ТЕМА №6. Методы улучшения качества питьевой воды. Методика определения содержания фтора в питьевой воде. Профилактика кариеса и флюороза

Улучшение качества питьевой воды – комплекс мероприятий, направленных на приведение показателей качества воды к Госстандарту.

К ведущим видам улучшения качества питьевой воды относятся:

§ очистка;

§ обеззараживание;

§ дезактивация;

§ обезвреживание.

Очистка – это комплекс технических мероприятий, которые направлены на улучшение органолептических, физических и химических свойств воды, а также ее подогрев или охлаждение.

Основными методами очистки питьевой воды является:

§ осветление (отстаивание, коагуляция, фильтрация, флоккуляция)

§ обесцвечение (отстаивание и фильтрация)

§ дезодорация (фильтрация воды через активированный уголь, аэрирование, обрабатывание окислителями);

§ смягчение (физический, химический и ионообменный способы)

§ опреснение (дистилляция, ионообменный способ, электролиз, гиперфильтрация, испарение, под вакуумом, диализ, экстракция, вымораживание);

§ специальные методы очистки (обезжелезивание, фторирование, дефторирование, и др.).

Отстаивание – зависшие вещества под своим весом оседающие на дно отстойника, где вода находится в течение 1-2 суток. Различают горизонтальные и вертикальные отстойники.

Фильтрация – воду пропускают через специальные фильтры, на которых задерживаются зависшие вещества. Фильтрующим слоем чаще всего бывает песок. Различают фильтры медленные (эффективнее всего задерживают загрязняющие вещества, однако мощность всего 0,1-0,3 м³ в час), быстрые (мощность 5-10 м³ в час), сверхбыстрые (36 и больше м³ в час)

Коагуляция – химическая обработка воды сернокислым алюминием за реакцией:

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

Гидрооксид алюминия в виде достаточно больших хлопьев абсорбируют на себе зависшую в воде загрязняющую частицу и гуминовые коллоидные вещества, в результате чего вода осветляется и обесцвечивается. Доза коагулянта зависит от степени щелочности воды, наличия в ней бикарбонатов, количества зависших веществ и температуры воды. При малой карбонатной твердости (меньше 4°) добавляют 0,5-1,0% раствор соды или гашеной извести. С целью ускорения коагуляции в воду добавляют флоккулянт (полиакриламид).

Фторирование – насыщение воды фтором. Используется в регионах, где концентрация фтора в питьевой воде составляет менее 0,7 мг/л. Для фторирования используется фтор аммония, бифторид аммония, фтор натрия, бифторид натрия, кремнефтористая кислота. Фторирование является эффективным средством снижения заболеваемости кариесом.

Дефторирование – удаление избыточного количества фтора, если концентрация его в воде региона, которую используют для питья, составляет больше 1,5мг/л. Применяют химические методы (воду пропускают сквозь слой гидроксида алюминия или магния) и фильтрационные (фильтрация проводится через слой окиси алюминия).

Смягчение – снижение жесткости воды. В норме жесткость воды составляет от 7 до 10 моль/дм³. Жесткость воды обусловленная содержанием солей Cа и Mg.

В практическом аспекте различают три вида жесткости:

· устраняемую – можно устранить с помощью кипячения в результате распада бикарбонатов Cа и Mg;

· постоянную – не устраняется после часового кипячения в результате наличия сернокислой, хлористой и азотнокислой солей;

· общую.

Для устранения высокой жесткости используют:

1) добавление известьсодержащих растворов, в результате чего образуются нерастворимые солевые растворы, которые выпадают в осадок.

2) кипячение.

3) использование ионообменной смолы.

Обеззараживание являет собой комплекс технических мероприятий, направленных на улучшение микробного состава воды и уничтожения патогенных микроорганизмов.

Основными методами обеззараживания питьевой воды является:

· химические или реагентные методы (использование препаратов хлора, перекисных соединений, препаратов серебра и проведения озонирования);

· физические или безреагентные (использование ультрафиолетового излучения, быстрых электронов, высокочастотного тока, импульсного тока низкого напряжения, ультразвука и кипячение) методы.

К ведущим методам хлорирования относят:

· хлорирование нормальной дозой хлора (хлорирование за хлорпотребростью);

· перехлорирование;

· двойное хлорирование;

· хлорирование с преамонизацией.

Для хлорирования используют газообразный хлор, хлорную известь, хлорид кальция и натрия, хлорамин и т.п.

Хлорирование по хлорпотребности – к воде добавляется препарат хлора, содержащий необходимую для окисления органических веществ в данном объеме воды количество активного хлора + остаточный хлор (0,3-0,5 мл/л).

Перехлорирование – использование предварительно высокой дозы хлора. Добавляют от 10 до 30 мг/л активного хлора. Применяют в экстренных случаях, за эпидпоказаниями.

Двойное хлорирование – хлорируют перед отстаиванием воды и после.

Хлорирование с преамонизацией – проводится тогда, когда в воде поверхностных источников находятся фенольные соединения, которые попали с промышленными стоковыми водами. При взаимодействии Cl с фенолом образуются стойкие хлорфенольные соединения с выраженным, так называемым “аптечным” запахом. Для предотвращения запаха перед добавлением хлора в воду добавляют аммиак, который образует амины, а затем с хлором, что прибавили позже, амины образуют хлорамины, которые с фенолами не взаимодействуют.

Показатели надежности проведенного обеззараживания воды являются показатели содержимого остаточного хлора (0,3-0,5 мг/л) и бактериологические показатели.

Дезактивация – это комплекс технических мероприятий, которые обеспечивают доведение количества радиоактивных веществ в питьевой воде к предельно допустимому уровню.

Наиболее распространенными методами дезактивации является:

· коагуляция;

· отстаивание;

· фильтрация через специальную шихту;

· хлорирование.

Обезвреживание – это комплекс технических мероприятий, которые обеспечивают устранение из питьевой воды токсичных химических веществ.

Наиболее целесообразными методами обезвреживания питьевой воды является:

· перехлорирование (прежде всего, суперхлорирование);

· кипячение.

В ходе знакомства с оборудованием и работой Винницкой городской водопроводной станции и методами улучшения качества воды следует заметить, что в городе Винница первый городской водопровод был построен в 1912 году, причем, его принципиальная схема была достаточно простой – 2 самостоятельные самоточные галереи и резервуар для отстаивания воды. Профильтрованная и частично обеззараженная вода из реки Южный Буг в количестве 60 м³ в сутки через водонапорную башню поступала в городскую сеть, на которой была установлена водоснабжающая будка. Вода отпускалась населению за плату в ведра. Централизовано водой обеспечивались лишь 3 дома: Городская Дума, Управление частного домовладельца и гостиница. В настоящее время городская водоочистительная станция имеет две современные очереди сооружений. Их совокупная мощность превышает 820 тысяч м³ воды в сутки, общая длина водопроводной сети составляет 490 км, длина водовода 60 км.

Hа реке Южный Буг в районе водоочистительной станции находится такая зона санитарной охраны:

а) зона усиленного режима, где расположена водопроводная станция, которая ограждена и охраняется круглосуточно;

б) зона ограничений, которая размещена выше по течению реки;

в) зона наблюдения.

Городской водопровод состоит из 10 узлов технологического процесса. Для улучшения качества воды на водопроводе применяют такие методы, как коагулирование (глинозем AL₂(SO₄)₃), отстаивание, фильтрация, хлорирование (газообразный Cl), фторирование (порошковидный кремнево-фтористий Na). Контроль за качеством обработки воды проводится ведомственной лабораторией на всех этапах обработки.

Забор воды осуществляется через каждый час, при этом исследуются органолептические (прозрачность, запах, цвет), химические (окисляемость, остаточный Cl) и бактериологические (микробное число, общие колли-формы, Е-коли) показатели. Периодически 1 раз в 4 месяца качество обработки воды контролируется отделом коммунальной гигиены городской СЭС.

Обслуживающий персонал 1 раз в 30 суток проходит периодический медицинский осмотр.