Методы очистки воды в Анголе

Введение.
Глава 1. Возможный состав питьевой воды. Краткая характеристика методов очистки.
Глава 2. Методы водоочистки в Анголе.
Осветление воды.
Обеззараживание воды.
Фильтрация.
2.1. Осветление и обеззараживание воды.
2.2. Типовая схема очистной станции.
Заключение.
Список литературы.

Методы очистки воды в Анголе

Печень, почки, обмен веществ
Толуол
Нервная система, почки, печень
Бактерии и вирусы
Кишечная палочка
Желудочно-кишечный тракт
Энтеровирусы
Желудочно-кишечный тракт
Вирус гепатита
Печень
 
Опасные для здоровья человека химические вещества чаще всего вызывают рак либо воздействуют на печень и почки и как следствие – на кровь, поскольку почки и печень — “очистные органы человеческого организма”.
Некоторые соединения таблицы 1, например, медь и селен в малых концентрациях необходимы организму в качестве микроэлементов, в большой концентрации – яды.
Многие вещества как сера, хлор, железо, не рассмотрены в таблице, поскольку вред, наносимый ими, намного меньше по сравнению с воздействием мышьяка, ртути, свинца и других приведенных выше веществ.
При избытке хлора или сернистых соединений водопроводная вода имеет неприятный запах из-за наличия хлорноватой и сернистой кислот. Такая вода для питья не годится. Избыток железа — «ржавая» вода тоже не пригодна для питья; ее также следует очищать.
Очень опасно присутствие в питьевой воде микроорганизмов, особенно бактерий из группы кишечных палочек и энтеровирусы, поражающих желудочно-кишечный тракт, а также вирус гепатита. Они попадают в воду из городских канализаций, разносятся сточными водами с полей, удобряемых навозом. Дожди и разливы рек смывают навоз в водоемы, где микрофлора начинает бурно размножаться. Чтобы обеззаразить воду от микроорганизмов, её хлорируют.
В таблицу 1 также не включено множество органических соединений, вредных в той или иной степени. От некоторых может случиться расстройство желудка, аллергия. Другие, как например, бензапирен, бензин, ядовитые продукты выхлопных газов, пестициды грозят гораздо более серьезными расстройствами.
Пестициды - это группа разнообразных веществ, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами, включает около пятидесяти наименований. Среди пестицидов есть сравнительно безвредные, но все в той или иной степени ядовиты, и, по крайней мере, четыре-пять из них способствуют возникновению рака (канцерогенны). С полей они попадают в водоёмы, а оттуда могут проникнуть в питьевую воду. Если концентрации самых опасных пестицидов очень малы, порядка нанограмм-микрограмм на литр, они не наносят организму существенного вреда.
Другое соединение - хлор. Хлором обеззараживают воду, поскольку хлор — мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако в реках и озерах, откуда ведется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некоторыми из них хлор вступает в реакцию. В результате образуются гораздо более неприятные соединения, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом; они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опасны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином, с образованием диоксина, хлороформа, хлортолуола и других канцерогенных веществ.
Обеззараживать воду без хлора экономически нецелесообразно, поскольку альтернативные методы обеззараживания воды, связанные с использованием серебра для этой цели дорогие. Был предложен альтернативный хлорированию метод обеззараживания воды с помощью озона, но оказалось, что озон тоже вступает в реакцию со многими веществами в воде — с фенолом, и образовавшиеся в результате продукты еще токсичнее хлорфенольных.
При кипячении хлорированной воды в ней образуется сильнейший яд – диоксин. Уменьшить содержание тригалометанов в воде можно, снизив количество используемого хлора или заменив его другими дезинфицирующими веществами, например, применяя гранулированный активированный уголь для удаления образующихся при очистке воды органических соединений. И, конечно, нужен более детальный контроль за качеством питьевой воды.
Глава 2. Методы водоочистки в Анголе.
Водоочистка предназначена для того, чтобы удалить из воды, как болезнетворные организмы, так и вредные химические вещества. Кроме того, водоочистка воздействует на вкусовые свойства воды, делает жидкость приятной на вкус. Традиционно для оценки чистоты воды в водном объекте или в источнике водоснабжения, если речь идет о получении воды для питья, используются физические, химические и санитарно-бактериологические показатели. К физическим показателям чистой воды относят температуру, запахи и привкусы, цветность и мутность. Химические показатели характеризуют химический состав воды. Обычно к числу химических показателей относят жесткость воды (pH), минерализацию (содержание растворенных солей), а также содержание главных ионов. К санитарно-бактериологическим показателям относят общую бактериальную загрязненность воды и загрязненность её кишечной палочкой, содержание в воде токсичных и радиоактивных микрокомпонентов.
Но не во всех регионах водоочистка осуществляется одинаковым образом, поскольку в различных местностях в воде содержатся различные химические вещества. В зависимости от степени загрязнения водного объекта и назначения воды предъявляются и дополнительные требования к её качеству. Однако существует набор типичных процедур, используемых в системах водоочистки и последовательность, в которой используются эти процедуры. В практике водоснабжения населенных пунктов водой питьевого качества наиболее распространенными процессами водоочистки являются осветление и обеззараживание.
Помимо этого существуют специальные способы улучшения качества воды:
- умягчение воды (устранение катионов жесткости воды);
- обессоливание воды (снижение общей минерализации воды);
- обезжелезивание воды (снижение концентрации солей железа в воде);
- дегазация воды (удаление растворенных в воде газов);
- обезвреживание воды (удаление ядовитых веществ из воды);
- дезактивация воды (водоочистка от радиоактивных загрязнений).
Из всех вышеописанных способов водоочистки в нашей стране широко используется при подаче воды через водопровод в населенные пункты лишь осветление и обеззараживание воды.
Осветление воды.
Осветление - это этап водоочистки, в процессе которого происходит устранение мутности воды путем снижения содержания в ней взвешенных примесей. Мутность природной воды, особенно поверхностных источников в паводковый период, может достигать 2000-2500 мг/л (при норме для воды хозяйственно-питьевого назначения - не более 1500 мг/л).
Взвешенные в воде примеси обладают различной степенью дисперсности - от грубых, быстро оседающих частиц, до мельчайших, образующих коллоидные системы.
Тонкодисперсные коллоидные частицы, обладая одноименным электрическим зарядом, взаимно отталкиваются и вследствие этого не могут укрупняться и выпадать в осадок.
Одним из наиболее широко применяемых на практике способов снижения в воде содержания тонкодисперсных примесей является их коагулирование (осаждение в виде специальных комплексов - коагулянтов) с последующим осаждением и фильтрованием. После осветления вода поступает в резервуары чистой воды.
Используемые в практике водоснабжения технологические схемы водоочистки способствуют значительному снижению бактериальной загрязненности воды. Осветление фильтрованием с предварительным коагулированием позволяет, как правило, снижать содержание в ней микроорганизмов на 90-95%. Однако среди оставшихся после водоочистки в воде микроорганизмов могут оказаться и болезнетворные (бациллы брюшного тифа, туберкулёза и дизентерии; вибрион холеры; вирусы полиомиелита и энцефалита), являющиеся источником инфекционных заболеваний. Для окончательного их уничтожения вода, предназначенная для хозяйственно-бытовых целей, должна быть в обязательном порядке подвергнута обеззараживанию. (2,3)
Обеззараживание воды.
Обеззараживание - завершающий этап процесса водоочистки. Цель - это подавление жизнедеятельности содержащихся в воде болезнетворных микробов. В настоящее время на объектах жилищно-коммунального хозяйства для обеззараживания воды, как правило, применяется хлорирование воды. В случаях же высокой мутности и цветности природных вод целесообразно использование предварительного хлорирования воды, однако этот способ обеззараживания, как было описано выше, не только не достаточно эффективный, но для нашего организма просто вредный.
Более современной процедурой обеззараживания воды считается очищение воды с помощью озона. Действительно, озонирование воды безопаснее хлорирования, но тоже имеет свои недостатки. Озон очень нестоек и быстро разрушается, поэтому его бактерицидное действие непродолжительно. А ведь вода должна еще пройти через водопроводную систему, прежде чем оказаться в нашей квартире. На этом пути ее поджидает немало неприятностей. Ведь не секрет, что водопроводы в российских городах крайне изношены.
Кроме того, озон, как и продукты его взаимодействия с хлорорганикой ядовитый, поэтому присутствие больших концентраций хлорорганики на стадии водоочистки может быть чрезвычайно вредным и опасным для организма. Метод озонирования воды очень хорошо зарекомендовал себя для обработки больших масс воды – в бассейнах, в системах коллективного пользования, т.е. там, где нужно более тщательное обеззараживание воды.
Из специальных способов водоочистки наиболее часто применяют обессоливание воды. Масштабы использования воды на питьевые и технические нужды таковы, что в практику водоснабжения все более активно внедряются технологические схемы очистки воды, позволяющие использовать водную среду природных источников, имеющую повышенное солесодержание. При этом к наиболее распространенным способам обессоливания воды относят дистилляцию, электродиализ и ионный обмен.
Фильтрация.
Фильтром называется устройство для очищения жидкостей и газов от частиц примесей. Способы очистки воды зависят от того, где вы хотите использовать фильтр, т. к. приборы для очистки водопроводной воды в городской квартире будут отличаться от приборов для очистки воды из скважин в загородном доме или на даче. Методы очистки также определяют дальнейшее применение воды. Очистные сооружения, устанавливаемые в местах поступления воды в дом, делают воду "хозяйственно-бытовой", т. е. водой, использование которой не нанесет ущерба трубам, кранам, бытовым приборам и сантехнике. В свою очередь фильтры, устанавливаемые в точке использования, готовят питьевую воду. Естественно, требования к чистоте воды в первом и втором случаях различны.
Бытовые фильтры различаются как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению. На рынке представлены фильтры, предназначенные специально для удаления железа, снижения жесткости воды, фильтры бывают бактерицидные, фторирующие, комбинированные, обратноосмотические, и минерализующие воду. И все же можно выделить два основных класса таких аппаратов: приборы, работающие с проточной водой, и периодического действия.(6,7)
2.1. Осветление и обеззараживание воды.
Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения Анголы являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Ввиду их относительно недорогой стоимости и простоты применения.
Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происхо­дит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчай­ших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.
Коагуляцией примесей воды назы­вают процесс укрупнения мельчай­ших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаим­ного слипания под действием сил мо­лекулярного притяжения.
Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.
Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть до­стигнуто коагулированием, примене­нием различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).
Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.(2,8)
2.2. Типовая схема очистной станции.
На примере типовой схемы очистной станции водопровода показан комплекс составляющих ее элементов (рис. 1).
Главнейшие из этих элементов следующие:
Насосная станция первого подъема, подающая воду на очистные сооружения.
Смеситель 2, обеспечивающий перемешивание раствора коагулянта, поступающего из реагентного хозяйства 3, с обрабатываемой водой. В практике применяют гидравлические и механические типы смесителей. На схеме показан дырчатый смеситель, представляющий собой лоток с дырчатыми перегородками, в котором происходит перемешивание воды с раствором коагулянта.
Рис. 1. Очистная станция.
Камера реакции 4, в которой завершается химическая реакция и образуются хлопья коагулянта. На схеме приводится камера реакции, помещаемая внутрь вертикального отстойника. Хлопьеобразование в ней завершается в течение 10...15 мин.
Отстойники 5, которые в зависимости от направления движения воды подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Горизонтальный отстойник в плане — прямоугольник. Глубина его 3...5 м. Вода движется через отстойник со ско­ростью, не превышающей 5 мм/с, а при коагулировании — 10 мм/с. В целях равномерного распределения потока в поперечном сечении отстойника предусматривается конструктивная деталь, обеспечивающая равномерное поступление воды в отстойник и отвод ее, например дырчатая стенка.
На станциях меньшей производи­тельности применяют вертикальные отстойники, состоящие из двух цилиндров, вложенных один в другой. Диаметр внешнего цилиндра — не больше 12 м. Отношение диаметра к высоте отстойника (D/H) принимают в пределах 1,2...2. Вода поступает во внутренний цилиндр, в котором находится камера реакции, опускается вниз, затем осветляется, поднимаясь в вертикальном направлении вверх по среднему кольцевому пространству со скоростью 0,5...0,75 мм/с. Осветленная вода через отводящие желоба отводится трубой или по каналу на фильтр.
Радиальные отстойники диаметром от 5 до 60 м занимают среднее положение между горизонтальными и вертикальными отстойниками. Вода попадает в центральную часть отстойника и, постепенно уменьшая скорость, движется в радиальном направлении к лотку, расположенному вдоль периферийной части, из которого отводится.
Дно отстойника устраивают с уклоном к грязевому приямку или лотку, откуда выпавший осадок непрерывно или периодически удаляется насосом или самотеком сбрасывается в водосток.
Осветлители, конструкция которых в основном не отличается от конструкции вертикального отстойника, дают значительный эффект осветления, позволяя при этом снизить расход коагулянта и сократить размер сооружений. Осветляемая вода проходит в восходящем движении слой осадка высотой 2...2,5 м, находящегося во взвешенном состоянии (так называемая суспензионная сепарация). (2,5)
В процессе работы осветлителя происходит укрупнение хлопьев коагулянта, задерживающих часть взвеси. В настоящее время осветлители широко применяют как в городских, так и в промышленных водопроводах. В некоторых случаях вертикальные отстойники переоборудуют на осветлители.