Какими способами может осуществляться осветление воды

Зачем очищать воду

От качества воды зависит здоровье человека

Основной недостаток воды из-под крана — чрезмерная жесткость, то есть избыток солей кальция и магния, гидрокарбонатов, сульфатов и железа. Высокая жесткость придает воде горьковатый привкус, оказывает негативное влияние на органы пищеварения, нарушает водно-солевой баланс в организме человека, образует известковый налет на посуде и нагревательных элементах бытовой техники, портит ткани при стирке.

В водопроводной воде могут присутствовать различные примеси: азотные соединения, соли натрия, калия, кальция, марганца и т.д. Спорную пользу приносит хлорирование. С одной стороны, хлорирование — это эффективный, доступный и недорогой способ обеззараживания.

С другой стороны, хлор существенно ухудшает вкусовые качества, тому же хлор, вступив в реакцию с органическими соединениями, может образовывать хлорсодержащие токсины, мутагенные и канцерогенные вещества и яды, в том числе диоксиды.
Естественно, качество водопроводной воды контролируется соответствующими органами и при превышении концентрации вредных примесей в ней принимаются соответствующие меры. Однако большинство специалистов едины во мнении: пить воду непосредственно из крана нельзя. Нужно ее хотя бы вскипятить.

Результаты и обсуждение

В ходе испытаний установлено, что на эффективность процесса высокоскоростного осветления в большей степени влияет доза флокулянта. На рис. 7 показана зависимость параметров мутности, перманганатной окисляемости и остаточного алюминия от дозы флокулянта. Наиболее эффективными являлись режимы с использованием флокулянта дозой 0,2–0,25 мг/л.

Мутность, цветность, перманганатная окисляемость. Снижение мутности происходило достаточно эффективно.

На рис. 8 приведены характеристики исходной воды, отстоянной воды на сооружениях Восточной станции водоподготовки, осветленной воды, полученной на пилотной установке, и фильтрата после колоночного стенда по мутности, цветности, перманганатной окисляемости, содержанию остаточного алюминия. Дозы реагентов, применявшихся в ходе испытаний, представлены в табл. 1. Приведенные данные свидетельствуют о возможности подбора режима коагулирования, позволяющего обеспечить эффективное снижение мутности отстоянной воды.

остаточного алюминия в отстоянной воде снижалось до 0,1 мг/л, что на порядок ниже по сравнению с водой, обработанной на Восточной станции водоподготовки.

Оценка эффективности процесса при различных нагрузках (20–40 м3/ч) показала, что изменение расхода воды, поступающей на пилотную установку высокоскоростного осветления, не приводит к изменению качества отстоянной воды.

Результаты бактериологического анализа показали, что качество отстоянной воды было достаточно высоким. Фильтрованная вода после песчаных фильтров без применения окислителей полностью соответствовала требованиям СанПиН (однако в этот период качество речной воды характеризовалось низкой бактериальной загрязненностью). Обобщенные результаты бактериологического анализа за период испытаний представлены в табл. 2.

Технико-экономическая оценка технологии высокоскоростного осветления. В табл. 3 представлена предварительная технико-экономическая оценка технологии высокоскоростного осветления в сравнении с традиционной схемой очистки на Восточной станции водоподготовки (за период испытаний). Оценка проведена в части затрат на реагенты. Всесторонняя технико-экономическая оценка возможна в случае проведения полномасштабных испытаний в течение полного годового цикла.

По предварительным расчетам, затраты на реагенты с учетом потерь микропеска сопоставимы. Учитывая повышение степени очистки на установке высокоскоростного осветления, прогнозируется снижение затрат на собственные нужды за счет увеличения продолжительности фильтроцикла при последующей очистке воды на скорых фильтрах. Таким образом, существует возможность получения экономического эффекта от внедрения технологии высокоскоростного осветления.

Поскольку при проведении испытаний на установке не применялось предварительное окисление, в данной технологии с использованием микропеска реализован высокоэффективный процесс осветления воды. Изучение этого процесса представляет интерес с точки зрения уменьшения площади станций водоподготовки: по предварительным оценкам, площадь, необходимая для размещения отстойника высокоскоростного осветления, в 5 раз меньше площади классического полочного отстойника и примерно в 20 раз меньше площади традиционной системы осветления.

Качество воды, получаемой на установке высокоскоростного осветления, зависит от дозы флокулянта (без него данная технология не работает). Средняя доза флокулянта Praestol 650TR для волжской воды в исследуемый период составляла 0,2–0,25 мг/л. В разработанной технологии могут использоваться реагенты, применяющиеся на московских станциях водоподготовки. При оптимальном подборе реагентов и увеличении дозы флокулянта мутность отстоянной воды снижалась до 0,6–0,8 мг/л. Одновременно обеспечивается значительное уменьшение концентрации остаточного алюминия.

Фильтрация активированным углем и минералами

В домашних условиях можно использовать кувшинный фильтр

Считается, что активированный уголь поглощает из воды вредные для организма человека вещества, включая такие тяжелые металлы, как свинец, радон и продукты его распада, хлор, пестициды и др. В то же время он обогащает воду ценными минералами. Для очистки таблетки активированного угля упаковывают в марлевый мешочек и помещают в емкость с водой на 12-14 часов. По истечении этого времени чистая вода пригодна для употребления. Не рекомендуется оставлять воду с активированным углем на более длительный срок, так как такая вода может стать благоприятной средой для размножения различных микроорганизмов.

Данный способ получения чистой воды использовали еще в Древней Руси. Считается, что благодаря активации воды кремнием она становится не только чистой, но и более вкусной и может храниться долгое время без изменения состава. В такой воде жизнь вирусов и болезнетворных микробов просто невозможна. Кремний абсорбирует такие вредные для здоровья человека вещества, как соли тяжелых металлов, пестициды и др. Чтобы в домашних условиях очистить воду кремнием необходимо промытый под проточной водой кремний поместить в стеклянную или эмалированную посуду, залить водой из расчета 10 г минерала на литр. Посуду накрыть чистой тканью и поместить в темное место на 2-3 дня.

По истечении указанного срока использовать верхние 2/3 воды, оставшийся слой вылить, так как именно там накапливаются вредные вещества из воды. Полученную кремниевую воду нельзя хранить в холодильнике или кипятить. Лучше оставить ее хранить в помещении при температуре не ниже +10 °С.

О современных методах очистки питьевой воды расскажет видеоматериал:

Методы

Пилотная установка. Для испытаний процесса высокоскоростного осветления воды была использована мобильная пилотная установка, которая представляет собой стандартный контейнер, содержащий саму установку, а также химическую лабораторию. Внутреннее пространство контейнера показано на рис. 2.

Принцип работы. Высокоскоростное осветление воды представляет собой компактную технологию, в которой в качестве затравочных зерен для хлопьеобразования используется микропесок. Хлопья, утяжеленные микропеском, обладают уникальной характеристикой осаждения: вертикальная скорость для питьевой воды достигает 40–80 м/ч. Это позволяет использовать отстойники с очень высокими нагрузками и коротким временем пребывания воды. Площадь, необходимая для размещения установки, в 5 раз меньше площади классического полочного отстойника и примерно в 20 раз меньше площади традиционной системы осветления. Технологическая схема высокоскоростного осветления воды представлена на рис. 3, общий вид отстойника пилотной установки – на рис. 4.

Речная вода обрабатывается коагулянтом в баке быстрого перемешивания и далее поступает в инжекторную камеру осветлителя, где обрабатывается флокулянтом. Туда же вводится микропесок крупностью 40–200 мкм. Проходя под разделительной перегородкой, вода с реагентами подается в бак «созревания», оборудованный мешалкой. В этом баке происходит образование и рост хлопьев. Далее вода через систему разделительных перегородок поступает в полочный осветлитель, оснащенный тонкослойными модулями. Осветленная вода собирается с помощью лотков (рис. 5). Образовавшийся осадок насосом подается на гидроциклон, где происходит его отделение от микропеска. Осадок удаляется из установки, а микропесок возвращается в инжекторную камеру для повторного использования.

Порядок проведения испытаний. Волжская вода погружным насосом подавалась на мобильную пилотную установку. Расход воды составлял 20–40 м3/ч. После пилотной установки отстоянная вода поступала на колоночный стенд с песчаной загрузкой. Песчаные фильтры загружены песком с крупностью, принятой на сооружениях Восточной станции водоподготовки. Общая блок-схема испытаний представлена на рис. 6.

Для проведения сравнительной оценки существующей технологии и процесса высокоскоростного осветления с использованием микропеска на разных этапах испытаний использовались следующие реагенты: коагулянты сульфат алюминия, оксихлорид алюминия, а также их смесь (в пропорции примерно 1:1); флокулянт Praestol 650TR.

Первоначальные дозы реагентов принимались в соответствии с дозами, принятыми на действующих сооружениях Восточной станции водоподготовки в период проведения исследований. Далее дозы реагентов изменяли с целью поиска наиболее эффективного режима работы установки. В отличие от технологического режима, принятого на станции, где в период проведения испытаний использовался озон (1 мг/л) и хлор (2 мг/л), на установке высокоскоростного осветления воды предварительное окисление не проводилось. Расчет необходимого количества микропеска и параметров работы мешалок осуществлялся оператором установки.

Схемы очистки воды из скважины

Очистка воды от железа

Она предусматривает последовательное прохождение четырех этапов:

• Поступление воды в специальный фильтр, внутренняя среда которого позволяет проходить жидкости 2-3 степени очистки;
• Прохождение первичной стадии очистки, на которой растворенное железо приобретает нерастворимую форму;
• Фильтрация воды через подложку из гравия и вывод чистой жидкости из системы;
• Смыв в канализацию железистого осадка, который остался в фильтре.

1. Аэрация и окислительный катализ. В этом случае применяют специальную компрессорную систему, оснащенную аэрационной колонной. В ней происходит насыщение железистой воды кислородом и ее окисление. Катализатором химической реакции служит сорбент из гранулированного активированного угля. После окисления железо переходит в нерастворимую форму, выпадает в осадок и удаляется.
2. Многокомпонентный обмен с помощью ионной смолы. Такая фильтрация проходит в одну стадию. Ионная смола выступает в качестве сорбента, который смягчает воду, понижает ее окисляемость, уменьшает цветность, удаляет загрязнения, замещая железо жидкости ионами натрия.
3. Фильтрация диоксидом марганца. Этот реагент окисляет железо, задерживает его, а потом удаляет при обратном осмосе. Диоксид марганца можно использовать при очистке воды аэрацией, хлорированием или озонированием. Он позволяет удалять вредные примеси даже с низкой концентрацией.
4. Самостоятельная очистка реагентами. Это наиболее распространенный метод, который может использовать любой домашний мастер. В основе метода заложен принцип окисления и задержание частиц железа в фильтре для очистки воды из скважины. В качестве реагентов применяют хлор, марганцовокислый калий или гипохлорит кальция. Все они восстанавливаются с помощью недорогой соли в таблетках.
5. Очистка электрическим полем. В ее основе заложены окислительные свойства магнитных крупиц меди и цинка. При взаимодействии с железом воды они остаются в корпусе фильтра, в то время как электрохимические процессы противодействуют окислению жидкости.

Очистка воды от песка

Промывку скважины от песка можно осуществить тремя основными методами:

• В первую очередь следует прокачать воду. При включенном насосе нужно добиться ее большого оттока. Если оборудование скважины исправно, вместе с водой весь песок, который попал в трубу, будет удален. После этого возобновится подача чистой воды без примесей.
• Если первый способ не оказывает нужного эффекта, можно выполнить промывку пробуренной скважины. Для этого в нее потребуется опустить колонну, состоящую из труб, и подать в эту систему воду под напором. В результате этой процедуры песок, который скопился внизу, вместе с водой поднимется вверх, проникая в пространство между трубами, и выплеснется из скважины.
• Альтернативой промывке может служить продувка системы. Для ее осуществления в скважину нужно вставить трубу и подать в нее воздух. Давление должно составлять 10-15 атм. Все загрязнения со дна поднимутся при этом по полости между трубами на поверхность, и скважина очистится.

В крайнем случае, если все перечисленные методы для условий участка не подходят, загрязненную воду можно оставить для отстаивания. После выпадения песочного осадка чистую жидкость нужно аккуратно перелить.

Очистка воды от извести

1. Отстаивание. Для этого большую емкость нужно наполнить водой и ждать осаживания частиц. Спустя некоторое время чистую воду сверху надо аккуратно слить, а потом удалить осадок.
2. Фильтрация. Она позволяет удалить нерастворимые частицы извести. В процессе очистки можно использовать различные модели фильтров, вид каждого из которых обеспечивает соответствующее качество воды на выходе.
3. Кипячение. Оно используется при потребности в небольшом количестве чистой воды. Соли кальция в кипятке приобретают нерастворимую форму. Недостаток метода — образование накипи и определенная сложность ее удаления из емкости после кипячения воды.
4. Обратный осмос. Этот метод предусматривает применение специального фильтра с мембраной, которая задерживает все посторонние вещества, кроме молекул воды. Перекрестное течение в фильтре промывает его и предохраняет этим от засорения. Такая система очистки воды из скважины от извести наиболее эффективна по сравнению с предыдущими тремя способами.
5. Химический способ. Он позволяет при помощи различных реагентов, связывающих соли, удалять из артезианской воды коллоидные растворы. После протекания реакций образуются нерастворимые частицы, которые можно уловить с помощью обычных фильтров и удалить. Такой способ предназначен для очистки значительных объемов воды.

Дезодорирование воды для пива

Вода для производства пива ни в коем случае не должна иметь посторонних запахов – это отрицательно или даже губительно скажется на вкусе и аромате будущего напитка. Дезодорирование воды – удаление из нее органических и других примесей, способных в определенной концентрации генерировать неприятный запах.

Вода из разных источников может пахнуть по-разному, потому что природа ароматов будет различной. То, что запах неприятен для обоняния, свидетельствует о потенциальной опасности такой жидкости для организма. Некондиционные запахи воды могут быть:

• химическими – за счет повышенного содержания хлора (например, в водопроводной воде), железа, щелочи и др.;
• органическими – неприятные ощущения создает сероводород, гнилостные бактерии, аммиак, водоросли, а также окружающая воду природная среда – болото, глина, возможно, микроскопические остатки рыб или других организмов.

Дезодорирование воды проводится разными способами – в зависимости от характера неприятного запаха. Химические «ароматы» устраняются путем окисления кислородом или озоном, а также пропусканием через абсорбционные фильтры. Органика удаляется из воды через обеззараживание, эффективна специализированная фильтрация.

Мы предоставляем различные виды современного оборудования для дезодорирования воды в пищевой промышленности.

Обесцвечивание воды, дезодорирование воды – снижение цветности, удаление запаха, привкуса.

Цветность воды обусловлена присутствием соединений железа, в виде сульфата железа (II), гидрокарбонатов.

Дезодорирование воды, процесс удаления органических примесей, создающих в минимальных концентрациях неприятный запах, привкус.

Оборудование обесцвечивания и дезодорирования воды, серии «MWT»:

1. Окисление кислородом воздуха, встречно – поточная аэрация, серии «MWT PA».
2. Окисление кислородом воздуха, безнапорная аэрация, серии «MWT FFA».
3. Окисление озоном, серии «MWT O3».
4. Реагентное окисление, серии «MWT R».
5. Фильтр угольный, безреагентный, серии «MWT Cr\Ag».
6. Фильтр ионитный, композитный, реагентный, серии «MWT Mix\Ag».
7. Фильтр анионитный, реагентный, серии «MWT Ae».
8. Ультрафильтрация, серии «MWT UF».
9. Нанофильтрация, серия «MWT NF».
10. Электрокоагуляция серии «MWT Ec».
11. Флотатор, серии «MWT Fw».
12. Дисковая фильтрация, серии «MWT DF».
13. Механическая фильтрация, серии «MWT MF».

Химические методы обеззараживания питьевой воды

Химические способы основаны на добавлении в воду различных реагентов-окислителей, которые убивают вредоносные бактерии. Наибольшую популярность среди таких веществ получили хлор, озон, гипохлорит натрия, диоксид хлора.

Для достижения высокого качества важно правильно рассчитать дозу реагента. Малое количество вещества может не возыметь эффекта, а даже наоборот способствовать увеличению числа бактерий

Реагент необходимо вводить с избытком, это позволит уничтожить как имеющиеся микроорганизмы, так и бактерии, попавшие в воду после обеззараживания.

Избыток нужно рассчитывать очень аккуратно, чтобы он не мог нанести вред людям. Наиболее популярные химические методы:

• хлорирование;
• озонирование;
• олигодинамия;
• полимерные реагенты;
• иодирование;
• бромирование.

Нормативные документы водно-санитарного законодательства

Поскольку вода являет собой источник человеческой жизни, ее качеству и санитарному состоянию уделяется серьезное внимание, в том числе на законодательном уровне. Основными документами в данной сфере являются Водный кодекс и Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»

Водный кодекс содержит в себе правила по использования и охраны водных объектов. Приводит классификацию подземных и поверхностных вод, определяет меры наказания за нарушение водного законодательства и др.

ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» регламентирует требования к источникам, вода из которых может быть использована для питья и ведения хозяйства.

Также существуют государственные стандарты качества, которые определяют показатели пригодности и выдвигают требования к способам анализа воды:

ГОСТы качества воды

• ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.
• ГОСТ 24902-81 Вода хозяйственно-питьевого назначения. Общие требования к полевым методам анализа.
• ГОСТ 27064-86 Качество вод. Термины и определения.
• ГОСТ 17.1.1.04-80 Классификация подземных вод по целям водопользования.

СНиПы и требования к воде

Строительные нормы и правила (СНиП) содержат в себе правила по организации внутреннего водопровода и канализации зданий, регламентируют монтаж систем водоснабжения, отопления и т.д.

• СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
• СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы.
• СНиП 3.05.04-85 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.

СанПиНы на водоснабжение

В санитарно-эпидемиологических правилах и нормах (СанПиН) можно найти, какие существует требования к качеству воды как из центрального водопровода, так и воды из колодцев, скважин.

• СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.»
• СанПиН 4630-88 «ПДК и ОДУ вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»
• СанПиН 2.1.4.544-96 Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.984-00 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

Технологический цикл промывки такого фильтра состоит из двух ступеней:

а) Обратная (взрыхляющая) промывка.
Заключается в том, что неочищенная вода через входной патрубок подается сразу в водоподъемную трубу (стояк). Через нижний распределитель вода проходит снизу вверх сквозь фильтрующую среду, взрыхляет ее, вымывает все засоряющие фильтр частицы и через дренаж сливается в канализацию. Таким образом, направление потока воды здесь меняется на обратное, откуда и название — обратная промывка.

б) Прямая (быстрая) промывка.
В этом режиме вода течет в том же направлении, что и при нормальном цикле фильтрации, однако очищенная вода поступает не в выходной патрубок, а сбрасывается в дренаж. Смысл ее в том, чтобы сбросить через дренаж остатки загрязняющих частиц и уплотнить фильтрующую загрузку после цикла обратной промывки.

Кипячение

Кипячение считается самым простым и доступным способом очистки бытовой воды. Более того, если воду не очищать посредством фильтров, кипячение является обязательным условием ее безвредного для здоровья потребления.  Кипячение помогает очистить воду от многих видов примесей. Под воздействием высокой температуры большая часть бактерий погибает, разрушаются хлорсодержащие соединения, вода становится мягкой и вкусной. Однако кипячение имеет и свои минусы.

1. Во-первых, в хлорированной воде под воздействием высокой температуры образуется диоксид, имеющий тенденцию к накоплению в организме человека и оказывающий канцерогенное действие.
2. Во-вторых, обычное кипячение (не длительное) уничтожает далеко не всех микробов, не говоря уже о тяжелых металлах, нитратах, феноле и нефтепродуктах.
3. В-третьих, при длительном воздействии высоких температур происходит разрушении структуры и она, в лучшем случае, становится не полезной, а в худшем случае, вредной для здоровья. Кипяченая вода – тяжелая или, как ее еще называют, «мертвая» вода. В ней содержатся тяжелые изотопы водорода – атомы дейтерия. Отрицательное воздействие такой воды на организм человека подтверждено многочисленными исследованиями.

Чтобы очищение при помощи кипячения было максимально эффективным, а негативные эффекты были минимальными важно соблюдать следующие правила:

• Повторно воду не кипятить, выливая из чайника остатки и промывая его после каждого использования
• Желательно кипятить предварительно отфильтрованную воду или хотя бы отстоянную
  Использовать для питья или приготовления пищи только верхние 2/3 объема, оставшуюся воду выливать
• По мере необходимости очищать чайник и прочую посуду от накипи
• Избегать длительного кипячения

Народные средства для очистки воды

Народная медицина предлагает массу методов очистки воды, мы же рассмотрим наиболее популярные и действенные.

И начнем с яблочного уксуса, чайную ложку которого разводят в литре воды, после чего дают жидкости настояться в течение 2 – 3 часов, чтобы погибли микробы.

Вместо уксуса можно использовать 5-процентный йод, который добавляется в воду из расчета 3 капли йода на литр воды. Дайте воде настояться 2 часа, после чего можно ее употреблять.

Сразу же оговоримся, что вода, очищенная с применением уксуса или йода (а некоторые рекомендуют использовать для очистки эти составляющие одновременно), имеет достаточно неприятный запах и необычный вкус.

Кроме того, следует помнить о том, что избыток йода в организме может привести к сбоям в его работе:

• Мышечной слабости.
• Стойкому субфебрилитету на фоне отсутствия признаков какого-либо заболевания.
• Повышенной потливости.
• Диарее.
• Перепадам настроения.

Поэтому с очисткой питьевой воды йодом следует быть аккуратными.

Приятна на запах и вкусна вода, очищенная гроздьями рябины. Кстати, применение рябины по эффективности некоторые эксперты ставят в один ряд с очисткой воды серебром или активированным углем.

Для очистки воды просто опустите тщательно вымытую гроздь спелой рябины в емкость с водой. Природные антибиотики, которыми богато это растение, за 3 часа уничтожат бактерии не хуже, чем хлор.

Вместо гроздьев рябины для очистки воды можно применять шелуху от лука, листья черемухи и ветви можжевельника, но тогда, чтобы очиститься, вода должна настаиваться не менее 12 часов.

Важно! Для усиления очистительного эффекта рекомендуется после настаивания процеживать воду.

Несмотря на свою простоту, народные методы не способны полностью очистить воду от хлорных соединений и микробов, поэтому возлагать на них особые надежды не стоит.

В любом случае из предложенного списка Вы можете выбрать наиболее подходящий для себя вариант очистки, благодаря которому вода станет не только полезной, а и более вкусной!

Фильтрование через слой загрузки

Вода проходит через зернистый материал, задерживающий коллоидные загрязнения. В качестве слоя загрузки применяют кварцевый песок, гравий, дроблённый антрацит и другие. Они должны обладать надлежащим гранулометрическим составом и необходимой механической прочностью, так как происходит их периодическое истирание.

По скорости движения и времени очистки различают скорые и медленные фильтры. Медленные подходят для очистки некоагулированной воды, содержащей относительно мелкую примесь. Так как данный метод – безреагентный, то максимальные значения исходной мутности должны быть до 50 мг/л, цветности до 50 градусов. Скорость движения в таком фильтре составляет 0,1-0,3 м/ч.

Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод. В технологической схеме очистки скорые фильтры предусматривают после сооружений коагуляции и отстаивания, так как невозможно получить необходимый эффект одной ступенью

Важно проводить периодическую обратную промывку загрузки для предотвращения последующего загрязнения. Скорость движения в скором фильтре составляет 5,5-15 м/ч

Осветление с использованием полной коагуляции, флокуляции, отстаивания и фильтрования

Эти процессы предназначены для обработки воды, имеющей один или несколько следующих качественных показателей:

• содержание взвешенных веществ более 20—40 г/м3 в течение всего или части года;
• цветность более 30 мг/л по платино-кобалътовюй шкале (другие процессы очистки, которые можно использовать, если цветность воды является единственным недостатком, обсуждаются далее);
• высокое содержание органических веществ, которое должно быть сведено к минимуму;
• концентрация тяжелых металлов свыше максимально допустимых величин;
• высокое содержание планктона, даже если он появляется только периодически; эта очистка комбинируется с предварительным хлорированием, количество планктона снижается на 95—99%, а остатки планктона удаляются фильтрованием. Как описано в гл. 9, с помощью микрофильтрации нельзя достигнуть такого результата.

Процесс осветления может изменяться в зависимости от количества взвешенных в воде веществ.

Осветление очень мутной воды. Если в воде содержится более 2000—3000 г/м3 взвешенных веществ в течение длительного времени, необходимо применить один из следующих способов:

1. Одноступенчатое отстаивание и осветление во флокуляторе или осветлителе скребкового типа. Этот процесс возможен тогда, когда максимальное содержание взвешенных веществ не слишком велико, а осадка образуется не очень много. Обычно принимают скорость восходящего потока от 1 до 1,5 м/ч.
2. Двухступенчатое отстаивание (первичный и вторичный осветлители). Этот процесс используется для воды с очень высоким содержанием глины.

Для того чтобы первичный осветлитель работал эффективно, нельзя рассматривать его как сооружение для удаления частиц песка диаметром от 0,1 до 0,2 мм. Последние должны быть удалены на предшествующей стадии, иначе скребок будет заклиниваться или повреждаться.

При высоком содержании взвешенных веществ в воде очистные сооружения будут иметь очень большие размеры, если « очистка должна быть обеспечена без применения реагентов.

В случае же осветлителя малых размеров устойчивая эксплуатация сооружения имеет место при обработке воды со средней мутностью. Поэтому в пиковые периоды (свыше 5000—10000 г/м3) при первичном осветлении в «воду добавляют меньшую дозу коагулянта или флокулянта, определяемую джар-тестом; это обеспечивает необходимую степень предварительной очистки при относительно высокой восходящей скорости потока. Необходимая скорость устанавливается в зависимости от характера и количества веществ, подлежащих удалению, а также от объема образующегося осадка и количества добавляемых коагулянтов. В период внезапного разлива реки может возникнуть необходимость добавления нейтрализующих веществ для поддержания нужной величины pH воды; в другое время добавлять такие реагенты не нужно.

Во вторичный осветлитель поступает вода, качество которой изменяется в допускаемых пределах, и после окончательной коагуляции и флокуляции выпускают осветленную воду хорошего качества.

В интересах здоровья потребителей после осветления применяется фильтрование как конечный процесс, совершенствование которого может еще повысить качество обработанной воды.

Можно отметить, что добавление реагентов в сверхдозах в две стадии в пиковые периоды не дает лучшего результата по сравнению с одностадийным процессом. Подача реагентов должна быть определена очень точно для обработки воды в пиковые периоды, которые могут изменяться из года в год. Поэтому необходимо хорошо знать все вопросы, связанные с водоснабжением, и иметь большой запас реагентов, используемых в процессах очистки.

УФ-излучение

Все большую популярность среди методов обеззараживания воды набирает применение УФ-излучения. В основе методики лежит тот факт, что лучи, длина волны у которых 200-295 нм, могут убивать патогенные микроорганизмы. Проникая сквозь клеточную стенку, они воздействуют на нуклеиновые кислоты (РНД и ДНК), а также вызывают нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов, что ведет к гибели бактерий.

Для определения дозы излучения необходимо провести бактериологический анализ воды, это позволит выявить виды патогенных микроорганизмов и их восприимчивость к лучам. На эффективность также влияет мощность используемой лампы и уровень поглощения излучения водой.

Доза УФ-излучения равна произведению интенсивности излучения на его продолжительность. Чем выше устойчивость микроорганизмов, тем дольше на них необходимо воздействовать

УФ-излучение не влияет на химический состав воды, не образует побочных соединений, таким образом исключает возможность нанесения вреда человеку.

При использовании данного метода невозможна передозировка, УФ-облучение отличается высокой скоростью реакции, для обеззараживания всего объема жидкости требуется несколько секунд. Не меняя состав воды, излучение способно уничтожить все известные микроорганизмы.

Однако, не лишен данный метод и недостатков. В отличие от хлорирования, обладающего пролонгирующим эффектом, эффективность облучения сохраняется до тех пор, пока лучи воздействуют на воду.

Хороший результат достижим лишь в очищенной воде. На уровень поглощения ультрафиолета влияют содержащиеся в воду примеси. Например, железо способно служить для бактерий своеобразным щитом и «прятать» их от воздействия лучей. Поэтому целесообразно провести предварительную очистку воды.

Система для УФ-излучения состоит из нескольких элементов: выполненной из нержавеющей стали камеры, в которую помещена лампа, защищенная кварцевыми чехлами. Проходя через механизм такой установки, вода постоянно подвергается действию ультрафиолета и полному обеззараживанию.

Выводы

Качество фильтрованной воды после высокоскоростного осветления без применения окислителей соответствует требованиям СанПиН по микробиологическим показателям. Изменение расхода исходной воды (нагрузки) в диапазоне 20–40 м3/ч, поступающей на пилотную установку, не приводит к изменению качества отстоянной воды. Следует отметить, что испытания проводились в течение небольшого отрезка времени. Поэтому для полномасштабной оценки данной технологии необходимо проведение экспериментов в различные сезоны года. Испытания в течение полного годового цикла позволят более четко оценить затраты на реализацию данной технологии и сравнить их с затратами на действующих сооружениях. Окончательные выводы о применимости представленной технологии для московских станций водоподготовки также могут быть сделаны при проведении полномасштабных испытаний.