6. Методы улучшения качества воды.

6.1. Осветление и обесцвечивание, методы и сооружения. Коагуляция воды, условия применения. Факторы, влияющие на эффективность коагуляции. Фильтрование воды.

Методов улучшения качества питьевой воды много, и они позволяют освободить воду от опасных микроорганизмов, взвешенных частиц, гуминовых соединений, от избытка солей, токсических и радиоактивных веществ. Осветление заключается в освобождении воды от взвешенных веществ, определяющих мутность воды. Традиционными методами осветления воды, механическим отстаиванием и фильтрацией, удается задержать взвешенные частицы более 0,001 мм. Для удаления из воды коллоидов необходимо предварительное разрушение их структуры методом коагуляции. Коагуляцией называется процесс укрупнения, агрегации коллоидных и тонкодисперсных примесей воды вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. В качестве коагулянтов чаще всего используют соли алюминия или железа. Выделяют два вида коагуляции — коагуляция в толще зернистой загрузки фильтра (контактная коагуляция) и коагуляция, происходящая в камерах хлопьеобразования (коагуляция в свободном объеме). Для ускорения коагуляции и интенсификации работы очистных сооружений применяют так называемые флоккулянты. Обесцвечивание воды — устранение окрашенных коллоидов (как правило, природных гуминовых веществ) или истинно растворенных веществ. Фильтрование воды осуществляют двумя методами: пленочное фильтрование (предполагает образование пленки из ранее задержанных примесей воды в верхнем слое фильтрующей загрузки) и объемное фильтрование (осуществляемое на скорых фильтрах, является физико-химическим процессом).

6.2. Обеззараживание воды – гигиеническое значение; теоретические основы процесса обеззараживания. Сравнительная санитарная оценка методов обеззараживания воды (хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение); механизм бактерицидного действия; факторы, определяющие эффективность обеззараживания. Контроль эффективности обеззараживания.

Обеззараживание питьевой воды означает ее освобождение от жизнеспособных и вирулентных микроорганизмов — бактерий и вирусов, а также от яиц гельминтов и вегетативных форм и цист простейших. Выделяют реагентные (хлорирование, озонирование, воздействие препаратами серебра, меди, йода) и безреагентные (ультрафиолетовые лучи, воздействие импульсными электрическими разрядами, гамма-лучами и др.) методы обеззараживания воды. Хлорирование воды в настоящее время получило наиболее широкое распространение благодаря многим техническим, гигиеническим и экономическим преимуществам перед другими методами обеззараживания. Обеззараживающее действие оказывают гипохлоритный ион ОСL и недиссоциированная хлорноватистая кислота. Процесс взаимодействия хлора с бактериальной клеткой в воде проходит две стадии: сначала обеззараживающий агент диффундирует внутрь бактериальной клетки, затем вступает в реакцию с белками цитоплазмы, ядерным аппаратом клетки, а также с энзимами клетки, в первую очередь с дегидрогеназами, блокируя SH-группы. На эффективность хлорирования влияет ряд факторов, связанных с биологическими особенностями микроорганизмов, бактерицидными свойствами препаратов хлора, состоянием водной среды, условиями, в которых производится обеззараживание. Существует несколько способов хлорирования: хлорирования по хлорпотребности; хлорирование с преаммонизацией, суперхлорирование, хлорирование постпереломными дозами. Озонирование. Механизм бактерицидного действия озона заключается в инактивации бактериальных ферментов, необратимом нарушении структуры ДНК клетки атомарным кислородом, образующимся при распаде озона. Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоят в том, что озон не образует в воде соединений, подобных хлорорганическим, улучшает органолептические свойства воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта. Воздействие препаратами серебра. Механизм бактерицидного действия заключается в блокировании функциональных групп ферментных систем клетки, расположенных в цитоплазматической мембране и в периплазматическом пространстве. Применение серебра для обеззараживания питьевой воды сдерживают его высокая стоимость, а также то обстоятельство, что его ПДК в воде, установленная по токсикологическому признаку вредности, составляет 0,05 мг/л, что на порядок ниже эффективных по бактерицидному действию концентраций. Специальные методы обработки воды (обезжелезивание, сорбционные методы и пр.), целью которых является удаление из воды каких-либо конкретных химических соединений, используются на водопроводах из подземных источников. Обезжелезивание подземных вод наиболее часто проводят безреагентными, аэрационными методами. В основе безреагентных методов лежит предварительная аэрация воды с целью удаления свободной углекислоты и сероводорода, повышения рН, обогащения кислородом воздуха. В результате окисления железа кислородом воздуха образуется гидроксид железа, который удаляется из воды осаждением или фильтрованием. Фторирование воды было предложено как эффективное

средство снижения заболеваемости кариесом зубов. К реагентам для фторирования воды предъявляются следующие требования: высокое противокариозное действие при меньшей потенциальной токсичности, отсутствие ядовитых примесей (мышьяк, соли тяжелых металлов), хорошая растворимость в воде, безопасность для персонала (малое пыление), возможно низкая коррозионная активность по отношению к металлам. Наибольшее распространение в нашей стране получили фторид натрия, кремнефтористая кислота. Для дефторирования питьевой воды предложено много методов, которые можно разделить на реагентные (методы осаждения) и фильтрационные. Реагентные методы основаны на сорбции фтора свежеосажденными гидроксидами алюминия или магния. Использовать воду с высоким содержанием фторидов можно и без дефторирования. Если на территории водозабора наряду с водоносными горизонтами с высокой концентрацией фтора есть пласты, содержащие воду с его низкой концентрацией, воду обоих источников смешивают в пропорциях, обеспечивающих требования СанПиН к содержанию фтора. Опреснение. Наиболее распространенными методами опреснения воды на коммунальных водопроводах являются дистилляция, ионный обмен, электродиализ и гиперфильтрация. Умягчение воды достигается фильтрованием через ионообменные фильтры, загруженные либо катионитами (обмен катионов), либо анионитами (обмен анионов).