2015-05-30
1511
Питьевая вода может быть одним из факторов передачи различных инфекционных заболеваний, -отсюда вытекает важнейшая задача водоснабжения- обеспечение населения доброкачественной водой в достаточном количестве. По данным ВОЗ, ежегодно в мире из – за не качественной воды умирает около 5 мл человек. Вода не является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Однако они могут сохраняться в ней определенной время, например: брюшнотифозная палочка сохраняет жизнеспособность в течении 2 недель, холерный вибрион до 1-2 недель. Водным путем могут передаваться острые кишечные инфекции (дизентерия, энтериты, энтероколиты, брюшной тиф, парафы А и Б, холера), вирусные инфекции (гепатиты А и Е, полиомиелит) бактериальные зоонозы(туляремия, лептоспирозы, бруцеллез), протозойные инфекции (амебная дизентерия, балантидиоз, лямблиоз), глистные инвазии(био- и геогельминты).
Очистка включает в себя следующие процессы:
Ø хранение;
Ø осаждение или удаление механических примесей, предварительная фильтрация;
|
|
|
Ø последующая фильтрация;
Ø обеззараживание.
Хранение — во время накопления воды в озёрах или водохранилищах микробиологическое качество воды существенно улучшается в результате отстаивания, бактерицидного действия УФ-излучения в поверхностных слоях, истощения питательных веществ для бактерий и деятельности конкурентных антагонистических организмов. При этом снижение содержания бактерий-индикаторов фекального загрязнения, сальмонелл и энтеровирусов составляет около 90 %, являясь наибольшим в летнее время с периодом сохранения в воде около 3–4 недель.
Если вода не проходила названные нормы хранения, производится предварительное обеззараживание. Это уничтожает живые биологические формы и снижает количество фекальных бактерий и патогенных штаммов бактерий, способствуя, кроме того, удалению водорослей во время коагуляции и фильтрации. Недостаток обеззараживания заключается в том, что когда хлор используется в большом количестве, могут образовываться хлорсодержащие органические соединения и биологически разлагаемый органический углерод.
▪ Осаждение или удаление механических примесей.
Фильтрование через мелкопористые фильтры со средним диаметром отверстий 30 мкм является эффективным способом удаления большого количества микроводорослей и зоопланктона, которые могут забивать фильтры или даже проникать через них. Этот процесс оказывает малое влияние на уменьшение количества фекальных бактерий и кишечных патогенов, прежде всего, из-за меньших размеров бактерий по сравнению со стандартной величиной пор фильтров.
|
|
|
▪ Коагуляция, флоккуляция и осаждение.
Коагуляция — процесс укрупнения, агрегации коллоидных и диспергированных примесей воды, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного происхождения. Коагуляция завершается образованием видимых невооружённым глазом агрегатов — хлопьев — крупных коацерватов. Образующиеся хлопья подвергаются осаждению, поглощая и захватывая природные окрашенные вещества, минеральные частицы и вызывая значительное снижение мутности и содержания простейших бактерий и вирусов. Для ускорения процесса коагуляции применяют, так называемые флоккулянты — высокомолекулярные синтетические соединения анионового и катионового типа.
Цель осаждения — сделать возможным оседание образующихся коацерватов и тем самым снизить концентрацию взвешенных твёрдых веществ, которые должны удаляться фильтрами. Быстрая и медленная фильтрация при правильной загрузке обеспечивает наибольшее улучшение качества воды при любом обычном способе очистки воды. Бактерии удаляются на 98–99 % и более. Содержание Е.coli снижается в 1000 раз, а удаление вирусов ещё больше. Медленная фильтрация через песок также очень эффективна при удалении паразитов (гельминтов и простейших).
Необходимо отметить, что при фильтрации происходит сорбция бактерий и вирусов на поверхности взвешенных частиц и хлопьев и совместное осаждение в отстойнике или порах фильтрующей загрузки. Часть бактерий и вирусов, оставаясь в воде свободными, проникает через очистные сооружения и содержится в фильтрованной воде.
Для создания надёжного и управляемого последнего барьера на пути возможной передачи через воду бактериальных и вирусных болезней применяется её обеззараживание. Для этого широко используются реагентные (хлорирование и озонирование) и безреагентные (УФ-излучения, воздействие гамма-лучами и другие методы).
Во многих странах для обеззараживания широко используется хлорирование. Обеззараживающий эффект оказывает гипохлоридный ион OCl – и недиссоциированная хлорноватистая кислота.
Процесс обеззараживания воды проходит в 2 стадии:
▪ обеззараживающий агент диффундирует внутрь бактериальной клетки;
▪ вступает в реакцию с энзимами клетки.
Скорость процесса зависит от кинетики диффузии обеззараживающего агента внутрь клетки и кинетики отмирания клетки в результате их метаболизма. Поэтому скорость обеззараживания возрастает:
Ø с увеличением концентрации обеззараживающего вещества в воде;
Ø повышением её температуры;
Ø с переходом обеззараживающего агента в недиссоциируемую форму, поскольку диффузия молекул через мембрану клетки происходит быстрее, чем гидратированных ионов, образующихся при диссоциации.
Эффективность обеззараживания снижается при наличии в воде органических веществ, способных к реакциям окисления-восстановления и других возможных восстановителей, а также коллоидных и взвешенных веществ, обволакивающих бактерии и мешающих контакту с ними обеззараживающего агента.
Интегральным показателем свойств воды, мешающих обеззараживанию, является хлорпоглощаемость, измеряемая количеством хлора, необходимого для окисления имеющихся в воде восстановителей. Она прямо пропорциональна дозе хлора и времени контакта.
На эффективность хлорирования оказывает влияние ряд факторов:
· биологические особенности микроорганизмов;
· бактерицидные свойства препаратов хлора;
· состояние водной среды;
· условия, в которых происходит обеззараживание.
Оптимальная доза активного хлора составляется из его количества, необходимого для удовлетворения хлорпоглощаемости воды, оказания бактерицидного действия и некоторого количества, так называемого, остаточного хлора, присутствующего в обеззараженной воде и свидетельствующего о завершении процесса обеззараживания.
|
|
|
Остаточный хлор, наряду с коли-индексом, служит косвенным показателем безопасности воды в эпидемиологическом отношении. Количество остаточного хлора нормируется СанПиН на разном уровне в зависимости от его состояния: для связанного (хлораминного) хлора — 0,8–1,2 мг/л. Для свободного (хлорноватистая или хлорная кислота — гипохлоридный ион) — 0,3–
0,5 мг/л. В указанном диапазоне концентраций остаточный хлор не изменяет органолептические свойства и в то же время может быть точно определён аналитическими методами. Содержание остаточного хлора нормируется в воде на выходе с водопроводной станции, после резервуаров чистой воды. Хлорированию, как методу обеззараживания воды, присущи некоторые недостатки:
· необходимость соблюдения многочисленных требований по технике безопасности;
· продолжительное время контакта для достижения обеззараживающего эффекта;
· образование в воде хлорорганических соединений, небезразличных для организма.
Однако уровень содержания побочных продуктов обеззараживания может быть снижен за счёт оптимизации технологии очистки. Удаление органических веществ перед обеззараживанием снижает вероятность образования потенциально опасных побочных продуктов, таких, как: хлорат, хлорит, хлорфенолы, тригалометаны (бромоформ, дибромхлорметан, хлороформ).
Одним из перспективных методов обеззараживания является озонирование. Преимущество озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в воде соединений, подобных хлорорганическим, улучшает органолептические свойства воды и обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (до 10 мин). Озон более эффективен по отношению к патогенным простейшим, присутствующим в воде (лямблии, дизентерийная амёба). Однако широкое внедрение озонирования в практику обработки воды сдерживается высокой энергоёмкостью процесса получения озона.
