Водоснабжение населенных мест источники водоснабжения. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест

Центральным вопросом этого раздела коммунальной гигиены является врачебное научно обоснованное заключение о степени опасности или безопасности воды для здоровья людей, проживающих в населенных пунктах, на основании гигиенических нормативов качества воды с учетом отдаленных последствий ее длительного использования.

Гигиенические требования к показателям качества воды зависят от назначения воды, т. е. от того, с какой целью ее будут использовать. Поэтому с практической точки зрения различают 7 типов воды:

I тип - водопроводная вода, подаваемая населению централизованным хозяйственно-питьевым водопроводом для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд;

II тип - вода из шахтных колодцев и каптажей, которую население использует так же, как и воду I типа, но в условиях децентрализованного местного водоснабжения;

III тип - вода подземных (межпластовых напорных (артезианских) или ненапорных) и поверхностных (рек, пресных озер, водохранилищ) источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения;

IV тип - горячая вода, подаваемая централизованным водопроводом;

V тип - минеральная вода, используемая для лечения больных;

VI тип - техническая вода, подаваемая техническим водопроводом на промышленных предприятиях;

VII тип - вода специального назначения, применяемая в фармацевтической промышленности для приготовления лекарств, на предприятиях микробиологического синтеза в текстильном производстве и т. п.

Каждый тип воды должен отвечать определенным гигиеническим требованиям:

1. Иметь хорошие органолептические свойства, характеризующие запах, вкус воды, ее мутность, прозрачность, цветность, окраску, температуру, наличие плавающих видимых примесей. Гигиеническое обоснование этих показателей приведено на с. 68-76. Ухудшение органолептических свойств воды создает у людей психологическое подозрение опасности такой воды для здоровья.

2. Быть безвредной по химическому составу. Вода не должна содержать опасных количеств вредных для здоровья химических веществ как природного происхождения, так и тех, которые поступают со сточными водами промышленных предприятий, поверхностным стоком сельскохозяйственных полей или добавляются на водопроводных станциях в качестве реагентов во время водоподготовки. Научное обоснование ПДК таких веществ в воде приведено на с. 86-93. Сегодня обоснованы и утверждены Министерством здравоохранения более 1,5 тыс. ПДК химических веществ в воде.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды определяются ее физиологической ролью в организме человека, гигиеническим и эпидемическим значением, а также ролью, которую она играет в быту, промышленности и сельском хозяйстве.

Под врачебным заключением о безопасности или опасности воды подразумевают официальный документ, заверенный подписью врача, удостоверяющий юридическую ответственность за органолептическую, химическую и эпидемическую безопасность воды. Такая задача возложена на врача, имеющего сертификат специалиста по медико-профилактическому делу (санитарного врача, врача-гигиениста).

Вторым по важности вопросом данного раздела является вопрос о количестве подаваемой в населенный пункт воды. Только достаточное количество доброкачественной питьевой воды предупреждает возникновение заболеваний и гарантирует сохранение здоровья населения. Гигиеническое обоснование норм водопотребления приведено на с. 107-ПО.

В данном разделе рассмотрены и другие вопросы, требующие решения при организации эффективного водоснабжения населенного пункта, а именно методика выбора источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, характеристика современных методов водоподготовки, основные схемы водопроводов из подземных и поверхностных водоисточников, организация местного (децентрализованного) водоснабжения, санитарный надзор за водоснабжением населенных пунктов.

Здравствуйте, дорогие читатели и посетители блога «построить дом» . В прошлой статье мы разобрали какие бывают (включая типы насосов и их особенности, автоматику и др.). Сегодня предлагаю рассмотреть источники водоснабжения для частных домов, исходя из условий местности.

Систему водоснабжения необходимо подбирать, опираясь на источники воды в этой местности. Артезианская скважина, глубиной от 120 м, является наилучшим вариантом для получения чистейшей питьевой воды . Затем идут родниковые и ключевые воды. Замыкают тройку популярных источников водоснабжения населенных мест наземные источники: водохранилищ, рек, озер и др.

Но не вся вода годна к применению. Решение о пригодности воды для питья выносят специальные службы СЭС по результатам лабораторных анализов. Лучше, если это сделать еще на заре строительства. Такие результаты используют и в будущем, чтобы выбрать рациональный способ системы водоподготовки и .

Скважина считается самым удобным и распространенным вариантом реализации самостоятельного источника водоснабжения в частном доме. Выполнить бурение доброкачественной скважины могут только специалисты с достаточным опытом при работе с современным оборудованием: насосы, буровые установки и т. п. Необходимо выделить артезианские (самые глубокие, с самой чистой водой) и фильтровые (мелкие) скважины, до первого (верховодка) или второго, более чистого водой водоносного горизонта.

Артезианские скважины удовольствие не из дешевых не только потому что бурить глубоко, но за них также нужно платить налог по закону. Если вы живете в экологически чистом районе то для получения питьевой воды может быть достаточно скважины до второго водоносного горизонта, а в некоторых случаях и до первого (верховодки). Мелкие примеси, такие как песок, можно очищать специальными фильтрами врезанными прямо в систему водоснабжения частного дома.

Фильтровые, мелкие скважины на песок

Фильтровые скважины забуриваются на верхние водоносные горизонты (пески, первый и второй). В народе также их прозывают «скважины на песке». Бурение таких скважин выполняют за один день. Период использования этих скважин всего лишь до 7-8 лет. Затем она как правило заиливается и требует очистки от ила. По стоимости и трудоемкости, то же, что и пробурить новую. Кроме недолговечности фильтровой скважины является еще и вероятность загрязнения воды. А это недопустимость применения воды для питья либо обязательная установка системы фильтрации.

Артезианские скважины

Артезианские скважины забуриваются на глубину от 40 до 140 м, а местами и того глубже. Продолжительность устройства артезианской скважины в среднем 5-6 дней. Для выполнения их применяются обсадные трубы из металлопластика или стали. Зато и срок эксплуатации их от 25 лет и выше. Основной плюс артезианских скважин гарантированно чистая вода. А минус – высокая стоимость оборудования. К тому же, для бурения этой скважины необходимо обязательно согласовать и получить разрешительный документ.

Примечание: Приступать к бурению скважины лучше сразу же после распланировки участка и получения необходимых документов на застройку, то есть до возведения дома. Это поможет избежать в дальнейшем таких работ, как возобновление газона и забора.

Колодец

Колодец (также относится к источникам водоснабжения). На поверхность вода подается при помощи центробежных внешних насосов, или погружных вибрационных (о них я расскажу чуть позже). Глубину колодцев устанавливают еще на стадии проектирования коммуникаций и дома, основываясь на геолого-разведочных данных. Будет лучше, если проектирование и строительство колодцев вы поручите профессионалам. Это гарантирует вам безопасное и надежное водоснабжение вашего участка и дома. К тому же исключит вероятность подтопления участков соседей. При создании колодца применяются кольца железобетонные, гравий для создания фильтра на низ колодца, цемент для замазывания стыков колец. Во время приобретения материалов спрашивайте гигиенические паспорта, предоставляемые заводами-изготовителями. Нельзя подвергать свое здоровье лишними испытаниями в виде загаженной воды.

Централизованный источник водоснабжения

Здесь проблем особых нет с подсоединением (кроме разве что разрешения на врезку), единственный минус (и для некоторых огромный) — платить за эту воду нужно постоянно, да и качество её зачастую оставляет желать лучшего (та же хлорка). Трубы из высококачественного материала – основа основ всех водопроводных систем. Поэтому при их выборе необходимо учитывать:

• экономичность;
• морозостойкость;
• герметичность;
• антикоррозия;
• водонепроницаемость;
• качественность внутренних стенок;
• долговременность;
• устойчивость (снаружи на стенки действует давление слоя грунта, а внутри – давление воды).

Ранее чаще для изготовления труб использовали чугун, сталь, медь .

Чугунные трубы тяжелы и хрупки. Их монтаж достаточно трудоемок.

Различают децентрализованное и централизованное водоснабжение. В настоящее время чаще используется централизованная система - водопровод.

Водопровод представляет собой систему сооружений, добывающих воду, подвергающих ее очистке, обеззараживанию и доставляющих воду населению (рис. 14).

Рис. 14. Примерная схема водопровода:
1 - водоем; 2 - заборные трубы и береговой колодец; 3 - насосная станция 1-го подъема; 4 - очистные сооружения; 5 - резервуары чистой воды; 6 - насосная станция 2-го подъема; 7 - трубопровод; 8 - водонапорная башня; 9 - разводящая сеть; 10 - места потребления.

Для питания водопроводов чаще всего используют реки. Место забора воды на реке должно располагаться выше источников загрязнения реки. Глубина реки в месте забора воды должна быть не менее 2,5 м. Заборные трубы располагаются не ниже 1 м от дна и не ниже 1 м от поверхности воды. По заборным трубам вода поступает в береговой приемный колодец, где находятся сосуны насосов первого подъема, которые подают воду на очистные сооружения, затем воду обеззараживают, после чего она поступает в резервуар чистой воды. Из резервуара чистой воды насосами второго подъема воду подают в водонапорные башни и далее в сеть.

Открытые водоемы, используемые для централизованного водоснабжения, в той или иной степени загрязнены различными стоками, поэтому практически необходима очистка и обеззараживание воды.

При децентрализованном водоснабжении вода доставляется к месту потребления в различной таре. При транспортировке воды таким способом имеется опасность загрязнения и заражения ее. При централизованном водоснабжении вода с помощью ряда сооружений подается по сети труб непосредственно к месту потребления с водопроводной станции.

Основным источником воды при децентрализованной системе водоснабжения являются колодцы - шахтный и трубчатый. Качество колодезной воды зависит от выбора водоносного горизонта и устройства колодца.

Шахтные колодцы при правильном устройстве дают хорошую воду. Необходимо позаботиться о том, чтобы место для колодца не заливалось талыми и дождевыми водами, располагалось выше возможных источников загрязнения и отстояло от построек на расстоянии не менее 20-30 м. Воду следует брать из 2-3-го водоносного слоя, если он залегает не глубже 30 м.

Чтобы предупредить проникновение поверхностной воды, стенки колодца делают из водонепроницаемых материалов (бетон, кирпич) или устраивают глиняный замок. Для этого вокруг колодца вынимают грунт шириной 50 см и глубиной 100-150 см и образовавшееся пространство заполняют утрамбованной жирной глиной. Во избежание проникновения загрязнений через «устье» нужно предусмотреть, чтобы стенки колодца выступали над поверхностью земли на 60-80 см. От стенок колодца устраивают скат шириной 2-3 м, покрытый асфальтом или булыжником. Над срубом делают навес, устье колодца закрывают крышкой. Дно колодца устилают слоем гравия толщиной 15-20 см (рис. 15). Территория вокруг колодца в радиусе 5 м ограждается. Подъем воды лучше производить насосом. Если же подъем осуществляется «журавлем» или «воротом», то необходимо иметь общественное ведро, что исключает пользование индивидуальными ведрами, а следовательно, и случайное загрязнение. Вблизи колодца следует установить скамейку для ведер. У колодца нельзя допускать водопой скота и стирку белья.

Рис. 15. Шахтные колодцы

Перед эксплуатацией нового колодца, а также при очистке старого (не реже 1-2 раза в год) колодец следует очищать и дезинфицировать. При этом убирают строительный мусор как из колодца, так и с окружающего участка, воду откачивают до дна. Затем стенки сруба обильно орошают 3-5% раствором хлорной извести, наполняют колодец водой до исходного уровня, добавляют такое количество хлорной извести, чтобы в пересчете на сухой вес ее было 300-400 г на 1 м 3 воды, и перемешивают. Время контакта воды с хлором должно быть 6-8 ч. Перехлорированную воду откачивают до исчезновения запаха хлора, после чего колодец сдают в эксплуатацию.

К трубчатым колодцам относятся так называемые абиссинские и буровые.

Мелкотрубчатый, или абиссинский, колодец состоит из 6 полуторадюймовых труб, бура, сетчатого фильтра и насоса. Преимущество такого колодца заключается в том, что он закрыт и недоступен для случайных загрязнений. Для предупреждения загрязнения воды вокруг колодца также делают глиняный замок. Мелкотрубчатый колодец забирает воду на глубине 7-10 м (рис. 16).

Рис. 16. Трубчатый колодец с насосной колонкой.

Глубокотрубчатые, или буровые, колодцы устраиваются при помощи вращательного или ударного бурения бурильными станками. Чтобы предотвратить обрушивание стенок при бурении, в скважину вставляют обсадные трубы, диаметр которых уменьшается по мере углубления. Эти колодцы обеспечивают подъем воды из глубоких, надежно защищенных горизонтов при помощи насоса. Их часто используют для устройства водопроводов.

При использовании для целей водоснабжения родника (в сельской местности) должен быть устроен его каптаж - сооружение для сбора воды (рис. 17). Выход воды обносят плотными стенками (кирпич, бетон, дерево и др.) и закрывают сверху. Чтобы не допустить примешивания к родниковой воде поверхностных вод, делают отводные каналы, устраивают глиняный замок и замощение. Для предупреждения поднятия воды в каптаже выше известного уровня (если она не забирается в водопровод или насосом) устраивают на этом уровне для спокойного стекания воды переливную трубу. Во избежание загрязнения воды двери и люки каптажных сооружений запирают, все сооружения огораживают забором, а воду отводят возможно дальше от каптажа.

Рис. 17. Каптаж нисходящего родника. Вверху дно, выложенное булыжником, внизу - каптаж с деревянным срубом.

18. Физиологическое, санитарно-гигиеническое и бальнеологическое значение воды. Нормы водопотребления для городского и сельского населения. Системы водоснабжения.

Физиологическое значение воды

Вода необходима для поддержания жизни и поэтому важно обеспечить потребителей водой хорошего качества.

Как известно, тело человека состоит на 65% из воды и даже небольшая ее потеря приводит к серьезным нарушениям состояния здоровья. При потере воды до 10% отмечается резкое беспокойство, слабость, тремор конечностей. В эксперименте на животных установлено, что потеря 20-25% воды приводит к их гибели. Все это объясняется тем, что процессы пищеварения, синтез клеток и все обменные реакции происходят только в водной среде.

Гигиеническое значение воды

В организм человека вода поступает не только при питье, воду заглатывают под душем, при умывании, чистке зубов и т.д. Достаточно большое количество воды питьевого качества требуется для уборки жилища, стирки белья и чистки одежды.

Доброкачественная (питьевая) вода в городском водопроводе обеспечивает санитарное благополучие пищевой промышленности, в ко торой питьевая вода расходуется не только в основных технологичес­ких процессах, но и при ряде вспомогательных операций.

Бальнеологическое значение воды

Санитарное состояние лечебно-профилактических учреждений также зависит от количества потребляемой воды. Для обеспечения должного санитарного режима в больнице необходимо не менее 250 л питьевой воды на 1 койку, на 1 посещение в поликлинике - не менее

15-20 л. Централизованное водоснабжение лечебно-профилактических учреждений является важным условием предупреждения внутрибольничных инфекций.

Воду используют для проведения оздоровительных и физкультурных мероприятий (плавательные бассейны), а также в гидротерапии.

Нормы водопотребления

Прописанных в СанПиН норм нет, есть только расчетные при строительстве зданий. При централизованном горячем водоснабжении или при использовании газовых или электрических водонагревателей в городском жилище достаточно 150-180 л/сут на человека. При водоснабжении из уличных водоразборных устройств расход воды редко превышает 60 л/сут на человека.

Среднесуточное за год водопотребление на 1 жителя, л/сутки

Для сельскохозяйственных районов: хозяйственно- питьевых нужд (без учета расхода воды на поливку) с водопользованием из водоразборных колонок - 30-50

Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн - 125-160

То же с ваннами и местными нагревателями - 160-230

То же с централизованным горячим водоснабжением - 250-350

Системы водоснабжения. Прицентрализованной системе вода подается потребителям по трубопроводам в видевнутридомового илиуличного (водоразборные колонки) водопро­ вода; принецентрализованной (местной ) - потребитель забирает воду непосредственно из водоисточника. Прицентрализованном водоснабжении из подземных водоисточников вода поднимается по скважине и подается в водопроводную распределительную сеть без очистки.Из открытых водоемов вода откачивается на­ сосами и подвергается очистке и обеззараживанию на головных сооружениях водопровода, после чего подается в распредели­ тельную сеть.

Санитарно-гигиеническая характеристика источников водоснабжения. Санитарные требования к устройству и оборудованию источников децентрализованного водоснабжения. Требования к качеству воды местных источ ник ов.

При нецентрализованном водоснабжении используются шахтные или трубчатые колодцы, каптажи родников и инфильтрационные колодцы (галереи). Водозаборные сооружения располагают на незагрязненном участке, в > 50 м выше по току грунтовых вод от источников загрязнения (выгребных туалетов и ям, складов удобрений и ядохимикатов, предприятий местной промышленности, канализационных сооружений и др.); > 30 м от магистралей с интенсивным движением автранспорта; на сухих участках, не затапливаемых паводковыми водами.

Шахтные (грунтовые) колодцы берут подземную воду из первого безнапорного водоносного пласта.

Они состоят из

1. оголовка (> 0,7-0,8 м выше поверхности земли)

   с крышкой,

2. водоприемника.

По периметру сооружают

глиняный «замок» глубиной 2 м и шириной 1 м и

отмостку радиусом > 2 м с уклоном в сторону кювета.

Стенки шахты должны быть водонепроницаемыми. Водоприемная часть колодца (дно) должна быть заглублена в водоносный пласт и засыпана гравием. Подъем воды производят с помощью насоса, ворота или «журавля» с общественной, прочно прикрепленной бадьей или ведром; у колодца устраивается скамья для ведер.

Трубчатые колодцы (скважины) бывают мелкими (до 8 м) и глубокими (до 100 м и более). Они состоят из обсадных труб раз­ личного диаметра, насоса и фильтра. Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8-1,0 м, герметично закрыт, иметь сливную трубу с крючком для подвешивания ведра. Вокруг оголовка устраиваются глиняный гидроизоляционный «замок», отмостка с уклоном 10° от колодца и скамья для ведер. Подъем воды производится с помощью насоса.

Каптажи - специальные камеры из бетона, кирпича или дерева, предназначенные для сбора выходящих на поверхность подземных вод родников (ключей). Каптажи родников должны иметь

водонепроницаемые дно и стены (за исключением стороны водоносного горизонта),

гидроизоляционный замок,

люк с крышкой,

водозаборную трубу с крючком для подвешивания ведра,

скамейку для ведер.

Для предохранения каптажной камеры от за­носа песком устраивается фильтр со стороны притока воды.

Каптажные камеры желательно помещать в павильон, территория которого ограждена.

В радиусе до 20 м от колодца и каптажа родника не допускается мытье автомашин, водопой животных, стирка белья и любые виды деятельности, способствующие загрязнению воды.

Открытые водоемы - это озера, реки, ручьи, каналы и водохранилища. При необходимости использовать открытый водоем для централизованного водоснабжения предпочтение отдают крупным и проточным водоемам, достаточно защищенным от загрязнения сточными водами.

Все открытые водоемы подвержены загрязнению атмосферными осадками, талыми и дождевыми водами, стекающими с поверхности земли. Особенно сильно загрязнены участки водоема, прилегающие к населенным пунктам и местам спуска бытовых и промышленных сточных вод.

Питьевая вода должна:

быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении;

быть безвредной по химическому составу;

обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Качество воды источников нецентрализованного питьевого водо- снабжения регламентируется СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»

Большое внимание уделяется органолептическим свойствам воды. Отдельно выделен показатель «Нитраты» как наиболее вероятный в сельских условиях в результате загрязнения почвы навозом или азотными удобрениями. Кроме того, есть указание о содержании любых химических веществ на уровне, не превышающем гигиенические нормативы (ПДК). Перечень веществ, подлежащих контролю, должен устанавливаться для каждого источника водоснабжения, исходя из местных условий и по результатам санитарного обследования при выборе места водозабора.

Гигиенические требования к качеству воды источников централизованного водоснабжения. Предупреждение флюороза, кариеса, эндемического зоба, водной нитратной метгемоглобинемии.

Гигиенические требования к качеству воды

централизованных систем питьевого водоснабжения

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом ирадиационном отношении, безвредна похимическому составу и иметь благоприятныеорганолептические свойства .

Показатель общего микробного числа позволяет получить представление о массивности бактериального загрязнения воды с учетом сапрофитной микрофлоры, поэтому этот показатель используется дляконтроля эффективности обработки воды на очистных сооружениях водопровода и служит сигналом нарушений в технологии водоподготовки.

Показателем свежего фекального загрязнения воды является норматив на содержаниетермотолерантных колиформных бактерий Escherichia coli .Отсутствие общих колиформ и термоталерантных колиформ является основным критерием эпидемической безопасности воды в нормативных документах многих стран мира.

Присутствие в воде колифагов , является санитарным показателемвирусного загрязнения питьевой воды.

Cl . perfringens всегда присутствуют в фекалиях. Их споры выживают в воде дольше, чем бактерии кишечной группы, они устойчивы к хлорированию нормальными дозами хлора. Этот показатель определяется в водеповерхностных источников для оценкиэффективности обработки воды.

Безвредность питьевой воды по химическому составу характеризуется токсикологическими показателями ее качества и определяется ее соответствием нормативам по следующим показателям:

обобщенные показатели и содержание вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах, а также вещества антропогенного происхождения, получившие глобальное распространение (сухой остаток, pH, перманганатнаяа окисляемость, нефтепродукты, фенольный индекс, жескость, ПАВ )

Концентрации химических веществ, нормированных по токсикологическому признаку вредности не должны превышать ПДК, указанных в СанПиН 2.1.4.1074-01.

Благоприятные органолептические свойства воды определяются с помощью органов чувств и включают внешний осмотр пробы воды, выявление пленки на ее поверхности,определение цветности, прозрачности (мутности), запаха и вкуса воды.

Радиационная безопасность питьевой воды основана на общей- и-радиоактивности питьевой воды:

общая -радиоактивность не должна превышать 0,1 Бк/л,

общая -радиоактивность не должна превышать 1,0 Бк/л.

Предупреждение флюороза и кариеса – нормирование в питьевой воде содержание фтора (флюороз – дефторирование, кариес – фторирование).

Предупреждение эндемического зоба – нормирование в воде содержания йода (обычно добавление солей йода)

Предупреждение водной нитратной метгемоглобинемии – очистка воды от нитратов.

Санитарно-химические показатели органического загрязнения воды. Их нормирование и гигиеническая оценка. Процессы самоочищения водоемов. Роль сапрофитной микрофлоры. БПК как показатель самоочищающей способности воды.

Санитарно-химические показаетли органического загрязнения:

Биохимическая потребность воды в кислороде (БПК) – это величина снижения количества растворенного в воде кислорода за определенный период времени (обычно за 5 суток – БПК 5 или за 20 суток – БПК 20)

перманганатная окисляемость – будут повышены.

по конкретным соединениям в воде - углеводородам, смолам, фенолам – также будут превышать ПДК.

по уровню увеличения по сравнению с результатами предыдущих исследований для одного и того же сезона количества таких санитарно-химических показателей как соли аммония, нитриты и нитраты (т.н. "белковая триада" )

растворенный кислород и

хлориды.

Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода . Его должно быть не менее4 мг/л в любой период года.

Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоемов . Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Физические факторы - эторазбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений, осаждение в воде нерастворимых осадков, в том числе и микроорганизмов.

Из химических факторов самоочищения следует отметитьокисление органических и неорганических веществ.

К биологическим факторам самоочищения водоемов относится размножение в водеводорослей, плесневых и дрожжевых грибков, сапрофитной микрофлоры . Кроме растений, самоочищению способствуют и представители животного мира:моллюски , некоторые видыамеб .

Самоочищение загрязненной воды сопровождается улучшением ее органолептических свойств и освобождением от патогенных микроорганизмов.

Методы улучшения качества питьевой воды. Способы очистки воды (коагуляция, отстаивание, фильтрация). Виды отстойников и фильтров, их гигиеническая оценка. Специальные методы улучшения качества питьевой воды.

Методы улучшения качества питьевой

очистки воды

обеззараживания

На водопроводных очистных сооружениях применяются физические методы очистки воды (отстаивание и фильтрация ) и химические (коагуляция ) .

Для ускорения процесса осветления и обесцвечивания на водопроводных станциях часто используется предварительная химическая обработка воды коагулянтами (Al 2 (SO 4) 3 , FeCl 3 , FeSO 4) и флокулянтами (водорастворимые высокомолекулярные соединения, например, полиакриламид), образующими при реакции с бикарбонатов воды коллоидный раствор гидрата окиси алюминия, который в дальнейшем коагулирует с образованием хлопьев :

Al 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 2Al(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2

Процесс оседания сопровождается адсорбцией органических примесей , микроорганизмов, яиц гельминтов и пр.

Эффект коагуляции зависит от бикарбонатной жесткости воды и от дозы коагулянта. При недостаточном количестве коагулянта не достигается полное осветление воды, а при избытке – вода приобретает кислый вкус и возможно вторичное образование хлопьев.

Отстаивание воды в горизонтальных и вертикальных отстойниках приводит к ее осветлению и частичному обесцвечиванию.

В горизонтальных отстойниках вода движется горизонтально по направлению продольной оси. На частицы взвеси действуют 2 силы: горизонтально - сила F, зависящая от скорости и направления движения воды , и вниз - сила тяжести частиц Р. Вектор этих сил обусловливает направление осаждения частиц (по диагонали вниз ). Чем длиннее отстойник, тем эффективнее осаждение частиц и осветление воды.

В вертикальных отстойниках - резервуарах цилиндрической или прямоугольной формы с конусообразным дном вода подается через трубу снизу и медленно поднимается вверх . При этом силы F и Р разнонаправлены и оседают только те частицы взвеси, у которых Fскорость протекания воды в вертикальном отстойнике должна быть меньше , чем в горизонтальном. Скорость течения воды в горизонтальных отстойниках - 2-4 мм/с, а в вертикальных - < 1 мм/с. Длительность отстаивания воды - 4-8 ч. При этом мельчайшие частицы и значительная часть микроорганизмов не успевают осесть.

Фильтрация воды , позволяющая удалить взвешенные и коллоидные примеси, проводится на медленных и скорых фильтрах .

В медленных фильтрах воду пропускают через подстилаемый гравием крупнозернистый песок , на поверхности и в глубине которого задерживаются взвешенные частицы, образующие активную «биологическую пленку », состоящую из адсорбированных взвешенных частиц, планктона и бактерий. Пленка имеет поры малого диаметра и сама является эффективным фильтром и средой, где происходит самоочищение воды. Профильтрованная вода отводится через дренаж в нижней части емкости. Достоинства медленных фильтров: равномерная фильтрация, эффективность фильтрации 99% бактерий и простота устройства; недостаток - малая скорость движения воды (10 см/ч). Медленные фильтры используются на сельских водопроводах, где потребность в очищенной воде не велика.

Скорые фильтры значительно увеличивают скорость фильт­ рации (5 м 3 /ч), однако загрязнение фильтрующего слоя происходит быстрее, что требует промывки фильтра 2 раза в сутки (в медленных фильтрах 1 раз в 1,5-2 мес).

Контактный осветлитель - установка для получения техни­ ческой воды работает по схеме коагуляция + фильтрация и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3-2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть, а коагулянт вводится непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних частях осветлителя, а в верхних - задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества.

Специальные методы улучшения качества воды применятся с целью удаления из нее некоторых химических веществ и частично улучшения органолептических свойств .

Дезодорация - устранение запахов. Достигается аэрированием, обработкой окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцовокислый калий), фильтрованием через активированный уголь.

Обезжелезивание производится путем разбрызгивания воды с целью аэрации в специальных устройствах - градирнях. При этом двухвалентное железо окисляется в гидрат окиси железа, который осаждается в отстойнике и задерживается на фильтре.

Умягчение воды достигается фильтрованием через ионообменные фильтры, загруженные либо катионитами (обмен катионов), либо анионитами (обмен анионов). Происходит обмен ионов Са2+ и Mg2+ на ионы Nа+ или Н+.

Опреснение . Последовательное фильтрование воды сначала через катионит, а затем через анионит позволяет освободить воду от всех растворенных в ней солей. Термический метод опреснения - дистилляция, выпаривание с последующей конденсацией. Вымораживание. Электродиализ - опреснение с использованием селективных мембран.

Деконтаминация . Снижение содержания радиоактивных веществ в воде на 70-80% происходит при коагуляции, отстаивании и фильтровании воды. Для более глубокой деконтаминации воду фильтруют через ионообменные смолы.

Обезфторивание воды проводят фильтрованием через анионообменные фильтры. Часто для этого используют активированную окись алюминия. Иногда для снижения концентрации фтора проводят разбавление водой другого источника, не содержащей фтора либо содержащей его в ничтожных количествах.

Фторирование . Искусственное добавление фтора. Проводят при содержании фтора в воде менее 0,7 мг/л с целью профилактики кариеса зубов. Фторирование воды снижает заболеваемость кариесом на 50-70%, т.е. в 2-4 раза.

Методы обеззараживания питьевой воды и их гигиеническая оценка. Способы хлорирования воды. Хлорпоглощаемость и хлорпотребность.

Обеззараживание воды может быть проведено химическими ифизическими (безреагентными) методами.

К химическим методам обеззараживания воды относят хлорирование иозонирование . Задача обеззараживания -уничтожение патогенных микроорганизмов , т.е. обеспечение эпидемической безопасности воды.

В настоящее время хлорирование воды является одним изнаиболее широко распространенных профилактических мероприятий. Этому способствуетдоступность метода инадежность обеззараживания, а также многовариантность (везде ).

Принцип хлорирования основан на обработке воды хлором или химическими соединениями, содержащими хлор в активной форме, обладающей окислительным и бактерицидным действием.

Химизм происходящих процессов состоит в том, что при добавлении хлора к воде происходит егогидролиз ->

хлорноватистая кислота. Небольшие размеры молекулы и электрическая нейтральность позволяют хлорноватистой кислоте быстропройти черезоболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточныеферменты .

На крупных водопроводах для хлорирования применяютгазообразный хлор , поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Используют, как правило, методнормального хлорирования (по хлорпотребности) .

Имеет важное значение выбордозы , обеспечивающий надежное обеззараживание. При обеззараживании водыхлор не только способствует гибели микроорганизмов, но ивзаимодействует сорганическими веществами воды и некоторыми солями. Все этиформы связывания хлора объединяются в понятие "хлорпоглощаемость воды ".

В соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода..." доза хлора должна быть такой, чтобы после обеззараживания в воде содержалось 0,3-0,5 мг/л свободного остаточного хлора. Этот метод, не ухудшая вкуса воды и не являясь вредным для здоровья, свидетельствует о надежности обеззараживания.

Количество активного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззараживания 1 л воды, называют хлорпотребностью .

Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективного обеззараживания является хорошее перемешивание воды и достаточное время контакта воды с хлором: летом не менее 30 минут, зимой не менее 1 часа.

Модификации хлорирования : двойное хлорирование, хлорирование с аммонизацией, перехлорирование и др.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый разперед отстойниками , а второй - как обычно,после фильтров . Этоулучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличиваетнадежность обеззараживания.

Хлорирование с аммонизацией предусматривает введение в обеззараживаемую воду раствора аммиака, а через 0,5-2 минуты - хлора. При этом в воде образуются хлорамины -монохлорамины (NH 2 Cl ) и дихлорамины (NHCl 2) , которые также обладают бактерицидным действием. Этот метод применяется для обеззараживанияводы, содержащей фенолы , с целью предупреждения образования хлорфенолов. Даже в ничтожных концентрацияххлорфенолы придают водеаптечный запах и привкус.Хлорамины же, обладая более слабым окислительным потенциалом,не образуют с феноламихлорфенолов .Скорость обеззараживания воды хлораминамименьше , чем при использовании хлора, поэтому продолжительность дезинфекций воды должна быть не меньше 2 ч, а остаточный хлор равен 0,8-1,2 мг/л.

Перехлорирование предусматривает добавление к воде заведомо больших доз хлора (10-20 мг/л и более). Это позволяетсократить время контакта воды с хлором до 15-20 мин и получитьнадежное обеззараживание от всех видов микроорганизмов. По завершении процесса обеззараживания в воде остается большой избыток хлора и возникаетнеобходимость дехлорирования . С этой целью в воду добавляютгипосульфит натрия или фильтруют воду через слой активированногоугля .

Перехлорирование применяется преимущественно в экспедициях и военных условиях .

В настоящее время метод озонирования воды является одним из самыхперспективных и уже находит применение во многих странах

При разложении озона в воде в качестве промежуточных продуктов образуются короткоживущие свободные радикалы НО2 и ОН. Атомарный кислород и свободные радикалы , являясь сильными окислителями, обусловливаютбактерицидные свойства озона.

Наряду с бактерицидным действием озона в процессе обработки воды происходит обесцвечивание и устранение привкусов и запахов.

Преимущества озона перед хлором при обеззараживании воды состоит в том, что озон не образует в водетоксических соединений (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов и др.),улучшает органолептические показатели воды и обеспечивает бактерицидный эффект применьшем времени контакта (до 10 мин). Онболее эффективен по отношению к патогеннымпростей

Широкое внедрение озонирования в практику обеззараживания воды сдерживается высокой энергоемкостью процесса получения озона инесовершенством аппаратуры .

Олигодинамическое действие серебра в течение длительного времени рассматривалось как средство для обеззараживания преимущественноиндивидуальных запасов воды. Серебро обладает выраженнымбактериостатическим действием. Даже при введении в воду незначительного количества ионов микроорганизмы прекращают размножение, хотя остаютсяживыми и даже способными вызватьзаболевание . Концентрации серебра, способные вызватьгибель большинствамикроорганизмов , при длительном употреблении водытоксичны для человека . Поэтому серебро в основномприменяется для консервирования воды при длительном хранении ее в плавании, космонавтике и т.д.

Для обеззараживания индивидуальных запасов воды применяютсятаблетированные формы, содержащие хлор.

К физическим методам относятся кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокой частоты, гамма-лучами и др.

Преимущество физических методов обеззараживания перед химическими состоит в том, что онине изменяют химического состава воды, не ухудшают ее органолептических свойств . Но из-за ихвысокой стоимости и необходимости тщательной предварительной подготовки воды в водопроводных конструкциях применяетсятолько ультрафиолетово е облучение, а приместном водоснабжении -кипячение .

Ультрафиолетовые лучи обладаютбактерицидным действием. Максимум бактерицидного действия приходится на лучи с длиной волны 260 нм. Динамика отмирания микрофлоры зависит от дозы и исходного содержания микроорганизмов. На эффективность обеззараживания оказываютвлияние степеньмутности , цветности воды и ее солевойсостав .

Ультразвук применяют для обеззараживаниябытовых сточных вод , т.к. он эффективен в отношениивсех видов микроорганизмов, в том числе и спор бацилл. Его эффективностьне зависит от мутности и его применение не

приводит к пенообразованию, которое часто имеет место при обеззараживании бытовых стоков.

Гамма-излучение очень эффективный метод.Эффект мгновенный. Уничтожение всех видов микроорганизмов, однако в практике водопроводов покане находит применения .

Кипячение является простым и надежным методом.

Принципиальная схема устройства головных водопроводных сооружений при заборе воды для централизованного водоснабжения из открытых водоемов.

Примерная схема водопровода с забором воды из реки: 1 - водоем; 2 - заборные трубы cпервичным фильтром-решеткой и береговой колодец; 3 - насосная станция первого подъема; 4 - очистные сооружения (отстойнии, фильтры, обеззараживающие установки); 5 - резервуары чистой воды; 6 - насосная станция второго подъема; 7 - трубопровод; 8 - водонапорная башня; 9 - разводящая сеть; 10 - места потребления воды.

Предназначение и организация зон санитарной охраны поверхностных и подземных источников воды.

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения (СанПиН 2.1.4.1110-02)

Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения - это территория , прилегающая к источнику водоснабжения и водозаборным сооружениям, и акватория , на которых устанавливаются специальные режимы хозяйственной и иной деятельности в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения .

Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение , а в ЗСО подземных - на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора.

Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов:

Пояс строгого режима , включает территорию расположения водозабора, всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение – защита места забора и обработки воды от случайного или умышленного загрязнения и повреждени я.

Пояс ограничений от микробных загрязнений.

Пояс ограничений от химического загрязнения.

Протяженность зон зависит от вида источника (поверхностный или подземный), характера загрязнения и времени выживаемости микробов.

Границы поясов ЗСО поверхностного источника

Границы 1-го пояс а : вверх по течению не менее 200 м и вниз не менее 100 м от водозабора; по берегу – не менее 100 м от линии от летне-осенней границы воды. При ширине реки менее 100 м – вся акватория и полоса берега не уже 50 м по обе стороны реки.

Границы 2-го пояса : вверх по течению реки с таким расчетом, чтобы время пробега воды до водозабора было не менее 5 суток в холодном и умеренном климате и не менее 3 суток в жарком (для рек средней и большой мощности ≈ 30-60 км); ниже по течению – не менее 250 м от водозабора. Боковые границы не менее 500 м при равнинном рельефе, 750 м при пологом склоне и 1000 м при крутом . На непроточных водоёмах – от 3 до 5 км во все стороны от водозабора.

Границы 3-го пояса вверх и вниз по течению совпадают с границами 2-го пояса. Боковые границы – по линии водоразделов на 3-5 км, включая притоки .

Границы ЗСО подземного источника

Водозабор должен располагаться вне территории промышленных и жилых объектов . Граница 1-го пояса – не менее 30 м от водозабора для защищенных (межпластовых ) подземных вод и не менее 50 м – для недостаточно защищенных (грунтовых ) вод.

Границы 2-го и 3-го поясов совпадают. Зоны ограничения составляют для защищенных вод не менее 200 м от водозабора в холодном и умеренном климате и 100 м в жарком ; для недостаточно защищенных вод – 400 м.