Методы очистки и обеззараживания питьевой воды. Как обеззараживать питьевую воду. Химические методы обеззараживания воды

При выполнении очистки воды необходимо использовать методы обеззараживания, которые позволяют устранить опасность от оставшихся в ней болезнетворных бактерий после фильтрации и коагулирования. Основными из них являются: хлорирование, озонирование, применение солей тяжёлых металлов и физические методы воздействия (ультразвук и ультрафиолет). На крупных очистительных сооружениях используют хлорирование и очистку хлорсодержащими веществами. Однако, настолько ли эффективен данный метод и безопасен?

Использование хлора и содержащих его веществ

Суть этого метода обеззараживания воды заключается в создании условий для протекания химических реакций окислительно-восстановительного типа. Под действием хлора на органические соединения происходит нарушение обмена веществ клеток бактерий, что приводит к их гибели.

Эффективность реагента зависит от наличий свободного или связанного хлора в его составе, а также от его концентрации. Оптимальным вариантом считается совпадение количества реагента с концентрацией бактерий, что приведёт к полному окислению всех примесей различного происхождения. В случае перерасхода хлора возникают в воде хлопья и комочки, образованные путём адсорбции взвешенных веществ. В результате оказывается, что внутри них бактерии и микробы остались в защищённом нетронутом состоянии, что неприемлемо.

Во время процесса обеззараживания воды происходит разрушение, разложение или минерализация примесей. При наличии в составе стоков растворимых и нерастворимых элементов в ходе реакции могут возникать неприятные запахи из-за распада хлорсодержащих продуктов, а также органических веществ и организмов. Наиболее неприятными считаются фенолы и ароматические соединения, так как вкус воды изменяется при их наличии всего в одной десятимиллионной части. Ситуация может ухудшится еще больше при повышении температуры в виде образования устойчивого запаха.

Выполнять фильтрацию и осветление стоков также помогают и хлорсодержащие компоненты:

1. Хлорноватистая кислота является слабой и поэтому её действие должно быть обеспечено активностью окружающей среды и подходящим типом химической реакции.
2. Двуокись хлора представляет наибольший интерес при обеззараживании, так как после обработки не образуются фенолы, а соответственно и гарантировано отсутствие неприятного запаха.

Для избежания появления запаха и привкуса воды выполняют хлорирование с аммонизацией. В процессе гидролиза хлораминов за счёт медленной скорости протекания реакции и проявляется антибактериальное свойство.

Однако, несмотря на все преимущества хлорирования, у данного метода есть серьёзный недостаток, который заключается в отсутствии полной стерильности воды. В воде остаются в единичных количествах спорообразующие бактерии и некоторые виды опасных вирусов. Для их уничтожения требуется значительно повышать концентрацию хлора и время контакта.

Озонирование воды

Способ озонирования заключается в высокой диффузии озона сквозь оболочки микроорганизмов, растворённых в воде, с последующим их окислением и гибелью. Обладая высоким антибактериальным действием, озон способен разрушать болезнетворные бактерии в несколько раз быстрее хлора при прочих одинаковых условиях. Максимальная эффективность достигается при уничтожении вегетативных бактерий. Спорообразующие микроорганизмы проявляют высокую стойкость и уничтожаются гораздо хуже.

Важным моментом в данном методе является подбор концентраций озона в воде, так как от этого напрямую зависит какие бактерии будут уничтожены, а какие нет. Например, для уничтожения моллюсков дрейссены потребуется доза в 3 мг/л, что является полностью безопасным для дальнейшего существования водяных клещей и хиромонид. Поэтому необходимо проведение химического состава воды и определение типов микроорганизмов, которые в ней находятся, то есть степень загрязнённости воды. Обычно доза находится в пределах 0,5-4,0 мг/л.

Степень обеззараживания воды и осветления озоном существенно ухудшается при повышенной мутности. Однако степень очистки практически не зависит от температуры воды.

Среди преимуществ метода можно выделить такие:

1. Улучшение вкуса воды и полное отсутствие дополнительных химически активных веществ или их соединений.
2. Отсутствие необходимости проведения дополнительных действий при превышении концентрации озона, как, например, в случае хлорирования.
3. Возможность создания озона за счёт химической реакции прямо в водном растворе или при помощи озонаторов.

Судя из вышесказанного, метод является безопасным и эффективным, но его распространённому применению при очистке стала необходимость использования большого количества электричества, а также сложность технической реализации.

Использование ионов серебра

Обеззараживание воды с применением ионов серебра основано на возникающих химических процессах, которые до конца не изучены. Однако были выдвинуты следующие гипотезы:

1. Ионы нарушают обмен веществ бактерий с внешней средой, что приводит к их гибели.
2. Ионы за счёт адсорбции на поверхности микроорганизмов выполняют каталитическую роль и окисляют плазму в присутствии кислорода.
3. Ионы проникают внутрь вредоносной клетки и надёжно соединяются с протоплазмой, нарушая её функциональность и, таким образом, разрушая её.

Скорость химической реакции увеличивается при повышении концентрации реагирующих веществ и увеличении температуры среды. При нагревании на 10 0 скорость реакции возрастает в несколько раз по истечении некоторого промежутка времени. Поэтому полное обеззараживание при оптимальной скорости и в минимальные сроки достигается при нагреве до определённого температурного уровня, который зависит от степени загрязнений.

Также для очистки воды применяют металлическое серебро, поскольку в ней имеются ионы серебра с незначительной концентрацией, которые и выполняют роль очистки. Их накопление стимулируется наличием увеличенной площади контакта с металлическим серебром. Поэтому при использовании такого метода добиваются увеличения поверхности контакта за счёт осаждения на материал с развитой площадью, через который и пропускают воду.

Технически такой способ реализуется путём создания электролитических процессов, когда в роли материала анода выступает серебро. При помощи регулирования электрических параметров удаётся добиться нужной концентрации ионов и с высокой точностью регулировать протекание процесса обеззараживания воды. Чтобы точно дозировать ионы серебра применяют ионаторы. Концентрацию регулируют при помощи оценки содержания солей, которые являются причиной изменения потенциала между электродами. Поэтому «серебряную воду» приготавливают отдельно.

При сравнении метода ионизирования серебром с хлорированием, учёные выделяют первый, поскольку он способен убивать бактерии и микроорганизмы более эффективно. Однако и ему достаточно сложно справляться некоторыми типами бактерий, например, коли (кишечная палочка). Она является самой устойчивой и поэтому по её наличию в растворе можно качественно судить о степени очистки воды. Также как и при озонировании на скорость очистки влияет мутность раствора и количество взвешенных частиц.

Обеззараживание воды ультразвуковыми волнами

Обеззараживание ультразвуковым способом основано на создании упругих волн, частота которых превышает 20 кГц и обладает определённой интенсивностью. Они меняют свойства жидкости и разрушают органические вещества путём повышения окружающего их давления в 10 5 атмосфер (эффект кавитации). То есть гибель бактерий наступает не из-за протекающей химической реакции, а вследствие механического разрушения, вызывающего распад белковой составляющей протоплазмы. Наиболее уязвимы одноклеточные микроорганизмы, моногенетические сосальщики а также и более крупные организмы, загрязняющие воду.

Существует несколько способов создания излучения:

1. Пъезоэлектрический эффект. При создании электрического поля кристаллы кварца способны деформироваться и излучать при этом ультразвуковые волны. Применяют кварцевые пластины одинаковой толщины и определённой формы, отшлифованные и плотно приложенные с двух сторон толстой стальной плиты. Во время подачи тока на массивную плиту в электрическом поле она излучает ультразвук.
2. Магнитострикционный эффект. Основан на намагничивании ферромагнитных предметов под действием магнитного поля, меняющего их геометрические размеры и объём с последующим сдвигом осевой линии. Эффекта зависит от угла приложения поля относительно оси кристалла, если речь идёт о монокристалле. По измерениям уровня ультразвука данный способ является эффективнее первого.

В ходе лабораторных исследований было установлено, что ультразвук способен уничтожать за время до двух минут более 95% кишечных палочек. Однако при этом стоит понимать, что одновременно с вредоносными бактериями происходит уничтожение и полезных. В частности было установлено нарушение флоры и фауны морского планктона. То есть можно сделать вывод о том, что метод весьма эффективен, но вода при его воздействии теряет свои полезные свойства, что является его основным недостатком.

Термическая обработка

Метод основан на кипячении воды путём повышения температуры выше 100 0 С. Достаточно эффективный метод обеззараживания воды, но медленный, по сравнению с другими способами, и требующий значительных затрат энергии на нагрев. Поэтому его применяют только в тех случаях, когда объёмы воды минимальны. Он простой и не требующий особых навыков и знаний, поэтому получил распространение для получения небольших количеств питьевой воды в столовых, больницах и т. д. Из-за громоздкости и экономической нецелесообразности в промышленных или малых масштабах его не применяют.

Из недостатков можно выделить тот факт, что термообработка воды не способна удалить болезнетворные споры. Поэтому этот метод нельзя использовать при обеззараживании водных растворов с неизвестным химическим составом.

Ультрафиолетовые лампы

Обеззараживание ультрафиолетом достигается за счёт применения лучей с длиной волны в интервале 2000-2950 А, которые изменяют формы бактерий, полностью уничтожая их. Эффект зависит от сообщённой излучением энергии, содержания взвеси в растворе, количестве микроорганизмов, мутности и поглощающей способности водной среды. Поэтому принято различать такие степени влияния воздействия облучения:

1. Безопасная доза облучения, которая не вызывает гибель бактерий.
2. Минимальная доза, которая вызывает гибель части бактерий конкретного вида. Однако бактерии, которые находились в состоянии покоя, начинают активно расти и размножаться в специально стимулируемой среде. При длительном воздействии происходит их вымирание.
3. Полная доза, которая приводит к обеззараживанию воды.

Кишечные палочки являются наиболее устойчивыми к УФ излучению. Поэтому по их количеству можно качественно определять степень дезинфекции воды в условиях отсутствия спорообразующих бактерий. При их наличии критерием чистоты воды служит возникновение сопротивляемости излучению бактерий, образующих споры.

Источниками УФ излучения являются ртутные, аргонно-ртутные или ртутно-кварцевые лампы. Эффективность и целесообразность их применения напрямую зависит от коэффициента поглощения. Лампы с низким давлением обладают максимальным бактериальным действием, но имеют мощность до 30 Вт, а с большим - меньшим эффектом, но повышенной мощностью.

Преимуществами метода являются:

1. Отсутствие необходимости использования физических или химических свойств воды или применения реагентов.
2. Отсутствие осадков и примесей.
3. Неизменность цвета и вкуса воды, а также отсутствие посторонних запахов.
4. Простота реализации.

То есть УФ метод является наиболее безопасным и эффективным при выполнении процесса обеззараживания воды и полностью лишён недостатков всех вышеописанных способов. Однако перед его использованием необходимо выполнить предварительную очистку, чтобы снизить содержание примесей.

При необходимости очистки воды с выполнением обеззараживания стоит обращаться к профессионалам, которые смогут оценить состав и грамотно подобрать наиболее эффективные методы. Компания ЭГА сможет выполнить поставленные задачи в кратчайшие сроки благодаря слаженным действиям команды опытных специалистов. В результате воду можно будет безопасно использовать в качестве питьевой.

Видео

В вашем колодце вода стала грязной, а ее запах оставляет желать лучшего? Согласитесь, такую воду не только неприятно использовать в качестве питьевой, но и весьма опасно. Ведь содержащиеся в ней микроорганизмы могут привести к возникновению различных заболеваний.

Вы планируете выполнить обеззараживание источника, но не знаете, как правильно это сделать? Мы поможем вам разобраться с тонкостями этого процесса и подскажем, какие средства можно использовать. Нами подробно описан комплекс мероприятий, направленных на устранение неприятного запаха и загрязнений.

Мы приводим эффективные составы, используемые для обеззараживания, представляем тематические фото и видео с ценными рекомендациями. Правильно и своевременно проведённая дезинфекция воды в колодце, выполненная согласно нашим советам, позволит без опасения использовать ее для питья, хозяйственных нужд и полива.

Дезинфекция включает в себя два этапа: очистку шахты колодца и . Этому процессу подвергаются все колодцы независимо от их назначения и периодичности использования.

Причины, по которым необходимо провести мероприятия по дезинфекции, могут самыми различными:

• затопление вследствие весеннего паводка;
• проникновение сточных или грунтовых вод;
• проникновение сельскохозяйственных или промышленных химикатов;
• попадание в колодец трупов птиц и животных;
• интенсивная эксплуатация колодца, вследствие чего происходит проседание донного грунта;
• образование на стенках слизи, грязи, солевых и плесневелых отложений;
• наличие в открытом колодце мелкого мусора, пыли.

Проводить профилактическое обеззараживание колодца рекомендуется не менее 1 раза в год, а лучше делать это дважды – после весеннего паводка и ранней весной.

Помните, что некачественная, загрязнённая вода не только имеет , но также является питательной средой для размножения патогенных микроорганизмов, опасных для человека и сельскохозяйственных животных.

Именно поэтому необходимо проводить регулярное очищение колодезной воды и шахты.

Подготовка к обеззараживающей обработке

В первую очередь необходимо осуществить откачку воды. Если воды в колодце мало, то достаточно будет использовать .

Если же уровень воды значительный, то потребуется мощный насос погружного типа. Перед запуском насоса нужно убрать из колодца плавающий мусор, лучше всего для этой цели подойдёт сачок на длинной ручке с мелкой сеткой.

После откачки воды производится спуск в колодец и осмотр его дна и стенок на предмет наличия трещин, протечек, отложений. При наличии трещин специальным гидроизоляционным раствором. Также производится удаление со стенок колодца мусора, водорослей, ила.

Галерея изображений

Используемые инструменты - жёсткие щётки, шпатели. Дно колодца очищается от осадка, по мере возможности удаляется старая придонная засыпка и засыпается новая.

В качестве можно использовать мелкофракционный щебень, гравий, песок. Керамзит использовать нельзя по причине его слишком низкого удельного веса и высокой токсичности.

При наличии на бетонных кольцах налёта его также следует устранить. Для этого используются различные вещества, состав которых зависит от характера отложений. Соляные отложения устраняются кислотосодержащими растворами, например слабым раствором соляной кислоты или уксуса.

Пятна коррозии рекомендуется аккуратно удалить при помощи отбойного молотка или болгарки, а поверхность обработать водостойким антикоррозийным составом. При наличии плесневелых отложений требуется обработка медным купоросом.

Перед процедурой дезинфекции необходимо обязательно произвести тщательную очистку шахты и дна колодца от мусора и различных отложений, используя специальные средства

Средства для дезинфекции

Дезинфекция воды в колодце осуществляется с применением специальных средств, которые имеют антибактериальные и обеззараживающие свойства.

Они должны обладать следующими свойствами:

• эффективно устранять патогенные микроорганизмы, подавлять их развитие
• быть безопасным для организма человека
• не вредить стенкам колодца
• легко смываться.

Наиболее часто для обеззараживания колодезной воды и шахт применяются составы, о которых расскажем подробнее в следующей части статьи. Для откачивания воды, прошедшей процедуру обеззараживания, лучше использовать , с которым после употребления не жаль насовсем расстаться.

Средство #1 - эффективная хлорная известь

Купить порошок 1%-ного хлора можно в любом хозяйственном магазине.

Для точного расчёта количества хлорной извести проводится следующий эксперимент:

• берём 10 гр. хлорной извести и разводим в 1 литре чистой воды;
• берём 3 ёмкости по 200 мл и заполняются водой из колодца;
• в первую ёмкость добавляем 2 капли раствора хлора, во вторую – 4 капли, в третью – 6 капель;
• размешиваем воду во всех ёмкостях и ждём 30 минут;
• по истечении времени проверяем каждую ёмкость на наличие хлорного запаха – он должен быть едва ощутимым.

Учитывая, что в 1 мл раствора хлорной извести содержится 25 капель, то получаем, что для обеззараживания 1 куб.метра колодезной воды необходимо 400 мл раствора. Зная объём воды в колодце легко рассчитать потребность в растворе хлора, требуемого для проведения процедуры обеззараживания.

Инструкция по дезинфицированию:

1. Заливаем раствор в колодец и на протяжении 10 минут перемешиваем воду в нём при помощи длинного шеста или щётки. Если объём колодца большой, то целесообразно для перемешивания использовать ведро на верёвке, которым зачерпывается вода, а затем выливается обратно.
2. Колодец закрываем полиэтиленовой плёнкой или плотной тканью на 6-10 часов летом или на 12-24 часов в холодное время года. Важно не допускать попадания в колодец прямых солнечных лучей, под воздействием которых хлор распадается, значительно снижая эффективности дезинфекции.
3. Если по истечении указанного времени в колодце полностью отсутствует запах хлора, то обеззараживание следует повторить, т.к. это свидетельствует о разрушении хлорного соединения и низкой эффективности дезинфекционных мероприятий.
4. Стенки колодца промываем сначала хлорированной водой, а затем чистой.
5. Откачиваем воду до тех пор, пока ощущается запах хлора.

При использовании хлорной извести требуется строго соблюдать меры безопасности, не допуская попадания раствора на кожу, пластиковые и металлические поверхности.

Хлорный раствор необходимо готовить только с использованием холодной воды, тёплая вода делает соединение хлора летучим и очень опасным для органов дыхания

Средство #2 - доступная “Белизна”

Ещё один недорогой способ быстро и качественно произвести дезинфекцию колодца. Опытным путём было установлено, что оптимальная концентрация – 1 литр “Белизны” на 1 железобетонное колодезное кольцо воды.

Технология проведения обеззараживания точно такая же, как и при использовании хлорной извести: раствор выливают в колодец, стенки промываются при помощи щётки, длинной кисти или просто тряпки, намотанной на шест.

Иногда для нанесения хлорного раствора или “Белизны” применяются специальные садовые распылители. Это упрощает процедуру очистки стенок колодца, однако не стоит забывать тщательно промывать оборудование после окончания работ.

Средство #3 - оперативная и безопасная марганцовка

Данный способ дезинфицирования колодца относится к щадящим, однако его эффективность значительно уступает хлорному методу. Тем не менее, в некоторых случаях можно использовать перманганат калия (марганцовку) для обеззараживания шахты и воды в колодце.

Для приготовления раствора берётся 1 столовая ложка перманганата калия на 10 литров тёплой воды. Раствор тщательно перемешивается и заливается в колодец. Оставляем раствор на 30-60 минут и несколько раз откачиваем воду.

После завершения очистки раствором марганца промываются сухие , а на дно помещается сетка (обычное сито) с марганцем 3-5 гр, которое будет находиться там постоянно, оказывая обеззараживающее и антибактериальное действие. Вместо марганца на дно можно класть кремниевую крошку, также обладающую дезинфицирующими свойствами.

Средство #4 - раствор йода как экстренная мера

По поводу данного способа обеззараживания мнения специалистов разнятся. Одни считают, что йод является прекрасным антибактериальным средством, уничтожающим патогенные микроорганизмы и препятствующую их размножению среду.

Другие говорят о том, что необходимая бактерицидная концентрация сделает колодезную воду непригодной для питья и полива.

В любом случае обеззараживание йодом можно применять в том случае, когда нет возможности провести полную дезинфекцию колодца. Для этого необходимо приготовить раствор – 3 капли йода на 1 литр воды (на 1 железобетонное кольцо достаточно 3-5 литров воды) и вылить его в колодец. Данная мера поможет немного отсрочить чистку колодца и улучшить качество воды.

Нельзя засыпать в колодец сухой порошок перманганата калия – это может привести к нежелательным химическим реакциям и образованию тяжёлых соединений

Средство #5 - таблетированные препараты

Современный рынок бытовой химии предлагает удобный вариант для дезинфекции колодца – хлорсодержащие таблетки “Акватабс” , “Септолит” , “Экобриз” и другие.

Средний расход таких таблеток 4 таблетки на ведро воды для одного колодца. Точная дозировка приведена производителем в инструкции к хлорсодержащим таблеткам. Для приготовления растворов используется пластиковое или эмалированное ведро, вода берётся комнатной температуры.

Процедура дезинфицирования проводится в два этапа:

1. Предварительный этап. Из колодца откачивается вода, дно и стенки очищаются от загрязнений и отложений. После этого стенки орошают приготовленным раствором, для этого можно использовать различные распылительные приспособления или просто тряпку на шесте, щётку. После нанесения состава нужно подождать 30 мин, а затем ополоснуть стенки чистой водой.
2. Дезинфекция воды. Колодец наполняется водой и в него выливают раствор, полученный при растворении хлорсодержащих таблеток. Количество таблеток в зависимости от объёма колодца также указано в инструкции изготовителя.

Для дезинфекции вода в колодце перемешивается с обеззараживающим составом, и колодец плотно закрывается полиэтиленом или плотной тканью. Выдерживается от 3 до 12 часов. После этого необходимо откачивать воду до полного исчезновения запаха хлора.

Применение таблетированных средств в сравнении с хлорной известью и белизной имеет следующие преимущества:

• высокая эффективность очистки и обеззараживания;
• удобство применения, простота приготовления раствора;
• меньшее время выдержки раствора в колодце;
• безопасность использования.

К недостаткам хлорсодержащих таблеток можно отнести их высокую стоимость.

Таблетированные средства необходимо применять строго в соответствии с инструкцией производителя, не превышая рекомендованную дозировку, чтобы избежать отравления воды в колодце

Физические способы дезинфекции

К современным способам обеззараживания колодезной воды относят ультразвуковую и ультрафиолетовую очистку . Оба способа обладают высокой эффективностью, экологически безопасны, однако для их осуществления необходима установка дорогостоящего оборудования.

Монтировать такое оборудования целесообразно в том случае, если вода из колодца используется в автономной системе водоснабжения дома с круглогодичным проживанием.

Прибор для УФ-очистки оснащён электронным блоком, который регулирует подачу воды в блок очистки автоматически. Излучаемый ультрафиолет уничтожает все известные микроорганизмы, не меняя вкус, запах и цвет воды.

Оборудование для выполнения дезинфекции ультрафиолетовыми лучами является дорогостоящим. Поэтому редкий дачник выбирает такую установку в качестве варианта для обеззараживания воды в своем колодце

Кроме высокой стоимости оборудования этот метод имеет ещё один недостаток: при открытом колодце существует возможность вторичного загрязнения воды.

Для осуществления ультразвуковой очистки используется оборудование, излучающие УЗ-волны, которые также губительны для микроорганизмов.

Безусловно, эти методы обеззараживания считаются самыми передовыми и безопасными, однако применение их в большинстве хозяйств пока невозможно ввиду высокой стоимости и неприспособленности колодцев.

Действия после окончания дезинфекции

После окончания процедуры дезинфекции, которая производилась при помощи хлорсодержащих средств, рекомендуется соблюдать следующие рекомендации:

1. Не использовать колодезную воду в течение первых 24 часов после окончания дезинфекции.
2. На протяжении 5-10 дней необходимо кипятить и/или пропускать воду из колодца через фильтр перед применением.

Для более тщательного анализа воды из колодца визуального осмотра недостаточно, необходимо провести исследование химического состава в лабораторных условиях

Меры профилактики загрязнения источников

Для того чтобы проводить мероприятия по дезинфекции как можно реже, но в тоже время использовать качественную воду, необходимо соблюдать ряд мер, направленных на предотвращение загрязнений колодца.

К таким мерам относят следующие:

• нельзя оставлять колодец открытым;
• соблюдать дистанцию от колодца до системы канализации и водоотведения минимум 20 метров;
• надёжно герметизировать стенки колодца, не допуская проникновения грунтовых вод;
• использовать погружные насосы с выносными инжекторами, это значительно уменьшает количество протечек;
• соблюдать санитарные нормы, не сливать в колодец отходы.

Соблюдение этих простых мер позволит избежать засорения и заиления колодца, которые являются наиболее вероятными причинами ухудшения качества воды.

Своевременная профилактическая дезинфекция позволит содержать колодец в требуемом санитарном состоянии, даст возможность без опасения использовать воду из него для различных хозяйственных нужд

Не стоит пренебрегать профилактической чисткой и обеззараживанием, позволяющим эксплуатировать колодец долго и без проблем. Проводить обработку следует своевременно, подобрав наиболее подходящее в вашем случае средство .

Если дезинфицирующие мероприятия предстоит выполнять своими силами, то нужно запастись средствами индивидуальной защиты, особенно при работе с едкими составами типа хлора или белизны.

При помощи различных способов фильтрации из воды удаляются механические взвеси и растворенные вещества. Ее умягчают, освобождают од органических и неорганических соединений. Однако после фильтрации в воде могут оставаться загрязнения биологического характера. С бактериями и вирусами, многие из которых вызывают заболевания человека, может справиться далеко не каждый фильтр. Чтобы устранить биологическое загрязнение, выполняют обеззараживание питьевой воды.

Для обеззараживания применяют целый ряд методов. Все они делятся на три основные группы: физические, химические и комбинированные.

К этой группе относятся методы, в которых применяются химические реагенты. Жидкость обрабатывают хлорсодержащими веществами или хлором, озоном и некоторыми другими составами воздействующими на биологические объекты. При использовании химических средств важно точно определить количество реагента и время воздействия. Вещества в малых дозах не всегда могут убить всех бактерий, некоторые остаются и быстро восстанавливают численность.

Увеличивать дозу больше необходимого тоже нельзя. Многие вещества токсичные и при употреблении человеком могут вызвать отравление. Кроме того, они образуют мутагенные и канцерогенные соединения.

Хлорирование

Распространенным способом обработки воды является хлорирование. Это старый метод, который остается популярным до настоящего времени. Популярность объясняется дешевизной компонентов, эффективностью, длительным последействием, благодаря которому не происходит повторного роста микроорганизмов.

Однако хлор обладает высокой токсичностью, он создает мутагенные и канцерогенные соединения. Далеко не всегда они удерживаются фильтрами. Только очень тонкая очистка позволяет освободить воду от таких компонентов.

Рис. 1 Очистка и обеззараживание воды хлором

Наибольший вред человеку наносят соединения тригалометаны, обладающие высокой канцерогенностью. Хлор и производные способны вызывать заболевания пищеварительной системы, сердца и сосудов, а также некоторые другие.

Для обеззараживания воды используют хлорную известь, непосредственно сам хлор и другие соединения.

Озонирование

При внесении озона в воду происходит его распадение на атомарный кислород, который обладает сильной окислительной активностью. Он разрушает системы микробных клеток, устраняет ряд запахов. Но при излишнем внесении озон сам создает неприятный запах и усиливает коррозионные процессы, что разрушает металлические трубы.

Данный метод является одним из наиболее безопасных для здоровья человека. Его малое распространение объясняется высокими затратами и сложностью. Для использования озонирования требуется специальное сложное оборудование и специалисты, которые могут с ним работать. При таком методе обеззараживания увеличивается расход электроэнергии.

Рис. 2 Метод очистки и обеззараживания воды озоном

Сам озон токсичен и в некоторых случаях взрывоопасен. Для частного домовладения такой метод обеззараживания окажется весьма затратным. Потребуется не только дорогостоящая установка, но и регулярное посещение специалиста для обслуживания системы.

Другие реагенты

Группа других реагентов весьма обширная. В нее входят полимерные антисептики, которые эффективны и не вредят организму человека. Сюда же можно отнести соединения тяжелых металлов, бром и йод. Они используются не часто, поскольку требуют точных расчетов и определенных знаний, но их применение позволяет эффективно очистить воду от бактериального загрязнения.

Рис. 3 Домашний способ обеззараживания

Обеззараживают воду и сильные окислители. К ним относят гипохлорит натрия, перманганат калия, перекись водорода и некоторые другие. При их использовании надо правильно рассчитать дозу, а в случае перманганата калия еще и удалить соединения марганца.

Физические способы обеззараживания

Физические методы основаны на применении ультрафиолетовых лучей, ультразвука и других методов, которые убивают микроорганизмов. Предварительно воду очищают от взвеси, поскольку мутность снижает эффективность воздействия.

Обеззараживание ультрафиолетом

Ультрафиолетовые лучи оказывают действие на обмен веществ в бактериальной клетке и на ее ферментные системы. Уничтожаются и споры бактерий. При этом вкус, цвет и запах воды не изменяются. Токсические вещества при воздействии не образуются, поэтому можно увеличивать дозу облучения.

Рис. 4 Чтобы обеззаразить воду ультрафиолетом нужна установка

Для выполнения ультрафиолетового обеззараживания потребуется специальная установка. Стоимость ее будет выше, чем стоимость хлорирования, но дешевле озонирования.

Используют ультрафиолет только после очистки воды от механических взвесей. Замутненность препятствует проникновению лучей.

Эффективность работы установки снижается при отложении на поверхности лампы минеральных солей. Очищают их механическим способом или создавая кислую среду проходящей жидкости.

Ультразвуковая обработка

Использование ультразвука для обеззараживания воды является относительно новой методикой. Звуковые волны, имеющие определенную частоту, создают в воде пустоты с большой разницей в давлении. Это давление разрывает оболочки бактериальных клеток.

Характер бактерицидного воздействия и эффективность обеззараживания зависит от особенностей звуковых колебаний. Особенную роль играет их интенсивность.

Такая обработка безопасна для человека. Она не изменяет характеристики воды, но требует дорогостоящего оборудования. Оборудование нужно периодически обслуживать, а услуги специалистов также не дешевы.

Создается ультразвук специальным генератором. Он может быть пьезоэлектрическим или магнитострикционным.

Применяя ультразвук для уничтожения микроорганизмов, следует помнить, что низкая частота звука усиливает рост бактерий. Очень важно правильно настроить прибор.

Кипячение

Самым простым вариантом физического обеззараживания является кипячение. С его помощью уничтожаются все виды микроорганизмов. Помимо них при кипячении из воды выводятся антибиотики, растворенные газы и снижается жесткость.

Рис. 5 Очищение кипячением

Широкое промышленное применение такого метода обеззараживания невозможно из-за его высокой энергозатратности.

Комбинированные способы обеззараживания

Чтобы увеличить эффективность обеззараживания воды, методы применяют в комплексе. Сочетают обычно безреагентные способы с реагентными.

Примером такого воздействия становится сочетание ультрафиолетовой обработки с последующим хлорированием. Ультрафиолет убивает все возможные бактерии, вирусы и их споры, а хлорирование предотвращает повторное заражение. В результате не только вода длительное время оказывается не зараженной микроорганизмами, но и значительно сокращается количество используемых реагентов. С уменьшением концентрации хлора снижается и негативное воздействие на организм человека.

Существуют и другие варианты комбинированного обеззараживания. Так вода подвергается воздействию сразу двух физических методов: ультразвука и ультрафиолета. На выходе получают полностью обеззараженный объем жидкости. Существуют приборы, в которых объединены эти два способа.

Какой бы вариант ни был выбран, обязательно требуется предварительный анализ биологической загрязненности. На основании этого подбирается дозировка реагентов, длительность воздействия и необходимость доочистки. В домашних условиях оптимальными будут ультрафиолетовые установки.

Основная цель очистки воды - освобождение ее от взвешенных частиц для улучшения физических свойств (прозрачности, цветности и др.). В практике это достигается отстаиванием и коагуляцией.

При простом отстаивании задерживаются главным образом крупные частицы, а мелкие коллоидные не осаждаются. Процесс отстаивания воды длится 4-8 ч и более. С целью ускорения процесса осаждения взвеси и повышения его эффективности производится коагуляция воды.

Для этой цели в воду добавляют химический реагент - коагулянт, чаще всего сернокислый алюминий, который в воде вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, в результате чего образуется гидрат окиси алюминия, который выпадает в виде хлопьев. Мельчайшие частицы взвеси прилипают к поверхности хлопьев коагулянта и оседают.

Коагуляция значительно ускоряет осаждение взвешенных частиц, но некоторое количество мелких частиц все же остается. Поэтому после отстаивания и коагуляции требуется дальнейшая очистка воды - фильтрация. Процесс фильтрации заключается в пропускании воды через мелкопористый материал (песок).

Существуют медленные и скорые фильтры. В настоящее время используются скорые фильтры. Скорость фильтрования достигает 5-7 м/ч. В этих фильтрах вода проходит фильтрующий слой (кварцевый речной песок) и поддерживающий его гравийный слой, уложенный на дырчатом днище. Профильтрованная вода поступает в поддренажное пространство и затем по трубопроводу в резервуар чистой воды.

При децентрализованном водоснабжении отстаивание, коагуляцию и фильтрование воды можно производить в бочках или других резервуарах. В качестве фильтрующих материалов используют мелко измельченный древесный уголь или речной песок.

Применение различных способов очистки позволяет получить воду, освобожденную от взвешенных частиц, однако такая вода не полностью освобождается от микроорганизмов. Поэтому необходима дополнительная обработка - обеззараживание. Для этого чаще всего применяется хлорирование, облучение ультрафиолетовыми лучами и кипячение. Хлорирование воды производят газообразным хлором и раствором хлорной извести.

Газообразным хлором пользуются на крупных водопроводных станциях, где хлор хранится в баллонах под давлением 6-7 ат. На более мелких станциях и при децентрализованном водоснабжении для обеззараживания применяют раствор хлорной извести. Свежая хлорная известь содержит 28-38% активного хлора. Хлорная известь - вещество нестойкое и при хранении разрушается. Ее следует хранить в закрытых бочках в прохладном, сухом и темном помещении.

Эффективность обеззараживания воды хлорной известью зависит от ряда условий:
1) тщательного освобождения воды от мути и взвеси;
2) введения достаточного количества (дозы) хлора;
3) тщательного быстрого перемешивания;
3 Гигиена с основами здравоохранения
4) достаточной экспозиции воды с хлором (30 мин - 2 ч);
5) проверки качества хлорирования.

При хлорировании поступающий в воду хлор гидролизуется и продукты гидролиза оказывают бактерицидное действие на микробную клетку. Чтобы быть уверенным, что микробы подверглись действию хлора, надо ввести его в количествах, превышающих хлорпоглощаемость воды (разница между количеством прибавленного хлора и оставшегося после определенной экспозиции). Доза хлора считается достаточной, если после обеззараживания воды в ней осталось 0,3-0,5 мг/л так называемого остаточного хлора. В таких количествах остаточный хлор не влияет на органолептические свойства воды и безвреден для организма.

Исследования показали, что бактерицидное действие хлора наиболее выражено в течение первых 30 мин (зависит от дозы и температуры). В зимнее время контакт удлиняется до 2 ч. Контроль качества хлорирования проводится путем определения остаточного хлора в воде и бактериологического анализа.

В зависимости от величины применяемой дозы различают обычное хлорирование с учетом величины хлорпоглощения воды и перехлорирование, когда вода обрабатывается большими дозами хлора. Последний метод используется при хлорировании воды, подозрительной в санитарном отношении. Избыток остаточного хлора в этом случае связывают гипосульфитом. Избыток хлора удаляют (дехлорирование) путем фильтрации воды через активированный уголь. Далее с целью определения дозы хлорной извести, необходимой для хлорирования воды колодца, определяют объем воды. Чтобы узнать объем воды в колодце, с помощью веревки с грузом на конце определяют высоту столба воды, а затем - площадь сечения сруба. Умножая высоту столба воды (в метрах) в колодце на площадь сечения (в квадратных метрах), узнают объем воды в колодце (в кубических метрах). Доза хлора на 1 м 3 воды умножается на полученный объем.

Для определения дозы хлора для хлорирования проводят пробное хлорирование (методом трех стаканов). Можно дозу хлора выбрать ориентировочно: для прозрачной воды - 6 - 8 г на 1 м 3 , для мутной - до 10-12 г на 1 м 3 (содержание хлора в хлорной извести должно быть не менее 25-27%). После установления необходимого количества раствора хлорной извести приступают к хлорированию воды в колодце.

Предварительно подготовленный раствор хлорной извести (1% или 3-5%) выливают в колодец, тщательно перемешивают воду шестом и оставляют в покое на 1-2 ч. Через 2 ч вода должна иметь слабый запах хлора; если запах хлора отсутствует, следует увеличить дозу. При наличии сильного запаха воду дехлорируют.

Обеззараживание индивидуальных запасов . Для обеззараживания индивидуальных запасов воды можно пользоваться кипячением, а также таблетками пантоцида, в состав которых входит хлорамин. Одна таблетка пантоцида содержит 3 мг активного хлора. Если вода прозрачная, то во фляге {700 мл) растворяют одну таблетку, а если вода мутная, то следует добавить 2 таблетки. Продолжительность контакта 30 минут.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Методы: Хлорирование Хлор Диоксид хлора Гипохлорит натрия Хлорсодержащие препараты Озонирование Другие реагентные способы дезинфекции воды Кипячение Ультрафиолетовое излучение Электроимпульсный способ Обеззараживание ультразвуком Радиационное обеззараживание

3 слайд

Описание слайда:

Хлорирование Самый распространенный и проверенный способ дезинфекции воды – первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6 % воды. Причина этого заключается в повышенной эффективности обеззараживания воды и экономичности технологического процесса в сравнении с другими существующими способами. Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли железа и марганца. Другое важнейшее преимущество этого способа – его способность обеспечить микробиологическую безопасность воды при ее транспортировании пользователю благодаря эффекту последействия. Для хлорирования воды используются такие вещества как собственно хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другие хлорсодержащие вещества.

4 слайд

Описание слайда:

Хлор Хлор является наиболее распространённым из всех веществ, используемых для обеззараживания питьевой воды. Это объясняется высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, дешевизной применяемого реагента – жидкого или газообразного хлора – и относительной простотой обслуживания. Очень важным и ценным качеством использования хлора является его последействие. Если количество хлора взято с некоторым расчетным избытком, так чтобы после прохождения очистных сооружений в воде содержалось 0,3–0,5 мг/л остаточного хлора, то не происходит вторичного роста микроорганизмов в воде. Присутствие в воде побочных соединений – один из недостатков использования в качестве дезинфектанта газообразного, а равно и жидкого хлора (Cl2).

5 слайд

Описание слайда:

Диоксид хлора В настоящее время для обеззараживания питьевой воды также предлагается применение диоксида хлора (ClO2), который обладает рядом преимуществ, таких как: более высокое бактерицидное и дезодорирующее действие, отсутствие в продуктах обработки хлорорганических соединений, улучшение органолептических качеств воды, отсутствие необходимости перевозки жидкого хлора. Однако диоксид хлора дорог и должен производиться на месте по достаточно сложной технологии. Его применение имеет перспективу для установок относительно небольшой производительности.

6 слайд

Описание слайда:

Гипохлорит натрия Технология применения гипохлорита натрия (NaClO) основана на его способности распадаться в воде с образованием диоксида хлора. Применение концентрированного гипохлорита натрия на треть снижает вторичное загрязнение, в сравнении с использованием газообразного хлора. Кроме того, транспортировка и хранение концентрированного раствора NaClO достаточно просты и не требуют повышенных мер безопасности. Также получение гипохлорита натрия возможно и непосредственно на месте, путем электролиза. Электролитический метод характеризуют малые затраты и безопасность; реагент легко дозируется, что позволяет автоматизировать процесс обеззараживания воды.

7 слайд

Описание слайда:

Хлорсодержащие препараты Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Правда, используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.

8 слайд

Описание слайда:

Озонирование Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Кроме уникальной способности уничтожения бактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов. Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды. С гигиенической точки зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде. Метод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ среди других методов обеззараживания питьевой воды.. Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу. Все это ограничивает использование данного метода в повседневной жизни.

9 слайд

Описание слайда:

Другие реагентные способы дезинфекции воды Применение тяжелых металлов (медь, серебро и др.) для обеззараживания питьевой воды основано на использовании их «олигодинамического» свойства – способности оказывать бактерицидное действие в малых концентрациях. Эти металлы могут вводиться в виде растворов солей либо методом электрохимического растворения. В обоих этих случаях возможен косвенный контроль их содержания в воде. Следует заметить, что ПДК ионов серебра и меди в питьевой воде достаточно жесткие, а требования к воде, сбрасываемой в рыбохозяйственные водоемы, еще выше. К химическим способам обеззараживания питьевой воды относится также широко применявшееся в начале 20 в. обеззараживание соединениями брома и йода, обладающими более выраженными бактерицидными свойствами, чем хлор, но требующими и более сложной технологии. В современной практике для обеззараживания питьевой воды йодированием предлагается использовать специальные иониты, насыщенные йодом. При пропускании через них воды йод постепенно вымывается из ионита, обеспечивая необходимую дозу в воде. Такое решение приемлемо для малогабаритных индивидуальных установок. Существенным недостатком является изменение концентрации йода во время работы и отсутствие постоянного контроля его концентрации.

10 слайд

Описание слайда:

Применение активных углей и катионитов, насыщенных серебром, например, С-100 Ag или С-150 Ag фирмы « Purolite », преследует цели не «серебрения» воды, а предотвращения развития микроорганизмов при прекращении движения воды. При остановках создаются идеальные условиях для их размножения – большое количество органики, задержанное на поверхности частиц, их огромная площадь и повышенная температура. Наличие серебра в структуре этих частиц резко уменьшает вероятность обсеменения слоя загрузки. Серебросодержащие катиониты разработки ОАО НИИПМ – КУ-23СМ и КУ-23СП – содержат в себе значительно большее количество серебра и предназначены для обеззараживания воды в установках небольшой производительности.

11 слайд

Описание слайда:

Кипячение Из физических способов обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) является кипячение. При кипячении происходит уничтожение большинства бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и других биологических объектов, которые часто содержатся в открытых водоисточниках, а как следствие и в системах центрального водоснабжения. Кроме того, при кипячении воды удаляются растворенные в ней газы и уменьшается жесткость. Вкусовые качества воды при кипячении меняются мало. Правда для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15 - 20 минут, т.к. при кратковременном кипячении некоторые микроорганизмы, их споры, яйца гельминтов могут сохранить жизнеспособность (особенно если микроорганизмы адсорбированы на твердых частицах). Однако применение кипячения в промышленных масштабах, конечно же, не представляется возможным ввиду высокой стоимости метода.

12 слайд

Описание слайда:

Ультрафиолетовое излучение Обработка УФ-излучением – перспективный промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого света обусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий. Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен.

13 слайд

Описание слайда:

Электроимпульсный способ Достаточно новым способом обеззараживания воды является электроимпульсный способ - использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР). Технологический процесс состоит из шести ступеней:1) подача жидкости в рабочий объём при равномерном профиле распределения скорости (причём рабочий объём заполняют с воздушным промежутком, а равномерный профиль распределения жидкости помогает уменьшить энергоёмкость процесса)2) зарядку накопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности3) инициирование одного или серии электрических разрядов в жидкости при скорости нарастания переднего фронта напряжения не менее 1010 В/с (энергию дозируют путём отсчёта зарядов)4) усиление эффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения при отражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободной поверхности жидкости5) подавление или гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях для исключения их разрушения6) отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.

14 слайд

Описание слайда:

Обеззараживание ультразвуком Преимуществом использования ультразвука перед многими другими средствамиобеззараживания сточных водслужит его нечувствительность к таким факторам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, а также наличие в воде растворенных веществ. Единственный фактор, который влияет на эффективностьобеззараживания сточных вод ультразвуком - это интенсивность ультразвуковых колебаний. Ультразвук - это звуковые колебание, частота которых находится значительно выше уровня слышимости. Частота ультразвука от 20000 до 1000000 Гц, следствием чего и является его способность губительным образом сказываться на состоянии микроорганизмов. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний. Обеззараживание и очистка водыультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие на потенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрахобеззараживания питьевой воды, однако его высокая эффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживания воды, не смотря на его дороговизну.

15 слайд

Описание слайда:

Радиационное обеззараживание Имеются предложения использования для обеззараживания воды гамма-излучения. Гамма-установки типа РХУНД работают по следующей схеме: вода поступает в полость сетчатого цилиндра приёмно-разделительного аппарата, где твёрдые включения увлекаются вверх шнеком, отжимаются в диффузоре и направляются в бункер – сборник. Затем вода разбавляется условно чистой водой до определённой концентрации и подаётся в аппарат гамма-установки, в котором под действием гамма излучения изотопа Со60 происходит процесс обеззараживания. Гамма-излучение оказывает угнетающее действие на активность микробных дегидраз (ферментов). При больших дозах гамма-излучения погибает большинство возбудителей таких опасных заболеваний как тиф, полиомиелит и др.

16 слайд

Описание слайда:

Заключение Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рациональное использование для нужд народного хозяйства – одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Предприятия, осуществляющие забор воды из водоисточников, ее очистку, по уровню решаемых задач и обороту денежных средств занимают одно из ведущих мест в регионе. А стало быть эффективность использования материальных ресурсов в данной отрасли так или иначе сказывается на общем уровне благосостояния и здоровья людей, проживающих на данной территории. Рациональное, т.е. организованное с соблюдением санитарных правил и нормативов, питьевое водоснабжение помогает избегать различных эпидемий, кишечных инфекций. Химический состав питьевой воды также немаловажен для здоровья человека.

17 слайд

Описание слайда:

18 слайд

Описание слайда: