18. Fizjologiczne, sanitarno-higieniczne i balneologiczne znaczenie wody. Normy zużycia wody dla ludności miejskiej i wiejskiej. Systemy zaopatrzenia w wodę.
Fizjologiczne znaczenie wody
Woda jest niezbędna do podtrzymania życia, dlatego ważne jest zapewnienie konsumentom wody dobrej jakości.
Jak wiadomo, organizm ludzki składa się w 65% z wody i nawet niewielka jej utrata prowadzi do poważnych problemów zdrowotnych. Kiedy utrata wody sięga 10%, obserwuje się silny niepokój, osłabienie i drżenie kończyn. W eksperymencie na zwierzętach stwierdzono, że utrata 20-25% wody prowadzi do ich śmierci. Wszystko to tłumaczy się faktem, że procesy trawienia, synteza komórek i wszystkie reakcje metaboliczne zachodzą tylko w środowisku wodnym.
Wartość higieniczna wody
Woda dostaje się do organizmu człowieka nie tylko podczas picia, jest spożywana pod prysznicem, podczas mycia, mycia zębów itp. Do sprzątania domu, prania ubrań i czyszczenia odzieży potrzeba dość dużej ilości wody pitnej.
Dobrej jakości woda (pitna) w wodociągach miejskich zapewnia dobrostan sanitarny przemysłu spożywczego, w którym woda pitna jest zużywana nie tylko w głównych procesach technologicznych, ale także w szeregu operacji pomocniczych.
Wartość balneologiczna wody
Stan sanitarny placówek medycznych zależy również od ilości zużywanej wody. Aby zapewnić odpowiednie warunki sanitarne w szpitalu, na 1 łóżko przypada co najmniej 250 litrów wody pitnej, na 1 wizytę w przychodni – min.
15-20 l. Scentralizowane zaopatrzenie w wodę placówek medycznych jest ważnym warunkiem zapobiegania zakażeniom szpitalnym.
Woda wykorzystywana jest do celów zdrowotnych i fitness (baseny), a także do hydroterapii.
Normy zużycia wody
W SanPiN nie ma norm określonych, są tylko te obliczone dla budowy budynków. Przy scentralizowanym zaopatrzeniu w ciepłą wodę lub przy stosowaniu gazowych lub elektrycznych podgrzewaczy wody w budynkach miejskich wystarczy 150-180 l/dzień na osobę. W przypadku zaopatrzenia w wodę z kranów ulicznych zużycie wody rzadko przekracza 60 l/dzień na osobę.
Średnie roczne zużycie wody na mieszkańca, l/dzień
Dla obszarów rolniczych: potrzeby bytowe i pitne (bez uwzględnienia zużycia wody do nawadniania) przy zużyciu wody z wodociągów - 30-50
Zabudowa budynków wyposażonych w wewnętrzne wodociągi i kanalizację bez wanien - 125-160
To samo z wannami i lokalnymi grzejnikami - 160-230
To samo ze scentralizowanym zaopatrzeniem w ciepłą wodę - 250-350
Systemy zaopatrzenia w wodę. Na scentralizowany system woda dostarczana jest do odbiorców rurociągami w formie wewnątrz domu Lub ulica(krany) zaopatrzenie w wodę; Na niescentralizowany (lokalny ) - Konsument pobiera wodę bezpośrednio ze źródła wody. Na scentralizowane zaopatrzenie w wodę z podziemnych źródeł wody Woda podnosi się studnią i bez uzdatniania dostarczana jest do sieci wodociągowej. Z otwartych wód Woda wypompowywana jest za pomocą pomp i poddawana oczyszczaniu i dezynfekcji na stacji wodociągowej, po czym dostarczana jest do sieci dystrybucyjnej.
Charakterystyka sanitarno-higieniczna źródeł zaopatrzenia w wodę. Wymagania sanitarne dotyczące projektowania i wyposażenia zdecentralizowanych źródeł zaopatrzenia w wodę. Wymagania dotyczące jakości wody ze źródeł lokalnych.
Na niescentralizowane zaopatrzenie w wodę Wykorzystuje się studnie szybowe lub rurowe, zlewnie źródlane i studnie infiltracyjne (galerie). Obiekty ujęcia wody zlokalizowane są na terenie niezanieczyszczonym, > 50 m powyżej dopływu wód gruntowych od źródeł zanieczyszczeń (szamba i doły, magazyny nawozów i pestycydów, lokalne przedsiębiorstwa przemysłowe, oczyszczalnie ścieków itp.); > 30 m od autostrad o dużym natężeniu ruchu; na obszarach suchych, niezalanych wodami powodziowymi.
Kopalnia studnie (ziemne). pobierać wodę gruntową pierwszy swobodny przepływ warstwa wodonośna.
Składają się z
głowica (> 0,7-0,8 m nad powierzchnią gruntu)
z pokrywką,
pobór wody
Wzdłuż obwodu budują
gliniany „zamek” o głębokości 2 m i szerokości 1 m
ślepy obszar o promieniu > 2 m ze spadkiem w kierunku rowu.
Ściany szybu muszą być wodoodporne. Część poboru wody studni (dno) należy zakopać w warstwie wodonośnej i przykryć żwirem. Wodę podnosi się za pomocą pompy, bramy lub „dźwigu” z ogólnodostępną, trwale przymocowaną wanną lub wiadrem; W pobliżu studni ustawiona jest ławka na wiadra.
Rurowy studnie(studnie) są płytkie (do 8 m) i głębokie (do 100 m i więcej). Składają się z rur osłonowych o różnych średnicach, pompy i filtra. Głowica studni rurowej powinna znajdować się 0,8-1,0 m nad powierzchnią gruntu, hermetycznie zamknięte zamknięte, posiadać rurę spustową z hakiem do zawieszenia wiadra. Wokół głowy zainstalowano gliniany „zamek”, ślepy obszar o nachyleniu 10° od studni i ławkę na wiadra. Woda jest podnoszona za pomocą pompy.
Ujęcia - specjalne komory wykonane z betonu, cegły lub drewna, przeznaczone do gromadzenia wód gruntowych wypływających na powierzchnię sprężyny (klucze). Wiosenne zdjęcia muszą mieć
wodoodporne dno i ściany (z wyjątkiem strony warstwy wodonośnej),
zamek wodoodporny,
właz z pokrywą,
rura poboru wody z hakiem do zawieszenia wiadra,
ławka do wiader.
Aby zabezpieczyć komorę wychwytową przed nanoszeniem piasku, po stronie dopływu wody montowany jest filtr.
Wskazane jest umieszczenie komór kroplowych w pawilonie, którego teren jest ogrodzony.
W promieniu do 20 m od studni i zbioru źródlanego zabrania się mycia samochodów, pojenia zwierząt, prania odzieży oraz wszelkich czynności przyczyniających się do zanieczyszczenia wody.
Otwarte wody- są to jeziora, rzeki, strumienie, kanały i zbiorniki wodne. Jeśli konieczne jest użycie otwartego zbiornika do scentralizowanego zaopatrzenia w wodę, preferowane są duże i płynące zbiorniki, które są wystarczająco chronione przed zanieczyszczeniem ściekami.
Wszystkie otwarte zbiorniki wodne są narażone na zanieczyszczenie przez opady atmosferyczne, roztopy i wody deszczowe spływające z powierzchni ziemi. Szczególnie silnie zanieczyszczone są obszary zbiornika sąsiadujące z terenami zaludnionymi oraz miejscami odprowadzania ścieków bytowych i przemysłowych.
Woda pitna powinna:
być bezpiecznym pod względem epidemii i promieniowania;
być nieszkodliwy pod względem składu chemicznego;
mają korzystne właściwości organoleptyczne.
Jakość wody ze źródeł niescentralizowanego zaopatrzenia w wodę pitną reguluje SanPiN 2.1.4.1175-02 „Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody z niescentralizowanego zaopatrzenia w wodę. Sanitarna ochrona źródeł”
Dużą uwagę przywiązuje się do właściwości organoleptycznych wody. Odrębnie wyróżniono wskaźnik „Azotany” jako najbardziej prawdopodobny w warunkach wiejskich w wyniku zanieczyszczenia gleby obornikiem lub nawozami azotowymi. Ponadto wskazano, że zawartość jakichkolwiek substancji chemicznych jest na poziomie nieprzekraczającym norm higienicznych (MPC). Dla każdego źródła zaopatrzenia w wodę należy ustalić wykaz substancji podlegających kontroli, uwzględniając warunki lokalne i wyniki kontroli sanitarnej przy wyborze miejsca ujęcia wody.
Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody ze scentralizowanych źródeł zaopatrzenia w wodę. Zapobieganie fluorozie, próchnicy, wole endemicznemu, methemoglobinemii wodnistej azotanowej.
Wymagania higieniczne Do jakość wody
scentralizowane systemy zaopatrzenia w wodę pitną
Woda pitna musi być bezpieczna epidemia I promieniowanie w związku, nieszkodliwe skład chemiczny i mieć korzystne właściwości organoleptyczne.
Indeks całkowita liczba drobnoustrojów pozwala zorientować się w masie bakteryjnego skażenia wody, biorąc pod uwagę mikroflorę saprofityczną, dlatego wskaźnik ten służy do monitorowanie efektywności uzdatniania wody NA oczyszczalnie ścieków zaopatrzenie w wodę i służy jako sygnał naruszeń w technologii uzdatniania wody.
Wskaźnik świeże zanieczyszczenie odchodami woda jest standardem zawartości termotolerancyjne bakterie z grupy coli bakteria Escherichia coli.Brak pospolitych bakterii z grupy coli i termotalerantów jest głównym kryterium epidemicznego bezpieczeństwa wody w dokumentach regulacyjnych wielu krajów na całym świecie.
Obecność w wodzie kolifaże, jest wskaźnikiem sanitarnym zanieczyszczenie wirusowe woda pitna.
kl. perfringens zawsze obecny w kale. Ich zarodniki przeżywają w wodzie dłużej niż bakterie z grupy coli i są odporne na chlorowanie normalnymi dawkami chloru. Wskaźnik ten oznacza się w wodzie powierzchownyźródła oceny wydajność przetwarzania woda.
Bezpieczeństwo wody pitnej skład chemiczny charakteryzuje się toksykologicznymi wskaźnikami swojej jakości i jest określana na podstawie zgodności z normami według następujących wskaźników:
uogólnione wskaźniki i zawartość szkodliwych substancji chemicznych najczęściej występujących w wodach naturalnych, a także substancji pochodzenia antropogenicznego, które się rozpowszechniły ( sucha pozostałość, pH, utlenianie nadmanganianu, produkty naftowe, indeks fenolowy, twardość, środek powierzchniowo czynny)
Stężenia substancji chemicznych standaryzowanych pod kątem zagrożeń toksykologicznych nie powinny przekraczać maksymalnych dopuszczalnych stężeń określonych w SanPiN 2.1.4.1074-01.
Korzystny właściwości organoleptyczne ocena wód odbywa się za pomocą zmysłów i obejmuje zewnętrzne oględziny próbki wody, identyfikację filmu na jej powierzchni, oznaczanie barwy, przezroczystości (zmętnienia), zapachu i smaku woda.
Bezpieczeństwo radiacyjne wody pitnej opiera się na całkowitej - i -radioaktywności wody pitnej:
całkowita -radioaktywność nie powinna przekraczać 0,1 Bq/l,
całkowita -radioaktywność nie powinna przekraczać 1,0 Bq/l.
Profilaktyka fluorozy i próchnicy– standaryzacja zawartości fluoru w wodzie pitnej (fluoroza – defluoryzacja, próchnica – fluoryzacja).
Zapobieganie wolu endemicznemu– standaryzacja zawartości jodu w wodzie (najczęściej dodawanie soli jodowych)
Zapobieganie methemoglobinemii wodnego azotanu– oczyszczanie wody z azotanów.
Sanitarne i chemiczne wskaźniki organicznego zanieczyszczenia wód. Ich standaryzacja i ocena higieniczna. Procesy samooczyszczania zbiorników. Rola mikroflory saprofitycznej. BZT jako wskaźnik zdolności samooczyszczania wody.
Sanitarne i chemiczne wskaźniki zanieczyszczeń organicznych:
Biochemiczne zapotrzebowanie wody na tlen (BZT)– jest to wielkość zmniejszenia ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie w określonym czasie (najczęściej w ciągu 5 dni – BZT 5 lub w ciągu 20 dni – BZT 20)
utlenianie nadmanganianu będzie zwiększone.
dla określonych związków w wodzie – węglowodorów, żywic, fenoli – również przekroczy maksymalne dopuszczalne stężenie.
o poziom wzrostu w porównaniu z wynikami poprzednich badań dla tego samego sezonu w liczbie takich wskaźników sanitarnych i chemicznych jak sole amonowe, azotyny i azotany (tzw. „triada białkowa”)
rozpuszczony tlen i
chlorki.
Reżim sanitarny zbiornika charakteryzuje się przede wszystkim ilość rozpuszczonego w nim tlenu. Nie powinno być mniej 4 mg/l o każdej porze roku.
Każdy zbiornik wodny to złożony układ żywy, w którym żyją rośliny, specyficzne organizmy, w tym mikroorganizmy, które stale się namnażają i obumierają, co zapewnia samooczyszczanie zbiorników. Czynniki samooczyszczania zbiorników są liczne i różnorodne. Umownie można je podzielić na trzy grupy: fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Czynniki fizyczne- Ten rozcieńczanie, rozpuszczanie i mieszanie napływające zanieczyszczenia, osadzanie się w wodzie nierozpuszczalnych osadów, w tym mikroorganizmów.
Z czynniki chemiczne należy zwrócić uwagę na samooczyszczanie utlenianie substancje organiczne i nieorganiczne.
DO czynniki biologiczne samooczyszczanie zbiorników obejmuje rozmnażanie w wodzie glony, pleśnie i grzyby drożdżowe, mikroflora saprofityczna. Oprócz roślin do samooczyszczenia przyczyniają się także przedstawiciele świata zwierząt: skorupiak, niektóre typy ameby.
Samooczyszczaniu zanieczyszczonej wody towarzyszy poprawa jej właściwości organoleptycznych i uwolnienie od mikroorganizmów chorobotwórczych.
Metody poprawy jakości wody pitnej. Metody oczyszczania wody (koagulacja, sedymentacja, filtracja). Rodzaje osadników i filtrów, ich ocena higieniczna. Specjalne metody poprawy jakości wody pitnej.
Metody poprawy jakości wody pitnej
oczyszczanie wody
dezynfekcja
W stacjach uzdatniania wody używają fizyczny metody oczyszczanie wody ( osadzanie i filtracja ) I chemiczny (koagulacja ) .
Aby przyspieszyć proces klarowania i odbarwiania, stacje uzdatniania wody często stosują chemiczne wstępne uzdatnianie wody. koagulanty(Al 2 (SO 4) 3, FeCl 3, FeSO 4) i flokulanty ( rozpuszczalne w wodzie związki wielkocząsteczkowe, np. poliakryloamid), które w reakcji z wodorowęglanami wody tworzą koloidalny roztwór hydratu tlenku glinu, który następnie koaguluje tworząc zboże:
Al 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 2Al(OH) 3 + 3CaSO4 + 6CO2
Proces osiadanie w towarzystwie adsorpcja organiczny zanieczyszczenia, mikroorganizmy, jaja robaków itp.
Efekt koagulacji zależy od twardości wodorowęglanowej wody i dawki koagulanta. Jeżeli ilość koagulantu jest niewystarczająca, nie uzyskuje się całkowitego wyklarowania wody, a w przypadku nadmiaru woda nabiera kwaśnego smaku i możliwe jest wtórne tworzenie się płatków.
Osiadanie wody V osadniki poziome i pionowe prowadzi do jego rozjaśnienia i częściowego przebarwienia.
W osadniki poziome woda się porusza poziomo w kierunku osi podłużnej. Na cząstki zawieszone działają 2 siły: pozioma - siła F, w zależności od prędkość i wskazówki ruch wody, i w dół - powaga cząstki R. Wektor tych sił wyznacza kierunek osadzania się cząstek ( ukośnie w dół). Im dłuższy osadnik, tym skuteczniejsza sedymentacja cząstek i klarowanie wody.
W osadniki pionowe- zbiorniki cylindryczne lub prostokątne z dnem w kształcie stożka, woda doprowadzana jest rurą od dołu I powoli wzrasta w górę. W tym przypadku siły F i P są wielokierunkowe i osiadają tylko te zawieszone cząstki, dla których F
Filtracja wody, która pozwala na usunięcie zanieczyszczeń zawieszonych i koloidalnych filtry wolne i szybkie.
W powolne filtry woda przepływa przez podłoże żwir gruboziarnisty piasek, na powierzchni i w głębinach których zatrzymują się zawieszone cząstki, tworząc aktywny „ film biologiczny", składający się z zaadsorbowanych cząstek zawieszonych, planktonu i bakterii. Folia ma pory o małej średnicy i sama w sobie jest skuteczna filtr i środowiska, w którym występuje samo czyszczący woda. Filtrowana woda jest podawany Poprzez drenaż na dnie pojemniki. Zalety powolne filtry: mundur filtrowanie, skuteczność filtracji 99% bakterie i prostota urządzenia; wada - niska prędkość ruch wody (10 cm/h). Używane są filtry powolne wiejski rurociągi wodne, w których zapotrzebowanie na oczyszczoną wodę nie jest duże.
Szybkie filtry znacząco wzrosnąć prędkość filtracja radiowa (5 m 3 / h), jednak szybciej następuje zanieczyszczenie warstwy filtracyjnej, co Wymaga czyszczenia filtra 2 razy dziennie(w wolnych filtrach raz na 1,5-2 miesiące).
Rozjaśniacz kontaktowy- instalacja do pozyskiwania wody technologicznej pracuje zgodnie ze schematem koagulacja + filtracja i jest zbiornikiem betonowym wypełnionym żwirem i piaskiem do wysokości 2,3-2,6 m. Woda doprowadzana jest systemem rurociągów do dolnej części, a koagulant wprowadzany jest bezpośrednio do rurociągu przed przedostaniem się wody do osadnika. W dolnych partiach osadnika następuje koagulacja, natomiast w górnych zatrzymuje się płatki koagulantu i inne substancje zawieszone.
Metody specjalne polepszanie jakości do tego celu będzie wykorzystywana woda usuwanie trochę substancje chemiczne i częściowo poprawiające właściwości organoleptyczne.
Dezodoryzacja- eliminacja nieprzyjemnych zapachów. Osiąga się to poprzez napowietrzanie, obróbkę środkami utleniającymi (ozonowanie, duże dawki chloru, nadmanganianu potasu) i filtrację przez węgiel aktywny.
Odroczenie Pozyskuje się go poprzez rozpylanie wody w celu napowietrzenia w specjalnych urządzeniach – wieżach chłodniczych. W tym przypadku żelazo dwuwartościowe utlenia się do hydratu tlenku żelaza, który wytrąca się w osadniku i zatrzymuje się na filtrze.
Zmiękczający wodę uzyskuje się poprzez filtrowanie przez filtry jonowymienne wyposażone w wymieniacze kationowe (wymiana kationowa) lub wymieniacze anionowe (wymiana anionowa). Następuje wymiana jonów Ca2+ i Mg2+ na jony Na+ lub H+.
Odsolenie. Sekwencyjne filtrowanie wody najpierw przez wymieniacz kationowy, a następnie przez wymieniacz anionowy pozwala na uwolnienie wody od wszelkich rozpuszczonych w niej soli. Termiczną metodą odsalania jest destylacja, odparowanie, a następnie kondensacja. Zamrażanie. Elektrodializa to odsalanie przy użyciu selektywnych membran.
Odkażenie. Podczas koagulacji, osadzania i filtrowania wody następuje zmniejszenie zawartości substancji radioaktywnych w wodzie o 70-80%. W celu głębszego odkażania woda jest filtrowana przez żywice jonowymienne.
Defluoryzacja woda jest filtrowana przez filtry anionowymienne. Często stosuje się do tego aktywowany tlenek glinu. Czasami w celu zmniejszenia stężenia fluoru rozcieńcza się wodą z innego źródła, która nie zawiera fluoru lub zawiera go w znikomych ilościach.
Fluoryzacja. Sztuczny dodatek fluoru. Przeprowadzać, gdy zawartość fluoru w wodzie jest mniejsza niż 0,7 mg/l w celu zapobiegania próchnicy. Fluoryzacja wody zmniejsza częstość występowania próchnicy o 50-70%, tj. 2-4 razy.
Metody dezynfekcji wody pitnej i ich ocena higieniczna. Metody chlorowania wody. Absorpcja i zapotrzebowanie na chlor.
Można przeprowadzić dezynfekcję wody chemiczny I fizyczny(bezodczynnikowe) metody.
Chemiczne metody dezynfekcji wody obejmują chlorowanie I ozonowanie. Zadaniem dezynfekcji jest zniszczenie mikroorganizmów chorobotwórczych, tj. zapewnienie epidemicznego bezpieczeństwa wodnego.
Obecnie chlorowanie woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionyśrodki zapobiegawcze. Ułatwia to dostępność metoda i niezawodność dezynfekcji, a także wszechstronność ( wszędzie).
Zasada chlorowania opiera się na uzdatnianiu wody chlorem lub związki chemiczne, zawierający chlor w formie aktywnej, który ma działanie utleniające i bakteriobójcze.
Chemia zachodzących procesów jest taka, jak podczas dodawania chlor do wody to się zdarza hydroliza->
podchlorawy kwas. Mały rozmiar cząsteczek i obojętność elektryczna umożliwiają szybkie działanie kwasu podchlorawego przejść Poprzez ściana komórkowa bakterii i wpływać na komórki enzymy.
NA duże wodociągi stosowany do chlorowania gaz chlorowy, dostarczany w stalowych butlach lub zbiornikach w postaci skroplonej. Z reguły stosuje się tę metodę normalne chlorowanie(zgodnie z wymaganiami chloru).
To ma ważny wybór wartości dawki zapewniając niezawodną dezynfekcję. Podczas dezynfekcji wody chlor nie tylko przyczynia się do śmierci mikroorganizmów, ale także wchodzi w interakcję Z organiczny substancje wody i niektórych soli. Wszystkie te formy wiążące chlorłączą się w koncepcję „ absorpcja chloru przez wodę".
Zgodnie z SanPiN 2.1.4.559-96 „Woda pitna…” dawka chloru powinna być taka, jaką po dezynfekcji zawiera woda0,3-0,5 mg/lbezpłatny resztkowy chlor. Metoda ta, nie pogarszając smaku wody i nie będąc szkodliwa dla zdrowia, wskazuje na niezawodność dezynfekcji.
Nazywa się ilość aktywnego chloru w miligramach potrzebną do dezynfekcji 1 litra wodyzapotrzebowanie na chlor.
Oprócz prawidłowego doboru dawki chloru, warunkiem koniecznym skutecznej dezynfekcji jest dobre wymieszanie wody i wystarczający czas kontakt wody z chlorem: latem co najmniej 30 minut, zimą co najmniej 1 godzinę.
Modyfikacje chlorowania: chlorowanie podwójne, chlorowanie amoniakiem, chlorowanie itp.
Podwójne chlorowanie przewiduje dwukrotne dostarczanie chloru do stacji wodociągowych: za pierwszym razem przed osadnikami, a drugi - jak zwykle, po filtrach. Ten poprawia krzepliwość i odbarwianie wody, hamuje rozwój mikroflory w oczyszczalniach ścieków, wzrasta niezawodność dezynfekcja.
Chlorowanie amoniakiem polega na wprowadzeniu do dezynfekowanej wody roztworu amoniaku, a po 0,5-2 minutach - chloru. W tym przypadku w wodzie tworzą się chloraminy - monochloraminy (N.H.2 kl) i dichloraminy (NHCl2) , które mają również działanie bakteriobójcze. Metodę tę stosuje się do dezynfekcji woda zawierająca fenole, aby zapobiec tworzeniu się chlorofenoli. Nawet w niewielkich stężeniach chlorofenole Dodaj wodę farmaceutyczny zapach i smak. Chloraminy mając jednak słabszy potencjał utleniający, nie twórz z fenolami chlorofenole.Prędkość dezynfekcja wody chloraminami mniej niż przy użyciu chloru, dlatego czas dezynfekcji wody powinien wynosić co najmniej 2 godziny, a chlor resztkowy powinien wynosić 0,8-1,2 mg/l.
Chlorowanie polega na dodaniu do wody oczywiście dużych dawek chloru (10-20 mg/l lub więcej). To pozwala aby skrócić czas skontaktuj się z wodą z chlorem przez maksymalnie 15-20 minut i uzyskaj niezawodny dezynfekcja ze wszystkich rodzajów mikroorganizmów. Po zakończeniu procesu dezynfekcji w wodzie pozostaje duży nadmiar chloru potrzeba odchlorowania. W tym celu dodać do wody podsiarczyn sodu lub przefiltruj wodę przez warstwę aktywowaną węgiel.
Rechlorowanie stosuje się głównie w wyprawy i warunki wojskowe.
Obecnie metoda ozonowanie woda jest jednym z najbardziej obiecujący i jest już stosowany w wielu krajach
Kiedy ozon rozkłada się w wodzie, jako produkty pośrednie tworzą się krótkotrwałe wolne rodniki HO2 i OH. Tlen atomowy i wolne rodniki, będące silnymi utleniaczami, powodują bakteriobójczy właściwości ozonu.
Oprócz bakteriobójczego działania ozonu podczas uzdatniania wody, przebarwienia oraz eliminacja smaków i zapachów.
Zalety ozonu przed chlorem podczas dezynfekcji wody polega na tym, że ozon nie tworzy się w wodzie toksyczny związki (związki chloroorganiczne, dioksyny, chlorofenole itp.), poprawia właściwości organoleptyczne wody i zapewnia działanie bakteriobójcze krótszy czas kontaktu(do 10 minut). On bardziej wydajny w odniesieniu do chorobotwórczych Wybacz mi
Powszechne wprowadzenie ozonowania do praktyki dezynfekcji wody utrudnia wysoki poziom energochłonność proces produkcji ozonu i niedoskonały sprzęt.
Oligodynamiczne działanie srebra przez długi czas był uważany głównie za środek dezynfekujący indywidualny rezerwy wody. Srebro ma wyraźny bakteriostatyczny działanie. Nawet po wprowadzeniu do wody niewielkiej ilości jonów mikroorganizmy przestają się rozmnażać, chociaż pozostają żywy a nawet może powodować choroba. Stężenia srebra, które mogą powodować śmierć większość mikroorganizmy, przy długotrwałym używaniu wody toksyczny dla ludzi. Dlatego przede wszystkim srebro służy do konserwacji wody podczas długotrwałego przechowywania w pływaniu, astronautyce itp.
Do dezynfekcji indywidualne dostawy wody stosować postaci tabletek zawierających chlor.
Do fizycznego metody obejmują gotowanie, promieniowanie ultrafioletowe, ekspozycję fale ultradźwiękowe, prądy wysokiej częstotliwości, promienie gamma itp.
Korzyść fizyczne metody dezynfekcji przed chemicznymi jest to, że nie zmieniają składu chemicznego wody, nie pogarszają jej właściwości organoleptycznych. Ale z ich powodu wysoki koszt oraz konieczność starannego wstępnego przygotowania wody w obiektach wodociągowych tylko ultrafiolet e napromieniowanie iz lokalny zaopatrzenie w wodę - wrzenie.
Ultrafioletowy promienie mają bakteriobójczy działanie. Maksymalne działanie bakteriobójcze występuje w przypadku promieni o długości fali 260 nm. Dynamika śmierci mikroflory zależy od dawki i początkowej zawartości mikroorganizmów. Na skuteczność dezynfekcji wpływa m.in wpływ stopień mętność, barwa wody i zawartość soli mieszanina.
Ultradźwięk używany do dezynfekcji ścieki bytowe, ponieważ jest skuteczny przeciwko wszystkie rodzaje mikroorganizmy, w tym zarodniki prątków. Jego skuteczność niezależny od zmętnienia i jego użycie nie jest
prowadzi do pienienia, które często ma miejsce podczas dezynfekcji ścieków bytowych.
Promieniowanie gamma bardzo skuteczna metoda. Efekt jest natychmiastowy. Niszczenie wszelkiego rodzaju mikroorganizmów natomiast w dotychczasowej praktyce wodno-kanalizacyjnej nie znajduje zastosowania.
Gotowanie jest metodą prostą i niezawodną.
Schemat ideowy budowy górnych konstrukcji wodociągowych dla poboru wody do scentralizowanego zaopatrzenia w wodę ze zbiorników otwartych.
Przybliżony schemat wodociąg wraz z ujęciem wody z rzeki: 1 - zbiornik; 2 - rury wlotowe z pierwotną siatką filtrującą i studnią przybrzeżną; 3 - przepompownia pierwszy wzrost; 4 - urządzenia do oczyszczania (osad, filtry, urządzenia do dezynfekcji); 5 - zbiorniki na czystą wodę; 6 - przepompownia drugiego podnośnika; 7 - rurociąg; 8 - wieża ciśnień; 9 - sieć dystrybucyjna; 10 - miejsca poboru wody.
Cel i organizacja stref ochrony sanitarnej ujęć wód powierzchniowych i podziemnych.
Strefy ochrony sanitarnej (SZZ) źródeł zaopatrzenia w wodę pitną (SanPiN 2.1.4.1110-02)
Strefy ochrony sanitarnejźródła zaopatrzenia w wodę pitną - Ten terytorium w sąsiedztwie źródeł zaopatrzenia w wodę i obiektów poboru wody oraz obszar wodny, na którym są zainstalowane tryby specjalne gospodarcze i inne zajęcia w celu bezpieczeństwoźródła i źródła zaopatrzenia w wodę od zanieczyszczeń.
Ma to na celu specjalny reżim działalności gospodarczej w SZZ źródeł powierzchniowych ograniczenie , a w podziemnym ZSO – na wyjątek Możliwość skażenia lub pogorszenia jakości wodyźródło w miejscu poboru wody.
Strefy ochrony sanitarnej podzielone są na trzy strefy:
Wysoki pas bezpieczeństwa obejmuje obszar, na którym zlokalizowane jest ujęcie wody, wszystkie urządzenia wodociągowe oraz kanał wodociągowy. Jego celem jest ochrona miejsc poboru i uzdatniania wody przed przypadkowym lub celowym zanieczyszczeniem i uszkodzeniem I.
Pas ograniczeń przeciwdziałających skażeniom mikrobiologicznym.
Pas ograniczeń wobec zanieczyszczeń chemicznych.
Zasięg stref zależy od rodzaju źródła (powierzchniowego lub podziemnego), charakteru zanieczyszczeń i czasu przeżycia drobnoustrojów.
Granice pasów SSS źródła powierzchniowego
Granice1. pas A: w górę rzeki co najmniej 200 m i poniżej co najmniej 100 m od ujęcia wody; wzdłuż brzegu – co najmniej 100 m od linii od granicy wody lato-jesień. Jeżeli szerokość rzeki jest mniejsza niż 100 m, cały obszar wodny wraz z pasem brzegowym nie może być węższy niż 50 m po obu stronach rzeki.
GraniceDrugi pas : pod prąd rzeki w taki sposób czas dojazdu wody do ujęcia wody wynosił co najmniej 5 dni w klimacie zimnym i umiarkowanym i nie mniej 3 dni w upale(dla rzek średniej i dużej mocy ≈ 30-60 km); w dół rzeki – co najmniej 250 m z ujęcia wody. Granice boczne co najmniej 500 m z płaskim terenem, 750 m o godz łagodne nachylenie I 1000 m o godz Fajny. NA zastały zbiorniki – od 3 do 5 km we wszystkich kierunkach od ujęcia wody.
GraniceTrzeci pas górny i dolny bieg pokrywają się z granicami drugiego pasa. Boczny granice - wzdłuż linii wododziałowej na długości 3-5 km, łącznie z dopływami.
Granice podziemnej strefy ochronnej źródła
Należy zlokalizować ujęcie wody poza terytorium przemysłowe i mieszkalne obiekty. Granica1. pas - nie mniej 30 m z ujęcia wody dla chronionych ( międzystratalny) wody gruntowe i nie mniej 50 m– dla niewystarczająco chronionych ( grunt) woda
Granice2. i 3 pasy dopasować. Strefy zamknięte są dla chroniony woda nie mniej 200 m z poboru wody w klimacie zimnym i umiarkowanym oraz 100 m gorąco; Dla wody niedostatecznie chronione – 400 m.
Podstawy zaopatrzenia w wodę obszarów zaludnionych
Systemy zaopatrzenia w wodę to zespół konstrukcji, urządzeń i rurociągów, które zapewniają pobór wody z naturalnego źródła, jej oczyszczanie i przetwarzanie, transport i dostarczanie konsumentom wymaganych kosztów i jakości pod wymaganym ciśnieniem.
Ponadto system zaopatrzenia w wodę musi charakteryzować się pewnym stopniem niezawodności, tj. zapewniać dostarczanie wody odbiorcom bez obniżania ustalonych wskaźników wydajności w odniesieniu do ilości i jakości dostarczanej wody (przerwy w dostawie wody, ograniczenie dostaw wody , pogorszenie jego jakości w niedopuszczalnych granicach).
Systemy zaopatrzenia w wodę (rurociągi) są klasyfikowane według szeregu kryteriów.
W zależności od rodzaju obsługiwanego obiektu systemy wodociągowe dzielą się na miejskie, osiedlowe, przemysłowe, rolnicze, kolejowe itp.
Zgodnie z przeznaczeniem systemy zaopatrzenia w wodę dzielą się na systemy wody pitnej i bytowej, przeznaczone do dostarczania wody na potrzeby gospodarstw domowych i pitnych ludności i pracowników przedsiębiorstw; warsztaty produkcyjne dostarczające wodę; ochrona przeciwpożarowa, zapewnienie zaopatrzenia w wodę do gaszenia pożarów.
Ze względu na sposób zaopatrzenia w wodę rozróżnia się systemy zaopatrzenia w wodę grawitacyjne (grawitacyjne) i systemy zaopatrzenia w wodę z mechanicznym zaopatrzeniem w wodę (za pomocą pomp).
Ze względu na rodzaj wykorzystywanych źródeł naturalnych rozróżnia się wodociągi pobierające wodę ze źródeł powierzchniowych - rzek, zbiorników, jezior, mórz oraz wodociągi pobierające wodę ze źródeł podziemnych (artezyjskich, źródlanych). Istnieją również rury z mieszanym zasilaniem.
W oparciu o obliczenia techniczno-ekonomiczne często projektuje się zintegrowane systemy zaopatrzenia w wodę: zapobieganie pożarom mediów, zapobieganie pożarom produkcyjnym lub zapobieganie pożarom produkcyjno-gospodarczym. Dlatego w miastach i miasteczkach zwykle instaluje się jeden system zaopatrzenia w wodę użytkową i przeciwpożarową. W przedsiębiorstwach przemysłowych z reguły budowane są dwa oddzielne rurociągi wodne - przemysłowy i gospodarczy oraz przeciwpożarowy. Łączony system zaopatrzenia w wodę przemysłową, użytkową i przeciwpożarową instaluje się, gdy na potrzeby technologiczne przedsiębiorstwa potrzebna jest niewielka ilość wody pitnej o jakości. Niektóre przedsiębiorstwa przemysłowe instalują specjalne rury przeciwpożarowe.
Systemy wodociągowe mogą obsługiwać jeden obiekt, na przykład miasto lub przedsiębiorstwo przemysłowe, lub kilka obiektów. W tym drugim przypadku systemy te nazywane są systemami grupowymi. Sieć wodociągowa obsługująca kilka dużych obiektów położonych w znacznej odległości od siebie nazywana jest siecią wodociągową lub siecią wodociągową. Małe systemy wodociągowe obsługujące pojedynczy budynek lub małą grupę blisko siebie rozmieszczonych budynków z pobliskiego źródła są powszechnie określane jako lokalne systemy wodociągowe.
W przypadkach, gdy w niektórych częściach terytorium występuje znaczna różnica wzniesień, instalowane są strefowe systemy zaopatrzenia w wodę. Przy takim ukształtowaniu terenu w sieci dla obszarów wysoko położonych pompy muszą utrzymywać wysokie ciśnienie, co jest niedopuszczalne w sieci dla obszarów nisko położonych (zwykle przy budynku sześcio-, ośmiopiętrowym, ciśnienie w sieci utrzymuje się na poziomie powyżej 0,6 MPa). Pod tym względem sieć wodociągowa jest podzielona na strefy, dla każdej z nich ustalane jest wymagane ciśnienie.
Po ustaleniu wymaganej wielkości zużycia wody w obiekcie i zebraniu informacji o możliwych do wykorzystania źródłach naturalnych wybiera się konkretne źródło zaopatrzenia w wodę i opracowuje schemat zaopatrzenia w wodę (schemat zaopatrzenia w wodę).
Pytania do lekcji
1. Scentralizowany system zaopatrzenia w wodę obszarów zaludnionych (hydraulika). 2. Ocena higieniczna lokalnego zaopatrzenia w wodę obszarów zaludnionych (studnie). 3. Metody oczyszczania wody: sedymentacja, koagulacja, filtracja. 4. Higieniczna ocena metod dezynfekcji wody: a) metody chemiczne. b) metody fizyczne. 5. Strefy ochrony sanitarnej źródeł zaopatrzenia w wodę. Cel lekcji
Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami oczyszczania i dezynfekcji wody.
Aneks 1
Scentralizowany system zaopatrzenia w wodę obszarów zaludnionych (hydraulika)
Woda pitna po oczyszczalniach trafia do systemu podziemnych rur, którymi jest rozprowadzana pod wysokim ciśnieniem po całym obszarze zaludnionym. W budynkach średnich ciśnienie w rurach musi wynosić co najmniej 2,5-3 ati, co zapewnia system pomp i zbiorników wodnych oraz zapobiega zanieczyszczeniu wody w sieć wodociągowa w wyniku zasysania nawet w przypadku nieszczelności połączeń rurowych.
Rury wodne mogą być wykonane ze stali, żeliwa, żelbetu, ceramiki, szkła i tworzyw sztucznych (na przykład polietylenu o dużej gęstości). Rury te wytrzymują ciśnienie od 5 ati (beton) do 25 ati (stal).
Aby uniknąć zamarzania, sieć wodociągową układa się 0,5 m poniżej poziomu zamarzania gruntu. W różnych regionach klimatycznych naszego kraju głębokość rur wynosi od 1,25 do 3,8 m.
Sieci wodociągowych nie należy układać na terenach istniejących i byłych składowisk śmieci, miejsc pochówku, a także w pobliżu szamb. Na skrzyżowaniu wodociągów i kanalizacji rury wodne należy układać 0,4 m nad rurami kanalizacyjnymi. Ponadto rury wodociągowe w tych miejscach muszą być stalowe i pokryte wodoodporną obudową 5-10 m w każdym kierunku od skrzyżowania. Rury kanalizacyjne na skrzyżowaniach powinny być wykonane z żeliwa.
Wybierając schemat sieci wodociągowej, należy preferować schemat pierścieniowy, a nie ślepy zaułek. W sieci pierścieniowej nie ma stagnacji wody, sedymentacji, rozwija się mniej mikroflory gruczołowej.
Po budowie lub naprawie sieci wodociągowej należy przepłukać i zdezynfekować sieć. W pierwszej kolejności linie wodociągowe są myte czystą wodą pod ciśnieniem w celu oczyszczenia ich z osadów mechanicznych. Następnie obwód napełnia się roztworem wybielacza zawierającego aktywny chlor od 40 do
100 mg/l w zależności od czasu kontaktu (5-24 godziny). Po zakończeniu dezynfekcji instalację wodociągową przemywa się wodą pitną do momentu, gdy zawartość chloru resztkowego wyniesie 0,3-0,5 ml/l. Następnie woda może zostać dostarczona konsumentowi.
Każdy system zaopatrzenia w wodę składa się z konstrukcji czołowych i sieci wodociągowej. Głównymi konstrukcjami systemu zaopatrzenia w wodę ze źródeł podziemnych są (rys. 1) studnia rurowa, przepompownia pierwszego podnośnika, która tłoczy wodę na powierzchnię ziemi do zbiornika, w razie potrzeby instalacja do dezynfekcji wody i druga przepompownia podnośna dostarczająca wodę do zbiornika ciśnieniowego. Od tego ostatniego odchodzi wodociąg wraz z siecią rurociągów rozprowadzających wodę do każdego domu lub kranów. Te ostatnie powinny znajdować się w odległości nie większej niż 100 m od siebie.
Rysunek 1. Przybliżony schemat konstrukcji głowicy ze źródeł podziemnych 1 - studnia rurowa; 2 - przepompownia pierwszego podnoszenia; 3 - zbiornik; 4 - przepompownia drugiego wyciągu; 5 - wieża ciśnień; 6 - sieć wodociągowa.
Na obszarach, gdzie brakuje dobrej jakości wód gruntowych lub są one niewystarczające do zaopatrzenia w wodę dużego systemu wodociągowego, stosuje się zbiorniki otwarte. Głównymi konstrukcjami wodociągu zasilanego wodą ze zbiornika otwartego są konstrukcje gromadzenia i poprawy jakości wody, zbiornik wody czystej, pompownia i wieża ciśnień. Odchodzi od niego wodociąg i sieć dystrybucyjna rurociągów (ryc. 2),
który, aby uniknąć zamarzania wody, układa się w zależności od klimatu na głębokości od 1,25 do 4 m.
Rysunek 2. Przybliżony schemat wodociągu wraz z poborem wody z rzeki.
1 - staw; 2 - rury wlotowe i studnia przybrzeżna; 3 - przepompownia pierwszego podnoszenia; 4 - urządzenia do przetwarzania; 5 - zbiornik czystej wody; 6 - przepompownia drugiego podnośnika; 7 - rurociąg; 8 - wieża ciśnień; 9 - sieć dystrybucyjna; 10 - miejsca poboru wody.
Ocena higieniczna lokalnego zaopatrzenia w wodę obszarów zaludnionych (studni). Wymagania higieniczne dotyczące budowy studni szybowych i rurowych. Aby zapobiec zanieczyszczeniu wód gruntowych podczas eksploatacji źródeł wody, podczas budowy i wyposażania studni należy przestrzegać następujących podstawowych zasad:
1. Studnię należy zlokalizować wyżej w terenie i jak najdalej od obiektów zanieczyszczających glebę. To miejsce nie powinno stać się bagniste ani zalane. Podczas pracy należy chronić glebę otaczającą źródło przed zanieczyszczeniem; 2. Ściany studni lub niewoli źródlanej muszą być wodoodporne. Aby to zrobić, wokół szczytu ścian studni należy zbudować tak zwany zamek z gliny powierzchnia wody nie mógł wyciekać w pobliżu i wzdłuż ścian konstrukcji do warstwy wodonośnej lub do studni. 5
Ponieważ zanieczyszczenia bakteryjne w większości przedostają się do studni nie wraz z przepływem wód gruntowych, ale „ujściem”, wodę należy zbierać w taki sposób, aby nie mogły przedostać się do niej zanieczyszczenia z zewnątrz.
Studnie moje. Na obszarach wiejskich często instaluje się studnie szybowe (zdjęcie). Obecnie maszyna KShK-30 służy do zmechanizowanego kopania studni. Maszyna kopie studnię o średnicy 1,2 m i głębokości do 30 m.
Lokalizacja studni jest wybierana na wzgórzu, nie bliżej niż 25-30 m od możliwych źródeł zanieczyszczeń, na przykład latryny, kompostu itp. Jeśli latryna znajduje się wyżej niż studnia w zależności od terenu, wówczas odległość między nimi w luźnej, drobnoziarnistej glebie powinna wynosić co najmniej 80-100 m. Przy kopaniu studni wskazane jest dotarcie do drugiego poziomu wodonośnego, jeśli
leży nie głębiej niż 30 m.
Rysunek 3. Studnia kopalniana z kręgów betonowych z pompą: a - pompa; b - warstwa żwiru na dnie studni.
Rysunek 4. Płytka studnia rurowa.
Dno szybu studni pozostaje otwarte, a ściany boczne zabezpiecza się materiałem zapewniającym wodoodporność, czyli kręgami żelbetowymi (ze spoinami pomiędzy nimi uszczelnionymi cementem), cegłą lub ramą drewnianą bez pęknięć. Ściany studni muszą wznosić się nad powierzchnię gruntu co najmniej 0,8 m. Aby zbudować gliniany zamek, wokół studni wykopuje się dół o głębokości do 1 m i szerokości 1 m i wypełnia go dobrze zagęszczoną tłustą (plastyczną) gliną . Wokół naziemnej części studni, na szczycie glinianego zamku, w promieniu 2 m, zasypują ją piaskiem i brukują kamieniem lub cegłą ze spadkiem, aby odprowadzić przypadkowo rozlaną wodę i opady atmosferyczne ze studni do najbliższego rowu .
Technika czerpania wody ze studni kopalnianej ma ogromne znaczenie, ponieważ praktyka pokazuje, że w znacznej liczbie przypadków zanieczyszczenie wody następuje przez otwarty otwór studni, gdy woda jest zbierana zanieczyszczonymi wiadrami.
Za najlepszy sposób podnoszenia wody ze studni należy uznać pompy ręczne lub mechaniczne z napędem elektrycznym. Studnie wyposażone w pompy są szczelnie zamknięte i nie są narażone na zanieczyszczenia z zewnątrz. Jeżeli pompa nie jest dostępna, należy używać wyłącznie publicznego wiadra.
Studnie rurowe. Jeśli wody gruntowe znajdują się na głębokości nie większej niż 7-8 m, wówczas można je pozyskać z tzw. studni drobnorurowych. Studnia cienkorurowa jest wiercona ręcznie i wyposażona w ręczną pompę, której wydajność wynosi 0,5-1 m3 na godzinę.
Wodę pozyskuje się z głębszych warstw wodonośnych poprzez studnie głębinowe, które często wykorzystywane są w wodociągach komunalnych w miastach, a także do zaopatrzenia w wodę państwowych gospodarstw rolnych, kołchozów i przedsiębiorstw indywidualnych.
Aby wykonać studnię głębinową, za pomocą specjalnych wiertnic, wierci się studnię w ziemi, która jest pionową
wał cylindryczny o średnicy od 50 do 600 mm i głębokości od 10-15 do 1000 m lub większej. Aby zapobiec zawaleniu się ścian, wbijają się w otwór wiertniczy metalowe rury, zwany obudową (rysunek 5). Wodę ze studni pobiera się różnymi rodzajami pomp, których wydajność sięga 100 m3/h i więcej.
Prawidłowo zbudowane studnie głębinowe zapewniają czystość wody artezyjskiej. Jednak woda w tych studniach może zostać skażona, jeśli istnieje połączenie między zanieczyszczonymi wodami gruntowymi a eksploatowaną głęboką warstwą wodonośną. Woda gruntowa może przenikać przez zardzewiałe rury osłonowe lub połączenia między nimi, jeśli są słabo uszczelnione. Dlatego też górną część studni należy zabezpieczyć dwoma kolumnami rur osłonowych, a szczelinę pomiędzy nimi wypełnić zaprawą cementową.
Zanieczyszczenia mogą również przedostać się przez głowicę odwiertu. Aby temu zapobiec, górny ciąg obudowy, do którego wchodzi rura ssąca pompy lub innego urządzenia podnoszącego wodę, musi być całkowicie uszczelniony. Szczelinę pomiędzy rurami osłonowymi a ścianami studni (pierścień) wypełnia się pod ciśnieniem zaprawą cementową.
Metody oczyszczania wody: sedymentacja, koagulacja, filtracja
Metod poprawy jakości wody jest wiele, pozwalają one uwolnić wodę od niebezpiecznych mikroorganizmów, cząstek zawieszonych w wodzie, związków humusowych nadających barwę wodzie oraz nadmiaru soli (wapnia, magnezu, żelaza, manganu, fluoru itp.). cuchnące gazy, substancje toksyczne i radioaktywne.
Aplikacja różne metody poprawa jakości wody pozwala na jej maksymalne wykorzystanie zasoby wodne obszarach i zapewnić ludności wodę dobrej jakości.
Do najczęściej stosowanych metod poprawy jakości wody w wodociągach zalicza się: klarowanie – eliminowanie zmętnienia wody, wybielanie – eliminowanie zabarwienia wody, dezynfekcja – uwalnianie wody od patogennych drobnoustrojów i wirusów.
Rozjaśnianie i odbarwianie wody
Klarowanie i częściowe odbarwienie wody następuje w wyniku długotrwałej sedymentacji. Osiadanie polega na tym, że w wodzie stojącej lub wolno płynącej substancje zawieszone, które mają większą gęstość od wody, wypadają i osiadają na dnie. Sedymentacja odbywa się zarówno w samych źródłach zaopatrzenia w wodę, jak i w zbiornikach. Jednak naturalna sedymentacja postępuje powoli, a skuteczność odbarwiania jest niska. Dlatego obecnie często w celu klarowania i odbarwiania wody stosuje się obróbkę chemiczną koagulantami, która przyspiesza sedymentację cząstek zawieszonych.
Proces klarowania i odbarwiania wody zwykle kończy się przefiltrowaniem wody przez warstwę materiału ziarnistego, takiego jak piasek lub kruszony antracyt. Stosowane są dwa rodzaje filtracji – powolna i szybka.
Naturalne osadzanie i powolna filtracja wody.
Naturalne osadzanie się wody odbywa się w osadnikach poziomych, czyli zbiornikach głębokich na kilka metrów, przez które woda przepływa w sposób ciągły z bardzo małą prędkością. Woda pozostaje w studzience przez 4-8 godzin. W tym czasie osiadają przeważnie gruboziarniste zawiesiny.
Po osadzeniu woda do ostatecznego klarowania przepuszczana jest przez filtr wolno działający (Rys. 6).
Rysunek 6. Schemat filtra piaskowego: a - warstwa wody; b - piasek; g - drenaż. Jest to zbiornik ceglany lub betonowy, na dnie którego znajduje się drenaż wykonany z płyt żelbetowych lub rur drenażowych z otworami. Poprzez drenaż przefiltrowana woda jest usuwana z filtra. Na wierzch drenażu ładowana jest warstwa nośna o grubości 0,7 m, składająca się z tłucznia, otoczaków i żwiru o stopniowo zmniejszającej się wielkości, co zapobiega przedostawaniu się zalegającego piasku do otworów drenażowych. Na warstwę nośną nakłada się warstwę filtracyjną o grubości 1 m i średnicy ziaren od 0,25 do 0,5 mm. Gdy filtr jest obciążony, oczyszczona woda przepływa przez niego powoli, z prędkością 0,1-0,3 m/h. Filtry wolno działające dobrze oczyszczają wodę dopiero po „dojrzewaniu”. Proces „dojrzewania” przebiega następująco. W efekcie za
utrzymując zawieszone w wodzie zanieczyszczenia w górnej warstwie piasku, wielkość porów zmniejsza się tak bardzo, że zaczynają tu zalegać nawet najmniejsze cząsteczki, larwy i jaja robaków oraz aż 99% bakterii.
Jednocześnie w „dojrzałej” wierzchniej warstwie piasku, zwanej filmem biologicznym, zachodzi szereg procesów biologicznych: mineralizacja substancji organicznych i śmierć zatrzymanych bakterii. Raz na 30-60 dni usuwa się wierzchnią warstwę zanieczyszczonego piasku.
Filtry wolno działające znajdują zastosowanie w małych instalacjach wodociągowych np. przy zaopatrzeniu w wodę wsi i PGR-ów, gdzie liczy się niezawodność działania przy stosunkowo prostej obsłudze.
Koagulacja, sedymentacja i szybka filtracja wody.
Chęć przyspieszenia sedymentacji cząstek zawieszonych, wyeliminowania zabarwienia wody i przyspieszenia procesu filtracji doprowadziła do stosowania koagulacji w praktyce oczyszczania wody. W tym celu do wody dodaje się substancje zwane koagulantami: Al2(SO4)3, FeCl3, FeSO4 itp. W reakcji z rozpuszczonymi w wodzie elektrolitami koagulanty tworzą wodorotlenki, które wytrącają się tworząc szybko osadzające się płatki. Z ogromną powierzchnią aktywną i pozytywem ładunek elektryczny wodorotlenki absorbują nawet najmniejszą ujemnie naładowaną zawiesinę drobnoustrojów i koloidalnych substancji humusowych, które wraz z osadnikami są przenoszone na dno osadnika. Po osadzeniu się płatków w osadniku i przejściu wody przez filtr, gdzie zatrzymują się ich pozostałości, otrzymuje się klarowny i bezbarwny filtrat. Zastosowanie koagulacji pozwala na odbarwienie wody, skrócenie czasu osiadania wody do 2-3 godzin oraz zastosowanie szybko działających filtrów.
Jako koagulant najczęściej stosuje się siarczan glinu. W wodzie reaguje z solami wodorowęglanu wapnia, tworząc wodorotlenek glinu, który jest słabo rozpuszczalny w wodzie i wytrąca się w postaci płatków. Koagulant stosuje się w dawkach od 30 do 200 mg na 1 litr wody. Dawka koagulanta potrzebna do zabiegu uzależniona jest od barwy, zmętnienia, pH wody i wielu innych warunków, dlatego dobierana jest doświadczalnie. W ostatnich latach zaczęto stosować substancje wielkocząsteczkowe – flokulanty, które w niewielkich dawkach ułatwiają i przyspieszają krzepnięcie. Przykładowo poliakryloamid (PAA) w dawce 0,5-2 mg na 1 litr wody znacznie przyspiesza koagulację i oszczędza koagulant. Jako flokulant stosuje się także aktywowany kwas krzemowy.
Technologia koagulacji i dalszego uzdatniania wody jest następująca. Do mieszalnika za pomocą specjalnego urządzenia dozującego wprowadza się 5% roztwór koagulanta w wymaganej ilości, gdzie szybko miesza się go z wodą. Stąd woda wpływa do komory reakcyjnej, gdzie jest podgrzewana przez 10-20 minut. Proces tworzenia się kłaczków zostaje zakończony, a następnie trafia do osadnika, gdzie osiadają płatki. Wymiary osadnika obliczono na całodobowe osadzanie się wody.
Po koagulacji i osadzeniu woda kierowana jest do filtrów szybkich (rys. 7), w których warstwa filtracyjna piasku o uziarnieniu od 0,5 do 1 mm wynosi 0,8 m. Szybkość filtracji wody wynosi 5-8 m/h; jest on dostosowywany automatycznie.
Rysunek 7. Schemat uzdatniania wody za pomocą filtrów szybkoobrotowych:
1 - mieszalnik wody z roztworem koagulantu; 2 - komora reakcyjna; 3 - osadnik poziomy; 4 - szybki filtr piaskowy
Wkrótce po rozpoczęciu pracy w górnej warstwie piasku tworzy się film filtracyjny, składający się z płatków koagulantu, które nie zdążyły osadzić się w osadniku i
Cząsteczki przylgnęły do nich. Poprawia to retencję zawieszonych zanieczyszczeń i drobnoustrojów. Po 8-12 godzinach pracy folia staje się gęstsza, stopień filtracji spada, praca filtra zostaje zatrzymana i folię płucze się przez 10-15 minut w celu usunięcia folii. strumień czystej wody skierowany z dołu do góry.
Po koagulacji, osiadaniu i filtrowaniu woda staje się przejrzysta, odbarwiona, wolna od jaj robaków pasożytniczych i 70-98% zawartych w niej drobnoustrojów.
W ostatnich latach do praktyki wodociągowej wprowadzono różne modyfikacje filtrów szybkich (na przykład dwuwarstwowych) oraz odstojników kontaktowych. Odstojniki kontaktowe pełnią funkcję mieszalnika, komory reakcyjnej i filtra, dzięki czemu osadnik staje się zbędny. Są skuteczne w uzdatnianiu wody o zmętnieniu nieprzekraczającym 150 mg/l.
Higieniczna ocena chemicznych i fizycznych metod dezynfekcji wody
Dezynfekcja jest jedną z najczęściej stosowanych metod poprawy jakości wody. Stosuje się go dość często przy korzystaniu z wód podziemnych, głównie podziemnych, oraz we wszystkich przypadkach korzystania z wód powierzchniowych. Dezynfekcja jest zazwyczaj ostatnim i najważniejszym procesem mającym na celu poprawę jakości wody w sieci wodociągowej.
Dezynfekcję wody można przeprowadzić metodami chemicznymi i fizycznymi bez odczynników. Metodami chemicznymi do wody dodaje się odczynniki o działaniu bakteriobójczym: chlor gazowy, różne związki zawierające tzw. aktywny chlor, ozon, sole srebra itp. Do metod fizycznych zalicza się gotowanie, naświetlanie promieniami ultrafioletowymi, działanie fal ultradźwiękowych, wysokie -prądy częstotliwości, szybkie elektrony lub promienie gamma itp. Obecnie najpowszechniejszymi metodami są: w instalacjach wodociągowych - chlorowanie, ozonowanie, naświetlanie promieniami ultrafioletowymi, a w lokalnych warunkach wodociągowych - gotowanie.
Metody chemiczne Chlorowanie wody
Rosja była jednym z pierwszych krajów, w których zaczęto stosować chlorowanie wody w wodociągach (1910). Używano go jednak jedynie w czasie wybuchów epidemii wodnych. Obecnie chlorowanie wody jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych środków zapobiegawczych, który odegrał ogromną rolę w zapobieganiu epidemiom wodnym.
Tak powszechne stosowanie chlorowania tłumaczy się niezawodnością dezynfekcji, dostępnością i korzyściami ekonomicznymi.
Metod chlorowania jest wiele, np. chlorowanie regularnymi i „poobrotowymi” dawkami chloru, chlorowanie amoniakiem, superchlorowanie, chlorowanie tabletkami chloraminy itp. Dzięki temu chlorowanie można stosować w różnych warunkach - na dużej wodzie systemu zaopatrzenia oraz do dezynfekcji wody w beczce w obozie polowym, w małym kołchozie wodociągowym i w butelce z wodą.
Zasada chlorowania polega na uzdatnianiu wody chlorem lub związkami chemicznymi zawierającymi chlor w formie aktywnej, który ma działanie utleniające i bakteriobójcze. Chemia zachodzących procesów została wyjaśniona w następujący sposób. Chlor dodany do wody ulega hydrolizie, tj. powstają kwasy solny i podchlorawy. We wszystkich hipotezach próbujących wyjaśnić mechanizm bakteriobójczego działania chloru centralne miejsce zajmuje kwas podchlorawy.
Chlor występujący w wodzie w postaci kwasu podchlorawego i jonu podchlorynowego jest uważany za wolny aktywny chlor, ponieważ badania wykazały, że chlorowanie wody o działaniu bakteriobójczym zależy głównie od stężenia kwasu podchlorawego i nieco mniejszego od jonu podchlorynowego.
Mały rozmiar cząsteczki i obojętność elektryczna pozwalają kwasowi podchlorawemu szybko przejść przez błonę komórkową bakterii i wpłynąć na enzymy komórkowe niezbędne w procesach metabolizmu i reprodukcji komórek. Zakłada się, że reakcja zachodzi z grupami SH enzymów, które są utleniane przez kwas podchlorawy i jon podchlorynowy. Mikroskopia elektronowa bakterii E. coli wystawionych na działanie chloru ujawniła uszkodzenie błony komórkowej, zaburzenie jej przepuszczalności i zmniejszenie objętości komórki.
Niezawodny efekt dezynfekcyjny podczas chlorowania osiąga się po 30-60 minutach. Po dezynfekcji w wodzie pozostaje 0,3-0,5 mg/l wolnego chloru lub 0,8-1,2 mg/l związanego chloru, co wskazuje na wystarczającą ilość środka dezynfekcyjnego wprowadzonego do wody. Podczas kontroli sanitarnej wody w wodociągach co godzinę określa się w niej resztkową zawartość chloru. Przynajmniej raz dziennie pobierana jest próbka wody do badań bakteriologicznych.
W dużych systemach zaopatrzenia w wodę chlor gazowy służy do chlorowania wody. Chlor występuje w postaci płynnej w stalowych butlach lub zbiornikach. Na stacjach wodociągowych do butli podłączane są specjalne urządzenia - chloratory, które dozują dopływ chloru do dezynfekowanej wody (ryc. 8).
W małych instalacjach wodociągowych, a także gdy zachodzi potrzeba dezynfekcji małych ilości wody w beczkach lub innych pojemnikach, zamiast chloru stosuje się wybielacz. Działanie bakteriobójcze wybielaczy wynika z obecności grupy (OCl), która w środowisku wodnym tworzy kwas podchlorawy. Wapno bielone zawiera do 36% aktywnego chloru. Rozkłada się podczas przechowywania. Światło, wilgotność i ciepło przyspieszają utratę aktywnego chloru. Dlatego wybielacz przechowuje się w beczkach w ciemnym, chłodnym, suchym, dobrze wentylowanym pomieszczeniu, a przed użyciem sprawdza się jego działanie w laboratorium sanitarnym.
Rysunek 8. Chlorator służący do ciągłego dozowania chloru gazowego do wody przeznaczonej do dezynfekcji.
Oprócz chloru i wybielacza do dezynfekcji wody można stosować dwie trzecie soli podchlorynu wapnia (DTHC), dwutlenku chloru (ClO2), podchlorynu wapnia Ca(OC1)2 i różnych chloramin. Organiczne chloraminy to pochodne NH3, w których jeden atom wodoru zastąpiono rodnikiem organicznym, a jeden lub oba pozostałe zastąpiono chlorem. Do chloramin nieorganicznych zalicza się związki powstałe w wyniku oddziaływania chloru z amoniakiem lub solami amonowymi. Chloraminy mają właściwości utleniające i bakteriobójcze, ale słabsze niż chlor, wybielacz czy DTSGC.
Chlorowanie konwencjonalne (w zależności od zapotrzebowania na chlor).
Przy tej metodzie chlorowania ogromne znaczenie ma właściwy dobór dawki aktywnego chloru niezbędnej do niezawodnej dezynfekcji wody.
Podczas dezynfekcji wody tylko 1-2% aktywnego chloru zużywa się na bezpośrednie działanie bakteriobójcze. Pozostała część chloru wchodzi w interakcję z łatwo utlenionymi związkami mineralnymi i organicznymi występującymi w wodzie i jest absorbowana przez zawiesinę. Wszystkie te formy wiązania chloru łączą się w koncepcji absorpcji chloru przez wodę.
Ponieważ wody naturalne mają różny skład, różna jest ich zdolność absorpcji chloru. Jeśli wprowadzimy do wody chlor w ilości większej niż zdolność wchłaniania chloru, o 0,5 mg/l, to woda stanie się niezdatna do picia, nadając jej smak i zapach chloru. Dlatego przy dezynfekcji należy do wody dodawać taką ilość preparatu zawierającego chlor, aby po uzdatnieniu woda zawierała 0,3-0,5 mg/l tzw. pozostałości wolnego chloru lub 0,6-1 mg pozostałości chloraminy, która nie pogarszając właściwości smak wody i nieszkodliwość dla zdrowia, wskazuje na niezawodność dezynfekcji, ponieważ występuje nadmiar chloru. Ilość aktywnego chloru w miligramach wymagana do dezynfekcji 1 litra wody nazywa się zapotrzebowaniem na chlor.
Zapotrzebowanie na chlor w wodzie określa się poprzez eksperymentalne chlorowanie określonych objętości wody przeznaczonej do dezynfekcji różnymi dawkami chloru lub wybielacza. Przy doborze dawki chloru w warunki terenowe Tabela 1 może służyć jako wskazówka.
Tabela 1. Przybliżone zapotrzebowanie chloru na wodę różnego pochodzenia (z Instrukcji dezynfekcji wody bytowej i pitnej chlorem dla scentralizowanych i lokalnych ujęć wody)
Woda Wymagana do dezynfekcji, mg/l Wymagana ilość 1% roztworu wybielacza, ml na 1 litr wody z aktywnym chlorem 25% wybielacza Międzywarstwa (artezyjska); woda klarowna i odbarwiona duże rzeki i jeziora Kolodeznaya są przezroczyste i bezbarwne; klarowna i przebarwiona woda z małych rzek Woda z dużych rzek i jezior Mętna i zabarwiona woda ze studni i stawów 1-1,5 1,5-2 2-3 3-5 4-6 6-8 8-12 12-20 0,4 -0,6 0,6- 0,8 0,8-1,2 1,2-2,0
Oprócz prawidłowego doboru dawki chloru, warunkiem koniecznym skutecznej dezynfekcji jest dobre wymieszanie i wystarczający kontakt chloru z wodą. Kontakt wody z chlorem powinien trwać co najmniej 30 minut latem i co najmniej 1 godzinę zimą.
Obecność w wodzie cząstek zawieszonych, humusowych i innych związków organicznych zmniejsza działanie chloru. Dlatego w celu niezawodnej dezynfekcji zaleca się wstępne klarowanie i odbarwianie mętnych i zabarwionych wód.
W przypadkach, gdy konieczne jest chlorowanie wody w beczce lub innym pojemniku, określ objętość tego ostatniego i oblicz ilość wybielacza potrzebną do dezynfekcji. Po odważeniu wymaganej ilości, wlać ją do butelki lub innego pojemnika, dodać taką ilość wody, aby uzyskać roztwór około 1-2°/około, dokładnie wymieszać wybielacz z wodą, poczekać, aż ostygnie i dodać klarowny roztwór do wody przeznaczonej do dezynfekcji. Dokładnie wymieszaj wodę z roztworem wybielacza wapiennego i pozostaw na 30-60 minut. Następnie, po ustaleniu obecności resztkowego chloru i cech organoleptycznych wody, pozwalają na jej użycie.
Dzięki opisanej metodzie chlorowania w zależności od zapotrzebowania na chlor, woda jest niezawodnie dezynfekowana z bakterii chorobotwórczych, które tworzą wyłącznie formy wegetatywne (na przykład patogeny ostrych infekcji jelitowych, tularemii, leptospirozy) i wirusów. Tą metodą nie można dezynfekować wody zawierającej cysty ameby czerwonki, formy zarodników wąglika i jaja robaków. Oprócz konwencjonalnego chlorowania, w zależności od zapotrzebowania na chlor, stosuje się inne modyfikacje chlorowania: chlorowanie podwójne, chlorowanie amoniakiem, ponowne chlorowanie itp.
Podwójne chlorowanie.
W wielu wodociągach rzecznych chlor dostarczany jest do wody po raz pierwszy przed osadnikami, a drugi raz, jak zwykle, po filtrach. Wprowadzenie chloru wcześniej
osadniki poprawiają koagulację i odbarwianie wody, hamują rozwój mikroflory w oczyszczalniach ścieków, zwiększają niezawodność dezynfekcji, ale zwiększają możliwość tworzenia się związków chloroorganicznych.
Chlorowanie z wstępnym amonizowaniem.
Dzięki tej metodzie chlorowania do wody przeznaczonej do dezynfekcji wprowadza się roztwór amoniaku i po 0,5-2 minutach. - chlor W tym przypadku w wodzie tworzą się chloraminy, które mają działanie bakteriobójcze. Skuteczność chlorowania amoniakiem zależy od stosunku NH3:Cl, a dawki tych odczynników stosuje się w proporcjach 1:3, 1:4, 1:6, 1:8. Dla każdego źródła wody należy wybrać najbardziej efektywny stosunek.
Metodę wstępnego amonizowania stosuje się w celu zapobiegania nieprzyjemnym zapachom powstającym czasami podczas chlorowania wody zawierającej fenole lub substancje fenolopodobne. Powstałe chlorofenole, nawet w znikomych stężeniach, nadają wodzie farmaceutyczny smak i zapach. Chloraminy, posiadające słabszy potencjał utleniający, nie tworzą z fenolami chlorofenoli.
Szybkość dezynfekcji wody chloraminami mniejsza prędkość dezynfekcja chlorem, dlatego czas dezynfekcji wody podczas chlorowania z wstępnym amonizacją powinien wynosić co najmniej 2 godziny.
Chlorowanie.
Metodą tą do wody dodaje się duże dawki chloru, np. 10-20 mg/l, dzięki czemu już po 15 minutach ekspozycji uzyskuje się niezawodne działanie bakteriobójcze. Po ponownym chlorowaniu przez 30-60 minut nawet błotnista woda jest dość niezawodnie dezynfekowana. Narażenie na duże dawki chloru zabija takie patogeny odporne na chlor, jak riketsja Burneta, cysty ameby czerwonki, bakterie i wirusy gruźlicy. Jednak nawet przy takich dawkach chloru nie da się osiągnąć niezawodnej dezynfekcji wody z zarodników wąglika i jaj robaków pasożytniczych. Po dezynfekcji poprzez ponowne chlorowanie w wodzie pozostaje duży nadmiar chloru. Proces uwalniania z niego wody nazywa się odchlorowaniem. Wodę odchlorowuje się poprzez przefiltrowanie przez warstwę węgla aktywnego lub dodanie do niej podsiarczynu sodu w ilości 3,5 mg na 1 mg chloru resztkowego. Dochlorowanie wody stosowane jest głównie w wyprawach i warunkach wojskowych.
Ozonowanie wody.
Ozon zawarty w wodzie rozkłada się tworząc tlen atomowy. Mechanizm rozkładu ozonu w wodzie jest złożony z występowaniem szeregu reakcji pośrednich z powstawaniem wolnych rodników, które mają także właściwości utleniające. Silniejsze działanie utleniające i bakteriobójcze ozonu niż chloru tłumaczy się tym, że jego potencjał oksydacyjny jest większy niż potencjał oksydacyjny chloru. Z higienicznego punktu widzenia ozonowanie jest jedną z najlepszych metod dezynfekcji wody. Dzięki ozonowaniu woda jest niezawodnie dezynfekowana, zanieczyszczenia organiczne ulegają zniszczeniu, a jej właściwości organoleptyczne nie tylko nie ulegają pogorszeniu, jak w przypadku chlorowania i gotowania, ale wręcz się poprawiają: zmniejsza się kolor wody, eliminowane są obce smaki i zapachy. Woda nabiera przyjemnego niebieskawego zabarwienia, a ludność utożsamia ją z wodą źródlaną. Nadmiar ozonu szybko rozkłada się, tworząc tlen.
Dawka ozonu wymagana do dezynfekcji większości wód wynosi od 0,5 do 6 mg/l; W celu odbarwienia i poprawy właściwości organoleptycznych wody mogą być potrzebne duże dawki. Czas trwania dezynfekcji wody ozonem wynosi 3-5 minut.
Pozostałość ozonu (za komorą mieszania) powinna wynosić 0,1-0,3 mg/l.
Metody fizyczne
Naświetlanie wody promieniami ultrafioletowymi.
Pod koniec ubiegłego wieku A.N. Maklakov odkrył, że krótkie promienie ultrafioletowe mają działanie bakteriobójcze. Najskuteczniejsze okazały się promienie o długości fali 250-260 nm, przenikające nawet przez 25-centymetrową warstwę przezroczystej i bezbarwnej wody (ryc. 9).
Źródłem promieniowania są niskoprężne lampy argonowo-rtęciowe (BUV) i rtęciowo-kwarcowe (PRK i RKS).
Do dezynfekcji wody służą specjalne instalacje (ciśnieniowe i bezciśnieniowe). Do dezynfekcji dużej ilości wody wykorzystuje się wysokowydajną instalację OV-AKH-1 wykorzystującą lampy bakteriobójcze PRK.
Rycina 9. Instalacja Akademii Gospodarki Komunalnej do dezynfekcji wody promieniami ultrafioletowymi (woda jest naświetlana sekwencyjnie promieniami ultrafioletowymi w kilku sekcjach)
Niskociśnieniowe lampy argonowo-rtęciowe są stosowane w małych systemach zaopatrzenia w wodę. (BUV-15, BUV-30, BUV-ZOP). Dezynfekcja wody następuje szybko, w ciągu 1-2 minut. Dezynfekcja wody promieniami UV zabija nie tylko wegetatywne formy drobnoustrojów, ale także formy zarodników, a także wirusy, jaja robaków odpornych na chlor. Stosowanie lamp bakteriobójczych nie zawsze jest możliwe, ponieważ na efekt dezynfekcji wody promieniami UV wpływa zmętnienie, kolor wody i zawartość w niej soli żelaza. Dlatego przed dezynfekcją wody w ten sposób należy ją dokładnie oczyścić.
Zatem niezbędnym warunkiem niezawodnej dezynfekcji wody promieniami ultrafioletowymi jest jej wstępne klarowanie i wybielanie.
Naświetlanie promieniami ultrafioletowymi ma wiele zalet w porównaniu z chlorowaniem. Promienie bakteriobójcze nie powodują denaturacji wody i nie zmieniają jej właściwości organoleptycznych, a także mają szersze spektrum działania abiotycznego. Ich destrukcyjny wpływ rozciąga się na zarodniki, wirusy i jaja robaków pasożytniczych, które są odporne na chlor.
Gotująca się woda.
Gotowanie jest najprostszą i jednocześnie najbardziej niezawodną metodą dezynfekcji wody. Wegetatywne formy mikroorganizmów chorobotwórczych giną po 20-40 sekundach ogrzewania w temperaturze 800 stopni, dlatego w momencie zagotowania woda jest już praktycznie zdezynfekowana, a przy gotowaniu przez 3-5 minut jest pełna gwarancja jego bezpieczeństwo nawet przy silnym zanieczyszczeniu substancjami zawieszonymi i drobnoustrojami.
Gotowanie przez 30 minut zabija zdecydowaną większość form zarodnikowych drobnoustrojów, tj. osiągnięto sterylizację wody. Chociaż chlorowanie jest nieskuteczne w walce z zarodnikami wąglika, jajami i larwami robaków, gotowanie je zabija. Toksyna botulinowa ulega zniszczeniu w wyniku gotowania przez 30 minut.
Do czynników utrudniających i ograniczających możliwość powszechnego stosowania wrzenia jako metody dezynfekcji wody zalicza się: brak możliwości stosowania wrzenia do dezynfekcji dużych ilości wody w instalacjach wodociągowych, pogorszenie smaku wody na skutek ulatniania się gazów, konieczność do chłodzenia wody i szybkiego rozwoju mikroorganizmów w przegotowanej wodzie w przypadku wtórnego zanieczyszczenia.
Podczas korzystania z wody, która nie została poddana scentralizowanej dezynfekcji, gotowanie jest często stosowane w życiu codziennym, w szpitalach, szkołach, placówkach opieki nad dziećmi, w przemyśle, stacja kolejowa itp. W tym celu powszechnie stosuje się kotły ciągłe o wydajności od 100 do 1000 l/h. Działanie tego ostatniego polega na przeniesieniu wrzącej wody z kotła do zbiornika, który służy do jego demontażu.
W przypadku wykorzystania przegotowanej wody do zaopatrzenia w wodę pitną należy szczególnie dokładnie umyć zbiorniki z przegotowaną wodą przed ich napełnieniem, a także codzienną wymianę wody, biorąc pod uwagę szybki rozwój mikroorganizmów w przegotowanej wodzie.
Specjalne metody poprawy jakości wody
Tradycyjna technologia oczyszczania wody do oczyszczania wody, przeznaczona do klarowania, odbarwiania i dezynfekcji, ma jedynie ograniczone działanie barierowe w stosunku do wielu substancji chemicznych, które w przeciwnym razie zasady sanitarne przedsiębiorstwa przemysłowe i inne obiekty mogą zanieczyszczać zbiorniki wodne, szczególnie na obszarach o dużej gęstości zaludnienia i rozwiniętym przemyśle. Zwiększenie barierowości obiektów wodociągowych przed niektórymi zanieczyszczeniami (olej, DDT itp.) osiąga się poprzez zastosowanie zwiększonych dawek koagulantów i flokulantów, wydłużenie czasu osadzania, zmniejszenie szybkości filtracji oraz zastosowanie podwójnego chlorowania lub ponownego chlorowania. Jeśli to nie wystarczy, wówczas w zależności od składu i stężenia zanieczyszczeń można zastosować silne utleniacze (ozon, nadmanganian potasu), sorbenty (węgiel aktywny w postaci granulowanej lub sproszkowanej), materiały jonowymienne, a często kombinację kilku metody są stosowane.
Dezodoryzacja - usuwanie smaków i zapachów z wody - polega na napowietrzeniu wody, uzdatnieniu jej środkami utleniającymi (ozonowanie, dwutlenek chloru, duże dawki chloru, nadmanganian potasu), przefiltrowaniu przez warstwę węgla aktywnego, który adsorbuje cuchnący zapach. substancji oraz zwęglenie, tj. poprzez wprowadzenie sproszkowanego węgla aktywnego do wody, aż opadnie. Wybór metody dezodoryzacji zależy od pochodzenia smaków i zapachów.
Odżelazianie odbywa się poprzez rozpylanie wody w celu napowietrzenia w specjalnych urządzeniach – wieżach chłodniczych. W tym przypadku żelazo dwuwartościowe utlenia się do hydratu tlenku żelaza, który osadza się w osadniku lub zatrzymuje się na filtrze.
Zmiękczający. Starą metodą zmiękczania wody jest metoda sodowo-wapniowa, w której wapń i magnez wytrącają się w studzience w postaci nierozpuszczalnych soli.
Bardziej nowoczesne jest filtrowanie zmiękczonej wody przez filtry wypełnione wymiennikami jonowymi. Jonity to stałe, nierozpuszczalne, ziarniste materiały przypominające piasek, które mają właściwość wymiany zawartych w nich jonów na jony soli rozpuszczone w wodzie. Wymieniacze jonowe wymieniające kationy (H+, Na+) nazywane są wymieniaczami kationowymi, a wymieniające aniony (OH-) nazywane są wymieniaczami anionowymi. Wymieniacze jonowe mogą być pochodzenia naturalnego lub sztucznego (węgiel traktowany kwasem siarkowym, syntetyczne żywice jonowymienne). Filtrując wodę przez żywicę kationową można usunąć z niej kationy, filtrując ją przez żywicę anionową można usunąć aniony.
Podczas filtrowania wody właściwości jonowymienne wymieniaczy jonowych stopniowo maleją. Po wyczerpaniu się właściwości wymiennych wymieniacze jonowe można regenerować (odnawiać). Regeneracja kationitów odbywa się poprzez przemywanie rozcieńczonym roztworem kwasu lub mocnym roztworem chlorku sodu, wymieniacze anionowe poprzez przemywanie roztworem alkalicznym.
W celu zmiękczenia wody wodę filtruje się przez warstwę naturalnych (piasek glaukonitowy) lub sztucznych kationitów o grubości 2-4 m. W tym przypadku jony Ca2+ i Mg2+ wody wymieniane są na jony Na+ lub jony H+ kationitu.
Odsolenie.
Sekwencyjne filtrowanie wody najpierw przez wymieniacz kationowy, a następnie przez wymieniacz anionowy pozwala na uwolnienie wody od wszelkich rozpuszczonych w niej soli i dlatego wykorzystuje się ją do celów odsalania (Rys. 10).
Jonitowe instalacje do odsalania wody mogą mieć charakter stacjonarny lub mobilny (wyprawy, obozy polowe, wojska).
Rysunek 10. Schemat instalacji odsalania jonowymiennego:
1 - filtr kationowymienny; 2 - filtr anionowy;
3 - odgazowywacz; 4 - zbiornik na wodę odsoloną;
5 - pompa; 6 - zbiornik na roztwór regeneracyjny kwasu; 7 - to samo dla roztworu alkalicznego Do odsalania wody w wodociągach i statkach morskich stosuje się metodę termiczną polegającą na odparowaniu wody, a następnie kondensacji par. Pożądane jest, aby zawartość soli mineralnych w wodzie odsolonej wynosiła co najmniej 100-200 mg/l. Dlatego w razie potrzeby dodaje się do niego trochę nieodsolonej wody. Oprócz opisanych metod, do odsalania wody stosuje się także elektrodializę z wykorzystaniem membran selektywnych, zamrażanie i inne metody.
Dezaktywacja.
Podczas koagulacji, osadzania i filtrowania wody w wodociągach zawartość substancji radioaktywnych zmniejsza się jedynie o 70-80%. W celu głębszego odkażania woda jest filtrowana przez żywice kationowe i anionowymienne.
Defluoryzacja wody.
Jeżeli zachodzi potrzeba oczyszczenia wody z nadmiaru fluoru, filtruje się ją przez żywice anionowymienne. Częściej niż żywice syntetyczne aktywowany tlenek glinu jest z dużym powodzeniem stosowany jako materiał jonowymienny. Czasami możliwe jest zmniejszenie zawartości fluoru w wodzie do optymalnych wartości poprzez rozcieńczenie jej wodą z innego źródła zawierającą śladowe ilości fluoru.
Fluoryzacja wody.
W ostatnich latach dużą uwagę badacze poświęcają fluoryzacji wody, czyli sztucznemu dodawaniu do niej związków fluoru w celu ograniczenia występowania próchnicy. Próchnica zębów jest jedną z najczęstszych chorób człowieka. Próchnica zębów prowadzi nie tylko do utraty zębów, ale także do innych chorób jamy ustnej i kości (na przykład zapalenia kości i szpiku kości szczęki), przewlekłej sepsy i reumatyzmu, różnych chorób przewodu żołądkowo-jelitowego z powodu pogorszenia przeżuwania pokarmu i wolniejszego wydalania z żołądka. Pomimo działań podejmowanych przez dentystów w różnych krajach w celu zwalczania próchnicy, częstość występowania próchnicy wykazuje niemal powszechną tendencję wzrostową. Obecnie liczba pacjentów stomatologicznych zgłaszających się do poradni zajmuje drugie miejsce po wizytach u terapeutów.
Picie wody fluorowanej zmniejsza częstość występowania próchnicy o 50-75%, czyli 2-4 razy. Przeciwpróchnicowe działanie fluoru jest najbardziej widoczne, gdy osoba pije fluoryzowaną wodę
wczesne dzieciństwo. Kompleksowa profilaktyka poprzez fluoryzację wody, racjonalizację żywienia i higienę jamy ustnej może zmniejszyć częstość występowania próchnicy o 80-90%. WHO uważa fluoryzację wody za jedno z największych osiągnięć medycyny prewencyjnej naszych czasów.
Fluorowanie przeprowadza się poprzez dodanie roztworu związku zawierającego fluor (fluorek lub fluorokrzemian sodu, kwas fluorokrzemowy itp.) do oczyszczonej wody w takiej ilości, aby stężenie jonów fluorkowych w wodzie było optymalne dla danych warunków klimatycznych.
Strefy ochrony sanitarnej źródeł zaopatrzenia w wodę
Aby zachować jakość źródła wody wykorzystywanego do scentralizowanego zaopatrzenia w wodę, na mocy prawa organizowane są strefy ochrony sanitarnej, na terytorium których przestrzegany jest specjalny reżim sanitarny, aby zapobiec zanieczyszczeniu zbiornika.
Utworzenie stref sanitarnych poprzedzone jest badaniami higienicznymi, sanitarno-chemicznymi, bakteriologicznymi, hydrologicznymi i innymi, mającymi na celu identyfikację czynników wpływających na kształtowanie jakości wody źródłowej. Wyniki badań służą opracowaniu kompleksowych środków ochrony sanitarnej źródeł wody przed zanieczyszczeniami. Dla wodociągów eksploatowanych na otwartych źródłach wody wyznaczono 3 strefy ochrony sanitarnej.
Pierwsza strefa ochrony sanitarnej (strefa ścisłej ochrony) obejmuje bezpośrednio obiekty ujęcia wody i wodociągi oraz teren wokół nich. Pierwsza strefa obejmuje obszar (obszar wodny) zbiornika powyżej i poniżej ujęcia wody. Na terenie pierwszej strefy obowiązuje szczególnie rygorystyczny reżim sanitarno-epidemiologiczny. Strefa jest stale strzeżona, a jej teren utrzymywany w czystości. Dostęp osób nieupoważnionych jest zabroniony.
Druga strefa ochrony sanitarnej (strefa ograniczenia) obejmuje całość lub część zlewni. W drugiej strefie zabrania się budowy obiektów mogących zanieczyszczać zbiornik, a powstające tam ścieki i zanieczyszczone spływy powierzchniowe kierowane są do oczyszczenia poza zlewnią. Poza drugą strefą ochrony sanitarnej prowadzone są także działania mające na celu oczyszczanie ścieków wprowadzanych do źródła wody oraz prowadzony jest ścisły nadzór sanitarny.
Trzecia strefa ochrony sanitarnej (strefa obserwacji) wydzielona została ze względu na konieczność stałego monitorowania sytuacji epidemicznej. Obecnie prowadzone są skuteczne prace przeciwepidemiczne. Dlatego trzeci pas praktycznie stracił na znaczeniu.
Przy eksploatacji podziemnych źródeł wód wyznaczane są dwie strefy ochrony sanitarnej. Wokół studni znajduje się pierwszy pas (strefa ścisłej ochrony) o promieniu 30-50 m. Teren tego pasa jest zagospodarowany i ogrodzony. Wyklucza się wszelkie źródła zanieczyszczenia gleby. Wokół strefy ścisłego reżimu instalowany jest drugi pas (strefa ograniczeń). Rozmiar tego pasa określa się na podstawie obliczeń i zależy od rodzaju i grubości warstwy wodonośnej, warunków hydrologicznych i innych.
1 Pytanie: Rodzaje źródeł zaopatrzenia w wodę i ich właściwości sanitarno-higieniczne.
Do zaopatrzenia ludności w wodę wykorzystywane są głównie wody podziemne i zbiorniki otwarte.
Wody gruntowe powstają głównie w wyniku filtracji opadów atmosferycznych przez glebę. Niewielka ich część powstaje w wyniku filtracji wód ze zbiorników otwartych (rzeki, jeziora, zbiorniki itp.) przez koryto rzeki.
Akumulacja i ruch wód gruntowych zależą od budowy skał, które w stosunku do wody dzielą się na wodoodporne (wodoszczelne) i przepuszczalne.
Wodoodporne skały Czy:
u granit,
wapień;
do przepuszczalnego dla wody odnieść się:
ü żwir,
ü kamyk,
ü spękane skały.
Woda wypełnia pory i pęknięcia tych skał. Wody podziemne ze względu na warunki ich występowania dzielimy na:
Ø gleba,
Ø ziemia,
Ø międzywarstwa
Wody w glebie(woda powierzchniowa lub osadzona) leżą najbliżej powierzchni ziemi w pierwszym poziomie wodonośnym, nie posiadają ochrony w postaci warstwy nieprzepuszczalnej, dlatego ich skład ulega gwałtownym zmianom w zależności od warunków hydrometeorologicznych. Większość wody glebowej gromadzi się wiosną, latem wysycha, zamarza w zimie i łatwo ulega zanieczyszczeniu, ponieważ znajduje się w strefie infiltracji wód atmosferycznych, dlatego nie należy wykorzystywać wód glebowych do zaopatrzenia w wodę. Stan wód gruntowych może wpływać na jakość wód gruntowych znajdujących się poniżej wód gruntowych.
Wody gruntowe zlokalizowane są w kolejnych poziomach wodonośnych; gromadzą się na pierwszej warstwie wodoodpornej, nie mają na wierzchu warstwy wodoodpornej i dlatego następuje wymiana wody pomiędzy nimi a wodami gruntowymi. Powstają w wyniku infiltracji opadów atmosferycznych, a poziom wody podlega dużym wahaniom w różnych latach i porach roku. Wody gruntowe mają mniej więcej stały skład i najwyższa jakość niż powierzchowne. Przefiltrowując przez dość znaczną warstwę gleby, stają się bezbarwne, przezroczyste, wolne od mikroorganizmów. Głębokość ich występowania na różnych obszarach waha się od 2 m do kilkudziesięciu metrów. Wody gruntowe są najczęstszym źródłem zaopatrzenia w wodę na obszarach wiejskich.
Wodę pobiera się za pomocą studni (szybowych, rurowych itp.). Niektóre z nich są czasami używane do małych rur wodociągowych.
Wody międzyformacyjne to wody podziemne zamknięte pomiędzy dwiema nieprzepuszczalnymi skałami (głębokość od 25 metrów do kilkuset metrów) odizolowane od opadów atmosferycznych i wód gruntowych, dzięki czemu są wolne od bakterii i nadają się do picia na surowo. W zależności od warunków występowania wód międzystratalnych mogą być to wody ciśnieniowe i ciśnieniowe
bezciśnieniowy.
Nazywane są ciśnieniowymi wodami międzystratalnymi artezyjski - przy wyborze źródła wody są one wybierane w pierwszej kolejności. Wody te wydobywane są otworami wiertniczymi. # głębokość studni 70 metrów we wsi Nowaja Słoboda (powiat Arzamas) „Srebrny Klucz”.
Otwarte wody (wody lądowe) dzielimy na naturalne (rzeki, jeziora) i sztuczne (zbiorniki, kanały). Do ich powstawania dochodzi głównie na skutek spływu powierzchniowego, wód atmosferycznych, roztopowych i opadowych, a w mniejszym stopniu na skutek zasilania wodami gruntowymi. Niektóre zbiorniki mogą mieć mieszane odżywianie.
Często zakwitają na skutek rozwoju glonów, które pogarszają właściwości organoleptyczne wody. Wody te nie są bezpieczne epidemiologicznie i wymagają dokładnych badań. Jeżeli konieczne jest wykorzystanie otwartego zbiornika do centralnego zaopatrzenia w wodę, preferowane są te, dla których możliwe jest zorganizowanie strefy ochrony sanitarnej i przestrzeganie odpowiedniego reżimu w jej strefie.
2 Pytanie: Samooczyszczanie zbiorników otwartych.
O przyczynach zanieczyszczenia wody na skutek działalności człowieka wspominaliśmy już wcześniej – tzw zanieczyszczenia antropogeniczne . Oprócz tego istnieją naturalne zanieczyszczenia : wymieranie roślin podwodnych, zakwity glonów, deszcz spływający z brzegu, śmierć ryb. Pomimo niemal ciągłego przepływu różnych zanieczyszczeń, w większości zbiorników wodnych nie obserwuje się pogorszenia jakości wody, ponieważ W zbiornikach otwartych następuje samooczyszczanie: ścieki są rozcieńczane, zawieszone cząstki osiadają na dnie, a substancje organiczne są mineralizowane przez mikroorganizmy. Szybkość samooczyszczania wody zależy od stopnia zanieczyszczenia wody, pory roku, obecności źródeł i czystych strumieni oraz wielkości zbiornika; im większy zbiornik, tym większa zdolność do samooczyszczania . Jeśli otwartych zbiorników jest kilka, wybierz większy i mocniejszy zbiornik, bo... Woda w nim jest lepiej oczyszczona. Pamiętaj, aby zagotować wodę ze stawu.
3 Pytanie: Charakterystyka systemu zaopatrzenia w wodę.
Obecnie w użyciu są 2 systemy zaopatrzenia w wodę:
scentralizowany, w którym dostarczana jest woda do budynków mieszkalnych, instytucji, przedsiębiorstw użyteczności publicznej itp.;
zdecentralizowany(lokalny), w którym konsument sam pobiera wodę ze studni i źródła.
Zanieczyszczaniu wody w studniach i kanałach (komorach magazynowania wody źródlanej) zapobiega się poprzez ich budowę zgodnie z wymogami sanitarnymi:
v lokalizacja studni powinna znajdować się wyżej w terenie i możliwie dalej od obiektów zanieczyszczających glebę. Teren wokół studni musi być utrzymywany w czystości (w promieniu 20 m od studni nie można płukać i prać ubrań, nie wolno poić zwierząt) oraz być ogrodzony w promieniu 5 metrów.
v Ściany studni muszą być wodoodporne. Wokół szczytu ścian studni budowany jest gliniany zamek (głęboki na 2 m i szeroki na 1 m), tak aby woda powierzchniowa nie przedostawała się do warstwy wodonośnej ani do studni.
v Ściany studni muszą wznosić się ponad powierzchnię gruntu o co najmniej 0,8 m.
v Wokół naziemnej części studni, na szczycie glinianego zamku, w promieniu 2 m, dodają piasek i brukują go kamieniem, cegłą, betonem ze spadkiem od studni, aby odprowadzić wody powierzchniowe i rozlane podczas wlot.
v Aby zapobiec zmętnieniu wody i ułatwić czyszczenie, na dnie studni powinna znajdować się filtracyjna warstwa żwiru o grubości 20-30 cm.
v Aby zminimalizować zanieczyszczenie wody podczas podnoszenia jej za pomocą bramy lub „dźwigu”, otwór studzienki należy szczelnie zamknąć pokrywą i używać wyłącznie publicznego wiadra. Lepiej jest użyć pompy.
v Kontenery kantońskie również muszą mieć wodoodporne ścianki, być zamykane pokrywą, a dno pokryte żwirem. Musi być rura do odprowadzania wody i zbierania jej w wiadrach. Na końcu rury powinna znajdować się brukowana taca, która będzie odprowadzała nadmiar wody do rowu.
| | | następny wykład ==> | |
Centralnym zagadnieniem tego działu higieny komunalnej jest opinia naukowo-medyczna o stopniu zagrożenia lub bezpieczeństwa wody dla zdrowia ludzi zamieszkujących obszary zaludnione, oparta na normach higienicznych dotyczących jakości wody, z uwzględnieniem długoterminowych skutków jego długotrwałego stosowania.
Wymagania higieniczne dotyczące wskaźników jakości wody zależą od przeznaczenia wody, tj. od celu, w jakim będzie ona wykorzystywana. Dlatego z praktycznego punktu widzenia wyróżnia się 7 rodzajów wody:
Typ I - woda wodociągowa dostarczana ludności przez scentralizowane zaopatrzenie w wodę pitną na potrzeby pitne i domowe;
Typ II – woda ze studni i ujęć kopalnianych, z której ludność korzysta w taki sam sposób, jak wodę typu I, ale w warunkach zdecentralizowanego lokalnego zaopatrzenia w wodę;
Typ III - woda ze źródeł podziemnych (ciśnieniowych międzywarstwowych (artezyjskich) lub bezciśnieniowych) i powierzchniowych (rzeki, jeziora słodkie, zbiorniki wodne) scentralizowanych źródeł zaopatrzenia w wodę użytkową i pitną;
typ IV - gorąca woda, dostarczane przez scentralizowane zaopatrzenie w wodę;
Typ V - woda mineralna, stosowany w leczeniu pacjentów;
Typ VI - woda technologiczna dostarczana z wodociągów technicznych w przedsiębiorstwach przemysłowych;
Typ VII - woda specjalnego przeznaczenia stosowana w przemyśle farmaceutycznym do przygotowywania leków, w przedsiębiorstwach zajmujących się syntezą mikrobiologiczną przy produkcji tekstyliów itp.
Każdy rodzaj wody musi spełniać określone wymagania higieniczne:
1. Posiadać dobre właściwości organoleptyczne, charakteryzujące się zapachem, smakiem wody, jej zmętnieniem, przezroczystością, barwą, barwą, temperaturą oraz obecnością pływających widocznych zanieczyszczeń. Higieniczne uzasadnienie tych wskaźników podano na s. 68-76. Pogorszenie właściwości organoleptycznych wody powoduje u ludzi psychologiczne podejrzenie o niebezpieczeństwie, jakie taka woda stanowi dla zdrowia.
2. Bądź nieszkodliwy pod względem składu chemicznego. Woda nie powinna zawierać niebezpiecznych ilości szkodliwych dla zdrowia substancji chemicznych, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i tych, które pojawiają się w ściekach z przedsiębiorstw przemysłowych, spływach powierzchniowych z pól uprawnych lub dodawane są w wodociągach jako odczynniki podczas uzdatniania wody. Podstawę naukową dotyczącą maksymalnych dopuszczalnych stężeń tych substancji w wodzie podano na s. 86-93. Dziś ponad 1,5 tys. najwyższych dopuszczalnych stężeń substancji chemicznych w wodzie zostało udokumentowanych i zatwierdzonych przez Ministerstwo Zdrowia.
Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody pitnej są zdeterminowane jej fizjologiczną rolą w organizmie człowieka, znaczeniem higienicznym i epidemicznym, a także rolą, jaką pełni w życiu codziennym, przemyśle i rolnictwie.
Za orzeczenie lekarskie o bezpieczeństwie lub zagrożeniu wody uważa się dokument urzędowy, poświadczony podpisem lekarza, stwierdzający odpowiedzialność prawną za bezpieczeństwo organoleptyczne, chemiczne i epidemiczne wody. Zadanie to powierzone jest lekarzowi posiadającemu certyfikat specjalisty opieki medycznej i profilaktycznej (lekarz sanitarny, higienistka).
Drugą najważniejszą kwestią w tej części jest kwestia ilości wody dostarczanej do obszaru zaludnionego. Tylko wystarczająca ilość dobrej jakości wody pitnej zapobiega występowaniu chorób i gwarantuje zachowanie zdrowia publicznego. Uzasadnienie higieniczne norm zużycia wody podano na s. 107-PO.
W tej części omówiono także inne kwestie wymagające rozwiązań przy organizacji efektywnego zaopatrzenia w wodę obszaru zaludnionego, a mianowicie metodologię wyboru źródła scentralizowanego zaopatrzenia w wodę pitną do użytku domowego, charakterystykę nowoczesne metody uzdatnianie wody, podstawowe schematy wodociągów ze ujęć wód podziemnych i powierzchniowych, organizacja lokalnego (zdecentralizowanego) zaopatrzenia w wodę, nadzór sanitarny nad zaopatrzeniem w wodę obszarów zaludnionych.