Cum să îmbunătățim calitatea apei potabile. Cum să îmbunătățim calitatea apei de la robinet? Sisteme de filtrare a apei

Apa este componenta principală a mediului lichid al corpului uman. Corpul uman adult este 60% apă.

În prezent, apa de la robinet conține compuși chimici organici și alți compuși și nu poate fi considerată apă potabilă fără un tratament prealabil.

Pentru îmbunătățirea calității apei potabile se pot propune următoarele metode de purificare:

1. Metoda de neutralizare. Turnați apă de la robinet într-un recipient (sticlă sau email). Lăsați recipientul deschis timp de 24 de ore. În acest timp, clorul, amoniacul și alte substanțe gazoase vor ieși din apă. Apoi se fierbe timp de o oră. Din momentul fierberii, obțineți doar un ușor barbotare. Ca urmare a tratamentului termic, o parte semnificativă a substanțelor străine este eliminată. După răcire, apa nu a fost încă complet eliberată de substanțele chimice și organice, dar poate fi deja folosită pentru gătit. Pentru băut, trebuie să fie complet neutralizat; pentru a face acest lucru, adăugați 500 mg de acid ascorbic la 5 litri de apă fiartă, 300 mg până la 3 litri, amestecați și lăsați timp de o oră. În loc de acid ascorbic, puteți adăuga suc de fructe, colorat în roșu, roșu închis, visiniu într-o nuanță roz deschis și lăsați timp de o oră. Pentru neutralizare, puteți folosi ceai băut, care se adaugă în apă până când culoarea se schimbă ușor și se lasă timp de o oră.

2. Metoda de congelare. Pentru aceasta se pot folosi pungi de lapte si suc, in care se toarna apa de la robinet, adaugand 1 - 1,5 cm pana la margine, pungile pline cu apa trebuie puse la congelator sau la rece timp de 5 - 8 ore, dupa care scoateți pungile, îndepărtați crusta de gheață, turnați apa într-o altă pungă. Crusta de gheață și gheața înghețată în interiorul pungii sunt apă grea (dăunătoare). Apa turnată în pungi este înghețată timp de 12 până la 18 ore. Apoi sacii sunt scoși, pereții exteriori sunt umeziți cu apă caldă, cristalele de gheață sunt îndepărtate pentru a se dezgheța, iar lichidul rămas în pungi nu este altceva decât o saramură constând din substanțe străine și minerale, care trebuie turnată în jos. scurgere.

Dacă pungile dumneavoastră sunt înghețate și s-a format un cristal solid cu o tijă de mijloc, atunci, fără a o scoate din pungă, spălați tija cu apă caldă, lăsând gheață limpede, apoi îndepărtați gheața pentru a se dezgheța. Pentru a îmbunătăți gustul, adăugați 1 g de sare de mare (cumpărată de la o farmacie) într-o găleată cu apă topită. Dacă este absent, adăugați 1/4 - 1/5 cană la 1 litru de apă topită apă minerală. Apa proaspăt topită obținută din gheață, sau mai bine din zăpadă, are proprietăți terapeutice și profilactice. Când sunt consumate, procesele de recuperare sunt accelerate. O astfel de apă favorizează adaptarea în condiții extreme (sub stres termic, cu conținut redus de oxigen în aer), crește semnificativ performanța musculară. Apa topită are proprietăți antialergice și este folosită, de exemplu, pentru astmul bronșic, dermatita cu mâncărime de natură alergică și stomatită. Cu toate acestea, această apă trebuie utilizată cu prudență și trebuie luată 1/2 pahar de 3 ori pe zi pentru un adult. Pentru un copil de 10 ani - 1/4 cană de 3 ori pe zi

Z. I. Khata - M.: FAIR PRESS, 2001

Compoziția apei poate fi diferită. La urma urmei, în drum spre casa noastră, ea întâmpină multe obstacole. Există diverse metode de îmbunătățire a calității apei, al căror scop general este acela de a scăpa de bacteriile periculoase, compușii humici, excesul de sare, substanțele toxice etc.

Apa este componenta principală a corpului uman. Este una dintre cele mai importante verigi în schimbul de informații energetice. Oamenii de știință au demonstrat că datorită structurii speciale de rețea a apei, care este creată de legăturile de hidrogen, informațiile sunt primite, acumulate și transmise.

Îmbătrânirea corpului și volumul de apă din acesta sunt direct legate între ele. Prin urmare, apa trebuie consumată în fiecare zi, asigurându-vă că este de înaltă calitate.

Apa este un solvent natural puternic, prin urmare, atunci când întâlnește diferite roci pe drum, se îmbogățește rapid cu ele. Cu toate acestea, nu toate elementele găsite în apă sunt benefice pentru oameni. Unele dintre ele afectează negativ procesele care au loc în corpul uman, altele pot provoca diverse boli. Pentru a proteja consumatorii de impuritățile dăunătoare și periculoase, se iau măsuri pentru îmbunătățirea calității apei potabile.

Modalități de îmbunătățire

Există metode de bază și speciale pentru îmbunătățirea calității apei potabile. Prima presupune decolorare, dezinfecție și albire, a doua presupune proceduri de defluorizare, îndepărtare a fierului și desalinizare.

Decolorarea și clarificarea îndepărtează coloizii colorați și particulele în suspensie din apă. Scopul procedurii de dezinfecție este eliminarea bacteriilor, infecțiilor și virușilor. Metode speciale - mineralizarea si fluorurarea - presupun introducerea in apa a unor substante necesare organismului.

Natura contaminării determină utilizarea următoarelor metode de curățare:

1. Mecanic – presupune îndepărtarea impurităților folosind site, filtre și grătare de impurități grosiere.
2. Fizic – implică fierbere, UV și iradiere cu raze γ.
3. Chimic, în care se adaugă reactivi la apa uzată, care provoacă formarea sedimentelor. Astăzi, principala metodă de dezinfectare a apei potabile este clorinarea. Apă de la robinet, conform SanPiN, trebuie să conțină o concentrație de clor rezidual de 0,3-0,5 mg/l.
4. Tratamentul biologic necesită câmpuri speciale de irigare sau filtrare. Se formează o rețea de canale care sunt umplute ape uzate. După purificare prin aer, lumina soarelui și microorganisme, acestea se infiltrează în sol, formând humus la suprafață.

Pentru tratarea biologică, care poate fi efectuată și în condiții artificiale, există structuri speciale - biofiltre și rezervoare de aerare. Un biofiltru este o structură de cărămidă sau beton, în interiorul căreia există un material poros - pietriș, zgură sau piatră zdrobită. Sunt acoperite cu microorganisme care purifică apa ca urmare a activității lor vitale.

În rezervoarele de aerare, cu ajutorul aerului care intră, nămolul activ se deplasează în apele uzate. Rezervoarele secundare de decantare sunt proiectate pentru a separa pelicula bacteriană de apa purificată. Distrugerea microorganismelor patogene din apele menajere se realizează prin dezinfecție cu clor.

Pentru a evalua calitatea apei, trebuie să determinați cantitatea de substanțe nocive care au ajuns acolo după tratament (clor, aluminiu, poliacrilamidă etc.) și substanțe antropice (nitrați, cupru, produse petroliere, mangan, fenoli etc.) . De asemenea, ar trebui să se țină cont de indicatorii organoleptici și de radiații.

Cum să îmbunătățiți calitatea apei acasă

Pentru a îmbunătăți calitatea apei de la robinet acasă, este necesară o purificare suplimentară, pentru care se folosesc filtre de uz casnic. Astăzi, producătorii le oferă în cantități uriașe.

Unul dintre cele mai populare sunt filtrele a căror funcționare se bazează pe osmoză inversă.

Ele sunt utilizate în mod activ nu numai acasă, ci și în întreprinderi. Catering, în spitale, sanatorie și fabrici de producție.

Sistemul de filtrare are o spălare automată care trebuie pornită înainte de a începe filtrarea. Prin membrana de poliamidă prin care trece apa, aceasta este eliberată de contaminanți - curățarea se efectuează la nivel molecular. Astfel de instalații sunt ergonomice și compacte, iar calitatea apei filtrate este foarte ridicată.

Purificarea apei: Video

Există multe metode de îmbunătățire a calității apei și fac posibilă eliberarea apei de microorganisme periculoase, particule în suspensie, compuși humici, săruri în exces, substanțe toxice și radioactive și gaze urât mirositoare.

Scopul principal al epurării apei este de a proteja consumatorul de organismele patogene și impuritățile care pot fi periculoase pentru sănătatea umană sau au proprietăți neplăcute (culoare, miros, gust etc.). Metodele de tratare trebuie selectate ținând cont de calitatea și natura alimentării cu apă.

Utilizarea surselor de apă interstratale subterane pentru alimentarea centralizată cu apă are o serie de avantaje față de utilizarea surselor de suprafață. Cele mai importante dintre ele includ: protecția apei de poluarea externă, siguranța epidemiologică, consistența calității și a debitului apei. Debitul este volumul de apă provenit de la o sursă pe unitatea de timp (l/oră, m/zi etc.).

De obicei, apele subterane nu necesită limpezire, albire sau dezinfecție.Diagrama sistemului de alimentare cu apă subterană este prezentată în figură.

Dezavantajele utilizării surselor de apă subterane pentru alimentarea centralizată cu apă includ debitul scăzut de apă, ceea ce înseamnă că acestea pot fi utilizate în zone cu o populație relativ mică (orașe mici și mijlocii, așezări de tip urban și așezări rurale). Peste 50 de mii de așezări rurale au o alimentare centralizată cu apă, dar îmbunătățirea satelor este dificilă din cauza naturii dispersate a așezărilor rurale și a numărului lor mic (până la 200 de persoane). Cel mai des folosit aici tipuri diferite puţuri (puţ, tub).

Amplasamentul pentru fântâni se alege pe un deal, la cel puțin 20-30 m de o posibilă sursă de poluare (latrine, gropi, etc.). La săparea unei fântâni, este indicat să ajungeți la al doilea acvifer.

Fundul puțului puțului este lăsat deschis, iar pereții principali sunt întăriți cu materiale care asigură rezistența la apă, adică. inele de beton sau cadru din lemn fără goluri. Pereții fântânii trebuie să se ridice deasupra suprafeței solului cu cel puțin 0,8 m. Pentru a construi un castel de lut care împiedică pătrunderea apei de suprafață în fântână, săpați o groapă de 2 m adâncime și 0,7-1 m lățime în jurul puțului și umpleți-o cu argilă grasă bine compactată. Deasupra castelului de lut, se adaugă nisip și îl pavează cu cărămidă sau beton cu o pantă departe de fântână pentru a scurge apa de suprafață și a o vărsa în timpul absorbției acesteia. Fântâna trebuie să fie echipată cu capac și trebuie folosită doar o găleată publică. Cel mai bun mod apă de ridicare - pompe. Pe lângă puțurile miniere, pentru extragerea apelor subterane se folosesc diverse tipuri de puțuri tubulare.

: 1 - godeu tub; 2 - stație de pompare prima ridicare; 3 - rezervor; 4 - stația de pompare a celui de-al doilea ascensor; 5 - turn de apă; 6 - reteaua de alimentare cu apa

Avantajul unor astfel de fântâni este că pot avea orice adâncime; pereții lor sunt din țevi metalice impermeabile prin care apa este ridicată de o pompă. Când apa de formare este situată la o adâncime mai mare de 6-8 m, se extrage prin construirea de puțuri echipate cu țevi și pompe metalice, a căror productivitate ajunge la 100 m3 sau mai mult.

: a - pompa; b - un strat de pietriș în fundul puțului

Apa rezervoarelor deschise este susceptibilă la poluare, prin urmare, din punct de vedere epidemiologic, toate sursele de apă deschise sunt, într-o măsură mai mare sau mai mică, potențial periculoase. În plus, această apă conține adesea compuși humici, substanțe în suspensie din diverși compuși chimici, așa că are nevoie de o curățare și dezinfecție mai amănunțită.

Diagrama de alimentare cu apă pentru o sursă de apă de suprafață este prezentată în Figura 1.

Principalele structuri ale unei conducte de apă alimentată cu apă dintr-un rezervor deschis sunt: ​​structuri pentru colectarea și îmbunătățirea calității apei, un rezervor de apă curată, o instalație de pompare și un turn de apă. Din aceasta pleacă o conductă de apă și o rețea de distribuție de conducte din oțel sau cu acoperiri anticorozive.

Deci, prima etapă a epurării apei dintr-o sursă de apă deschisă este clarificarea și decolorarea. În natură, acest lucru se realizează prin stabilirea pe termen lung. Dar sedimentarea naturală se desfășoară lent și eficiența decolorării este scăzută. Prin urmare, instalațiile de apă folosesc adesea tratament chimic cu coagulanți, care accelerează sedimentarea particulelor în suspensie. Procesul de clarificare și albire este finalizat de obicei prin filtrarea apei printr-un strat de material granular (cum ar fi nisip sau antracitul zdrobit). Se folosesc două tipuri de filtrare - lentă și rapidă.

Filtrarea lentă a apei se realizează prin filtre speciale, care sunt un rezervor din cărămidă sau beton, la fundul căruia există un drenaj din plăci de beton armat sau țevi de drenaj cu orificii. Prin drenaj, apa filtrată este îndepărtată din filtru. Un strat de susținere de piatră zdrobită, pietricele și pietriș este încărcat deasupra canalului de scurgere într-o dimensiune care scade treptat în sus, ceea ce împiedică scurgerea particulelor mici în orificiile de drenaj. Grosimea stratului de susținere este de 0,7 m. Pe stratul de susținere este încărcat un strat filtrant (1 m) cu diametrul granulelor de 0,25-0,5 mm. Un filtru lent purifică bine apa numai după maturare, care constă în următoarele: procesele biologice au loc în stratul superior de nisip - reproducerea microorganismelor, hidrobionților, flagelaților, apoi moartea acestora, mineralizarea substanțelor organice și formarea unei substanțe biologice. film cu pori foarte mici care poate prinde chiar și cele mai mici particule, ouă de helminți și până la 99% bacterii. Viteza de filtrare este de 0,1-0,3 m/h.

Orez. 1.

: 1 - iaz; 2 - conducte de admisie și fântână de coastă; 3 - stație de pompare a primului lift; 4 - facilitati de tratament; 5 - rezervoare de apă curată; 6 - stația de pompare a celui de-al doilea ascensor; 7 - conductă; 8 - turn de apă; 9 - reteaua de distributie; 10 - locuri de consum de apă.

Filtrele cu acțiune lentă sunt utilizate pe conductele mici de apă pentru a furniza apă la sate și așezările urbane. O dată la 30-60 de zile, stratul de suprafață de nisip contaminat este îndepărtat împreună cu pelicula biologică.

Dorința de a accelera sedimentarea particulelor în suspensie, de a elimina culoarea apei și de a accelera procesul de filtrare a dus la coagularea preliminară a apei. Pentru a face acest lucru, coagulanții sunt adăugați în apă, adică. substanţe care formează hidroxizi cu flocuri cu decantare rapidă. Sulfatul de aluminiu - Al2(SO4)3 - este folosit ca coagulanti; clorură ferică - FeSl3, sulfat feric - FeSO4 etc. Fulgii de coagulare au o suprafață activă uriașă și o sarcină electrică pozitivă, ceea ce le permite să adsorbi chiar și cea mai mică suspensie încărcată negativ de microorganisme și substanțe humice coloidale, care sunt transportate la fundul rezervorul de decantare prin fulgi de decantare. Condițiile pentru eficacitatea coagulării sunt prezența bicarbonaților. Se adaugă 0,35 g de Ca(OH)2 la 1 g de coagulant. Dimensiunile rezervoarelor de decantare (orizontale sau verticale) sunt proiectate pentru decantarea apei timp de 2-3 ore.

După coagulare și decantare, apa este alimentată la filtre rapide cu o grosime a stratului de filtru de nisip de 0,8 m și un diametru de granule de nisip de 0,5-1 mm. Viteza de filtrare a apei este de 5-12 m/oră. Eficiența epurării apei: din microorganisme - cu 70-98% și din ouă de helminți - cu 100%. Apa devine limpede și incoloră.

Filtrul se curata prin alimentarea cu apa in sens opus cu o viteza de 5-6 ori mai mare decat viteza de filtrare timp de 10-15 minute.

Pentru a intensifica funcționarea structurilor descrise, procesul de coagulare este utilizat în încărcarea granulară a filtrelor rapide (coagulare de contact). Astfel de structuri se numesc clarificatori de contact. Utilizarea lor nu necesită construirea de camere de floculare și rezervoare de decantare, ceea ce face posibilă reducerea volumului structurilor de 4-5 ori. Filtrul de contact are o încărcare cu trei straturi. Stratul superior este argilă expandată, așchii de polimer etc. (dimensiunea particulelor este de 2,3-3,3 mm).

Stratul mijlociu este antracit, argilă expandată (dimensiunea particulelor - 1,25-2,3 mm).

Stratul inferior este nisip de cuarț (dimensiunea particulelor - 0,8-1,2 mm). Un sistem de țevi perforate este întărit deasupra suprafeței de încărcare pentru a introduce soluția de coagulare. Viteza de filtrare de până la 20 m/oră.

Cu orice schemă, etapa finală a tratării apei într-un sistem de alimentare cu apă dintr-o sursă de suprafață ar trebui să fie dezinfecția.

La organizarea unei aprovizionări centralizate cu apă menajeră și potabilă pentru așezările mici și dotări individuale (case de odihnă, pensiuni, tabere de pionieri), în cazul utilizării rezervoarelor de suprafață ca sursă de alimentare cu apă sunt necesare structuri de capacitate redusă. Aceste cerințe sunt îndeplinite de instalațiile Struya compacte fabricate din fabrică, cu o capacitate de 25 până la 800 m3/zi.

Instalația folosește un rezervor de sedimentare tubular și un filtru cu încărcare granulară. Proiectarea sub presiune a tuturor elementelor instalației asigură alimentarea cu apă de sursă prin ridicarea mai întâi a pompelor printr-un bazin și filtru direct către turnul de apă și apoi către consumator. Cantitatea principală de contaminanți se depune într-un rezervor de decantare tubular. Filtrul de nisip asigura indepartarea finala a impuritatilor in suspensie si coloidale din apa.

Clorul pentru dezinfecție poate fi introdus fie înaintea rezervorului de decantare, fie direct în apa filtrată. Instalația se spală de 1-2 ori pe zi timp de 5-10 minute cu un flux invers de apă. Durata epurării apei nu depășește 40-60 de minute, în timp ce la o stație de apă acest proces durează de la 3 la 6 ore.

Eficiența epurării și dezinfectării apei folosind instalația Struya ajunge la 99,9%.

Dezinfectarea apei poate fi efectuată prin metode chimice și fizice (fără reactiv).

Metodele chimice de dezinfecție a apei includ clorarea și ozonarea. Sarcina dezinfectării este distrugerea microorganismelor patogene, adică. asigurarea siguranței apei epidemice.

Rusia a fost una dintre primele țări în care clorurarea apei a început să fie utilizată în sistemele de alimentare cu apă. Acest lucru s-a întâmplat în 1910. Cu toate acestea, în prima etapă, clorurarea apei a fost efectuată numai în timpul izbucnirilor de epidemii de apă.

În prezent, clorurarea apei este una dintre cele mai răspândite măsuri preventive care a jucat un rol imens în prevenirea epidemilor de apă. Acest lucru este facilitat de disponibilitatea metodei, de costul redus și de fiabilitatea dezinfectării, precum și de versatilitatea acesteia, de exemplu. capacitatea de a dezinfecta apa la stațiile de alimentare cu apă, instalațiile mobile, într-o fântână (dacă este contaminată și nesigură), într-o tabără de câmp, într-un butoi, găleată și balon.

Principiul clorării se bazează pe tratarea apei cu clor sau compuși chimici care conțin clor în formă activă, care are efect oxidant și bactericid.

Chimia proceselor care au loc este că atunci când clorul este adăugat în apă, are loc hidroliza acestuia:

Acestea. se formează acid clorhidric și hipocloros. În toate ipotezele care explică mecanismul acțiunii bactericide a clorului, acidului hipocloros i se acordă un loc central. Dimensiunea mică a moleculei și neutralitatea electrică permit acidului hipocloros să treacă rapid prin membrana celulară bacteriană și să afecteze enzimele celulare (grupurile BN;), importante pentru procesele de metabolism și reproducere celulară. Acest lucru a fost confirmat prin microscopie electronică: au fost relevate deteriorarea membranei celulare, perturbarea permeabilității acesteia și o scădere a volumului celular.

La sistemele mari de alimentare cu apă, pentru clorinare se folosește clorul gazos, furnizat sub formă lichefiată în cilindri sau rezervoare de oțel. De regulă, se utilizează metoda normală de clorinare, adică. metoda de clorinare in functie de cererea de clor.

Alegerea dozei este importantă pentru a asigura o dezinfecție fiabilă. La dezinfectarea apei, clorul nu numai că contribuie la moartea microorganismelor, ci interacționează și cu substanțele organice din apă și unele săruri. Toate aceste forme de legare a clorului sunt combinate în conceptul de „absorbție a clorului în apă”.

În conformitate cu SanPiN 2.1.4.559-96 „Apă potabilă...” doza de clor trebuie să fie astfel încât, după dezinfecție, apa să conțină 0,3-0,5 mg/l de clor rezidual liber. Această metodă, fără a afecta gustul apei și fără a fi dăunătoare sănătății, indică fiabilitatea dezinfectării.

Cantitatea de clor activ în miligrame necesară pentru a dezinfecta 1 litru de apă se numește cerere de clor.

Pe lângă alegerea dozei corecte de clor, o conditie necesara Dezinfectarea eficientă este o bună amestecare a apei și un timp suficient de contact al apei cu clorul: vara cel puțin 30 de minute, iarna cel puțin 1 oră.

Modificări ale clorării: dublă clorare, clorurare cu amoniație, reclorare etc.

Clorinarea dublă presupune alimentarea cu clor a stațiilor de alimentare cu apă de două ori: prima dată înaintea rezervoarelor de decantare și a doua oară, ca de obicei, după filtre. Acest lucru îmbunătățește coagularea și decolorarea apei, suprimă creșterea microflorei în interior statii de tratare a apelor uzate, crește fiabilitatea dezinfectării.

Clorarea cu amoniație presupune introducerea unei soluții de amoniac în apa de dezinfectat, iar după 0,5-2 minute - clor. În acest caz, în apă se formează cloramine - monocloramine (NH2Cl) și dicloramine (NHCl2), care au și un efect bactericid. Această metodă este utilizată pentru dezinfectarea apei care conține fenoli pentru a preveni formarea de clorofenoli. Chiar și în concentrații minime, clorofenolii conferă apei un miros și un gust farmaceutic. Cloraminele, având un potențial oxidant mai slab, nu formează clorofenoli cu fenolii. Viteza de dezinfectare a apei cu cloramine este mai mică decât la utilizarea clorului, astfel încât durata dezinfectării apei ar trebui să fie de cel puțin 2 ore, iar clorul rezidual ar trebui să fie de 0,8-1,2 mg/l.

Reclorarea presupune adăugarea în mod deliberat a unor doze mari de clor în apă (10-20 mg/l sau mai mult). Acest lucru vă permite să reduceți timpul de contact al apei cu clorul la 15-20 de minute și să obțineți o dezinfecție fiabilă de la toate tipurile de microorganisme: bacterii, viruși, rickettsia Burnet, chisturi, ameba dizenterică, tuberculoză și chiar spori de antrax. La finalizarea procesului de dezinfecție, un exces mare de clor rămâne în apă și apare nevoia de declorare. În acest scop, în apă se adaugă hiposulfit de sodiu sau apa este filtrată printr-un strat de cărbune activ.

Reclorarea este utilizată în principal în expediții și condiții militare.

Dezavantajele metodei de clorinare includ:

A) dificultatea transportului și depozitării clorului lichid și toxicitatea acestuia;

B) timp îndelungat de contact al apei cu clorul și dificultăți în selectarea dozei la clorurarea cu doze normale;

C) formarea în apă a compușilor organoclorați și a dioxinelor, care nu sunt indiferente organismului;

D) modificări ale proprietăților organoleptice ale apei.

Și, cu toate acestea, eficiența ridicată face ca metoda de clorinare să fie cea mai comună în practica dezinfectării apei.

Se caută metode fără reactivi sau reactivi care nu se modifică compoziție chimică apă, atenție la ozon. Primele experimente pentru determinarea proprietăților bactericide ale ozonului au fost efectuate în Franța în 1886. Prima instalație industrială de ozonare din lume a fost construită în 1911 la Sankt Petersburg.

În prezent, metoda de ozonare a apei este una dintre cele mai promițătoare și este deja folosită în multe țări din întreaga lume - Franța, SUA etc. Ozonizăm apa în Moscova, Yaroslavl, Chelyabinsk, Ucraina (Kiev, Dnepropetrovsk, Zaporojie etc.).

Ozonul (O3) este un gaz violet pal cu un miros caracteristic. Molecula de ozon desparte cu ușurință un atom de oxigen. Când ozonul se descompune în apă, radicalii liberi de scurtă durată HO2 și OH se formează ca produși intermediari. Oxigenul atomic și radicalii liberi, fiind agenți puternici de oxidare, determină proprietățile bactericide ale ozonului.

Odată cu efectul bactericid al ozonului, în timpul tratării apei se produce decolorarea și eliminarea gusturilor și mirosurilor.

Ozonul este produs direct la instalațiile de apă printr-o descărcare electrică liniștită în aer. Instalația de ozonare a apei combină unități de aer condiționat, producând ozon și amestecându-l cu apă dezinfectată. Un indicator indirect al eficacității ozonării este ozonul rezidual la un nivel de 0,1-0,3 mg/l după camera de amestec.

Avantajele ozonului față de clor în dezinfecția apei sunt că ozonul nu formează compuși toxici în apă (compuși organoclorați, dioxine, clorofenoli etc.), îmbunătățește proprietățile organoleptice ale apei și oferă un efect bactericid cu timp de contact mai mic (până la 10). minute). Este mai eficient împotriva protozoarelor patogene - ameba dizenterică, Giardia etc.

Introducerea pe scară largă a ozonării în practica dezinfectării apei este îngreunată de intensitatea energetică ridicată a procesului de producere a ozonului și echipamentele imperfecte.

Acțiunea oligodinamică a argintului a fost considerată de mult timp ca un mijloc de dezinfectare în primul rând a rezervelor individuale de apă. Argintul are un efect bacteriostatic pronunțat. Chiar și atunci când o cantitate mică de ioni este introdusă în apă, microorganismele încetează să se reproducă, deși rămân în viață și pot provoca chiar boli. Concentrațiile de argint care pot provoca moartea majorității microorganismelor sunt toxice pentru oameni în cazul utilizării prelungite a apei. Prin urmare, argintul este folosit în principal pentru conservarea apei pentru depozitarea pe termen lung în navigație, astronautică etc.

Pentru a dezinfecta rezervele individuale de apă, se folosesc forme de tablete care conțin clor.

Aquasept - comprimate care conțin 4 mg sare activă de clor monosodic a acidului dicloroizocianuric. Se dizolvă în apă în 2-3 minute, acidifică apa și, prin urmare, îmbunătățește procesul de dezinfecție.

Pantocidul este un medicament din grupul cloraminelor organice, solubilitatea este de 15-30 de minute, eliberează 3 mg de clor activ.

Metodele fizice includ fierberea, iradierea cu raze ultraviolete, expunerea la unde ultrasonice, curenți de înaltă frecvență, raze gamma etc.

Avantajul metodelor de dezinfecție fizică față de cele chimice este că nu modifică compoziția chimică a apei și nici nu îi afectează proprietățile organoleptice. Dar, datorită costului lor ridicat și a necesității unei pregătiri preliminare atente a apei, în sistemele de alimentare cu apă se utilizează numai iradierea ultravioletă, iar fierberea este utilizată în alimentarea cu apă locală.

Razele ultraviolete au un efect bactericid. Aceasta a fost stabilită la sfârșitul secolului trecut de către A.N. Maklanov. Secțiunea cea mai eficientă a părții UV a spectrului optic este în intervalul de lungimi de undă de la 200 la 275 nm. Efectul bactericid maxim apare pe razele cu lungimea de undă de 260 nm. Mecanismul efectului bactericid al iradierii UV este explicat în prezent prin ruperea legăturilor din sistemele enzimatice ale celulei bacteriene, provocând perturbarea microstructurii și metabolismul celulei, ducând la moartea acesteia. Dinamica morții microflorei depinde de doza și conținutul inițial al microorganismelor. Eficacitatea dezinfectării este influențată de gradul de turbiditate, culoarea apei și compoziția ei de sare. O condiție prealabilă necesară pentru dezinfecția fiabilă a apei cu raze UV ​​este clarificarea și albirea ei preliminară.

Avantajele iradierii ultraviolete sunt că razele UV nu modifică proprietățile organoleptice ale apei și au un spectru mai larg de acțiune antimicrobiană: distrug virusurile, sporii de bacili și ouăle de helminți.

Ultrasunetele sunt folosite pentru dezinfectarea apelor uzate menajere, deoarece este eficient împotriva tuturor tipurilor de microorganisme, inclusiv sporilor de bacil. Eficacitatea sa nu depinde de turbiditate și utilizarea sa nu duce la spumare, care apare adesea la dezinfectarea apelor uzate menajere.

Radiația gamma este o metodă foarte eficientă. Efectul este instantaneu. Cu toate acestea, distrugerea tuturor tipurilor de microorganisme nu și-a găsit încă aplicație în practica de alimentare cu apă.

Fierberea este o metodă simplă și fiabilă. Microorganismele vegetative mor atunci când sunt încălzite la 80°C în 20-40 s, astfel încât în ​​momentul fierberii apa este deja practic dezinfectată. Iar cu 3-5 minute de fierbere, există o garanție completă a siguranței, chiar și cu o contaminare severă. La fierbere, toxina botulinica este distrusa si fierberea de 30 de minute ucide sporii de bacili.

Recipientul în care este depozitată apa fiartă trebuie spălat zilnic, iar apa schimbată zilnic, deoarece în apa fiartă are loc proliferarea intensivă a microorganismelor.

Indicatori fizici și chimici ai calității apei. Atunci când alegeți o sursă de alimentare cu apă, se iau în considerare proprietățile fizice ale apei precum temperatura, mirosul, gustul, turbiditatea și culoarea. Mai mult, acești indicatori sunt determinați pentru toate perioadele caracteristice ale anului (primăvară, vară, toamnă, iarnă).

Temperatura apelor naturale depinde de originea lor. În sursele de apă subterane, apa are o temperatură constantă indiferent de perioada anului. Dimpotrivă, temperatura apei din sursele de apă de suprafață variază pe perioade ale anului într-un interval destul de larg (de la 0,1 °C iarna la 24-26 °C vara).

Turbiditatea apelor naturale depinde, în primul rând, de originea acestora, precum și de condițiile geografice și climatice în care se află sursa de apă. Apa subterană are o turbiditate nesemnificativă, care nu depășește 1,0-1,5 mg/l, dar apa din sursele de apă de suprafață conține aproape întotdeauna substanțe în suspensie sub formă de părți minuscule de argilă, nisip, alge, microorganisme și alte substanțe de origine minerală și organică. Cu toate acestea, de regulă, apa din sursele de apă de suprafață din regiunile de nord ale părții europene a Rusiei, Siberiei și a unei părți a Orientului Îndepărtat este clasificată ca fiind cu turbiditate scăzută. Dimpotrivă, sursele de apă din regiunile centrale și sudice ale țării se caracterizează printr-o turbiditate mai mare a apei. Indiferent de condițiile geografice, geologice și hidrologice ale locației sursei de apă, turbiditatea apei în râuri este întotdeauna mai mare decât în ​​lacuri și rezervoare. Cea mai mare turbiditate a apei din sursele de apă se observă în timpul inundațiilor de primăvară, în perioadele de ploaie prelungită, iar cea mai scăzută în timp de iarna când sursele de apă sunt acoperite cu gheață. Turbiditatea apei se măsoară în mg/dm3.

Culoarea apei din sursele naturale de apă se datorează prezenței în ea a unor substanțe organice coloidale și dizolvate de origine humică, care dau apei o nuanță galbenă sau maro. Grosimea umbrei depinde de concentrația acestor substanțe în apă.

Substanțele humice se formează ca urmare a descompunerii substanțelor organice (sol, humus vegetal) în compuși chimici mai simpli. În apele naturale, substanțele humice sunt reprezentate în principal de acizi organici humici și fulvici, precum și de sărurile acestora.

Culoarea este caracteristică apei din sursele de apă de suprafață și este practic absentă în apele subterane. Cu toate acestea, uneori apele subterane, cel mai adesea în zonele joase mlaștine cu acvifere sigure, devin îmbogățite cu ape colorate mlăștinoase și capătă o culoare gălbuie.

Culoarea apelor naturale se măsoară în grade. În funcție de nivelul de culoare a apei, sursele de apă de suprafață pot fi de culoare scăzută (până la 30-35°), culoare medie (până la 80°) și culoare ridicată (peste 80°). În practica de alimentare cu apă, se folosesc uneori surse de apă a căror culoare apei este de 150-200°.

Cele mai multe râuri din nord-vestul și nordul Rusiei aparțin categoriei râurilor cu culoare ridicată, cu turbiditate scăzută. Partea de mijloc a țării se caracterizează prin surse de apă de culoare medie și turbiditate. Apa râurilor din regiunile de sud ale Rusiei, dimpotrivă, a crescut turbiditatea și culoarea relativ scăzută. Culoarea apei dintr-o sursă de apă se modifică atât cantitativ, cât și calitativ pe perioade ale anului. În perioadele de scurgere crescută din zonele adiacente sursei de apă (topirea zăpezii, ploaie), culoarea apei, de regulă, crește, iar raportul dintre componentele de culoare se schimbă și el.

Apele naturale sunt caracterizate de indicatori de calitate precum gustul și mirosul. Cel mai adesea, apele naturale pot avea un gust amar și sărat și aproape niciodată acru sau dulce. Un exces de săruri de magneziu conferă apei un gust amar, iar sărurile de sodiu (sare de masă) îi conferă un gust sărat. Sărurile altor metale, cum ar fi fierul și manganul, dau apei un gust feros.

Mirosurile apei pot fi de origine naturală sau artificială. Mirosurile naturale sunt cauzate de organisme vii și moarte și de resturile vegetale din apă. Principalele mirosuri ale apelor naturale sunt mlăștinoase, pământești, lemnoase, ierboase, de pește, hidrogen sulfurat etc. Cele mai intense mirosuri sunt inerente apei rezervoarelor și lacurilor. Mirosurile artificiale apar din cauza eliberării apelor uzate insuficient tratate în sursele de apă.

Mirosurile de origine artificială includ petrol, fenolice, clorofenol etc. Intensitatea gusturilor și mirosurilor este evaluată în puncte.

Analiza chimică a calității apei naturale este de o importanță capitală atunci când se alege o metodă de purificare a acesteia. Indicatorii chimici ai apei includ: reacția activă (indicator de hidrogen), oxidabilitatea, alcalinitatea, duritatea, concentrația de cloruri, sulfați, fosfați, nitrați, nitriți, fier, mangan și alte elemente. Reacția activă a apei este determinată de concentrația ionilor de hidrogen. Exprimă gradul de aciditate sau alcalinitate al apei. De obicei, reacția activă a apei este exprimată prin valoarea pH-ului, care este logaritmul zecimal negativ al concentrației de ioni de hidrogen: - pH = - log. Pentru apa distilată, pH = 7 (mediu neutru). Pentru un mediu cu pH ușor acid< 7, а для слабощелочной рН >7. De obicei, pentru apele naturale (de suprafață și subterane), valoarea pH-ului variază de la 6 la 8,5. Apele moi colorate au cele mai scăzute valori ale pH-ului, în timp ce apele subterane, în special cele dure, au cele mai ridicate.

Oxidarea apelor naturale este cauzată de prezența în ele a unor substanțe organice, a căror oxidare consumă oxigen. Prin urmare, valoarea oxidabilității este numeric egală cu cantitatea de oxigen utilizată pentru oxidarea poluanților din apă și se exprimă în mg/l. Apele arteziene se caracterizează prin cea mai scăzută oxidabilitate (~1,5-2 mg/l, O 2). Apa lacurilor curate are o oxidabilitate de 6-10 mg/l, O 2; în apa râului, oxidabilitatea variază foarte mult și poate ajunge la 50 mg/l sau chiar mai mult. Apele foarte colorate se caracterizează prin oxidabilitate crescută; în apele mlăştinoase, oxidarea poate ajunge la 200 mg/l O 2 sau mai mult.

Alcalinitatea apei este determinată de prezența în ea a hidroxizilor (OH") și a anionilor de acid carbonic (HCO - 3, CO 3 2,).

Clorurile și sulfații se găsesc în aproape toate apele naturale. În apele subterane, concentrațiile acestor compuși pot fi foarte semnificative, până la 1000 mg/l sau mai mult. În sursele de apă de suprafață, conținutul de cloruri și sulfați variază de obicei între 50-100 mg/l. Sulfații și clorurile la anumite concentrații (300 mg/l sau mai mult) provoacă coroziunea apei și au un efect distructiv asupra structurilor din beton.

Duritatea apelor naturale se datorează prezenței sărurilor de calciu și magneziu în acestea. Deși aceste săruri nu sunt deosebit de dăunătoare pentru organismul uman, prezența lor în cantități semnificative este nedorită, deoarece apa devine nepotrivită pentru nevoile casnice și pentru alimentarea cu apă industrială. Apa dură nu este potrivită pentru alimentarea cazanelor cu abur; nu poate fi utilizată în multe procese industriale.

Fierul din apele naturale se găsește sub formă de ioni divalenți, complexe organominerale coloidale și suspensie fină de hidroxid de fier, precum și sub formă de sulfură de fier. Manganul, de regulă, se găsește în apă sub formă de ioni de mangan divalenți, care pot fi oxidați în prezența oxigenului, clorului sau ozonului până la tetravalent, formând hidroxid de mangan.

Prezența fierului și a manganului în apă poate duce la dezvoltarea bacteriilor feroase și mangan în conducte, ale căror deșeuri se pot acumula în cantitati mariși reduce semnificativ secțiunea transversală a conductelor de apă.

Dintre gazele dizolvate în apă, cele mai importante din punct de vedere al calității apei sunt dioxidul de carbon liber, oxigenul și hidrogenul sulfurat. Conținutul de dioxid de carbon din apele naturale variază de la câteva unități la câteva sute de miligrame pe litru. În funcție de valoarea pH-ului apei, dioxidul de carbon apare în ea sub formă de dioxid de carbon sau sub formă de carbonați și bicarbonați. Dioxidul de carbon în exces este foarte agresiv față de metal și beton:

Concentrația de oxigen dizolvat în apă poate varia de la 0 la 14 mg/l și depinde de o serie de motive (temperatura apei, presiunea parțială, gradul de contaminare a apei cu substanțe organice). Oxigenul intensifică procesele de coroziune ale metalelor. Acest lucru trebuie luat în considerare în special în sistemele de energie termică.

Hidrogenul sulfurat, de regulă, pătrunde în apă ca urmare a contactului cu reziduurile organice putrezite sau cu anumite minerale (gips, pirite de sulf). Prezența hidrogenului sulfurat în apă este extrem de nedorită atât pentru aprovizionarea cu apă menajeră, cât și pentru cea industrială.

Substanțele toxice, în special metale grele, intră în sursele de apă în principal cu ape uzate industriale. Atunci când există posibilitatea pătrunderii lor într-o sursă de apă, este obligatorie determinarea concentrației de substanțe toxice în apă.

Cerințe privind calitatea apei pentru diverse scopuri. Cerințele de bază pentru apa potabilă presupun că apa este inofensivă pentru corpul uman, are un gust și aspect plăcut, precum și o potrivire pentru nevoile casnice.

Indicatorii de calitate pe care trebuie să-i îndeplinească apa potabilă sunt standardizați prin „Reguli și Norme Sanitare (SanPiN) 2. 1.4.559-96. Bând apă."

Apa pentru unitățile de răcire ale multor procese de producție nu ar trebui să formeze depuneri în conductele și camerele prin care trece, deoarece depunerile împiedică transferul de căldură și reduc secțiunea transversală a conductelor, reducând intensitatea răcirii.

Nu ar trebui să existe substanțe mari în suspensie (nisip) în apă. Nu ar trebui să existe substanțe organice în apă, deoarece intensifică procesul de biofouling a pereților.

Apa pentru instalațiile de alimentare cu abur nu trebuie să conțină impurități care pot provoca depuneri de calcar. Datorită formării calcarului, conductivitatea termică scade, transferul de căldură se deteriorează și este posibilă supraîncălzirea pereților cazanelor cu abur.

Dintre sărurile care formează sol, cele mai dăunătoare și periculoase sunt CaSO4, CaCO3, CaSiO3, MgSiO3. Aceste săruri se depun pe pereții cazanelor cu abur, formând piatra cazanului.

Pentru a preveni coroziunea pereților cazanelor cu abur, apa trebuie să aibă o rezervă alcalină suficientă. Concentrația acestuia în apa cazanului trebuie să fie de cel puțin 30-50 mg/l.

Deosebit de nedorită este prezența acidului silicic SiO 2 în apa de alimentare a cazanelor de înaltă presiune, care poate forma calcar dens cu conductivitate termică foarte scăzută.

Scheme și structuri tehnologice de bază pentru îmbunătățirea calității apei.

Apele naturale sunt diferite mare varietatea de contaminanți și combinațiile acestora. Prin urmare, pentru a rezolva problema curatare eficienta apa necesită diferite scheme și procese tehnologice, diferite seturi de structuri pentru a implementa aceste procese.

Schemele tehnologice utilizate în practica de tratare a apei sunt de obicei clasificate în reactivȘi fără reactiv; pretratamentȘi curațare profundă; pe o singură etapăȘi în mai multe etape; pe presiuneȘi flux liber.

Schema de reactiv pentru purificarea apelor naturale este mai complexă decât schema non-reactivă, dar oferă o purificare mai profundă. Schema fără reactiv este de obicei utilizată pentru pretratarea apelor naturale. Cel mai adesea este folosit în purificarea apei în scopuri tehnice.

Schemele tehnologice de purificare atât cu reactiv cât și nereactiv pot fi într-o singură etapă sau în mai multe etape, cu instalații de tip fără presiune și presiune.

Principalele scheme tehnologice și tipuri de structuri utilizate cel mai des în practica de tratare a apei sunt prezentate în Figura 22.

Rezervoarele de sedimentare sunt utilizate în principal ca structuri pentru epurarea preliminară a apei din particulele în suspensie de origine minerală și organică. În funcție de tipul de construcție și de natura mișcării apei în structură, rezervoarele de sedimentare pot fi orizontale, verticale sau radiale. În ultimele decenii, în practica epurării apelor naturale au început să fie folosite rezervoare speciale de sedimentare de raft cu sedimentare a materiei în suspensie în strat subțire.

Orez. 22.

a) în două trepte cu rezervor de decantare orizontal și filtru: 1 - stație de pompare ridic; 2 - microrețele; 3 - managementul reactivilor; 4 - mixer; 5 - camera de floculare; b - rezervor de decantare orizontal; 7 - filtru; 8 - clorinare; 9 - rezervor de apă curată; 10 - pompe;

b)în două trepte cu clarificator și filtru: 1 - stație de pompare ridic; 2 - microrețele; 3 - managementul reactivilor; 4 - mixer; 5 - limpezitor de sedimente în suspensie; b - filtru; 7 - clorurare; 8 - rezervor de apă curată; 9 - II pompe de ridicare;

V) monoetapă cu clarificatoare de contact: 1 - stație de pompare ridic; 2 - plase pentru tobe; 3 - managementul reactivilor; 4 - dispozitiv de restricție (mixer); 5 - clarificator de contact KO-1; 6 - clorinare; 7 - rezervor de apă curată; 8 - II pompe de ridicare

Filtre incluse în general schema tehnologica tratarea apei, acționează ca structuri de purificare profundă a apei din substanțele în suspensie, unele dintre substanțele coloidale și dizolvate care nu s-au depus în rezervoarele de decantare (datorită forțelor de adsorbție și interacțiune moleculară).