библиография: Аркаев В. А. Гигиена водоснабжения войск, в кн.: Воен.-мед. подготовка, под ред. Д. Д. Кувшинского, с. 258, М., 1978; Бабаев И. С. Без-реагентные методы очистки высокомутных вод, М., 1978; Бабенков Е. Д. Очистка воды коагулянтами, М., 1977; Каракчиев Н. И. Токсикология ОВ и защита от ядерного и химического оружия, Ташкент, 1978; Кузнецов Ю. В., Щебетковский В. Н. и Трусов А. Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений, М., 1974; Ламурье В. Б. Руководство по судовой санитарии, пер. с англ., М., 1968; Общая и военная гигиена, под ред. Н. Ф. Кошелева, с. 114, JI., 1978; Опыт советской медицины в Великой Отечественной войне 1941 —1945 гг., т. 33, с. 36, М., 1955; Паскуцкая JI. H., H о-виков В. К. и Криштул В. П. Повышение эффективности очистки воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения, М., 1978, библиогр.; Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. С. Н. Черкинского, М., 1975; Хаммер М. Технология обработки природных и сточных вод, пер. с англ., М., 1979; Шевченко М. А. и др. Очистка питьевых сточных вод от ядохимикатов, Киев, 1975; Эльпинер JI. И. и др. Водоснабжение морских судов промысло* вого флота, М., 1977.


Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Рекомендуемые статьи