Современные методы обеззараживания воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

ГАПОУ Российской Федерации

Уральский Железнодорожный техникум

Красноуфимский филиал

Реферат по теме

“Современные методы обеззараживания воды”

Выполнил:

Студент 1 курса 102 группа

Юрковский Сергей Сергеевич

Преподаватель:

Швалева Галина Евгеньевна

Содержание

Введение

Хлорирование

Хлор

Диоксид хлора

Хлорсодержащие препараты

Кипячение

Ультрафиолетовое излучение

Электрический метод

Обеззараживание ультразвуком

Заключение

Введение

Среди многих отраслей современных технологий, направленных на повышение уровня жизни людей, улучшение населенных пунктов и развитие промышленности, водоснабжение занимает большое и почетное место. Ведь вода является неотъемлемой частью всех живых организмов, жизнедеятельность которых невозможна без воды. Для нормального протекания физиологических процессов в организме человека и для создания благоприятных условий жизни людей очень важна гигиеническая ценность воды. В настоящее время обеспечение населения качественной водой стало реальной проблемой.

Проблема питьевого водоснабжения затрагивает многие аспекты жизни человеческого общества на протяжении всей истории его существования. В настоящее время это социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерно-экономическая проблема. Около 5-6% общего водопотребления расходуется на питьевые и бытовые нужды населения, коммунальные услуги, медицинские учреждения, а также на технологические нужды предприятий пищевой промышленности. Технически, это не трудно подать такое количество воды, но потребности должны быть удовлетворены водой определенного качества, так называемой питьевой водой.

Питьевая вода - это вода, которая соответствует своему качеству в естественном состоянии или после очистки (очистки, дезинфекции) с установленными нормативными требованиями и предназначена для нужд человека и питья.

Основные требования к качеству питьевой воды: быть безопасными в эпидемическом и радиационном отношении, безвредными по химическому составу, обладать благоприятными органолептическими свойствами. Для удовлетворения этих требований в настоящее время используется целый ряд мер по подготовке питьевой воды.

Конечно, в реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Тем не менее, это очень медленно. Реки больше не могут справляться со сбросами сточных вод и другими источниками загрязнения. Но уровень бактерицидного воздействия в сточных водах часто превышает норму в тысячи и миллионы раз. Стоки попадают в реки и озера, и большинство городских водоканалов забирают из них воду. Таким образом, обязательными процессами при приготовлении питьевой воды являются качественная очистка и обеззараживание сточных вод.

Обеззараживание воды - это процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. В процессе первичной очистки воды сохраняется до 98% бактерий. Но среди оставшихся бактерий, как и среди вирусов, могут быть патогенные (патогенные) микробы, для уничтожения которых необходима специальная обработка воды - ее дезинфекция.

При полной очистке поверхностных вод дезинфекция всегда необходима, а при использовании подземных вод только тогда, когда этого требуют микробиологические свойства исходной воды. Но на практике использование подземных и поверхностных вод для питья практически всегда невозможно без дезинфекции.

Вода из природных источников питьевого водоснабжения, как правило, не соответствует гигиеническим требованиям к питьевой воде и требует подготовки - очистки и дезинфекции перед обслуживанием населения.

Очистка воды, включая ее осветление и обесцвечивание, является первым этапом подготовки питьевой воды. В результате взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов удаляются из воды. Но часть болезнетворных бактерий и вирусов проникает в очистные сооружения и содержится в отфильтрованной воде. Чтобы создать надежный и управляемый барьер для возможной передачи кишечных инфекций и других не менее опасных заболеваний через воду, используется его дезинфекция, то есть уничтожение живых и вирулентных патогенных микроорганизмов - бактерий и вирусов.

Действительно, именно микробиологическое загрязнение воды занимает первое место в оценке степени риска для здоровья человека. Сегодня доказано, что опасность заболеваний от патогенных микроорганизмов, присутствующих в воде, в тысячи раз выше, чем когда вода загрязнена химическими соединениями различной природы. Следовательно, дезинфекция в той степени, которая соответствует установленным гигиеническим нормам, является необходимым условием для получения воды питьевого качества.

В практике общественного водоснабжения используются реагенты (хлорирование, озонирование, воздействие препаратов серебра), безреагентные (ультрафиолетовые лучи, воздействие импульсных электрических разрядов, гамма-лучи и т. д.) и комбинированные методы обеззараживания воды. В первом случае правильный эффект достигается добавлением биологически активных химических соединений в воду. Нереагентные методы дезинфекции включают обработку воды физическими воздействиями. И в комбинированных методах химические и физические эффекты используются одновременно.

При выборе метода дезинфекции следует учитывать опасность для здоровья человека остаточных количеств биологически активных веществ, используемых для дезинфекции или образующихся в процессе дезинфекции, возможность изменения физико-химических свойств воды (например, образование свободных радикалы). Важными характеристиками метода дезинфекции являются также его эффективность в отношении различных типов микропопуляции воды, зависимость влияния от условий окружающей среды.

С помощью химических методов обеззараживания питьевой воды, для достижения стабильного дезинфицирующего эффекта, необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную продолжительность его контакта с водой. Доза реагента определяется пробной дезинфекцией или методами расчета. Для поддержания желаемого эффекта в химических методах дезинфекции питьевой воды, доза реагента рассчитывается в избытке (остаточный хлор, остаточный озон), что гарантирует уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду в течение некоторого времени после дезинфекции.

В физических методах необходимо подавать заранее определенное количество энергии на единицу объема воды, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) и времени контакта.

Существуют и другие ограничения в использовании того или иного метода обеззараживания воды. Эти ограничения, а также преимущества и недостатки методов дезинфекции будут подробно обсуждаться ниже.

питьевая вода качество водоснабжение обеззараживание

Хлорирование

Наиболее распространенным и проверенным методом обеззараживания воды является первичное хлорирование. В настоящее время 98,6% воды обеззараживается этим методом. Причиной этого является повышение эффективности обеззараживания воды и эффективности технологического процесса по сравнению с другими существующими методами. Хлорирование позволяет не только очистить воду от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли железа и марганца. Еще одним важным преимуществом этого метода является его способность обеспечивать микробиологическую безопасность воды при ее транспортировке пользователю вследствие последействия.

Существенным недостатком хлорирования является наличие свободного хлора в очищенной воде, что ухудшает его органолептические свойства и вызывает образование побочных галогенсодержащих соединений (HSS). Большинство HSS - тригалогенметаны (ТГМ) - хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их образование обусловлено взаимодействием активных соединений хлора с органическими веществами природного происхождения. Этот процесс продлевается во времени до нескольких десятков часов, и количество образующихся TGM при прочих равных условиях тем больше, чем выше pH воды. Для устранения примесей требуется дополнительная очистка воды на угольных фильтрах. В настоящее время максимально допустимые концентрации веществ, являющихся побочными продуктами хлорирования, установлены в различных развитых странах в диапазоне от 0,06 до 0,2 мг / л и соответствуют современным научным представлениям о степени их опасности для здоровья.

Такие вещества, как сам хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другие хлорсодержащие вещества, используются для хлорирования воды.

Хлор

Хлор является наиболее распространенным из всех веществ, используемых для дезинфекции питьевой воды. Это связано с высокой эффективностью, простотой используемого технологического оборудования, низкой стоимостью используемого реагента - жидкого или газообразного хлора - и относительной простотой обслуживания.

Очень важным и ценным качеством использования хлора является его последействие. Если количество хлора берется с определенным расчетным избытком, чтобы после прохождения очистного сооружения в воде содержалось 0,3-0,5 мг / л остаточного хлора, то вторичного роста микроорганизмов в воде не происходит.

Однако хлор является сильнодействующим токсичным веществом, которое требует специальных мер для обеспечения безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; меры по предотвращению катастрофических последствий в чрезвычайных ситуациях. Поэтому постоянно ведется поиск реагентов, которые сочетают в себе положительные качества хлора и не имеют его недостатков.

Наряду с дезинфекцией воды происходят реакции окисления органических соединений, в результате которых в воде образуются хлорорганические соединения, которые являются высокотоксичными, мутагенными и канцерогенными. Последующая очистка воды активированным углем не всегда позволяет удалить эти соединения. Помимо того, что эти хлорорганические соединения, обладающие высокой устойчивостью, становятся загрязнителями питьевой воды, они, проходя через системы водоснабжения и канализации, вызывают загрязнение рек вниз по течению.

Наличие побочных соединений в воде является одним из недостатков использования газообразного, а также жидкого хлора (Cl2) в качестве дезинфицирующего средства.

Диоксид хлора

В настоящее время использование диоксида хлора (ClO2) также предлагается для обеззараживания питьевой воды, что имеет ряд преимуществ, таких как: более высокий бактерицидный и дезодорирующий эффект, отсутствие хлорорганических соединений в продуктах, улучшение органолептических свойств воды и отсутствие необходимости перевозить жидкий хлор. Однако диоксид хлора является дорогостоящим и должен производиться на месте с использованием довольно сложной технологии. Его применение перспективно для установок сравнительно низкой производительности.

Воздействие на патогенную флору ClO2 обусловлено не только высоким содержанием выделяющегося хлора во время реакции, но и получающимся атомарным кислородом. Именно эта комбинация делает диоксид хлора более мощным дезинфицирующим средством. Кроме того, это не ухудшает вкус и запах воды. До недавнего времени сдерживающим фактором при использовании этого дезинфицирующего средства была повышенная опасность взрыва, что усложняло его производство, транспортировку и хранение. Однако современные технологии могут устранить этот недостаток из-за производства диоксида хлора непосредственно на месте использования.

Хлорсодержащие препараты

Использование хлорсодержащих реагентов (отбеливателя, гипохлоритов натрия и кальция) для обеззараживания воды менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Правда, реактивная ферма, используемая в этом случае, является более громоздкой, что связано с необходимостью хранения большого количества лекарств (в 3-5 раз больше, чем при использовании хлора). Объем трафика увеличивается в разы. Во время хранения происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Сохраняется необходимость в системе вытяжной вентиляции и соблюдении мер безопасности для персонала. Растворы хлорсодержащих реагентов являются коррозийными и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.

Установки для производства активных хлорсодержащих реагентов электрохимическими методами становятся все более распространенными, особенно на небольших водоочистных сооружениях. В России несколько предприятий предлагают такие установки, как «Санер», «Санатор», «Хлорел-200» для производства гипохлорита натрия методом диафрагменного электролиза хлорида натрия.

Кипячение

Из физических методов обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) является кипячение.

При кипячении уничтожается большинство бактерий, вирусов, бактериофагов, антибиотиков и других биологических объектов, которые часто встречаются в открытых источниках воды и, как следствие, в центральных системах водоснабжения.

Кроме того, при кипячении воды, растворенные в ней газы удаляются, и жесткость уменьшается. Вкусовые качества воды при кипячении мало меняются. Правда, для надежной дезинфекции рекомендуется кипятить воду в течение 15-20 минут, поскольку при кратковременном кипении некоторые микроорганизмы, их споры, яйца гельминтов могут оставаться жизнеспособными (особенно, если микроорганизмы адсорбируются на твердых частицах). Однако использование кипячения в промышленных масштабах, конечно, невозможно из-за высокой стоимости способа.

Ультрафиолетовое излучение