Главная страница

Лекция 4 Системы водоснабжения. Способы улучшения качества питьевой воды


Скачать 433.01 Kb.
НазваниеЛекция 4 Системы водоснабжения. Способы улучшения качества питьевой воды
Анкор4_lektsia.pptx
Дата26.09.2017
Размер433.01 Kb.
Формат файлаpptx
Имя файла4_lektsia.pptx.pptx
ТипЛекция
#19683
Каталог


Лекция № 4

Системы водоснабжения.

Способы улучшения качества питьевой воды.

Системы водоснабжения:

- централизованная;

- не (де)централизованная;

- автономная.

Централизованная система хозяйственно-питьевого водоснабжения, т.е. водопровод, представляет собой комплекс устройств и сооружений для забора, подготовки и хранения питьевой воды, её подачи к местам расходования и доступный для общего пользования гражданами и/или юридическими лицами.

Системы водоснабжения Нецентрализованная система питьевого водоснабжения общего пользования – устройства и сооружения (колодец, скважина, водоочистная установка и др.) для забора, подготовки питьевой воды без подачи её к местам расходования и открытые для общего пользования гражданами и/или юридическими лицами. В старых учебниках эта система называлась местной.

Автономная система питьевого водоснабжения – устройства и сооружения для забора и получения питьевой воды с подачей или без подачи её к месту расходования, находящиеся в индивидуальном пользовании (для отдельного дома, фермерского хозяйства, дачного участка и иного отдельного объекта).

В последние годы развивается система реализации населению питьевой воды в бутылях и контейнерах.

Системы водоснабжения Нецентрализованная и автономная системы – примитивные, трудоёмкие и нередко опасные в эпидемиологическом отношении. Они представлены колодцами (копаными или шахтными, буровыми или трубчатыми). Водозабор осуществляется из грунтовых вод или П-Ш водоносных горизонтов.

Источники водозабора должны быть удалены от объектов загрязнения (помойных и выгребных ям, свалок мусора) на 20-25 м и правильно устроены.

Централизованная система – самый удобный и прогрессивный способ водоснабжения. Водозабор для этой системы можно производить как из поверхностных, так и подземных водных объектов. При этом схемы устройства водопроводов будут различными, что зависит от качества забираемой воды.

Схема устройства водопровода их подземного источника

Проще всего выглядит схема устройства водопровода из подземного водоисточника 1-го класса. По этой схеме предусматриваются следующие этапы:
  • забор воды;

  • её хранение;

  • раздача воды.

Природная вода поверхностных водоисточников, независимо от класса, всегда непригодна для питьевого водоснабжения без предварительной обработки, так как в ней содержатся вещества, придающие ей мутность, цветность и запах, а также и патогенные микроорганизмы.

Поэтому схема устройства водопровода из поверхностного водоисточника значительно сложнее.

Схема устройства водопровода из поверхностного источника
  • забор воды;

  • её очистка;

  • применение других способов улучшения качества воды, направленных на удаление каких-либо конкретных химических соединений или же введение в воду необходимых организму соединений, что называется кондиционированием;
  • обеззараживание;

  • хранение запаса воды;

  • раздача воды в водопроводную сеть потребителям.



Современные населённые пункты должны обеспечиваться доброкачественной питьевой водой в достаточных количествах в соответствии с установленными гигиеническими нормативами, регламентируемыми документами, которые называются Санитарными Правилами и Нормами (СанПиН):
  • СанПиН 2.1.4.1074-01 – Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества;

  • СанПиН 2.1.4.1075-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения;

В соответствии с требованиями указанных документов питьевая вода должна:
  • быть безопасной в эпидемиологическом и радиационном отношениях;

  • быть безвредной по химическому составу;

  • иметь благоприятные органолептические свойства.



Методы водоподготовки

Современными эффективными методами водоподготовки, применяемыми на водопроводных сооружениях, являются окислительно-сорбционные, мембранные, электрохимические и физические методы. Основными же способами улучшения качества воды остаются очистка и обеззараживание (дезинфекция).

Под очисткой понимают осветление, обесцвечивание и дезодорацию воды.
  • Осветление – удаление из воды взвешенных частиц.

  • Обесцвечивание – удаление окрашенных коллоидов или растворенных веществ.

  • Дезодорация – освобождение от запахов.



Очистка воды

Очистка воды осуществляется методами отстаивания, коагуляции и фильтрации.

Отстаивание воды происходит в специальных сооружениях - отстойниках, где грубые взвешенные частицы под влиянием силы тяжести оседают на дно резервуара. Это довольно медленный процесс и не очень эффективный, т.к. мельчайшие взвеси всё равно остаются в воде, придавая ей опалесценцию.

Для повышения эффекта отстаивания воду подвергают обработке с помощью специальных реагентов, называемых коагулянтами (сернокислый алюминий и хлорное железо).

Очистка воды Коагулянты образуют с солями устранимой жесткости, находящимися в воде, хлопья гидроокиси алюминия или железа, которые адсорбируют взвешенные частицы, окрашенные и пахучие вещества, слипаются и выпадают в осадок.

В результате коагуляции и отстаивания вода становится прозрачной, устраняются цветность и запах, уменьшается и количество микробов.

Процесс коагуляции может быть ускорен с помощью флоккулянта (полиакриламида).

Очистка воды После отстаивания и коагуляции воду пропускают через фильтры разного устройства. Они представляют собой большие резервуары, заполненные слоями фильтрующих материалов (щебень, гравий, кварцевый песок).

Наиболее распространены медленные и скорые фильтры, а также контактные осветлители, совмещающие в одном сооружении процессы коагуляции, отстаивания и фильтрации.

Очистка воды Медленные фильтры пропускают в час слой воды высотой 10 см. По мере фильтрации на поверхности фильтра образуется биологическая плёнка, состоящая из задержанной взвеси, планктона, а также бактерий. Эта плёнка сама является фильтром, задерживает более мелкую взвесь и до 99% бактерий, которые прошли бы через поры песка.

Эти фильтры довольно быстро загрязняются и поэтому требуют частой механической очистки, которая производится вручную путем удаления верхнего слоя песка один раз в 1,5-2 месяца и занимает 2-3 дня, в течение которых фильтр сначала включается, а затем работает на сброс до образования биологической плёнки (фильтр «созревает»). В течение этого времени должен работать другой фильтр.

Очистка воды

Достоинства медленного фильтра:
  • фильтрация, близкая к естественной через песчаные породы;

  • отсутствие коагуляции;

  • высокая эффективность работы (устранение до 99% бактерий);

  • простота устройства и эксплуатации.

Недостатки этого фильтра:
  • малая производительность;

  • большой объём сооружений;

  • ручной труд.

Медленные фильтры используются на малых водопроводных станциях, а на крупных - скорые фильтры.

Очистка воды

Скорые фильтры пропускают в час столб воды высотой 5-6 м, т.е. они производительнее медленных в 50-60 раз. Пропуская большие объёмы воды, эти фильтры засоряются очень быстро и требуют очистки 1-2 раза в сутки. Но процесс очистки скорых фильтров механизирован и производится обратным током воды. Во время очистки этого фильтра работает другой. Вместо биологической плёнки здесь после промывки в течение нескольких минут образуется пленка из мелких хлопьев коагулянта, не осевших в отстойнике. Эффективность скорого фильтра в задержке бактерий составляет 95%.

Очистка воды

Достоинства скорых фильтров:
  • высокая производительность;

  • малый объём сооружений;

  • легкость очистки.

Недостатком является их более низкая эффективность. После очистки в воде ещё могут находиться патогенные микроорганизмы, поэтому и необходим следующий этап обработки воды, называемый обеззараживанием или дезинфекцией.

Дезинфекция воды Дезинфекция воды – это уничтожение (гибель) патогенной микрофлоры, в том числе бактерий, вирусов, паразитов под воздействием физических или химических методов. После дезинфекции в воде остаются сапрофитные микробы, не представляющие опасности организму человека.

Не остается никаких микроорганизмов в воде после стерилизации, но это очень грубый метод и для воды не применяется.

На практике для дезинфекции воды используют методы:
  • реагентные (хлорирование и озонирование);

  • безреагентные (ультрафиолет, ультразвук и др.)



Дезинфекция воды

Хлорирование. Это наиболее распространенный способ обеззараживания воды в настоящее время. На водопроводных станциях используют газообразный сжиженный хлор, находящийся под давлением в стальных баллонах. Баллоны подсоединяют к аппаратам-хлораторам, которые дозируют хлор и обеспечивают его непрерывную подачу в воду.

Газообразный хлор, вступая в химическую реакцию с водой, замещает в ней водород и образует хлорноватистую кислоту, быстро распадающуюся на свободный хлор и кислород. Кислород в момент своего выделения действует также так сильный окислитель и вместе с хлором обеспечивает бактерицидный эффект.

Дезинфекция воды Метод хлорирования используется в различных модификациях: двойное хлорирование, хлорирование с преаммонизацией, но основными способами хлорирования являются:
  • хлорирование нормальными дозами хлора, когда остаточный хлор находится в пределах 0,3-0,5 мг/л;

  • хлорирование повышенными дозами хлора, или гиперхлорирование, когда остаточного хлора больше 0,5 мг/л. Этот метод применяется в полевых условиях и в период весеннего паводка. Он требует дехлорирования адсорбентами и гипосульфитом натрия.


Дезинфекция воды

Доза хлора или хлорпотребность = хлорпоглощаемость воды + остаточный хлор.

Хлорпоглощаемость – количество хлора, идущее на окисление органических и неорганических соединений. Чем грязнее вода, тем выше её хлорпоглощаемость. Именно поэтому обеззараживанию воды всегда предшествует её очистка.

Остаточный хлор – количество хлора, идущее на уничтожение патогенной микрофлоры.

Дезинфекция воды

Хлорирование воды обладает такими достоинствами, как:
  • высокая эффективность;

  • простота применения;

  • надёжность контроля.

Вместе с тем, ему присущи и серьёзные недостатки:
  • вода пахнет хлором;

  • длительно время контакта воды с хлором (летом 30 мин, зимой 1-2 ч);

  • в воде образуются вредные хлорорганические соединения, называемые галогенсодержащие соединения (ГСС), самыми распространенными из них являются хлорфенолы. Они придают воде аптечный запах и являются канцерогенами;
  • Появились хлорустойчивые формы микроорганизмов.



Дезинфекция воды

Озонирование. Процесс осуществляется путем контакта воды с реагентом-озоном (сильный окислитель). Озон получают путем пропускания очищенного воздуха через озонаторную установку, откуда он в виде паровоздушной смеси по инертным керамическим перфорированным трубочкам подается в камеру реакции, где и происходит процесс обеззараживания.

Достоинства озонирования:
  • разрушает бактерии, вирусы, споры и цисты простейших путем инактивации бактериальных протеинов, не образуя углеводородов

  • разрушает присутствующие углеводороды

  • обесцвечивает воду, устраняет привкусы и запахи, улучшая органолептику воды

  • бактерицидный эффект достигается за 10 мин.



Дезинфекция воды

Основные недостатки озонирования:
  • высокая энергоёмкость;

  • озон способствует сильному размножению одноклеточных зёленых водорослей, для устранения которых приходится прибегать к предварительному хлорированию;

  • после озонирования отмечается вторичный рост микробов и для их устранения требуется повторное хлорирование;

  • образование формальдегида и других альдегидов, опасных для здоровья человека, при озонировании воды, содержащей большое количество органических соединений.



Дезинфекция воды

Облучение ультрафиолетовыми лучами – один из лучших способов обеззараживания воды. Облучение производится бактерицидными ртутно-кварцевыми лампами ПРК (прямые ртутно-кварцевые лампы) или аргоно-кварцевыми БУВ (бактерицидные увиолевые лампы).

Достоинства. Этот метод обеспечивает быструю гибель бактерий, вирусов, яиц гельминтов, не изменяя природных свойств воды.

Недостатки метода – необходима очень высокая прозрачность обеззараживаемой воды, постоянное высокое напряжение электрического тока.

Дезинфекция воды Облучение ультразвуком. Этим методом обрабатывается вода с высокими показателями мутности и цветности. Бактерицидное действие УЗ основано на механическом разрушении бактериальной клетки при определённых условиях озвучивания воды. В отношении вирусного загрязнения этот метод не эффективен.

Новые методы водоподготовки В последнее время наряду с традиционными методами обработки воды всё большее предпочтение отдается мембранным методам вследствие их невысокой стоимости, компактности, простоты обслуживания и достаточно большой производительности (от 2000 до 10000 м3/ч). После традиционных методов очистки воды её пропускают через мембраны, и в результате она гарантированно освобождается от патогенных бактерий, вирусов и ряда растворённых хлорорганических соединений. Примером может служить бытовой фильтр «Нерокс».

Современные ультрафильтрационные мембраны, имеющие поры размером 0,05-0,20 мкм, способны задерживать содержащиеся в природной воде органические вещества, образующие цветность, и поэтому их применение даёт возможность предложить для очистки поверхностных вод безреагентные технологии, исключающие процессы коагуляции, отстаивания и фильтрации.

Новые методы водоподготовки Перспективна также комбинация процессов ультрафильтрации и нанофильтрации, дающая возможность управлять ионным составом воды.

В настоящее время ведутся работы по внедрению мембранного метода очистки воды на московских водопроводных станциях.

Для водоподготовки используются и специальные методы улучшения качества питьевой воды, с помощью которых осуществляют коррекцию солевого состава воды.

Специальные методы водоподготовки
  • фторирование, если в воде фтора меньше 0,5 мг/л;

  • дефторирование, если фтора больше 1,5 мг/л;

  • обезжелезивание, если солей железа больше 0,3 мг/л;

  • опреснение воды с последующим обогащением её минеральными солями до установленных гигиенических нормативов, если речь идёт о морской воде.



Спасибо за внимание!!!!



перейти в каталог файлов
связь с админом