Основные типы загрязнения воды и методы их удаления
Подписаться на раздел|
Типы загрязнений и очистка воды Значение чистой воды для человека трудно переоценить. Вода, соприкасаясь со многими средами, растворяет в себе огромное количество химических веществ, как органических, так и неорганических. Некоторые из них сами по себе возможно и не очень вредны для организма, но становятся вредными при контакте с другими. Другие же полезны, но сочетания могут приносить вред, в целом не сравнимый с пользой. Так же в воде присутствует множество микроорганизмов, которые могут вызвать массу заболеваний. Известно, что поступление в организм с питьевой водой веществ, в концентрациях выше предельно-допустимых, может вызвать необратимые изменения в работе важнейших систем жизнедеятельности человека. Минерализация - при повышенном общем солесодержании наблюдается перераспределение воды в организме, напряжение механизмов в регуляции водно-солевого гомеостаза, нарушение кислотно-щелочного равновесия, развитие различных функциональных сдвигов в зависимости от ионного состава воды. Жесткость - повышенная жесткость воды приводит к отложению солей в мочевыводящих путях, гиперкальцурие, изменению водно-солевого и белково-липидного обменов. Сульфаты - установлена связь повышенного содержания сульфатов в воде с функциональным состоянием желудочно-кишечного тракта (секреторной деятельностью желудка, процессами переваривания и всасывания пиши) – понижение кислотности желудочного сока. Хлориды – влияют на водно-солевой обмен, при повышенном содержании возможно развитие гипертензивного синдрома. Кальций – при его избытке происходит отложение солей в почках и мочевыводящих путях, отмечаются ранее обызвествление костей и очаги обызвествления в стенках сосудов, остановка роста скелета. Натрий – избыток натрия приводит к задержке воды в организме, повышению возбудимости миокарда, появлению гипергензивных состояний. Фтор - при повышенной концентрации появляется крапчатость эмали зубов, увеличивается выведения кальция с мочой, уменьшается содержания кальция и фосфора в костях, понижается синтез мукополисахаридов, подавляется активность ряда протоплазматических ферментов, подавление иммунной реактивности, морфофункциональные изменения в почках и печени. Железо - длительное употребление железистой воды способствует возникновению болезней крови, развитию инфарктов, заболеванию печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма. Марганец – повышенное содержание марганца в воде приводит к анемии, нарушению функционального состояния ЦНС. Существуют различные методы очистки воды для приведения ее к нормам, установленным СанПиН. Рассмотрим наиболее распространенные из них: Предварительная очистка воды Если в качестве источника водоснабжения для приготовления питьевой воды используются поверхностные и подземные воды, требуется проведение тщательной предварительной очистки, которая включает в себя: • первичное отстаивание с применением или без применения реагентов, в зависимости от состава исходной воды. • коагуляция (т.е. введение в обрабатываемую воду солей алюминия, железа или полиэлектролитов), для укрупнения взвешенных и коллоидных частиц и перевода их в фильтруемую форму. • механическая очистка воды с помощью фильтрования. Очистка воды с помощью фильтрования применяется для самых различных целей. Для очистки воды, подаваемой из общественных водопроводных сетей, как правило, применяется тонкое фильтрование с использованием в качестве элементов очистки сеток и картриджей со степенью фильтрации от 5мкм до 1см, в зависимости от уровня загрязнений. Очистка воды от железа Типичная картина, которая наблюдается при подъеме железистой воды из скважины, такова: вначале вода, только что выкачанная из скважины, абсолютно прозрачна и кажется чистой, но проходит несколько десятков минут и вода мутнеет, приобретая специфический рыжеватый цвет. Наличие железа можно определить и на вкус. Начиная с концентрации 1,0-1,5 мг/л вода имеет характерный неприятный металлический привкус. Игнорирование проблемы железа в воде приводит к потере «белизны» ванн и раковин, выхода из строя импортной сантехники, появление в системе водопровода железобактерий, коррозии труб. В системе горячего водоснабжения проблемы, обусловленные повышенным содержанием железа, многократно возрастают. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение. По российским санитарным нормам содержание железа в питьевой воде не должно превышать 0,3 мг/л. В подземной же воде содержание его колеблется в пределах от 0,5 до 20 мг/л. Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей, в связи с этим вряд ли возможно установить какие-либо универсальные правила очистки. Наиболее часто используемыми методами при очистке воды от железа являются: • аэрация, т. е. нагнетание воздуха и интенсивный процесс окисления в емкости. • обработка воды сильными окислителями – озон, гипохлорит натрия, перманганат калия. • фильтрование через модифицированную загрузку (пропускание воды через материалы для удаления железа, которые осуществляют не только очистку воды от окисленного железа (осадка), но и от растворенного железа с помощью химического взаимодействия). Очистка воды от солей жесткости. С жесткой водой сталкивался, наверное, каждый человек, достаточно вспомнить о накипи в чайнике. В жесткой воде хуже пенится стиральный порошок и мыло. Жесткая вода не годится при окрашивании тканей водорастворимыми красками, в пивоварении, производстве водки, негативно влияет на стабильность майонезов и соусов. Чай и кофе тоже лучше заваривать мягкой водой. На процесс типографской печати жесткость воды оказывает очень серьезное влияние. Ионы Ca и Mg вступают в нежелательные реакции с жирными кислотами печатных красок и образуют мыльные соединения, которые имеют свойство выпадать в осадок на форме, красочном и увлажняющем валике, что ведет при печати к тенению. На валиках, офсетном полотне и печатной форме появляется совершенно излишний известковый налет. Жесткость воды зависит от суммарного содержанием в ней растворенных солей кальция и магния. Гидрокарбонаты кальция и магния образуют карбонатную или временную жесткость воды, которая полностью устраняется при кипячении воды в течение часа. В процессе кипячения растворимые гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, выпадающие в виде белого осадка или накипи. Соли же сильных кислот, например, сульфаты и хлориды кальция и магния - образуют некарбонатную или постоянную жесткость, не изменяющуюся при кипячении воды. Жесткость пресных природных водоемов меняется в течение года, имея минимум в период паводка. Артезианская вода, как правило, более жесткая, чем вода из поверхностных источников. По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв/л вода считается "мягкой", от 2 до 4 мг-экв/л - нормальной (повторяем, для пищевых целей!), от 4 до 6 мг-экв/л - жесткой, а свыше 6 мг-экв/л - очень жесткой. По российским нормам для питьевых нужд жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л! Почувствуйте разницу!!! В ряде случаев жесткость может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее эффективна, чем мягкая. И вот почему: • При использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств; • Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют малосимпатичные разводы на посуде и поверхности сантехники; • "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда. • При нагревании воды, содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на порядок более строгие требования по жесткости. Для различных марок котлов жесткость не должна превышать 0,01 – 0,05 мг-экв/л. • Во многих промышленных процессах соли жесткости могут вступить в химическую реакцию, образовав нежелательные промежуточные продукты. В тех случаях, когда вода слишком жесткая и её необходимо умягчить, применяют следующие методы очистки воды: • термический, основанный на нагревании воды, • дистилляция или вымораживание • реагентный • ионообменный • обратный осмос • электродиализ • комбинированный, представляющего собой различные сочетания перечисленных методов. Улучшение органолептических показателей воды Улучшение органолептических показателей воды проводится на активированном угле, чаще всего применяется на одной из последних ступеней очистки и является одним из классических способов получения питьевой воды. Практически каждая бутилированная вода проходит через угольный фильтр. Такая дополнительная очистка воды необходима в тех случаях, когда требуется устранить незначительные нарушения показателей цветности, вкуса и запаха воды. Активированный уголь также используется для очистки муниципальной водопроводной воды от хлора и хлорсодержащих соединений. Высокая эффективность активированного угля связана с его высокой сорбционной емкостью, увеличенной за счет оптимального размера гранул. Обеззараживание Обеззараживание питьевой воды имеет важное значение в общем цикле очистки воды и почти повсеместное применение, так как это последний барьер на пути передачи связанных с водой бактериальных и вирусных болезней. Обеззараживание воды является заключительным этапом подготовки воды питьевого назначения. Использование для питья поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания. Обычными методами обеззараживания при очистке воды являются: • хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция; • озонирование воды; • ультрафиолетовое облучение. Конкретный способ обеззараживания определяется с учетом производительности и затрат.
|
