Тема №12. Гігієнічна оцінка водопостачання. Методика покращання якості питної води

 

Мета заняття:

1. Ознайомитися з основними видамита засобами покращання якості питної води. Оволодіти методиками очистки і знезараження води та гігієнічної оцінки її якості.

2. Ознайомитися з основними етапами технологічного процесу покращання якості води на водопровідній станції.

 

питання теорЕтичної підготовки:

1. Покращання якості питної води. Види, методи та засоби.

2. Методи очистки води: фільтрація, відстоювання, коагуляція, флокуляція.

3. Гігієнічне значення жорсткості води. Пом’якшення води. Домінералізація води.

4. Методи знезараження води (фізичні та хімічні). Методи хлорування води. Методика розрахунку кількості хлорного вапна для знезараження води за хлорпотребою та методом перехлорування.

5. Дезактивація та знешкодження питної води.

6. Будова та обладнання водопроводу. Основнi етапи та послiдовнiсть очистки і знезараження води.

7. Контроль за якістю проведення очистки та знезараження води.

8. Зони санітарної охорони вододжерел.

9. Санація джерела місцевого водопостачання.

Завдання:

1. Провести пробну коагуляцію води, вибрати і розрахувати дозу коагулянта для очистки води.

2. Визначити вміст хлору у хлорному вапні та оцінити його придатність для проведення знезараження води.

3. Визначити дозу хлорного вапна для проведення знезараження води за хлорпотребою методом пробного хлорування.

4. Ознайомитися з будовою та обладнанням Вінницької міської водопровідної станції, технологічними особливостями процесу покращання якостей питної води, з органiзацiєю контролю за якістю води, що подається у міську водопровідну мережу.

 

Література:

1.Гігієна та екологія: Підручник / За редакцією В. Г. Бардова. ― Вінниця: Нова Книга, 2006. ― С. 178-191.

2. Профілактична медицина. Загальна гігієна з основами екології. // І.В.Даценко, Р.Д.Габович.– К.: Здоров’я. 1999.– С.150–175, 190–209.

3. Нікберг І.І., Сергета І.В., Цимбалюк Л.І. Гігієна з основами екології.– К.: Здоров’я, 2001. – С.59–82.

4. Минх А.А. Методы гигиенических исследований. 1971. – С.207–215.

5. Габович Р.Д., Познанский С.С., Шахбазян Г.Х. Гигиена. 1984. – С.73–83.

6. Общая гигиена: пропедевтика гигиены // Е.И.Гончарук, Ю.И.Кундиев, В.Г.Бардов и др.; Вища школа, 2000 – С.518–532.

 

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

 

В ході виконання практичного заняття студенти знайомляться з основними видами, методом та засобом покращання якості питної води, оволодівають методиками очистки і знезараження води, гігієнічної оцінки її якості, визначають активність хлорного вапна, знайомляться з основними етапами технологічного процесу покращання якостей води на водопровідній станції та організацією контролю за її якістю, розв’язують ситуаційні задачі за темою заняття.

Вода питна, призначена для споживання людиною (питна вода) - вода, склад якої за органолептичними, фізико-хімічними, мікробіологічними, паразитологічними та радіаційними показниками відповідає вимогам державних стандартів та санітарного законодавства (з водопроводу - водопровідна, фасована, з бюветів, пунктів розливу, шахтних колодязів та каптажів джерел), призначена для забезпечення фізіологічних, санітарно-гігієнічних, побутових та господарських потреб населення, а також для виробництва продукції, що потребує використання питної води.

Найкращою є ситуація, коли вода у джерелі водопостачання за своєю якістю повністю відповідає сучасним уявленням про доброякісну питну воду. Така вода не потребує ніякої обробки і необхідно лише не погіршити її якість на етапах забору з джерела та подачі споживачам. Але знезаражування такої води передбачається санітарними вимогами. Такими джерелами можуть бути лише деякі підземні міжпластові води, найчастіше – артезіанські (напірні). В усіх інших випадках вода в джерелі, особливо поверхневому, потребує поліпшення якості.

 

Покращання якості питної води – комплекс заходів, направлених на приведення показників якості води до Держстандарту.

До провідних видів покращання якості питної води відносяться:

· очистка;

· знезараження;

· дезактивація;

· знешкодження.

Очистка являє собою комплекс технічних заходів, що спрямовані на покращання органолептичних, фізичних та хімічних властивостей води, а також її підігрів або охолодження.

Основними методами очистки питної води є:

· освітлення (відстоювання, фільтрація, коагуляція, флокуляція)

· знебарвлення (відстоювання та фільтрація)

· дезодорація (фільтрація води через активоване вугілля, аерування, оброблення окислювачами);

· пом’якшення (фізичний, хімічний та іонообмінний способи)

· опріснення (дистиляція, іонообмінний спосіб, електроліз, гіперфільтрація, випаровування під вакуумом, діаліз, екстракція, виморожування).

· спеціальні методи очистки (доміералізація, фторування, дефторування, знезалізювання, та ін.).

Відстоювання – завислі речовини під своєю вагою осідають на дно відстійника, де вода перебуває на протязі 1-2 діб. Розрізняють горизонтальні та вертикальні відстійники.

Фільтрація – воду пропускають через спеціальні фільтри, на яких затримуються завислі речовини. Фільтруючим шаром найчастіше виступах пісок. Розрізняють фільтри повільні (найефективніше затримують забруднюючі речовини, однак потужність всього 0,1-0,3 м³ за годину), швидкі (потужність 5-10 м³ за годину), надшвідкі (36 та більше м³ за годину)

Коагуляція – хімічна обробка води сірчанокислим алюмінієм за реакцією:

 

Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(HCO₃)₂ = 2Al(OH)₃ + 3CaSO ₄ + 6CO₂

Гідрооксид алюмінію у вигляді досить великих пластівців абсорбує на собі завислі у воді забруднюючі частинки та гумінові колоїдні речовини, внаслідок чого вода освітлюється і знебарвлюється. Доза коагулянту залежить від ступеню лужності води, наявності в ній бікарбонатів, кількості завислих речовин і температури води. При малій карбонатній твердості (менше 4°) добавляють 0,5-1,0 % розчин соди або гашеного вапна. З метою прискорення коагуляції у воду додають флокулянти (наприклад, поліакриламід).

 

Якщо хімічний склад води не є оптимальним (см. додаток 1), проводять додаткові методи очистки, такі як пом’якшення, опріснення, домінералізацію, фторування, дефторування, знезалізування тощо.

Пом’якшання – зниження жорсткості води. В нормі жорсткість води складає від 7 до 10 моль/дм³. Обумовлена жорсткість вмістом солей Cа та Mg.

В практичному аспекті розрізняють три види жорсткості:

- усувну – можна усунути за допомогою кип’ятіння внаслідок розпаду бікарбонатів Cа та Mg;

- постійну – не усувається після годинного кип’ятіння внаслідок наявності сірчанокислих, хлористих та азотнокислих солей;

- загальну.

Для усунення високої жорсткості використовують:

1) додавання вапновміщуючих розчинів, внаслідок чого утворюються нерозчинні сольові розчини, що осідають в осад.

2) кип’ятіння.

3) використання іонообмінних смол.

Домінералізація - збільшення концентрації мінеральних речовин, зокрема макро- та мікроелементів (штучна мінералізація або розведення).

Фторування – насичення води фтором. Використовується в регіонах, де концентрація фтору в питній воді сладає менше 0,7 мг/л (Південний Буг – 0,19 мг/л). Для фторування використовується фторид амонію, біфторид амонію фторид натрію, біфторид натрію, кремніфториста кислота. Фторування є ефективним засобом зниження захворюваності карієсом.

Дефторування – видалення надлишкової кількості фтору, якщо концентрація його в воді регіону, яку використовують для пиття, становить більше 1,5мг/л. Застосовують хімічні методи (воду пропускають крізь шар гідроксиду алюмінію або магнію) та фільтраційні (фільтрація проводиться через шар окису алюмінію).

 

Знезараження являє собою комплекс технічних заходів, що спрямовані на покращання мікробного складу води та знищення патогенних мікроорганізмів.

Основними методами знезараження питної води є:

· хімічні або реагентні методи (використання препаратів хлору, перекисних сполук, препаратів срібла та проведення озонування);

· фізичні або безреагентні (використання ультрафіолетового випромінювання, швидких електронів, високочастотного струму, імпульсного струму низької напруги, ультразвуку та кип’ятіння) методи.

До провідних методів хлорування відносять:

· хлорування нормальними дозами хлору (хлорування за хлорпотребою);

· перехлорування;

· подвійне хлорування;

· хлорування з преамонізацією.

Для хлорування використовують газоподібний хлор, хлорне вапно, хлорид кальцію та натрію, хлорамін тощо.

Хлорування за хлор потребою – до води додається препарат хлору, що містить необхідну для окислення органічних речовин у даному об’ємі води кількість активного хлору + залишковий хлор (0,3-0,5 мл/л).

Перехлорування – використання заздалегідь високих доз хлору. Додають від 10 до 30 мг/л активного хлору. Застосовують в екстрених випадках, за епідпоказаннями.

Подвійне хлорування – хлорують перед відстоюванням води та після.

Хлорування з преамонізацією – проводиться тоді, коли у воді поверхневих джерел знаходяться фенольні сполуки, які потрапили з промисловими стічними водами. При взаємодії Cl з фенолом утворюється стійкі хлорфенольні сполуки з вираженим, так званим “аптечним” запахом. Для запобігання перед додаванням хлору у воду додають аміак, який утворює аміни, а потім із хлором, що додали пізніше, аміни утворюють хлораміни, що з фенолами не взаємодіють.

Слід підкреслити, що як показники надійності проведеного знезараження води визначають показники вмісту залишкового хлору (0,3-0,5 мг/л) та бактеріологічні показники.

Розрахунок необхідної кількості хлорного вапна для проведення знезараження води у криниці здійснюється таким чином.

Наприклад, є шахтна криниця, розміром 2 м х 2 м, висота водного стовпа в який становить – 2,9 м. Слід розрахувати, скільки необхідно 25% хлорного вапна для проведення знезараження води в криниці.

Об’єм води в криниці складає 2 м 2 м 2,9 м = 11,6 м³ = 11,600 л води.

У випадку використання методу перехлорування для знезараження 1 л води необхідно 10 мг активного хлору

Отже, складаємо пропорцію:

1 л – 10 мг активного хлору;

11600 л – х мг активного хлору.

11600 · 10

х = –––––– = 116000 мг або 116 г активного хлору.

Якщо, 100 г 25% хлорного вапна вміщує 25 г активного хлору, то

в Х г хлорного вапна вміщується 116 г активного хлору.

116 х 100

Х = –––––– = 464 г 25 % хлорного вапна.

Для проведення знезараження хлорне вапно розтирають з невеликою кількістю води у відрі, доводячи її до стану емульсії, заливають повне відро води, ретельно розмішують і відстояний розчин виливають у криницю.

 

Дезактивація являє собою комплекс технічних заходів, що забезпечують доведення кількості радіоактивних речовин у питній воді до гранично-допустимого рівня.

Найбільш поширеними методами дезактивації є:

· коагуляція;

· відстоювання;

· фільтрація через спеціальну шихту;

· хлорування.

Знешкодження являє собою комплекс технічних заходів, що забезпечують усунення з питної води токсичних хімічних речовин.

Найбільш доцільними методами знешкодження питної води є:

· перехлорування (передусім, суперхлорування);

· кип’ятіння.