12. Выбор источников децентрализованного водоснабжения. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации шахтных колодцев и других сооружений местного водоснабжения.

Источниками при децентрализованных системах водоснабжения, как правило, являются подземные воды. Подземные воды могут быть трех типов: верховодка, грунтовые и межпластовые. Верховодка образуется на небольших глубинах за счет просачивания в почву атмосферных осадков. Грунтовые воды располагаются в первом от поверхности водоносном горизонте, под которым находится водоупорный пласт. Межпластовые воды залегают между двумя водонепроницаемыми пластами, могут иметь удаленную от места водозабора зону питания, а при наклонном залегании водоносного пласта - выходить на поверхность (фонтанировать, образовывать родники). Предпочтение при выборе источника следует отдавать межпластовым водам, защищенным от поверхностных загрязнений; возможно также использование грунтовых вод. Для их забора сооружают различного типа колодцы, каптированные родники.

Каптаж (захват) родника представляет собой специальную камеру для сбора воды, изготовленную из бетона, железобетона, кирпича, камня или дерева. Для того чтобы вода в каптаже не поднималась выше необходимого уровня, устраиваются переливные трубы, отводящие избыток воды. Каптаж должен быть благоустроен в санитарном отношении, водонепроницаем, площадка вокруг него защищена, вокруг каптажной камеры сделан "глиняный замок", препятствующий протеканию с поверхности загрязненных вод. Воду из каптажа необходимо забирать только из водовода, удаленного максимально от сборного резервуара.

Другим способом получения воды при местном водоснабжении являются колодцы различного типа. Большое значение при устройстве колодца любого типа имеет выбор места его расположения. Колодец должен находиться на возвышенном чистом участке, на расстоянии не менее 25 м от уборных, мусоросборников, скотных дворов и других возможных источников загрязнения. Колодцы не следует располагать в местах большого скопления людей и животных.

Шахтный колодец представляет собой шахту площадью около 1 м2, доходящую до второго водоносного слоя. Шахту укрепляют деревянными или бетонными кольцами, которые возвышаются над поверхностью земли на 1 м. Дно колодца покрывается слоем крупного песка, затем слоем мелкого песка, а сверху — крупного гравия толщиной 30 см. Вокруг колодца устраивается "глиняный замок", представляющий собой слой глины шириной 1 м и глубиной 1,5 м, препятствующий проникновению в колодец различных загрязнений с поверхности. Площадка вокруг колодца должна быть вымощена камнем или покрыта асфальтом, по краю вырыты водоотводные канавки. Колодец снабжается крышкой. Воду следует брать общественным ведром или откачивать насосом.

Трубчатые (буровые). Устраиваются посредством трубы с фильтром на нижнем конце, которую опускают в буровую скважину на глубину 150 м и более (до глубоких водоносных слоев). Вода может под есте­ственным давлением (артезианские скважины) подниматься наверх, в противном случае использую насос. Вода трубчатых колодцев лучше, чем шахтных, однако необходимо, чтобы водоносные слои, питающие колодец были достаточно мощными.

Колодец периодически следует очищать. Необходимо ежегодно после ремонта дезинфицировать сам колодец. Для этого предварительно выкачивают воду из колодца, очищают его стенки и дно от осадка и загрязнений, обмывают 3—5 % раствором хлорной извести. Затем колодец наполняют водой, добавляют в нее 1 % раствор хлорной извести из расчета одно ведро на 1 м3 воды, перемешивают и оставляют на 10—12 ч. После этого воду выкачивают до тех пор, пока она не утратит запаха хлора.

13. Централизованная система водоснабжения. Основные методы улучшения качества питьевой воды: осветление, обесцвечивание, коагуляция, отстаивание, фильтрация. Методы обеззараживания (физические, химические).

Централизованная система - вода подается в жилые дома, учреждения, предприятия бытового обслуживания и т. д.; Централизованное водоснабжение осуществляется путем устройства водопровода. Если питьевая вода не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям, то в процессе водоподготовки, в зависимости от обнаруживаемых дефектов, применяют различные способы обработки воды.

К основным методам улучшения качества питьевой воды относят: осветление, обесцвечивание, коагуляция, отстаивание, фильтрация, обеззараживание.

Первый этап очистки воды — это осветление и обесцвечивание . В природе это достигается путем длительного отстаивания. Но естественный отстой протекает медленно и эффективность обесцвечивания при этом невелика. Поэтому применяют химическую обработку коагулянтами, ускоряющую осаждение взвешенных частиц. Процесс осветления и обесцвечивания, завершают фильтрованием воды через слой зернистого материала (например, песок или измельченный антрацит). Применяют два вида фильтрования медленное и скорое.

Медленное фильтрование воды проводят через специальные фильтры, представляющие собой кирпичный или бетонный резервуар , на дне которого устраивают дренаж из железобетонных плиток или дренажных труб отверстиями. Поверх дренажа загружают поддерживающий слой. Толщина поддерживающего слоя — 0,7 м. На поддерживающий слой загружают фильтрующий слой (1 м) с диаметром зерен 0,25-0,5 мм. Медленный фильтр хорошо очищает воду только после созревания , которое состоит в следующем:

в верхнем слое песка происходят биологические процессы — размножение микроорганизмов, гидробионтов, жгутиковых, затем их гибель, минерализация органических веществ и образование биологической пленки с очень порами, способными задерживать даже самые мелкие частицы, яйца гельминтов 99% бактерий. Скорость фильтрации 0,1-0,3 м\ч. Медленнодействующие фильтры применяют на малых водопроводах для водоснабжения сел и поселков городского типа. Раз в 30-60 дней

поверхностный слой загрязненного песка снимают вместе с биологической пленкой.

Для ускорения процесса фильтрования проводят предварительное коагулирование . Для этого к воде добавляют коагулянты - вещества, образующие гидроокиси с быстро оседающими хлопьями. В качестве коагулянтов применяют сернокислый алюминий, хлорное железо, сернокислое железо. Хлопья коагулянта обладают огромной активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, что позволяет им адсорбировать даже мельчайшие частицы. Условия эффективности коагуляци — наличие бикарбонатов .

После коагуляции и отстаивания вода подается на скорые толщиной фильтрующего слоя песка 0,8 м и диаметром песчинок 0,5-1 мм. Скорость фильтрации воды составляет 5-12 м. Эффективность очистки воды: от микроорганизмов — на 70-98% и от яиц гельминтов — на 100%. Вода становится прозрачной и бесцветной.

С целью интенсификации работы описанных сооружений используют процесс коагуляции в зернистой загрузке скорых фильтров (контактная коагуляция). Такие сооружения называют контактными осветлителями. Контактный фильтр имеет трехслойную загрузку. Над поверхностью загрузки укрепляют систему перфорированных труб для введения раствора коагулянтов. Скорость фильтрации 20 м/час.

Заключительным этап обработки воды должно быть обеззараживание. Обеззараживание воды может быть проведено химическими и физическими (безреагентными) методами.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование, озонирование, использование действия серебра.

Наиболее часто для хлорирования используют газообразный хлор. Основное биологическое действие оказывают хлорноватистая кислота и гипохлоритный ион – «активный хлор». Хлор поступающий в воду связывается с микроорганизмами, органическими веществами и недоокисленными неорганическими соединениями, что составляет хлорпоглощаемость воды. Необходимая доза хлора для обеззараживания воды называется хлорпотребностью воды и составляет сумму хлорпоглощаемости воды и остаточного активного хлора. В отдельных случаях применяют двойное хлорирование или суперхлорирование.

При двойном хлорировании хлор вводят в воду первый раз в смеситель перед отстойниками, второй раз после фильтрации.

Суперхлорирование отличается тем что хлор подают в повышенных дозах. Это повышает скорость и надежность обеззараживания. Однако такая вода нуждается в дехлорировании.

Хлорирование с преаммонизацией – при этом в воду вводится помимо хлора также аммиак, в результате чего происходит образование хлораминов. Хлорамины обеспечивают более длительный бактерицидный эффект, не вызывают возникновения посторонних запахов. Однако его остаточное количество должно быть выше чем хлора.

Сильные окислительные свойства обеспечивают выраженное бактерицидное действие озона. Озон действует быстрее хлора, надежно обеззараживает, обесцвечивает воду. Даже в большом количестве не токсичен. Несмотря на это, метод хлорирования находит более широкое применение по экономическим причинам.

Эффективно обеззараживают воду тяжелые металлы – серебро. Ионы серебра вызывают гибель микроорганизмов. Вода обработанная серебро не теряет своих бактерицидных, биохимических, вкусовых свойств в течение нескольких месяцев.

Физические способы обеззараживания: кипячение, УФО, гамма-излучение, токи УВЧ, электромагнитные волны. Преимущество их в том, что они не изменяют химического сосава воды, не ухудшают органолептических свойств. Но из-за высокой стоимости и необх-ти тщательной подготовки, применяется только УФО, а при местном водоснабжении- кипячение.

УФО – обладает бактерицидным действием. На эффективность влияют степень мутности, цветности воды, ее солевой состав. Преимущества: не изменяет орагнолептических свойств воды, обладают широким спектром антимикробного действия.

Ультразвук : его эффективность не зависит от мутности, его применение не приводит к пенообразованию.

Гамма-излучение: мгновенный эффект, уничтожение всех микроорганизмов, одна на практике не применяется.

Кипячение: при 3-5 минутном кипячении – полная гарантия безопасности, даже при сильном загрязнении.