Гигиеническая оценка методов улучшения качества воды

Очистка воды. Цель очистки воды – устранение механических примесей для улучшения её физических и органолептических свойств. Очистка осуществляется механическим (отстаивание), физическим (фильтрование) и химическим (коагуляция) методами.

Коагуляция позволяет удалить взвешенные частицы, не поддающихся удалению с помощью отстаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении к воде химического вещества (коагулянта), с помощью которого происходит укрупнение коллоидных частиц, образование и осаждение хлопьев, адсорбирующих взвешенные частицы, микроорганизмы, яйца гельминтов. К оагулянты (сернокислый алюминий, диоксид алюминия, сернокислые и хлорные соли железа) в воде гидролизуются и вступают в реакцию с бикарбонатами кальция и магния. Образуется коллоидный раствор гидрата окиси алюминия или железа, который в дальнейшем коагулирует с образованием хлопьев. Процесс коагуляции проходит успешно при температуре воды > 5°С и бикарбонатной жесткости ≥ 4-7°. Доза коагулянта, добавляемая к воде на водопроводах составляет от 30 до 200 мг/л. Для ускорения и облегчения хлопьеобразования в практике водоснабжения одновременно применяются высокомолекулярные флоккулянты (полиакриламид, кремниевая кислота, щелочной крахмал, альгинат натрия и др.). Остаточные количества коагулянтов и флокулянтов гигиенически нормируются: для сернокислого алюминия ПДК=0,5 мг/л, полиакриламида ПДК=2 мг/л.

Отстаивание, при котором происходит осветление и частичное обесцвечивание воды, осуществляется в горизонтальных и вертикальных отстойниках. В горизонтальных отстойниках вода движется горизонтально по направлению продольной оси. На частицы взвеси действуют 2 силы: горизонтально F, зависящая от скорости и направления движения воды, и вниз сила тяжести частиц Р. Вектор этих сил обуславливает направление осаждения частиц. Чем длиннее отстойник, тем эффективнее осаждение частиц и осветление воды. В вертикальных отстойниках – резервуарах цилиндрической или прямоугольной формы с конусообразным дном вода подается через трубу снизу и медленно поднимается вверх. При этом силы F и Р разнонаправлены и оседают только те частицы взвеси, у которых F<P, поэтому скорость протекания воды в вертикальном отстойнике должна быть меньше, чем в горизонтальном. Скорость течения воды в горизонтальных отстойниках - 2-4 мм/с, а в вертикальных – < 1 мм/с. Длительность отстаивания воды - 4-8 ч. При этом мельчайшие частицы, в т.ч. значительная часть микроорганизмов, не успевают осесть.

Фильтрация воды, позволяющая удалить взвешенные и коллоидные примеси, проводится на медленных и скорых фильтрах.

В медленных фильтрах воду пропускают через подстилаемый гравием крупнозернистый песок, на поверхности и в глубине которого задерживаются взвешенные частицы, образующие активную «биологическую пленку», состоящую из адсорбированных взвешенных частиц, планктона и бактерий. Пленка имеет поры малого диаметра и сама является эффективным фильтром и средой, где происходит самоочищение воды. Профильтрованная вода отводится через дренаж в нижней части емкости. Достоинства медленных фильтров: равномерная фильтрация, эффективность фильтрации 99% бактерий и простота устройства; недостаток – малая скорость движения воды (10 см/ч). Медленные фильтры используются на сельских водопроводах, где потребность в очищенной воде не велика.

Скорые фильтры значительно увеличивают скорость фильтрации (5 м³/ч), однако загрязнение фильтрующего слоя происходит быстрее, что требует промывки фильтра 2 раза в сутки (в медленных фильтрах 1 раз в 1,5-2 мес.).

Контактный осветлитель, установка для получения технической воды и работающая по схеме: коагуляция – фильтрация, представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3-2,6м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть осветлителя, а коагулянт вводится непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних частях осветлителя, а в верхних – задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества.

Обеззараживание воды. Обеззараживание воды направлено на уничтожение патогенной микрофлоры и болезнетворных вирусов реагентными и безреагентными методами, что является последним, завершающим этапом обработки воды, обеспечивающим ее эпидемическую безопасность.