3. Методы улучшения качества воды

Использование природных вод открытых водоемов, а иногда и подземных вод в целях хозяйственно-питьевого водоснабже­ния практически невозможно без предварительного улучшения свойств воды и ее обеззараживания. Чтобы качество воды со­ответствовало гигиеническим требованиям, применяют предва­рительную обработку, в результате которой вода освобождается от взвешенных частиц, запаха, привкуса, микроорганизмов и различных примесей. Такое улучшение свойств воды достига­ется на водопроводных станциях.

Методы обработки воды, с помощью которых достигается доведение качества воды источников водоснабжения до требований СанПиН, подразделяются на основные и специальные.

Основные методы улучшения качества воды

Основными способами являются: осветление, обесцвечивание, обеззараживание.

Осветление, обесцвечивание

Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов (в основном, гумусовых веществ).

На начальном этапе производится очистка воды от механических, в том числе и микроскопических примесей. Задачей этого этапа является достижение приемлемых органолептических свойств воды и в первую очередь прозрачности, что особенно ценится населением. Этот метод называется осветлением воды и обеспечивается отстаиванием, фильтрацией и коагуляцией.

В процессе осветления, как правило, достигается и обесцвечивание воды; если этого нет, то из положения выходят путем увеличения дозы того же коагулянта, который привлекается и для осветления воды.

Отстаивание, при котором происходит осветление и частич­ное обесцвечивание воды, осуществляется в специальных соору­жениях — отстойниках. Используются две конструкции отстой­ников: горизонтальные и вертикальные. Принцип их действия состоит в том, что благодаря поступлению через узкое отверстие и замедленному протеканию воды в отстойнике основная масса взвешенных частиц оседает на дно. Процесс отстаивания в от­стойниках различной конструкции продолжается в течение 2— 8 ч. Однако мельчайшие частицы, в том числе значительная часть микроорганизмов, не успевают осесть. Поэтому отстаива­ние нельзя рассматривать как основной метод очистки воды.

Фильтрация — процесс более полного освобождения воды от взвешенных частиц, заключающийся в том, что воду пропускают через фильтрующий мелкопористый материал, чаще всего через песок с определенным размером частиц. Фильтруясь, во­да оставляет на поверхности и в глубине фильтрующего материала взвешенные частицы. На водопроводных станциях фильтрация применяется после коагуляции. В санитарной практике используются медленные и быстрые фильтры, фильтр АКХ (Академии коммунального хозяйства).

В настоящее время начали применяться кварцево-антрацитовые фильтры, значительно увеличивающие скорость фильт­рации.

Для предварительной фильтрации воды используются мик­рофильтры для улавливания зоопланктона — мельчайших вод­ных животных, и фитопланктона — мельчайших водных расте­ний. Эти фильтры устанавливают перед местом водозабора или перед очистными сооружениями.

Коагуляция представляет собой химический метод очистки воды. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет освободить воду от загрязнений, находящихся в виде взвешенных частиц, не поддающихся удалению с помощью от­стаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении к воде химического вещества — коагулянта, спо­собного реагировать с находящимися в ней бикарбонатами. В результате этой реакции образуются крупные, довольно тяже­лые хлопья, несущие положительный заряд. Оседая вследствие собственной тяжести, они увлекают за собой находящиеся в во­де во взвешенном состоянии частицы загрязнений, заряженные отрицательно, и тем самым способствуют довольно быстрой очистке воды. За счет этого процесса вода становится прозрач­ной, улучшается показатель цветности.

В качестве коагулянта в настоящее время наиболее широко применяется сульфат алюминия, образующий с бикарбонатами воды крупные хлопья гидроксида алюминия. Для улучшения процесса коагуляции используются высокомолекулярные флоккулянты: щелочной крахмал, флоккулянты ионного типа, активизированная кремниевая кислота и другие синтетические препараты, производные акриловой кислоты, в частности полиакриламид (ПАА).

В настоящее время в водопроводной системе применяется установка, заменяющая весь комплекс очистных сооружений обычного типа и работающая по схеме: коагуляция — отстаи­вание — фильтрация. Она называется контактным осветлителем и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3—2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть осветлителя, а коагулянт вводит­ся непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних крупнозерни­стых частях осветлителя, а в верхних задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества.

Обеззараживание воды

Путём обеззараживания устраняют содержащиеся в воде водоисточников инфекционные агенты – бактерии, вирусы и др., т.е. обеспечивается эпидемическая безопасность воды.

Методы обеззараживания воды подразделяются на:

1. Химические (реагентные), к которым относятся: хлорирование, озонирование и использование олигодинамического действия серебра.

2. Физические (безреагентные): кипячение, ультрафиолетовое облучение, облучение гамма лучами, токами УВЧ, электромагнитными волнами.