Водоснабжение и водоотведение с. Верхний Мамон

Кальций

<40

40 - 80

80 - 200

> 200

Магний

<8

8 - 40

40 - 120

>120

Мышьяк

<0,025

0,025 - 0,05

0,05 - 0,1

>0,1

Йод

<0,008

0,008 - 0,012

0,012 - 0,1

>0,1

Фтор

<0,05

0,05 -- 0,1

1,0 -- 1,5

>1,5

Кобальт

<0,01

0,01 -- 0,02

0,02 -- 0,1

>0,1

Молибден

<0,01

0,01 -- 0,05

0,05 -- 0,25

>0,25

Цинк

<0,4

0,4 -- 0,7

0,7 -- 1,0

>1,0

Марганец

<0,1

0,1 -- 0,3

0,3 -- 0,5

>1,5

Железо

<0,3

0,3 -- 0,8

0,8 -- 1,0

>1,0

Медь

<0,1

0,1 -- 0,2

0,2 -- 1,0

>1,0

Магний

<8

8 -- 40

40 -- 120

>120

Калий

<50

50 -- 100

100 -- 200

>200

Барий

<0,05

0,05 -- 0,1

0,1 -- 0,7

>0,7

Никель

<0,01

0,01 -- 0,05

0,05 -- 0,1

>0,1

Для ряда элементов клиническими исследованиями установлено влияние их повышенных или пониженных концентраций в питьевой воде на здоровье человека. При этом наиболее активное воздействие оказывают те компоненты, большую часть которых человек получает вместе с водой. Так, известно негативное влияние недостатка или избытка фтора, отрицательное значение недостатка йода, катастрофические последствия повышенных концентраций мышьяка. Например, повышенное содержание фтора приводит к заболеванию зубов, костных тканей, флюорозу. Повышенные концентрации фтора в воде отмечаются во многих районах мира, особенно в районах недавнего и современного вулканизма. Районы с высокой концентрацией фтора в подземных водах развиты и в России. Недостаток йода в воде вызывает развитие зобной болезни. Такие районы чрезвычайно распространены в мире. Четко выражены гидрохимические провинции с повышенным содержанием мышьяка в подземных водах Камчатки. Это ведет к возникновению опасных эндемических заболеваний. К весьма опасным аномалиям относятся зоны с повышенным содержанием стронция в воде.

Классическим является пример заболевания костной ткани человека, возникшей на Дальнем Востоке из-за повышенных концентраций стронция в воде. При этом большое биологическое значение имеет соотношение кальция и стронция в воде. Вероятность негативного влияния стронция возрастает при малых значениях этого соотношения [7 ].

При медико-биологических исследованиях фиксируются только резкие отклонения концентраций элемента от нормы. Во многих странах принятые нормативы на питьевую воду устанавливают только одну, верхнюю, границу содержания элемента (в России - предельно допустимые концентрации). В то же время возможно, что и недостаточное, дефицитное содержания компонентов от нормы при длительном употреблении воды отражаются на здоровье населения. В работе А.Н. Воронова и А.А. Шварца [8] выделена группа элементов, для которых на основании медико-биологических исследований и доли, поступающий в организм с водой, установлены так называемые рекомендуемые концентрации. К их числу относятся, например, кальций, магний, калий, железо, марганец и другие элементы. На основании этих концентраций может быть установлен диапазон концентраций элементов в воде, который наиболее полно отвечает потребностям организма.

Наряду с оптимальными, могут быть выделены дефицитные и избыточные концентрации. Избыточные концентрации могут быть подразделены на допустимые и недопустимые, приносящие явный вред здоровью человека. Указанными авторами были рассчитаны диапазоны для ряда биологически активных элементов (табл. 2). В соответствии с этим делением могутбыть выделены и области распространения подземных вод определенного состава, а также определены закономерности их формирования и распространения. В связи с этим нами подвергались анализу макрокомпоненты и в особенности кальций, влияющий на образование твердых солей в организме человека.

Во-первых, был проведен анализ распространения кальция в воде в результате которого в водоносном турон-коньякском карбонатном комплексе было выявлено избыточное его содержание (от 84 до125 мг/дм3). В связи с этим вызывает интерес размещение концентраций кальция по площади. Нами была составлена схематическая карта распространения не только кальция в воде, но и других биоактивных элементов. Из анализа этой карты видно, что аномалии наблюдаются на водозаборах «Пижма», «АБЗ» и «Больничный». В юго-западной части исследуемой территории установлено избыточное содержание магния, равное 43 мг/дм3, против оптимального - 8 - 40 мг/л.

Главным фактором формирования кальция в воде являются горные породы. Верхнемеловые отложения на исследуемой территории представлены мелом, местами мергелями. При наличии в воде углекислого газа происходит выщелачивание кальция из водовмещающих горных пород и соответственноего увеличение в исследуемой воде. Избыточное содержание кальция в воде приводит к различным заболеваниям, таким как: отложение солей, болезней опорно-двигательного аппарата, а также к мочекаменным заболеваниям.

Составленная нами карта показывает распространение различных концентраций кальция и магния в водах водозаборных скважин поселка, и она может использоваться различными медицинскими организациями при профилактических работах.

Санитарная оценка качества воды в скважинах

Таблица 11

Санитарно-гигиенические исследования
№ п/п	Определяемые показатели	Результаты исследований, единицы измерений, водозабор АБЗ	Результаты исследований, единицы измерений, водозабор «Больница»	Результаты исследований, единицы измерений, водозабор АТП	Нормативы (предельно допустимые концентрации)(ПДК);не более, единицы измерений
1	2	3	4	5	6
1	Запах	1 балл	1 балл	1 балл	2 балла
2	Привкус	1 балл	1 балл	1 балл	2 балла
3	Цветность	<1,0 градусов	<1,0 градусов	<1,0 градусов	20 градусов
4	Мутность	<1,0 ЕМФ	<1,0 ЕМФ	<1,0 ЕМФ	2,6 ЕМФ(единицы мутности по фермазину)
5	Общая минерализация (сухой остаток)	400,0 мг/дм3(л)	480,0 мг/дм3(л)	800,0 мг/дм3(л)	1000,0 мг/л
6	Жесткость общая	5,0 мг/дм3(л)	6,4 мг/дм3(л)	11,8 мг/дм3(л)	7,0 мг-экв/л
7	Окисляемость прманганатная	0,85 мг/дм3(л)	0,81 мг/дм3(л)	0,77 мг/дм3(л)	5,0 мг/л
8	Бор(В, суммарно)	<0,10 мг/дм3(л)	<0,10 мг/дм3(л)	<0,10 мг/дм3(л)	0,5мг/л
9	Железо(Fe, суммарно)	<0,05 мг/дм3(л)	<0,05 мг/дм3(л)	<0,05 мг/дм3(л)	0,3 мг/л
10	Марганец(Mn, суммарно)	<0,1 мг/дм3(л)	<0,1 мг/дм3(л)	<0,1 мг/дм3(л)	0,1 мг/л
11	Нитраты(по NO3-)	28,5 мг/дм3(л)	30,7 мг/дм3(л)	30,7 мг/дм3(л)	45,0 мг/л
12	Сульфаты(SO42-)	112,3 мг/дм3(л)	90,2 мг/дм3(л)	285,0 мг/дм3(л)	500,0 мг/л
13	Хлориды(Cl-)	26,7 мг/дм3(л)	78,6 мг/дм3(л)	17,0 мг/дм3(л)	350 мг/л
14	Аммиак и аммоний-ион (по азоту)	<0,08 мг/дм3(л)	<0,08 мг/дм3(л)	<0,08 мг/дм3(л)	1,5 мг/л
15	Нитраты(по NO2)	<0,003 мг/дм3(л)	<0,003 мг/дм3(л)	<0,003 мг/дм3(л)	3,3 мг/л



7. Методы очистки воды от железа. Выбор фильтров обезжелезивателей

7.1 Процесс обезжелезивания воды

Фильтры обезжелезиватели необходимы для очистки воды от всех видов железа (неорганическое, органическое), марганца и других растворенных элементов путем окисления из двухвалентной формы в трехвалентную с фильтрацией выпавших в осадок окислов в слое фильтрующего материала.Задача процесса обезжелезивания - перевести двухвалентное железо и марганец предварительным окислением в трехвалентную форму, и фильтрация осадка специальным фильтрующим материалом каталитического действия фильтра для воды EIM.

Уровень железа в очищенной воде не должен превышать 0,1-0,3 мг/л, что соответствует требованиям СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода».

Известно три метода очистки воды от железа и марганца. Выбор в пользу того или иного метода применяется в соответствии с теми нормами, где будет использоваться вода: в промышленности или в муниципальном водоснабжении.

Процесс обезжелезивания воды состоит двух ступеней:

Ступень №1 - окисление растворенного железа и марганца кислородом воздуха (аэрация), окислителем (гипохлоритом натрия или перекисью) и озонированием.

Во всех процессах необходимо обеспечить достаточное время контакта окислителя с водой процесс - это фильтрация, в слое материала фильтра.

Ступень №2- это фильтрация в слое пористого фильтрующего материала (катализатора) фильтра обезжелезивателя.

Методы аэрации:

1. Окисление воздухом:

Аэрация воды обеспечивает подачу растворенного в воздухе кислорода для окисления растворенного железа и перевода его в нерастворимый вид, без использования химических реагентов. Хотя в некоторых случаях используют и барбатирование воздуха и дозирование окислителей.

Процесс аэрации заключается в том, что в поток воды, содержащей растворенное железо и марганец с помощью компрессора или эжектора подается большой объем воздуха, и содержащийся в воздухе кислород окисляет растворенное в воде железо, марганец и сульфиды, а также отдуваетгазообразный сероводород. Но так как содержание в воздухе растворенного кислорода минимально, то для обеспечения времени контакта обрабатываемой воды с кислородом, необходимо установить напорный или безнапорный промежуточный резервуар (аэрационная колона)

Аэрирование может проводиться:

душированием

барботажем слоя воды воздухом (воздуходувки)

эжектированием

введением потока воздуха в поток воды с помощью компрессора под напором (напорная аэрация).

Осаждение гидроксида железа осуществляется в фильтрах обезжелезивателях, загруженных фильтрующим материалом МЖФ или осадочных фильтрах серии EST с небольшим удельным весом и развитой поверхностью.

Значительно более мощными окислителями являются - гипохлорит натрия и перекись.

2. Окисление железа гипохлоритом.

Чаще для окисления железа может применяться метод дозирования гипохлорита натрия. Этот метод окисления железа железа применяется городскими очистными станциями водоканала и локальными ВЗУ. В зависимости от кол-ва железа в воде, гипохорит или перекись подается непосредственно в поток воды, либо в статический смеситель, либо в напорную или безнапорную емкость, для обеспечения времени контакта окислителя с железистой водой. Для окисления растворенного железа расчет дозы миллиграммами, что дешевле чем затраты на электроэнергию, потребляемую компрессорами систем аэрации. Кроме того гипохлорит натрия- обладает дезинфецирующими свойствами и его дозирование позволяет осуществлять биологическую защиту от микробиологического обсеменения фильтрующих сред фильтров обезжелезивателей.

3.Процесс озонирования тоже имеет достаточно широкое применение в системах водоподготовки, но не применяется нашей компанией, в связи с сложностью и опасностью его использования

Автоматический фильтр для очистки воды от солей жесткости, железа, органики и тяжелых металлов.МодельLM-4FMNDuplex

Назначение системы очистки воды.

Универсальный ионообменный фильтр - умягчитель LM - 4FMNDuplex предназначен для одновременного удаления из воды железа (в т.ч. органического), марганца, солей жесткости, а также ионов тяжелых металлов и органических соединений (подробнее о методах удаления железа и марганца из воды см. здесь). Продукты ионного обмена периодически сбрасываются в дренаж при регенерации. Для восстановления ёмкости поглощения ионообменной смолы используется раствор поваренной соли (NaCl).

Применение.

Фильтр LM - 4FMN построен по схеме Duplex и применяется в системах муниципальной и промышленной водоподготовки. Используется для защиты от преждевременного выхода из строя водогрейного оборудования , технологического оборудования , а также для улучшения потребительских свойств воды.

Сертификация и соответствие стандартам.

Оборудование сертифицировано. Система LM - 4FMNDuplex соответствует требованиям нормативных документов ГОСТ Р 51232-98, ГОСТ Р 51121-97, ГОСТ 27570.0-87 и СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода и водоснабжение населенных мест".

Комплектность системы.

Система укомплектована автоматическим блоком управления Clack, Autotrol или 2750SE. Изготовитель: фирма "FLECKControls", США.

Принцип действия, устройство, регулировка и настройка изложены в Инструкции по эксплуатации на блок управления 2750SE, которой укомплектована система.

Система собрана на базе двух стандартных корпусов 16х65" из армированного полиакрила. Корпус опрессован и допущен к эксплуатации предприятием-изготовителем.

Фильтрующая среда - ионообменная смола (катионит и анионит), обладающая высокой емкостью поглощения при выполнении специальных требований, ограничивающих ее применение. В частности, не допускается наличие в воде нефти и нефтепродуктов, поверхностно активных веществ (ПАВ), сероводорода.

Система комплектуется баком для приготовления и хранения регенерирующего раствора с установленной в нем засасывающей системой, соединяемой трубкой с блоком управления фильтром.

Основные технические характеристики фильтров

Таблица 12

Управляющий блок	(2 шт.)
Номинальная производительность:	10400л/час
Порты входа/выхода (наружная резьба)	1 дюйм
Рабочий диапазон давлений	2,5 - 8 бар
Гидравлическое падение давления*	0.5 - 0.8 бар
Рабочий диапазон температур:	2 - 40 оС
Продолжительность регенерации одного фильтра системы*	60 - 90 мин
Расход воды на регенерацию одного фильтра системы*	750 - 1000 л



7.2 Устройство бака для приготовления и хранения регенерирующего раствора

Бак для регенерирующего раствора входит в состав фильтров с химической регенерацией, т.е. тех фильтров, которым для восстановления фильтрующих свойств требуется то или иное химическое вещество. Раствор с таким веществом - регенерантом приготавливается и хранится (до очередной регенерации) в специальной емкости, которую для просторы и называют "баком".

Емкость может быть различной формы (например, бочкообразной, как показано на рисунке слева или квадратного сечения, как на рисунке справа) и размера, в зависимости от типа регенеранта (химического вещества, используемого для регенерации) и производительности фильтра, с которым она будет использоваться.

7.3Ионообменные смолы

Ионообменные смолы применяются в водоочистке с 60-х годов XX века, но особенное распространение получили в конце 80-х - в 90-х годах. Ионообменная смола представляет собой скопление достаточно мелких (меньше миллиметра в диаметре) шариков, изготовленные из специальных полимерных материалов, именуемых для простоты "смолой". Для неискушенного человека внешне такая смола может напомнить щучью или минтаевую икру. Однако, эта "икра" обладает уникальными свойствами. "Икринки", т.е. шарики смолы, способны улавливать из воды ионы различных веществ и "впитывать" их в себя, отдавая в замен "запасенные" ранее ионы. Таким образом осуществляется ион-ный обмен - отсюда и обобщающее название этих смол - "ионообменные" или более по научному "иониты".

Если вам достаточно этой информации, то вы можете ей и ограничиться. Если же ваше любопытство простирается несколько глубже - читайте далее...

Ионообменные смолы представляют собой нерастворимые высокомолекулярные соединения с функциональными ионогенными группами, способными вступать в реакции обмена с ионами раствора. Некоторые типы ионитов обладают способностью вступать в реакции комплексообразования, окисления-восстановления, а также способностью к физической сорбции ряда соединений.

Иониты имеют гелевую, макропористую и промежуточную структуру.

Гелевые иониты лишены истинной пористости и способны к ионному обмену только в набухшем состоянии.

Макропористые иониты обладают развитой поверхностью из-за наличия пор и поэтому способны к ионному обмену как в набухшем, так и в ненабухшем состоянии.

Гелевые иониты характеризуются большей обменной емкостью, чем макропористые, но уступают им по осмотической стабильности, химической и термической стойкости.

Иониты представлены анионитами - материалами, способными к обмену анионов, и катионитами - материалами, обменивающими катионы.

Аниониты подразделяются на:

сильноосновные, способные к обмену анионов любой степени диссоциации в растворах при любых значениях рН;

слабоосновные, способные к обмену анионов из растворов кислот при рН 1-6;

промежуточной и смешанной активности.

Катиониты подразделяются на:

сильнокислотные, обменивающие катионы в растворах при любых значениях рН;

слабокислотные, способные к обмену катионов в щелочных средах при рН > 7.

Как правило, иониты выпускаются в солевых (натриевая, хлористая) или смешанно-солевых формах (натрий-водородная, гидроксильно-хлоридная). Кроме того, выпускаются иониты, практически полностью переведенные в рабочую форму (водородную, гидроксильную и др.). Эти материалы используются в пищевой, фармацевтической, медицинской промышленности и для глубокой очистки конденсата на атомных электростанциях. Выпускаются также готовые смеси ионитов для использования в фильтрах смешанного действия.

Важнейшим показателем ионообменных смол является влажность, так как в силу гидрофильности функциональных групп ионообменных смол влага, содержащаяся в смоле, является "химически связанной". Причем специальное удаление этой влаги приведет при последующем использовании смолы только к физическому разрушению гранул. "Внешняя" же влага, не связанная химически с функциональной группой смолы, как правило, удаляется перед упаковкой или с помощью центрофугирования или фильтрования.

Для удобства транспортировки, ионообменные смолы упаковывают по стандартному весу, и продают их определенными объемами - уже для удобства потребителя. Для каждого продукта определяется и постоянно корректируется насыпной вес влажного продукта, основанный на отношении веса к объему (кг/м3).

Следующей важной характеристикой ионообменных смол является ионообменная емкость - весовая, объемная и рабочая.

Весовая и объемная емкости являются стандартными показателями, определяются в лабораторных условиях по стандартным методикам и указываются в паспортных данных на готовую продукцию.

В то же время, рабочая ионообменная емкость не может быть измерена в лабораторных условиях, так как зависит от геометрических размеров слоя смолы и от конкретных характеристик обрабатываемых растворов (уровня регенерации, скорости потоков, концентрации растворенных веществ, требуемых показателей качества обрабатываемого раствора, точного размера частиц).

Изготовители ионообменных смол с помощью дополнительных исследований определяют данные, на основании которых можно рекомендовать оптимальные технологии сорбции-десорбции.

Размещено на Allbest.ru