Вода поверхностных источников водоснабжения содержит разнообразные ингредиенты (плавающие примеси, токсические химические вещества, микрофлору (разнообразных бактерий и вирусов, среди которых встречаются и патогенные)), количество которых в воде ограничивается ГОСТом 2761-84. Как правило, при организации централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения вода источника должна пройти ту или иную обработку, целью которой является доведение ее состава и свойств до требований ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».
Очистка воды
В зависимости от характера примесей, их фазово-дисперсного состояния для очистки воды используют различные механические и физико-химические способы.
Для освобождения воды от взвесей, обусловливающих мутность, проводят механическое разделение (отстаивание и медленное фильтрование) или извлечение с применением гидроокиси алюминия или железа и агрегацию с помощью флокулянтов. Для устранения растворенных коллоидов применяют окисление хлором (хлорирование), озоном (озонирование) и др.
Гигиеническое значение широко применяемых в практике водоснабжения методов осветления и обесцвечивания воды источника при подготовке питьевой воды состоит в освобождении от природных примесей (механической взвеси, коллоидов) и частично микрофлоры (до 90 % от исходного содержания).
Известными методами осветления воды (механическим отстаиванием и фильтрацией) удается задержать взвешенные частицы размером более 0,1 мкм. Этот процесс заключается в сорбции бактерий и вирусов на поверхности взвешенных частиц и хлопьев и совместном осаждении в отстойнике или в порах фильтрующей загрузки, что во многом зависит от характера взвеси, параметры которой весьма непостоянны.
Для удаления газов (дегазация воды) и органических веществ, находящихся в воде в виде молекулярных растворов и придающих ей запах и привкус, используют аэрирование воды, окисление примесей хлором, озоном и другими, адсорбцию на активированных углях (экстракцию органическими растворителями), биохимический распад.
При использовании межпластовых подземных вод очистка воды может потребоваться для удаления растворенных газов и нежелательных минеральных веществ, например железа, марганца и др.
Очистка воды поверхностных источников заключается в ее химическом осветлении методами коагуляции, осаждения и фильтрации. Путем предварительного хлорирования и обработки воды активированным углем устраняют посторонние запах и привкус.
При использовании речной воды нередко требуется предварительное отстаивание для отделения песка, уменьшения количества ила и осаждаемых органических веществ, после чего производят химическую очистку – коагуляцию воды. Обычно используют металлосодержащие коагулянты на основе алюминия (сульфат алюминия, алюминат натрия, калиевые и алюминиево-аммониевые квасцы) или железа (сульфат, хлорное железо, хлорированный железный купорос). Вспомогательные коагулянты (полиэлектролиты, активированный кремнезем, утяжеляющие наполнители и окислители) способствуют улучшению коагуляции, ускорению оседания хлопьев.
Потребляемое количество коагулянта и необходимое время (не менее 30 мин) его контакта с водой зависят от температуры, pH, солевого состава и некоторых других свойств исходной воды, которые могут варьировать в широких пределах. В связи с этим для подбора наиболее эффективного коагулянта и определения оптимальных доз реагентов проводят специальные лабораторные испытания (пробную коагуляцию).
После коагуляции в течение не менее 4 ч производят осветление воды в вертикальных или горизонтальных отстойниках. Для удаления неосажденных хлопьев используют чаще всего песчаные или песчано-угольные фильтры. В процессе фильтрования вода проходит вниз через загрузку фильтра со скоростью 1,4–1,5 л/м2
с. Для промывки фильтра в процессе его эксплуатации воду подают снизу вверх со скоростью 10 л/м2с в течение 5–10 мин и удаляют вместе с загрязнениями через промывочные желоба.Для оценки эффективности очистки воды и ее контроля систематически проводят (не реже 1 раза в сутки) анализ фильтрата на мутность, цветность, привкус и запах на различных стадиях обработки, включая выпуск очищенной воды.
Кроме того, не реже 1 раза в смену в очищенной воде определяют остаточные количества используемого коагулянта с оценкой по ГОСТу («Вода питьевая»). Выбор тех или иных схем, способов и устройств для очистки воды в каждом конкретном случае зависит от качества воды источника водоснабжения, технологических свойств воды (коагулируемости, хлорпотребности и др.), гигиенических требований к воде после ее обработки, мощности водопровода и др.
Обеззараживание воды
Это способы обработки воды для обеспечения ее эпидемической безопасности. Вопросы обеззараживания питьевой воды и объектов окружающей среды привлекают пристальное внимание гигиенистов, эпидемиологов и других специалистов, работающих в области охраны здоровья населения.