Головна

Тема 7. Очищення і знезараження води

  1. Алгоритм постановки сифонної (глибоке очищення) клізми
  2. гидроочистка
  3. Очищення бланка в режимі конструктора запиту або у вікні розширеного фільтра
  4. Очищення води від грубодисперсних домішок.
  5. очищення газів
  6. Очистка диска
  7. очищення золів

Мета заняття:

1. Ознайомлення з методами очищення і знезараження води.

2. Проведення очищення і знезараження конкретної води.

3. Оформлення гігієнічних висновків по оцінці результатів проведених очищення і знезараження методами коагуляції, фільтрації і нормального хлорування.

Місце проведення заняття: навчально-профільна лабораторія гігієни води.

Для поліпшення якості води застосовуються такі методи: очищення, знезараження і спеціальні методи обробки. Очищення передбачає поліпшення органолептичних та фізико-хімічних показників води. Знезараження є кінцевою ступенем захисту і оберігає питну воду від зовнішнього забруднення і вторинного росту мікроорганізмів при розподілі.

Гігієнічна оцінка сучасних способів очищення води

Основними способами очищення води є відстоювання, коагуляція, фільтрація і аерація. коагуляція пов'язана з додаванням хімічних реактивів (сульфат алюмінію, сульфат дво- або тривалентного заліза і хлорид тривалентного заліза) для нейтралізації зарядів на частинках і полегшення їх агломерації при повільному перемішуванні. Утворені при цьому пластівці піддаються осадженню, поглинаючи і захоплюючи природні забарвлені речовини і мінерали і викликаючи значне зниження кольоровості, каламутності і змісту найпростіших бактерій і вірусів. При використанні в якості коагулянту сірчанокислого алюмінію освіту пластівців протікає за наступною реакції:

Al2(SO4)3 + Ca (HCO3)2 = 2Al (OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2.

Пластівці не утворюються, якщо лужність води нижче 1,4 мг-екв / л. У цьому випадку потрібно попереднє її подщелачивание. Утруднений процес утворення пластівців і в холодній воді. При низькій температурі води доцільно використовувати замість сірчанокислого алюмінію важчі коагулянти: сірчанокисле залізо і хлорне залізо. Ефективність коагуляції залежить також від кольоровості, каламутності води та інших факторів. З огляду на вищевикладене, не представляється можливим точно розрахувати оптимальну дозу коагулянту. Вона підбирається досвідченим шляхом, коли з трьох узятих в досвіді доз вибирається та, яка забезпечує хороше освітлення води.

Видалити утворилися в результаті коагуляції пластівці можна відстоюванням або фільтрацією. відстоювання - Осадження пластівців на дно під дією сили тяжіння. Цей спосіб практично не застосовується. спосіб фільтрації передбачає пропускання води через фільтри, які діляться на швидкі і повільні. Вони відрізняються один від одного не тільки швидкістю, але і якістю фільтрації. У повільному фільтрі основною діючою матеріалом служить річковий пісок, на поверхні якого утворюється плівка, що складається з бактерій, що вільно живуть найпростіших, ракоподібних і личинок безхребетних, які здійснюють окислення органічних речовин у воді і перетворення азоту аміаку в нітрати. Патогенні бактерії, віруси і паразити (гельмінти і найпростіші) видаляються головним чином за рахунок адсорбції і подальшого знищення хижими мікроорганізмами. Бактерії видаляються на 98-99,5%, вміст кишкової палички знижується в 1000 разів, а видалення вірусів ще більше. Аерація (розбризкування) - Видалення з води газоподібних шкідливих речовин.

З метою інтенсифікації очищення води розроблені сучасні реагентні матеріали, що дозволяють оптимізувати процеси утворення пластівців при коагуляції води, підвищити швидкість седиментації утворилися пластівців і тим самим збільшити ефективність роботи фільтрів. Створено коагулянти оксіхлорідного ряду (КОР), що складаються з гідроксиду алюмінію і аніону хлору. При розчиненні у воді коагулянт утворює колоїдний розчин, який має властивості електроліту.

Застосовуються й інші сучасні методи очищення: ультрафільтрація, зворотний осмос и іонообмін. Це поєднання забезпечує видалення дрібних домішок, колоїдів, мікробів, органічних молекул, Деионизация води. Для видалення великих домішок використовують волоконні фільтри. Звільнення від дрібних домішок і мікробів відбувається на мембранних фільтрах, що мають субмікронний розмір пір. Очищення води зворотним осмосом заснована на фільтрації через напівпроникну мембрану під дією зовнішнього тиску. Більшість домішок не проходить через таку мембрану. Вони збираються на поверхні мембрани, а потім змиваються.

Повна безпека води в епідемічному відношенні досягається проведенням знезаражування. Традиційна система вітчизняної очищення води включає послідовне використання хлорування, відстоювання і фільтрації. Вода, що надійшла на водозабір, піддається хлоруванню. Потім великі зважені органічні частки протягом декількох годин осідають у відстійнику. Потім - фільтрація через піщано-гравійний та (або) сорбційно-вугільний фільтри. Оскільки якість води в місті Воронежі відрізняється підвищеним вмістом заліза і марганцю, запахом (до 3 б.) І підвищеної кольоровістю (до 40o), Крім знезараження методом хлорування та очищення фільтруванням, проводиться безреагентне знезалізнення.

Гігієнічна оцінка сучасних способів знезараження води

Всі методи знезараження діляться на два групи: безреагентниє і реагентні. До безреагентним методам відносять кип'ятіння, вплив ультразвуком (УЗ), струмами високої частоти, g-променями, ультрафіолетовими променями (УФ) і ін. До реагентним методам знезараження відносять хлорування, перехлорування, подвійне хлорування, хлорування з попередньої аммонізаціей; озонування; використання іонів срібла і інших хімічних сполук (перманганат калію, перекис водню), в основі яких лежить окислення органічних, неорганічних речовин і бактерій. Відомо, що найсильнішим окислювачем є озон.

Використання традиційного методу знезараження води - хлорування - зараз розцінюють як фактор підвищеної небезпеки для здоров'я населення. У відомостях ВООЗ вказані 19 з'єднань, які утворюються в результаті хлорування: хлорфеноли, кетони, фуранони, галогеновані альдегіди і т.д. У всіх випадках присутності галогенсодержащих з'єднань (ГСС) в воді максимум концентрацій доводиться на хлороформ, саме ця речовина прийнято як провідне пріоритетне ГСС (з канцерогенну дію). Багато ГСС володіють поліморфізмом токсичної дії, надають гепато-, рено- і нейротоксический ефекти, порушують функції серцево-судинної і репродуктивної систем. Небезпека ГСС пов'язана і з їх вираженими кумулятивними властивостями. Деякі з ГСС мають канцерогенну дію.

Уникнути освіти ГСС під час хлорування неможливо. Радикальний вихід - перехід на інші способи знезараження води. Прийнятним є озонування. Кількість побічних продуктів при озонування значно менше і вони менш токсичні. Лише для одного з продуктів озоноліза - бромата характерно канцерогенну дію. Кращим в арсеналі знезаражувальних засобів продовжує залишатися УФ.

Разом з тим хлорування поки залишається найбільш доступним і простим способом знезараження води. Тому треба реалізувати прийоми захисту від впливу ГСС питної води - застосування активованого вугілля; зниження кольоровості і окислюваність води; охорона вододжерел від забруднення промисловими стічними водами; використання замість газоподібного хлору хлораминов або, краще, двоокису хлору.

Однак лише повна заборона хлорування води дозволить кардинально вирішити проблему ГСС і попередити несприятливий вплив ГСС на здоров'я нації.

Недоліки традиційних способів знезараження питної води змушують шукати нові, засновані, як правило, на комбінованій дії двох або декількох факторів: хлор + озон; хлор + УФ; перекис водню + озон; УФ + УЗ; комплекс електричних впливів.

Для хлорування використовують газоподібний хлор, хлорне вапно, гіпохлорид, хлораміни. Хлорне вапно отримують при взаємодії хлору з гашеним вапном:

2Cl + 2CA (OH)2 = Ca (OCl)2 + CaCl2 + 2 H2O.

Діючою частиною хлорного вапна є гіпохлорит кальцію - Ca (OCl)2. OCl- є сильним окислювачем. Свіжі препарати хлорного вапна містять до 30-35% активного хлору. Зменшення кількості активного хлору нижче 15% робить хлорне вапно непридатною для знезараження води.

При знезараженні води нормальними дозами хлору останній вноситься з того розрахунку, щоб після його витрачання на окислення органічних, неорганічних речовин і бактерій у воді залишався невеликий надлишок хлору. Та частина хлору, яка йде на окислення всіх зазначених вище компонентів води, характеризує хлорпоглощаемость, а інша частина, що залишається у вільному стані, носить назву залишкового хлору. Хлорпотреби води складається з двох величин: хлорпоглощаемості і залишкового хлору. Зміст залишкового хлору після його 30-хвилинного контакту з водою має становити 0,3-0,5 мг / л, бо при меншій кількості хлору знезараження недостатньо ефективно, а при більшому його кількості відзначається погіршення органолептичних властивостей води.

При хлоруванні води нормальними дозами хлору точно розрахувати її хлорпотреби не представляється можливим, так як величина хлорпоглощаемості води з різних джерел водопостачання неоднакова. Хлорпотреби води визначається дослідним шляхом за допомогою трехстаканной проби. При цьому вибирають стакан, в якому вміст залишкового хлору після 30-хвилинного контакту з водою виявляється рівним нормативу (від 0,3 до 0,5 мг / л), і для хлорування всього обсягу води беруть дозу хлору відповідно до обраного склянці.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

I. Коагуляція води.

1.Визначення лужності води. До 100 мл води додають 2 краплі метилоранжа і титрують 0,1 н розчином соляної кислоти до слаборозовим фарбування. Кількість мл соляної кислоти, який пішов на титрування, вкаже лужність в мг-екв / л.

2.Проведення пробного коагуляції. Для визначення дослідним шляхом дози коагулянту в три циліндра наливають по 200 мл води, яка підлягає очищенню, і вносять в 1-й циліндр 1 мл, у 2-й - 2 мл, в 3-й - 3 мл 5% розчину сірчанокислого алюмінію. Якщо лужність води менше 1,4 мг-екв / л, то її підвищують додаванням 5% розчину соди в половинній кількості від внесеного коагулянту. Воду в циліндрах перемішують протягом 1-2-х хвилин, після чого спостерігають протягом 10 хвилин за ходом коагуляції.

Вибирають ту найменшу дозу коагулянту, яка забезпечить швидке утворення і осадження пластівців на дно. При відсутності коагуляції у всіх циліндрах її повторюють, вносячи подвійну кількість сірчанокислого алюмінію. Якщо ж коагуляція протікає надмірно інтенсивно у всіх циліндрах і добре виходить навіть в 1-м циліндрі, то пробну коагуляцію проводять ще раз з меншою кількістю коагулянту.

Коагуляція всього обсягу води. Визначають кількість мл 5% розчину сірчанокислого алюмінію і, в разі низької лужності води, 5% розчину соди на весь обсяг води, потім роблять перерахунок на сухі препарати.

При коагуляції всього обсягу води коагулянт, а при необхідності і соду, подають в резервуар в розчиненому або дрібно роздробленому стані. Після коагуляції проводять фільтрацію води.

II. Хлорування води нормальними дозами хлору.

1.Визначення активного хлору в хлорного вапна. Готують 1% розчин хлорного вапна: у фарфоровій чашці розтирають 1 г хлорного вапна з невеликою кількістю дистильованої води. Отриману кашку змивають у флакон і доливають дистильованою водою до 100 мл, дають відстоятися. Для визначення процентного вмісту хлору в хлорного вапна в стакан наливають 100 мл дистильованої води і вносять 10 крапель приготованого 1% розчину хлорного вапна. Туди ж додають 1 мл розчину сірчаної кислоти (1: 5), 20-30 кристаликів (1 лопаточка) йодистого калію, 1 мл розчину крохмалю і перемішують 20 сек. Реактиви додають піпеткою, вважаючи, що 1 мл дорівнює 25 краплях. Поява синього забарвлення вказує на присутність хлору. Потім титрують по краплях 0,7% розчином гіпосульфіту натрію до знебарвлення, маючи на увазі, що кількість крапель цього розчину відразу вкаже на відсоток вмісту хлору в хлорного вапна.

Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl;

I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.

2. Проведення пробного хлорування. Для визначення дослідним шляхом дози хлору в три склянки наливають по 200 мл тієї води, яка підлягає знезараженню. У 1-й склянку вносять 1 краплю, у 2-й - 2 краплі, в 3-й - 3 краплі 1% розчину хлорного вапна. Розчини перемішують і залишають стояти 30 хвилин.

Після 30-хвилинного стояння визначають залишковий хлор. Для цього в кожну склянку додають 1 мл сірчаної кислоти (1: 5), 10 кристаликів йодистого калію і 1 мл розчину крохмалю, перемішують. При наявності залишкового хлору в стаканах з'являється синє забарвлення, інтенсивність якого залежить від вмісту хлору. Кожен розчин титрують по краплях 0,7% розчином гіпосульфіту, 1 крапля якого пов'язує 0,04 мг залишкового хлору, відповідаючи його змістом 0,2 мг / л:

0,04 мг остат.хлора - 200 мл води,

Х мг остат.хлора - 1000 мл води,

Х = 0,04 '5 = 0,2 мг.

Розраховують вміст залишкового хлору у всіх склянках, множачи 0,2 мг / л на число крапель, який пішов на титрування. Хлорування вважається ефективним лише в тому склянці, де вміст залишкового хлору становить 0,3-0,5 мг / л.

Далі потрібно обчислити хлорпотреби води. Вона являє собою зміст активного хлору у внесених краплях 1% розчину хлорного вапна.

Приклад. Припустимо, що хлорне вапно містить 30% активного хлору, отже,

в 100 г хлорного вапна - 30 г хлору,

в 1 г хлорного вапна - 0,3 г (300 мг) хлору.

Така ж кількість хлору (300 мг) міститься в 100 мл 1% розчину хлорного вапна:

в 100 мл 1% р-ра хлор.ізв. - 300 мг хлору,

в 1 мл (25 крапель) - 3 мг хлору,

в 1 краплі - 0,12 мг хлору.

Отже, в 1-й склянку на 200 мл води внесено 0,12 мг хлору або 0,6 мг / л: 0,12 мг хлору - 200 мл води,

Х мг хлору - 1000 мл води,

Х = 0,12 '5 = 0,6 мг.

Якщо при пробному хлорування ні в одному з склянок не буде виявлено необхідну кількість залишкового хлору, тобто його зміст виявиться менше 0,3 мг / л, що спостерігається під час хлорування води з високою хлорпоглощаемостью, то визначення хлорпотреби проводять вдруге, вносячи в три склянки подвійну кількість крапель 1% розчину хлорного вапна.

Для всіх склянок розраховують хлорпоглощаемость води, віднімаючи з внесеного кількості хлору вміст залишкового хлору.

3.Хлорування всього обсягу води. Розраховують кількість крапель 1% розчину хлорного вапна, необхідну для хлорування всього обсягу води, проводять перерахунок на мл того ж розчину і г сухого препарату хлорного вапна.

Зведені дані проведених досліджень

Таблиця 26

коагуляція води

 Порядок запису по ходу роботи  №№ циліндрів
 пробна коагуляція
 Внесене кількість мл 5% розчину коагулянту на 200 мл води      
 Внесене кількість мл 5% розчину соди на 200 мл води (якщо вона застосовувалася)      
 Час настання коагуляції, хвилини      
 Доза коагулянту, мг / л      
 Розрахункові дані для коагуляції всього обсягу води (заповнити колонку, відповідну обраної дозі коагулянту)
 Обсяг води, що очищається, л (це і наступні значення вносяться в графу того циліндра, по якому вибиралася доза коагулянту)      
 Кількість 5% розчину сірчанокислого алюмінію, необхідне для очищення всього обсягу води, мл      
 Те ж для 5% розчину соди      
 Кількість сухого коагулянту, необхідне для очищення всього обсягу води, мг      
 Те ж для соди      

Гігієнічний висновок. Дається оцінка проведеної очищення води. Вказуються застосовані способи очищення води, доза коагулянту (в мг / л) і кількість коагулянту, необхідне для очищення конкретного обсягу води. Відзначаються результати очищення води (за органолептичними показниками).

Таблиця 27

Знезараження води нормальними дозами хлору

 Порядок запису по ходу роботи  №№ склянок
 пробне хлорування
 Внесене число крапель 1% розчину хлорного вапна на 200 мл води      
 Число крапель 0,7% розчину гіпосульфіту натрію, який пішов на титрування      
 Зміст залишкового хлору, мг / л      
 Розраховане кількість хлору у внесених краплях 1% розчину хлорного вапна, мг / л      
 Хлорпотреби води, мг / л      
 Хлорпоглощаемость води, мг / л      
 Розрахункові дані для хлорування всього обсягу води (заповнити колонку, відповідну обраної дозі хлорного вапна)
 Обсяг знезаражують води, л      
 Кількість крапель 1% розчину хлорного вапна, потрібного для хлорування всього обсягу води      
 Кількість мл 1% розчину хлорного вапна, потрібного для хлорування всього обсягу води      
 Кількість сухого препарату хлорного вапна, потрібного для хлорування всього обсягу води, мг      

Гігієнічний висновок. Оцінюється ефективність проведеного знезараження води нормальними дозами хлору. Вказуються стакан, за яким розраховувалася доза хлору для всього обсягу води, вміст залишкового хлору в ньому і кількість хлорного вапна, потрібного для знезараження даного обсягу води.


контрольніпитання.

1. Поняття про очищення і знезараження води.

2. Гігієнічна оцінка основних способів очищення води.

3. Фізико-хімічні процеси, що лежать в основі коагуляції.

4. Коагулянти, використовувані в практиці водопостачання.

5. Вплив фізико-хімічних властивостей води на ефективність коагуляції.

6. Визначення дози коагулянту.

7. Види фільтрів, які використовуються в практиці водопостачання.

8. Гігієнічна оцінка основних способів знезараження води.

9. Недоліки методу знезараження з використанням препаратів хлору.

10. Комбіновані методи знезараження води.

11. Гігієнічна характеристика різних методів хлорування води.

12. Поняття про хлорпотреби, хлорпоглощаемості і залишковому хлорі. Нормативи залишкового хлору. Механізм дії хлору.

13. Визначення величини хлорпотреби.





Із загальної гігієни | ВОРОНЕЖ - 2010 р | Тема 1. Гігієнічна оцінка мікроклімату приміщень | Тема 2. Гігієнічна оцінка інтенсивності інфрачервоної і ультрафіолетової радіації | Тема 3. Гігієнічне нормування вмісту шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничих приміщень | Тема 4. Санітарно-гігієнічне дослідження повітря на забруднення його окремими хімічними речовинами та пилом | Тема 5. Гігієнічна оцінка умов природного і штучного освітлення | Тема 9. Гігієнічна оцінка вібрації і шуму | Тема 10. Забезпечення радіаційної безпеки | Тема 12. Гігієнічна характеристика лікарні |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати