Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Хакасский технический институт

РЕФЕРАТ

Водоснабжение и водоотведение с элементами гидравлики наименование дисциплины

Подготовка питьевой воды

Абакан 2018

Реферат

Реферат по теме «Водоснабжение городов» содержит 58 страниц текстового документа, 3приложения, 6 использованных источников, 6 рисунков.

ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ, ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА, ИСТОЧНИКИ ПРЕСНОЙ ВОДЫ, МЕТОДЫ ВОДОПОДГОТОВКИ, ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ.

Объект - Подготовка питьевой воды.

Цели:

В данной работе в связи с поставленными целями стоят задачи:

- познакомится с методами водоподготовки;

- ознакомиться с методами очистки воды;

- рассмотреть рациональное использование водных ресурсов;

- рассмотреть природные источники водоснабжения и требования, предъявляемые к ним.

Рассмотрены: проблемы питьевой воды, показаны методы водоочистки, их бытовая и промышленная эффективность



Введение

Питьевое водоснабжение является важнейшим элементом жизнеобеспечения городов и фактором национальной безопасности в области охраны здоровья населения. Многие поверхностные и подземные водоисточники загрязнены; химическими веществами, в отношении которых барьерная роль существующих водоочистных сооружений чрезвычайно мала. По данным Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в России ежегодно регистрируется около 30 инфекционных вспышек дизентерии, брюшного тифа, гепатита, менингита и др., связанных с употреблением некачественной питьевой воды. Материальный ущерб от потери здоровья населения оценивается почти в 34 млрд. рублей в год.

Более трети поверхностных источников России характеризуются высоким содержанием органических, веществ, интегрально оцениваемым окисляемостью и цветностью воды, достигающими 3 ПДК и более. Кроме того, воды имеют малую мутность (до 50 мг/л).

Органические вещества, поступающие в открытые водоемы в результате вымывания гумусовых веществ из почв, торфяников, а также отмирания и разложения водных организмов в самих водоемах, являются главной причиной появления в воде привкусов и запахов. Природный гумус, представлен гуминовыми и фульвокислотами, которые придают воде желто-коричневую окраску и образуют с металлами (в первую очередь с железом и марганцем) растворимые в воде, устойчивые к окислению комплексные соединения. Образование комплексных соединений алюминия в процессе коагуляционной очистки и защитное действие гуминовых кислот увеличивает концентрацию остаточного алюминия в очищенной воде. В результате хлорирования воды образуются токсичные галогенорганические соединения: хлороформ, дихлорбромметан, хлорфенол и др.

Многие подземные водоисточники также имеют повышенное содержание природных органических соединений связанных с интенсивным отбором подземных вод и притоком в них загрязненных аллювиальных и поверхностных вод. В ряде источников поверхностных и подземных вод отмечено присутствие специфических органических примесей - фенолов, нефтепродуктов и др.

Наиболее широко используемые двухступенчатые реагентные технологии очистки, соответствующие СНиП 2.04.02-84 на первой ступени очистки предусматривают осветление в отстойниках, осветлителях со взвешенным ч . осадком и контактных префильтрах, на второй ступени - очистку на скорых фильтрах. Отстойники и осветлители со взвешенным осадком при очистке маломутных вод с высоким содержанием органических веществ работают неудовлетворительно. В первую очередь это обусловлено неэффективным протеканием процесса коагуляции из-за невысокой концентрации твердой фазы в исходной воде. В маломутной воде отсутствуют центры конденсации продуктов гидролиза коагулянта, поэтому не создаются условия для возникновения зародышей твердой фазы и осадок не образуется. Нагрузка по взвешенным веществам приходится на скорые фильтры, барьерная роль которых оказывается недостаточной. Применение контактных префильтров перед скорыми фильтрами требует большого расхода промывной воды (до 15% и более от расхода очищаемой воды), что снижает их производительность, увеличивает стоимость эксплуатации. Рациональное функционирование станций очистки природных вод связано с комплексным решением проблем ресурсосбережения и охраны водоемов от загрязнения очисткой, повторным использованием промывных вод фильтров и утилизацией водопроводных осадков. Таким образом, проблема разработки эффективных технологий очистки маломутных природных вод с высоким содержанием органических соединений для питьевого водоснабжения и с решением экологических вопросов требует глубокого изучения и проведения специальных исследований.



1. Источники пресной воды

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, дости-гающий 525 тыс. км3 в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей - Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряет-ся на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дис-тиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энер-гии. Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод - 85% - сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10 - 12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек. Реки всегда были источником пресной воды.  Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны.  Большая часть использованной реч-ной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на пер-вый взгляд в этом заключается корень зла.  На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биоло-гическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органичес-ких загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая во-да вновь может стать пригодной для потребления только после многократ-ного разбавления чистой природной водой.  И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточ-ные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 - 35 тыс. км3 пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необхо-димость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природно-го. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод. Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоемкие отрасли промыш-ленности: сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бу-мажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80% всей пресной воды. Орошае-мое земледелие занимает лишь 15-17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению. Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км3. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регио-нах, где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% при-годных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока. Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а рас-ходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соедине-ния. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как Те-рек, Дон, Днестр и Урал - на 11 - 20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовс-кому морю - на 23%, к Аральскому - на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м. При получении питьевой воды различают две основные группы по ее происхождению: подземные воды и поверхностные воды. Группа подземных вод подразделяется на:         

1. Артезианские воды. Речь идет о водах, которые с помощью насосов поднимаются на поверхность из подземного пространства. Они могут залегать под землей в несколько слоев или так называемых ярусов, которые полностью защищены друг от друга. Пористые грунты (особенно пески) оказывают фильтрующее и, следовательно, очищающее действие, в отличие от трещиноватых горных пород. При соответствующем длительном нахождении воды в пористых грунтах артезианская вода достигает средних температур почвы (8-12 градусов) и свободна от микробов. Благодаря этим свойствам (практически постоянная температура, хороший вкус, стерильность) артезианская вода является особо предпочтительной для целей питьевого водоснабжения. Химический состав воды, как правило, остается постоянным.         

2. Инфильтрационная вода. Эта вода добывается насосами из скважин, глубина которых соответствует отметкам дна ручья, реки или озера. Качество такой воды в значительной мере определяется поверхностной водой в самом водотоке, т. е.  вода, добытая при помощи инфильтрационного водозабора, является тем более пригодной для питьевых целей, чем чище вода в ручье, реке или озере. При этом могут иметь место колебания ее температуры, состава и запаха.

3. Родниковая вода. Речь идет о подземной воде, самоизливающейся естественным путем на поверхность земли. Будучи подземной водой, она в биологическом отношении безупречна и по своему качеству приравнивается к артезианским водам. Вместе с тем родниковая вода по своему составу испытывает сильные колебания не только в кратковременные периоды времени (дождь, засуха), но и по временам года (например, таяние снега).

Поверхностные воды, в свою очередь, подразделяют таким образом:

1. Речная вода. Речная вода сильнее всего подвергается загрязнениям, поэтому в последнюю очередь пригодна для целей питьевого водоснабжения. Она загрязняется продуктами жизнедеятельности людей и животных. В еще большей степени загрязнение речных вод происходит поступающими сточными водами от мастерских и промышленных предприятий.  Самоочищающая способность реки может лишь частично справиться с этими загрязнениями. Подготовка речной воды для целей питьевого водоснабжения затрудняется, кроме этого из-за сильных колебаний загрязнения речной воды как в количественном отношении, так и по составу.

2. Озерная вода. Эта вода, даже добытая из больших глубин, крайне редко является безупречной в биологическом отношении и поэтому должна проходить специальную очистку до питьевых кондиций.

3. Вода из водохранилищ. Речь идет о воде из небольших речек и ручьев, которые запружены в верхнем течении, где вода наименее загрязнена. Вода из водохранилищ распределяется по категориям так же, как Озерная вода. Во всех случаях при выборе способа и объема необходимых мероприятий по водоподготовке решающим является то, насколько сильно эта вода загрязнена и насколько высока самоочищающая способность этого «хранилища питьевой воды».

4. Морская вода. Морская вода не может без обессоливания подаваться в сеть питьевого водоснабжения. Она добывается и проходит водоподготовку только у морского побережья и на островах, если нет возможности использовать другой источник водоснабжения. 



2. Основные методы водоподготовки

Методы водоподготовки, используемые для приготовления питьевой воды, очень разнообразны. Во всяком случае, применение конкретных методов или их сочетаний определяется химическим составом воды. Ниже приведены основные методы водоподготовки.

2.1 Предварительная очистка

Если в качестве источника водоснабжения для приготовления питьевой воды используются поверхностные воды, требуется проведение тщательной предварительной очистки. Она включает в себя:

Первичное отстаивание, решетки и сетчатые фильтры с размером ячеек от 0,005 мм до 1 см, коагуляцию, т.е. введение в обрабатываемую воду солей алюминия или железа, и при определенных условиях, добавление флокулянта, чтобы укрупнить взвешенные и коллоидные частицы дисперсной системы и перевести их в фильтруемую форму.

Рисунок 1 - Схема съемной водоочистной сетки



2.2 Фильтрование

Фильтрование воды является важнейщим этапом при приготовлении питьевой воды и применяется для самых различных целей.

Основы фильтрования. Скорые фильтры объемные,в целях восстановления задерживающей способности загрузки включаютсяна промывку. Скорость фильтрования определяется составом воды и составляет, как правило, 10-20 м/ч. В качестве фильтрующего материала в зависимости от целей фильтрации. Применяется кварцевый песок, антрацит, активные угли и доломит.

Рисунок 2 - Скорый безнапорный фильтр: а - продольный разрез, б - поперечный разрез, в - вид сверху, г - дренажная система.

Кроме того, используется комбинация различных фильтрующих материалов, применяют также многослойные фильтры. Фильтровальные сооружения для приготовления питьевой воды используются для решения следующих задач.



2.3 Обезжелезивание

Под этим термином понимают удаление ионов железа из исходной воды. В артезианской воде, не содержащей растворенного кислорода, железо присутствует в форме бикарбоната. Обезжелезивание производят следующими способами:

аэрация,т.е. нагнетание воздуха и интенсивный процесс окисления в водонапорном баке. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет 30л/м3.

В исключительных случаях с целью интенсификации процесса окисления добавляются окислители: озон, хлор, двуокись хлора, или перманганат калия.

Обезжелезивающие фильтры (песчаные, гравийные или многослойные фильтры)

2.4 Деманганация

Деманганация воды - это удаление из нее ионов марганца. Деманганация производится практически теми же методами, что и обезжелезивание. Однако, в большинстве случаев следует использовать более сильные окислители. При этом желательно обеспечивать более высокие значения водородного показателя. Повышение рН достигается, например, введением в процесс доломитовых материалов.

Нейтрализация. Нейтрализация, или снижение кислотности воды, это процесс, который не произошел в природных геологических условиях и перенесен на фильтровальные сооружения. Фильтровальный бак заполняется гранулированным карбонатом кальция или полу обожжённым, содержащим магний, доломитом. При прохождении воды через этот фильтрующий материал, достигается равновесное значение водородного показателя.

При более высоких значениях агрессивной углекислоты, наряду с вышеназванной химической нейтрализацией, имеется возможность удаления углекислоты с помощью открытых аэрационных установок, или скрубберов. Это достигается разбрызгиванием артезианской воды через систему форсунок. Воздух, движущийся от воздуходувки, обеспечивает снижение свободной углекислоты до 10 мг/л. Одновременно в такой «механической нейтрализацией», наступает насыщение кислородом.

Фильтрация на активных углях. Фильтрование на активных углях является предпочтительным способом улучшения качества питьевой воды и чаще всего применяется на последней ступени очистки. Такое дополнительное осветление воды необходимо в тех случаях, когда требуется устранить незначительные нарушения показателей цветности, вкуса и запаха воды. Скорости фильтрования на фильтрах с активными углями устанавливаются как правил она полупромышленных установках.

Обеззараживание питьевой воды производится в тех случаях, когда бактериологическими анализами свежей воды устанавливается наличие возбудителей заболеваний или же повышенное общее содержание бактерий.

Обычными методами обеззараживания являются:

1. Хлорирование путем добавления гипохлорита натрия

2. Введения в обрабатываемую воду гипохлорита кальция

3. Добавление в воду двуокиси хлора или газообразного хлора

4. Озонирование воды

5. Ультрафиолетовое облучение и дезинфекция воды.

Конкретный способ обеззараживания определяется с учетом производительности и издержек производства и согласовывается с эксплуатационными службами.

К другим способам обеззараживания следует отнести обработку питьевой воды солями серебра и ультрафиолетовое облучение. Эти способы обеззараживания крайне редко применяются в централизованных системах водоснабжения.

Умягчение (снижение содержания нитратов). Централизованные системы умягчения питьевой воды применяются редко. Действуют несколько водохозяйственных предприятий, которые осуществляют централизованную декарбонизацию, уменьшение карбонатной жесткости воды.

В последние годы в связи с ростом концентрации нитратов питьевой воде возникла проблема снижения содержания нитратов. Рекомендации совета ЕЭС ограничивают содержание нитратов max до 50 мг/л и рекомендует их ориентировочные значения на уровне 25 мг/л. В связи с тем, что указанные значения из-за смешивания воды различных водосборных бассейнов зачастую превышают нормативы, необходимо осуществлять централизованную обработку воды. При выборе конкретного метода обработки воды обязательно следует проводить экономический анализ и всесторонние специальные исследования.



3. Физические методы очистки воды

3.1 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.

3.2 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.

Современные установки УФ-обеззараживания имеют производительность от 1 до 50 000 м3/ч и представляют собой выполненную из нержавеющей стали камеру с размещенными внутри УФ-лампами, защищенными от контакта с водой прозрачными кварцевыми чехлами. Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, который убивает все находящиеся в ней микроорганизмы. Наибольший эффект обеззараживания питьевой воды достигается при расположении УФ-установок после всех других систем очистки, как можно ближе к месту конечного потребления.

Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен.

Важно отметить, что в отличие от окислительных способов при УФ-облучении не образуются вторичные токсины, и поэтому верхнего порога дозы ультрафиолетового облучения не существует. Увеличением дозы почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.

Кроме того УФ-облучение не ухудшает органолептические свойства воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.

Вместе с тем, и этот способ имеет определенные недостатки. Подобно озонированию, УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного действия. Именно отсутствие последействия делает проблематичным ее применение в случаях, когда временной интервал между воздействием на воду и ее потреблением достаточно велик, например в случае централизованного водоснабжения. Для индивидуального водоснабжения УФ-установки являются наиболее привлекательными.

Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и даже выработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.

Этот способ требует строжайшего соблюдения технологии,

Организация процесса УФ-обеззараживания требует больших капитальных вложений, чем хлорирование, но меньших, чем озонирование. Более низкие эксплуатационные расходы делают УФ-обеззараживание и хлорирование сопоставимыми в экономическом плане. Расход электроэнергии незначителен, а стоимость ежегодной замены ламп составляет не более 10% от цены установки.

Фактором, снижающим эффективность работы установок УФ-обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.

Другим фактором, снижающим эффективность УФ-обеззараживания, является мутность исходной воды. Рассеивание лучей значительно ухудшает эффективность обработки воды.

3.3 Электроимпульсный способ

Достаточно новым способом обеззараживания воды является электроимпульсный способ - использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР).

Сущность метода заключается в возникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта Л. А. Юткина.

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 мощности,

3. 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 жидкости,

5. подавление или гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях для исключения их разрушения,

6. отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.

Кроме того, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме, отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей амплитуду волн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитуду волны на границе с водой, может быть пенополистирол. вода очистка фильтрование обезжелезивание

В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульсным способом происходит большое количество явлений: мощные гидравлические процессы, образование ударных волн сверхвысокого давления, образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания, возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышение температуры. Результатом всех этих явлений является уничтожение в воде практически всех патогенных микроорганизмов. Очень важно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются до 4 мес.

Основным преимуществом электроимпульсного способа обеззараживания питьевой воды является экологическая чистота, а так же возможность использования в больших объемах жидкости.

Однако этот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокую энергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие - дороговизну.

Электрохимический метод.

Серийно производятся установки «Изумруд», «Сапфир», «Аквамин» и т.п. Их работа основана на пропускании воды через электрохимический диафрагменный реактор, разделенный ультрафильтрационной металлокерамической мембраной на катодную и анодную область. При подаче постоянного тока в катодной и анодной камерах происходит образование щелочного и кислого растворов, электролитическое образование активного хлора. В этих средах гибнут практически все микроорганизмы и происходит частичное разрушение органических загрязнений. Конструкция проточного электрохимического элемента хорошо отработана, и набором из различного числа таких элементов получают установки заданной производительности.

3.4 Обеззараживание ультразвуком

В некоторых случаях для обеззараживания воды используется ультразвук. Впервые этот метод был предложен в 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводу высказываются следующие предположения:

- ультразвук вызывает образование пустот в сильно завихренном пространстве, что ведет к разрыву клеточной стенки бактерии;

- ультразвук вызывает выделение растворенного в жидкости газа, а пузырьки газа, находящиеся в бактериальной клетке, вызывают ее разрыв.

Преимуществом использования ультразвука перед многими другими средствами обеззараживания сточных вод служит 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 эффективность обеззараживания 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 воды ультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие на потенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрах обеззараживания питьевой воды, однако его высокая эффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживания воды, не смотря на его дороговизну.

3.5 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.

3.6 Другие физические методы

К физико-химическим методам обеззараживания воды следует отнести использование с этой целью ионообменных смол. G.Gillissen (1960) показал способность анионообменных смол освобождать жидкость от бактерий группы соli. Возможна регенерация смолы. У нас Е.В.Штанников (1965) установил возможность очистки воды от вирусов ионообменными полимерами. По мнению автора этот эффект связан как с сорбцией вируса, так и с его денатурацией за счет кислотной или особенно щелочной реакции. В другой работе Штанникова указывается на возможность обеззараживания воды ионактивными полимерами, где находится токсин ботулизма. Обеззараживание происходит за счет окисления токсина и его сорбции.

Помимо указанных выше физических факторов изучалась возможность обеззараживания воды токами высокой частоты, магнитной обработкой.

Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Поскольку все микроорганизмы характеризуются определенными размерами, пропуская воду через фильтрующую перегородку с размерами пор меньшими, чем микроорганизмы, можно полностью очистить от них воду. Так, фильтрующие элементы, имеющие размер пор менее 1 микрона, согласно действующим ТИ 10-5031536-73-10 на безалкогольную продукцию, считаются обеспложивающими, т. е. стерилизующими. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1-0,2 мкм.



Заключение

Вода необходима для нормального обмена веществ в организме. Физиологическая потребность человека в воде составляет около 3 л в сутки. Кроме того, значительное количество воды необходимо человеку для удовлетворения хозяйственно-бытовых и производственных нужд. Поэтому вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и безвредна по химическому составу.

При нарушении гигиенических требований к водоснабжению питьевая вода может быть причиной инфекционных заболеваний и гельминтозов, связанных с загрязнением водоёмов хозяйственно-фекальными сточными водами; заболеваний неинфекционной природы, связанных с необычным природным составом воды либо с загрязнением водоёмов химическими веществами за счет поступления промышленных сточных вод или питьевой воды с остаточным количеством реагентов, добавляемых в процессе её обработки.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, ее необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.

За последние годы взгляд на воду изменился. О ней все чаще стали говорить не только врачи-гигиенисты, но и биологи, инженеры, строители, экономисты, политические деятели. Да и понятно - бурное развитие общественного производства и градостроительства, рост материального благосостояния, культурного уровня населения постоянно увеличивают потребность в воде, заставляют более рационально ее использовать.



Список использованных источников

1. Войтов, Е. Л. Очистка маломутных природных вод с высоким содержанием органических соединений для питьевого водоснабжения : автореф. дис. ... док. тех. наук : 05.23.04 / Войтов Евгений Леонидович. - Новосибирск, 2012. - 35 с.



Приложение

Слайд 1

Слайд 2

1. Каких примерно объемов достигает испарившаяся с поверхности Земли вода за год?

а) 400 тыс. км3 в год

б) 525 тыс. км3 в год

в) 355 тыс. км3 в год

г) 625 тыс. км3 в год

2. Каков процент вод Мирового океана и других крупных водных источников составляет испарившаяся вода?

а) 70%

б) 56%

в) 86%

г) 46%

3. Какую примерно толщину составляет испарившийся слой воды за один год?

а) ~900

б) ~1250

в) ~1000

г) ~1500

4. Где сосредоточенно большее количество пресной воды?

а) Мировой океан

б) Реки и озера

в) Ледники

г) Подземные воды

5. Сколько по времени обновляются воды рек?

а) 10-12 суток

б) Один месяц

в) 3-5 дней

г) Больше года

6. Можно ли кипячение как способ обеззараживания воды применять в промышленных масштабах?

а) Да, можно

б) Нет, нельзя

в) Да, но это требует больших затрат

7. Эффективно ли применять УФ обеззараживание как единственный способ очистки воды?

а) Да, эффективно

б) Нет, не эффективно

8. Когда впервые предложили использовать ультразвук для обеззараживания воды?

а) 1980-е

б) 1950-е

в) 1940-е

г) 1920-е

9. Зависит ли обеззараживание ультразвуком от его частоты?

а) Да, зависит

б) Нет, достаточно одной частоты

10. С чего начинается водоподготовка?

а) Фильтрование

б) Предварительная очистка

в) Деманганация

г) Обезжелезивание

Размещено на Allbest.ru