Водоподготовка. 
Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность). Часть 1

Необходимость очистки воды от загрязнений возникает в том случае, если качество воды природных источников не удовлетворяет требованиям. Комплекс типовых очистных сооружений включает, как правило, следующие основные элементы: смесители, камеры хлопьеобразования, отстойники или осветлители, фильтры. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.02—84 способ обработки воды, состав и расчетные параметры очистных сооружений следует выбирать исходя из конкретных условий.

По принципу перемещения масс воды в очистных сооружениях различают самотечные и напорные системы. В первых применяются сооружения открытого типа. Поступающая на обработку вода протекает в них самотеком вследствие разницы гидростатических уровней как в различных частях сооружений, так и между отдельными сооружениями. В напорных системах используются сооружения закрытого типа, в которых вода циркулирует иод давлением, создаваемым насосной станцией.

Завершающим этапом подготовки воды для питьевых целей является ее обеззараживание, которое может быть осуществлено с помощью хлорирования, озонирования, бактерицидного облучения и других способов. В современной практике очистки воды наиболее широкое распространение получило хлорирование. На водопроводных очистных станциях для хлорирования используют жидкий хлор, а на станциях небольшой производительности — хлорную известь.

Для осветленной речной воды доза хлора обычно колеблется в пределах 1,5—3,0 мг/л; при хлорировании подземных вод она не превышает 1—1,5 мг/л, но в отдельных случаях может потребоваться увеличение дозы хлора из-за присутствия в воде гуминовых веществ, закисного железа. Показателем правильно определенной дозы хлора служит наличие в воде хлора, остающегося в ней от введенной дозы после окисления находящихся в воде веществ. Согласно современным требованиям концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением ее в сеть должна находиться в пределах 0,3—0,5 мг/л. За расчетную следует принимать ту дозу хлора, которая обеспечивает указанное количество остаточного хлора. Расчетная доза назначается в результате пробного хлорирования.

В 2012 г. в Москве на смену хлора пришел новый реагент — гипохлорит натрия. Это безопасное вещество, не уступающее жидкому хлору по качеству дезинфекции. Что касается воды, то она приобретает более естественный природный запах, использование гипохлорита уменьшает образование в воде хлорорганических соединений.

Все крупные города, которые до этого использовали хлор, — в Европе, США — используют гипохлорит. Что касается городов России, например, Санкт-Петербург перешел на гипохлорит два года назад, Уфа, Нижний Новгород тоже используют гипохлорит. Бутилированная вода делится на две категории: вода высшей категории и вода 1-й категории качества. Вода 1-й категории — эго обычная вода, практически ничем не отличающаяся от водопроводной, лишь устойчиво сохраняющая свои безопасные свойства в течение времени.

Вода высшей категории качества отвечает другим параметрам. На нее устанавливаются требования по показателям физиологической полноценности: регламентированное содержание солей кальция, магния, щелочность, жесткость, содержание фтора и йода. Такая вода, естественно, дороже, и она применяется для лечебных нужд.

В последние годы для обеззараживания все чаще стали использовать озонирование. Озон весьма эффективен, но быстро разлагается. Несомненным достоинством озонирования является снижение запахов и привкусов, а также цветности воды. Средняя доза озона составляет 1 мг/л. Для получения 1 кг озона затраты электроэнергии составляют около 25—30 кВт/ч.

Введение

озона в воду осуществляют в специальных смесителях, куда озон подается через распределительную систему, выполненную, например, в виде пористых труб. Наилучший эффект получается при контактировании озона с водой в виде мельчайших пузырьков.

В некоторых случаях для уничтожения микроорганизмов воду обрабатывают ультрафиолетовыми лучами. Вода, подвергаемая облучению, должна быть максимально прозрачной для ультрафиолетовых лучей. Для больших городов, с больтой протяженностью водопроводных сетей, пока этот способ не используется из-за отсутствия длительного действия ультрафиолетового излучения, которое не позволяет гарантировать качество воды от вторичного микробиологического загрязнения.

Давно известен способ обеззараживания воды с использованием соединений серебра, который может быть использован, например, в походных условиях. Бактерицидное действие серебра проявляется при концентрации более 0,04 мг/л, а при концентрации 0,1—0,3 мг/л кишечная палочка отмирает в течение часа. При повышении температуры такое бактерицидное действие возрастает. Преимущество серебра перед остальными обеззараживающими реагентами состоит в более длительном бактерицидном действии.

Современные технологии очистки воды, наряду с рассмотренными выше стадиями, предусматривают многократное обеззараживание и доочистку на фильтрах с гранулированным активированным углем, что позволяет улучшить качество питьевой воды, особенно в весенний период года. Такая новейшая технология очистки воды используется на Рублевской водопроводной станции в г. Москве. Для доочистки воды в бытовых условиях применяются фильтры различных конструкций, из которых наибольшее распространение получили фильтры типа «кувшин». Это фильтры наливного типа, в которых основным элементом является фильтрующий элемент — картридж. Основу фильтрующей загрузки картриджа составляет в большинстве случаев активированный уголь. В отечественных бытовых фильтрах в качестве адсорбента чаще всего используют активированный уголь марки АГ-8 С, на поверхности гранул которого имеются ионы серебра, что уменьшает вероятность проскока живых микроорганизмов.

Наряду с обеспечением населения питьевой водой, важнейшее значение имеет также обеспечение технической водой промышленных предприятий. В большинстве случаев вода в промышленности используется в технологических процессах, требования к ее качеству определяются, как правило, характером технологического процесса. На предприятиях, кроме того, требуется вода для хозяйственно-питьевых целей и ликвидации различных чрезвычайных ситуаций, например для тушения пожаров. Требования к технической воде определяются стандартами и нормативами корпораций и предприятий. При этом выделяются наиболее крупные источники водопотребления — производства для охлаждения, промывки, парообразования, гидротранспорта, технологические процессы, в значительных количествах использующие техническую воду, и т. д.

В большинстве случаев качество питьевой воды удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воде, используемой в промышленности. Однако ряд современных производственных потребителей предъявляют к качеству используемой воды столь высокие требования, что им не может удовлетворить ни один природный источник водоснабжения. Эти требования могут быть выполнены только в результате искусственной обработки воды (например, для паровых котлов высокого давления, полупроводниковой промышленности и др.).