3 курс / Гигиена / Вода 2

Вопросы к занятию

1.Централизованная система водоснабжения населённых мест (водопровод).

2.Гигиеническая оценка местного водоснабжения населённых мест (колодцы).

3.Методы очистки воды: отстаивание, коагуляция, фильтрация.

4.Гигиеническая оценка методов обеззараживания воды:

а) химические методы.

б) физические методы.

5. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения.

Цель занятия

Ознакомление студентов с основными методами очистки и обеззаражива-

ния воды.

2

Приложение 1

Централизованная система водоснабжения населённых мест (водопровод)

Питьевая вода после очистных сооружений поступает в систему подзем-

ных труб, по которым она под повышенным давлением распределяется по всей территории населенного пункта. При среднеэтажной застройке напор в трубах должен быть не ниже 2,5-3 ати, что обеспечивается системой насосов и водона-

порных резервуаров и предотвращает загрязнение воды в водопроводной сети в результате подсоса даже при неплотностях в стыках труб.

Водопроводные трубы могут быть выполнены из стали, чугуна, железобе-

тона, керамики, стекла и пластмассы (например, полиэтилена высокого давления).

Эти трубы выдерживают давление от 5 ати (бетонные) до 25 ати (стальные).

Водопроводная сеть во избежание замерзания прокладывается на 0,5 м

ниже уровня промерзания земли. В различных климатических районах нашей страны глубина заложения труб составляет от 1,25 до 3,8 м.

Водопроводные сети не должны прокладываться по местам действующих и бывших свалок, захоронений, вблизи выгребных ям. В местах пересечения водопроводного и канализационного коллекторов водопроводные трубы следу-

ет прокладывать на 0,4 м выше канализационных. Кроме того, водопроводные трубы в этих местах должны быть стальными и на 5-10 м в каждую сторону от пересечения закрыты водонепроницаемым футляром. Канализационные трубы в местах пересечения должны быть из чугуна.

При выборе схемы водопроводной сети предпочтение следует отдавать кольцевой, а не тупиковой схеме. В кольцевой сети не происходит застаивания воды, отложения осадка, меньше развивается железистая микрофлора.

После постройки или ремонта водопровода необходимо провести про-

мывку и дезинфекцию сети. Сначала водные магистрали промывают чистой во-

дой под напором, чтобы очистить ее от механических отложений. Затем схему

заполняют раствором хлорной извести с содержанием активного хлора от 40 до

3

100 мг/л в зависимости от времени контакта (5-24 ч). По окончании дезинфек-

ции водопровод промывают питьевой водой до содержания остаточного хлора

0,3-0,5 мл/л. После этого воду можно подавать потребителю.

Каждый водопровод состоит из головных сооружений и водопроводной сети. Головными сооружениями водопровода из подземных источников водо-

снабжения являются (рисунок 1) трубчатый колодец, насосная станция первого подъема, поднимающая воду на поверхность земли в резервуар, в случае надобности установка для обеззараживания воды и насосная станция второго подъема, подающая воду в напорный резервуар. От последнего отходит водо-

вод с сетью трубопроводов, разводящих воду в каждый дом или водоразборные колонки. Последние следует располагать на расстоянии не более чем на 100 м

друг от друга.

Рисунок 1. Примерная схема головных сооружений из подземных источников

1 – трубчатый колодец; 2 – насосная станция первого подъёма; 3 – резервуар; 4 – насосная станция второго подъёма; 5 – водонапорная башня;

6 – водонапорная сеть.

В тех местностях, где доброкачественные подземные воды отсутствуют или их недостаточно для снабжения водой крупного водопровода, используют открытые водоемы. Головными сооружениями водопровода, питающегося во-

дой из открытого водоема, являются сооружения для забора и улучшения каче-

ства воды, резервуар для чистой воды, насосное хозяйство и водонапорная башня. От нее отходит водовод и разводящая сеть трубопроводов (рисунок 2),

4

которую во избежание замерзания воды закладывают в зависимости от климата

на глубине от 1,25 до 4 м.

Рисунок 2. Примерная схема водопровода с забором воды из реки.

1 – водоем; 2 – заборные трубы и береговой колодец; 3 – насосная станция первого подъёма; 4 – очистные сооружения;

5 – резервуар чистой воды; 6 – насосная станция второго подъёма; 7 – трубопровод; 8 – водонапорная башня; 9 – разводящая сеть; 10 – места потребления воды.

Гигиеническая оценка местного водоснабжения населённых мест (колодцы)

Гигиенические требования к устройству шахтных и трубчатых ко-

лодцев. Для того чтобы предупредить загрязнение подземных вод при эксплуа-

тации водоисточников, необходимо соблюдать следующие основные правила при устройстве и оборудовании колодцев:

1. место устройства колодца должно располагаться выше по рельефу местности и возможно дальше от загрязняющих почву объектов. Это место не должно заболачиваться или затопляться. При эксплуатации необходимо охра-

нять почву окружающей источник территории от загрязнения;

2.стенки колодца или каптажа родника должны быть водонепроница-

емыми. Вокруг верхней части стен колодца должен устраиваться так называе-

мый глиняный замок, чтобы поверхностные воды не могли просачиваться вбли-

зи и вдоль стен сооружения к водоносному горизонту или в колодец.

5

Так как бактериальные загрязнения проникают в колодцы большей частью не с потоком подземных вод, а через «устье», то забор воды должен произво-

диться таким образом, чтобы в воду не могли быть внесены загрязнения извне.

Шахтные колодцы. В сельских условиях часто устраивают шахтные ко-

лодцы (рисунок). В настоящее время для механизированного рытья колодцев применяется машина КШК-30. Машина отрывает колодец диаметром 1,2 м и глубиной до 30 м.

Место для колодца выбирают на возвышенности, не ближе 25-30 м от возможных источников загрязнения, например уборной, компоста и т. д. Если уборная расположена выше колодца по рельефу местности, то расстояние меж-

ду ними при рыхлом мелкозернистом грунте должно быть не менее 80-100 м.

При рытье колодца желательно дойти до второго водоносного горизонта, если он залегает не глубже 30 м.

Рисунок 3. Шахтный колодец из бетонных колец с насосом: а – насос; б – слой гравия на дне колодца.

Рисунок 4. Мелкотрубчатый колодец.

6

Дно шахты колодца остается открытым, а боковые стенки закрепляются материалом, обеспечивающим водонепроницаемость, т. е. железобетонными кольцами (с заделкой стыков между ними цементом), кирпичом или деревян-

ным срубом без щелей. Стенки колодца должны возвышаться над поверхно-

стью земли не менее чем на 0,8 м. Для устройства глиняного замка вокруг ко-

лодца выкапывают яму глубиной до 1 м и шириной 1 м и наполняют ее хорошо утрамбованной жирной (пластичной) глиной. Вокруг наземной части колодца поверх глиняного замка в радиусе 2 м делают подсыпку песком и замощение камнем или кирпичом с уклоном для стока случайно пролитой воды и атмо-

сферных осадков в сторону от колодца к ближайшему кювету.

Существенное значение имеет техника водоразбора из шахтного колодца,

так как практика показывает, что в значительном числе случаев загрязнение во-

ды происходит через открытое устье колодца при заборе воды загрязненными ведрами.

Лучшим средством подъема воды из колодца нужно признать ручные или механические насосы с электроприводом. Колодцы, оборудованные насосами,

наглухо закрыты и не подвергаются загрязнению извне. При отсутствии насоса следует пользоваться только общественным ведром.

Трубчатые колодцы. Если грунтовые воды расположены не глубже 7-8

м, то для получения их можно использовать так называемые мелкотрубчатые колодцы. Мелкотрубчатый колодец бурят вручную и оборудуют ручным насо-

сом, производительность которого 0,5-1 м3 в час.

Из более глубоких водоносных горизонтов воду получают посредством

глубокотрубчатых колодцев, которые часто используют на коммунальных водопроводах городов, а также для водоснабжения совхозов, колхозов и от-

дельных предприятий.

Для устройства глубокотрубчатого колодца с помощью специальных бу-

ровых станков в земле бурят скважину, представляющую собой вертикальную

7

цилиндрическую шахту диаметром от 50 до 600 мм и глубиной от 10-15 до 1000

м и больше. Для того чтобы предотвратить обрушивание стенок, в буровую скважину забивают металлические трубы, называемые обсадными (рисунок 5).

Подъем воды из скважины осуществляется различными видами насосов, произ-

водительность которых достигает 100 м3/ч и более.

При правильном устройстве глубокие трубчатые колодцы обеспечивают сохранение чистоты артезианской воды. Но вода в этих колодцах может загряз-

няться, если между загрязненной грунтовой водой и эксплуатируемым глубоким водоносным горизонтом имеется связь. Грунтовые воды могут проникнуть через проржавевшие обсадные трубы или через стыки между ними, если они плохо за-

деланы. Поэтому верхняя часть скважины должна закрепляться двумя колонна-

ми обсадных труб, зазор между которыми заливают цементным раствором.

Загрязнения также могут поступать через устье скважины. Для того что-

бы предупредить это, верхнюю колонну обсадных труб в месте вхождения вса-

сывающей трубы насоса или других водоподъемных устройств нужно полно-

стью герметизировать. Зазор между обсадными трубами и стенками скважины

(затрубное пространство) заливают под давлением цементным раствором.

Рисунок 5. Схема буровой скважины.

8

Методы очистки воды: отстаивание, коагуляция, фильтрация

Методов улучшения качества воды много, и они позволяют освободить воду от опасных микроорганизмов, взвешенных частиц, гуминовых соедине-

ний, придающих воде цвет, от избытка солей (кальция, магния, железа, марган-

ца, фтора и др.). дурнопахнущих газов, токсических и радиоактивных веществ.

Применение различных методов улучшения качества воды позволяет в максимальной мере использовать водные ресурсы местности и обеспечить население доброкачественной водой.

К числу наиболее часто применяемых методов улучшения качества воды на водопроводах относятся: осветление – устранение мутности воды, обесцве-

чивание – устранение цветности воды, обеззараживание – освобождение воды от патогенных микробов и вирусов.

Осветление и обесцвечивание воды

Осветление и частичное обесцвечивание воды достигаются путем дли-

тельного отстоя. Отстаивание основано на том, что в стоячей или медленно текущей воде взвешенные вещества, имеющие большую плотность, чем вода,

выпадают и осаждаются на дно. Отстаивание осуществляется: как в самих ис-

точниках водоснабжения, так и в водохранилищах. Но естественный отстой

протекает медленно, и эффективность обесцвечивания при нем невелика. По-

этому в настоящее время для осветления и обесцвечивания воды часто приме-

няют химическую обработку коагулянтами, ускоряющую осаждение взве-

шенных частиц.

Процесс осветления и обесцвечивания воды, как правило, завершают

фильтрованием воды через слой зернистого материала, например через песок или измельченный антрацит. Применяют два вида фильтрования – медленное и скорое.

9

Естественное отстаивание и медленное фильтрование воды.

Естественное отстаивание воды производят в горизонтальных отстойни-

ках, представляющих собой резервуары глубиной в несколько метров, через ко-

торые вода движется непрерывно с очень малой скоростью. Вода пребывает в отстойнике 4-8 часов. За это время осаждаются преимущественно грубодис-

персные взвеси.

После отстаивания воду для окончательного осветления пропускают че-

рез медленно действующий фильтр (рисунок 6).

Рисунок 6. Схема песочного фильтра: а – слой воды; б – песок; г – дренаж.

Он представляет собой кирпичный или бетонный резервуар, на дне кото-

рого устраивают дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб с от-

верстиями. Через дренаж профильтрованная вода отводится из фильтра. Поверх дренажа загружают поддерживающий слой толщиной 0,7 м щебня, гальки и гравия постепенно уменьшающейся кверху крупности, не дающей вышележа-

щему песку просыпаться в отверстия дренажа. На поддерживающий слой за-

гружают фильтрующий слой толщиной 1 м с диаметром зерен от 0,25 до 0,5 мм.

Когда фильтр загружен, через него медленно, со скоростью 0,1-0,3 м/ч, пропус-

кают очищаемую воду.

Медленно действующие фильтры хорошо очищают воду только после

«созревания». Процесс «созревания» состоит в следующем. В результате за-

10