Методика виконання самостійної роботи

В ході виконання практичного заняття студенти знайомляться з основними видами, методом та засобом покращання якості питної води, оволодівають методиками очистки і знезараження води, гігієнічної оцінки її якості, визначають активність хлорного вапна, знайомляться з основними етапами технологічного процесу покращання якостей води на водопровідній станції та організацією контролю за її якістю визначають вміст фтору у питній воді, розв’язують ситуаційні задачі.

Покращання якості питної води – комплекс заходів, направлених на приведення показників якості води до Держстандарту.

До провідних видів покращання якості питної води відносяться:

• очистка;

• знезараження;

• дезактивація;

• знешкодження.

Очистка являє собою комплекс технічних заходів, що спрямовані на покращання органолептичних, фізичних та хімічних властивостей води, а також її підігрів або охолодження.

Основними методами очистки питної води є:

• освітлення (відстоювання, коагуляція, фільтрація, флокуляція)

• знебарвлення (відстоювання та фільтрація)

• дезодорація (фільтрація води через активоване вугілля, аерування, оброблення окислювачами);

• пом’якшення (фізичний, хімічний та іонообмінний способи)

• опріснення (дистиляція, іонообмінний спосіб, електроліз, гіперфільтрація, випаровування під вакуумом, діаліз, екстракція, виморожування).

• спеціальні методи очистки (знезалізювання, фторування, дефторування та ін.).

Відстоювання – завислі речовини під своєю вагою осідають на дно відстійника, де вода перебуває на протязі 1-2 діб. Розрізняють горизонтальні та вертикальні відстійники.

Фільтрація – воду пропускають через спеціальні фільтри, на яких затримуються завислі речовини. Фільтруючим шаром найчастіше виступах пісок. Розрізняють фільтри повільні (найефективніше затримують забруднюючі речовини, однак потужність всього 0,1-0,3 м³ за годину), швидкі (потужність 5-10 м³ за годину), надшвидкі (36 та більше м³ за годину)

Коагуляція – хімічна обробка води сірчанокислим алюмінієм за реакцією:

Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(HCO₃)₂ = 2Al(OH)₃ + 3CaSO ₄ + 6CO₂

Гідрооксид алюмінію у вигляді досить великих пластівців абсорбує на собі завислі у воді забруднюючі частинки та гумінові колоїдні речовини, внаслідок чого вода освітлюється і знебарвлюється. Доза коагулянту залежить від ступеню лужності води, наявності в ній бікарбонатів, кількості завислих речовин і температури води. При малій карбонатній твердості (менше 4)добавляють 0,5-1,0 % розчин соди або гашеного вапна. З метою прискорення коагуляції у воду додають флокулянти (поліакриламід).

Фторування – насичення води фтором. Використовується в регіонах, де концентрація фтору в питній воді складає менше 0,7 мг/л. Для фторування використовується фтори амонію, біфторид амонію фтори натрію, біфторид натрію, кремніфториста кислота. Фторування є ефективним засобом зниження захворюваності карієсом.

Дефторування – видалення надлишкової кількості фтору, якщо концентрація його в воді регіону, яку використовують для пиття, становить більше 1,5мг/л. Застосовують хімічні методи (воду пропускають крізь шар гідроксиду алюмінію або магнію) та фільтраційні (фільтрація проводиться через шар окису алюмінію).

Пом'якшення – зниження жорсткості води. В нормі жорсткість води складає від 7 до 10 моль/дм³. Жорсткість воли обумовлена вмістом солей Cа та Mg.

В практичному аспекті розрізняють три види жорсткості:

• усувну – можна усунути за допомогою кип’ятіння внаслідок розпаду бікарбонатів Cа та Mg;

• постійну – не усувається після годинного кип’ятіння внаслідок наявності сірчанокислих, хлористих та азотнокислих солей;

• загальну.

Для усунення високої жорсткості використовують:

1) додавання вапновміщуючих розчинів, внаслідок чого утворюються нерозчинні сольові розчини, що осідають в осад.

2) кип’ятіння.

3) використання іонообмінних смол.

Знезараження являє собою комплекс технічних заходів, що спрямовані на покращання мікробного складу води та знищення патогенних мікроорганізмів.

Основними методами знезараження питної води є:

• хімічні або реагентні методи (використання препаратів хлору, перекисних сполук, препаратів срібла та проведення озонування);

• фізичні або безреагентні (використання ультрафіолетового випромінювання, швидких електронів, високочастотного струму, імпульсного струму низької напруги, ультразвуку та кип’ятіння) методи.

До провідних методів хлорування відносять:

• хлорування нормальними дозами хлору ( хлорування за хлорпотребою);

• перехлорування;

• подвійне хлорування;

• хлорування з преамонізацією.

Для хлорування використовують газоподібний хлор, хлорне вапно, хлорид кальцію та натрію, хлорамін тощо.

Хлорування за хлор потребою – до води додається препарат хлору, що містить необхідну для окислення органічних речовин у даному об’ємі води кількість активного хлору + залишковий хлор (0,3-0,5 мл/л).

Перехлорування – використання заздалегідь високих доз хлору. Додають від 10 до 30 мг/л активного хлору. Застосовують в екстрених випадках, за епідпоказаннями.

Подвійне хлорування – хлорують перед відстоюванням води та після.

Хлорування з преамонізацією – проводиться тоді, коли у воді поверхневих джерел знаходяться фенольні сполуки, які потрапили з промисловими стічними водами. При взаємодії Cl з фенолом утворюється стійкі хлорфенольні сполуки з вираженим, так званим “аптечним” запахом. Для запобігання перед додаванням хлору у воду додають аміак, який утворює аміни, а потім із хлором, що додали пізніше, аміни утворюють хлораміни, що з фенолами не взаємодіють.

Показники надійності проведеного знезараження води визначають показники вмісту залишкового хлору (0,3-0,5 мг/л) та бактеріологічні показники.

Дезактивація являє собою комплекс технічних заходів, що забезпечують доведення кількості радіоактивних речовин у питній воді до граничнодопустимого рівня.

Найбільш поширеними методами дезактивації є:

• коагуляція;

• відстоювання;

• фільтрація через спеціальну шихту;

• хлорування.

Знешкодження являє собою комплекс технічних заходів, що забезпечують усунення з питної води токсичних хімічних речовин.

Найбільш доцільними методами знешкодження питної води є:

• перехлорування (передусім, суперхлорування);

• кип’ятіння.

В ході знайомства з обладнанням i роботою Вінницької міської водопровідної станції та методами покращання якості води слід відмітити, що у місті Вінниці перший міський водопровід був споруджений в 1912 році, причому, його принципова схема була достатньо простою – 2 самостійні самотичні галереї та резервуар для відстоювання води. Профільтрована та частково знезаражена вода з річки Південний Буг у кількості 60 м³ на добу через водонапірні башти подавались у міську мережу на якій були встановлені водопостачальні будки. Вода відпускалась населенню за платню у відра. Централізовано водою забезпечувались лише 3 будинки: Міська Дума, Управління приватного домовласництва та готель. Нині міська водоочисна станція має дві сучасні черги споруд. Їх сукупна потужність перевищує 820 тис м³ води на добу, загальна довжина водопровідної мережі складає 490 км, довжина водоводів 60 км.

Hа річці Південний Буг в районі водоочисної станції знаходяться такі зони санiтарної охорони:

а) зона посиленого режиму, де розташована водопровiдна станцiя, яка огороджена i охороняється цiлодобово;

б) зона обмежень, що розмiщена вище по течiї рiчки;

в) зона спостережень.

Мiський водопровiд складається з 10 вузлiв технологiчного процесу. Для покращання якостi води на водопроводi застосовують такi методи, як коагулювання (глинозем AL₂(SO₄)₃), вiдстоювання, фiльтрацiя, хлорування (газоподiбний Cl), фторування (порошкоподiбний кремнево-фтористий Na). Контроль за якiстю обробки води проводиться вiдомчою лабораторiєю на всiх етапах обробки.

Забiр води здійснюється через кожну годину, при цьому дослiджуються органолептичнi (прозорiсть, запах, колiр), хiмiчнi (окислюванiсть, залишковий Cl) та бактерiологiчнi (мікробне число, загальні колі-форми, Е–колі) показники. Перiодично 1 раз на 4 мiсяцi якiсть обробки води контролюється відділом комунальної гігієни міської СЕС.

Обслуговуючий персонал 1 раз на 30 дiб проходить періодичний медичний огляд.