Введение…………………………………………………………………………..3

1. Гигиенические требования к питьевой воде………………………………....4

2. Основные источники загрязнения питьевой воды…………………..……….5

3. Способы очистки и фильтрации водопроводной воды………………………7

Заключение ……………………………………………………………………….11

Список литературы ………………………………………………………………12

Введение

Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Санитарное состояние большей части открытых водоемов России в последние годы улучшилось из-за уменьшения сброса стоков промышленных предприятий, но все еще остается тревожным.

Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, экологическая, а также инженерная и экономическая. Понятие " питьевая вода " сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции.

1. Гигиенические требования к питьевой воде

Вода, используемая населением для хозяйственно-бытовых целей, должна отвечать следующим гигиеническим требованиям:

1) обладать хорошими органолиптическими свойствами и освежающим

действием, быть позрачной, бесцветной, без неприятного привкуса или запаха.

2) не содержать избытка солей и токсичных веществ, способных оказать вредное воздействие на организм человека;

3) не содержать патогенных возбудителей, яиц и личинок гельминтов.

Эти требования нашли отражение в действующем в нашей стране стандарте на качество питьевой воды, подаваемой населению водопроводами (ГОСТ 2874- 82). Соответствие качества питьевой воды нормативам, установленным стандартом, определяют путем санитарного химико-бактериологического анализа воды. Водопроводная вода должна удовлетворять следующим требованиям.

Физические свойства воды:

Прозрачность воды зависит от наличия в ней взвешенных частиц. Питьевая вода должна быть такой, чтобы через слой ее в 30 см можно было прочесть печатный шрифт определенного размера.

Цветность питьевой воды, получаемой из поверхностных и неглубоких подземных источников, как правило, вызвана наличием вымываемых из почвы гуминовых веществ. Окраска питьевой воды может также обусловливаться размножением водорослей в водоеме (цветение), из которого осуществляют забор воды, а также загрязнением его сточными водами. После очистки воды на водопроводных станциях цветность ее уменьшается. При лабораторных исследованиях сравнивают интенсивность цветности питьевой воды с условной шкалой стандартных растворов и результат выражают в градусах цветности. В водопроводной воде цветность не должна превышать 20°.

Вкус и запах питьевой воды обусловлены наличием в воде органических веществ растительного происхождения, сообщающих воде землистый, травянистый, болотистый запах и привкус. Причиной запаха и привкуса питьевой воды может быть загрязнение и промышленными сточными водами. Привкус и запахи некоторых подземных вод объясняются наличием большого количества растворенных в них минеральных солей и газов, например хлоридов, сероводорода. При обработке воды на водопроводных станциях интенсивность запаха уменьшается, но незначительно.

Во время исследования питьевой воды определяют характер запаха (ароматический, аптечный и т. д.) или привкуса (горький, соленый и т. д.), а также их интенсивность в баллах: 0 - отсутствие, 1 балл - очень слабый, 2 - слабый, 3 - заметный, 4 - отчетливый, 5 баллов - очень сильный. Допустима интенсивность запаха или привкуса не выше 2 баллов. При обнаружении несвойственных природной воде цвета, вкуса и запаха необходимо выяснить их происхождение.

2. Основные источники загрязнения питьевой воды

Коммунальные стоки - содержат как химические, так и микробиологические загрязнения и представляют серьезную опасность. Содержащиеся в них бактерии и вирусы являются причиной опасных заболеваний: сыпного тифа и паратифа, сальмонеллеза, бактериальной краснухи, эмбрионов холеры, вирусов вызывающих воспаления околомозговой оболочки и кишечных заболеваний. Такая вода может быть переносчиком яиц глистов (солитеры, аскариды и власоглавы). В коммунальных стоках присутствуют также токсичные детергенты (моющие вещества), сложные ароматические углеводороды (САУ), нитраты и нитриты.

Промышленные стоки. В зависимости от отрасли промышленности могут содержать практически все существующие химические вещества: тяжелые металлы, фенолы, формальдегид, органические растворители (ксилол, бензол, толуол), упомянутые выше (САУ) и т.н. особо токсичные стоки. Последняя разновидность вызывает мутагенные (генетические), тератогенные (повреждающие плод) и канцерогенные (раковые новообразования) изменения. Главные источники особо токсичных стоков: металлургическая промышленность и машиностроение, производство удобрений, целлюлозно-бумажная промышленность, цементно-асбестовое производство и лако-красочая промышленность. Парадоксально, но источником загрязнения является также сам процесс очистки и водоподготовки.

Коммунальные отходы. В большинстве случаев, там, где нет сети водоснабжения нет и канализации, а если и есть, то она (канализация) не может полностью предотвратить проникновению отходов в грунт и, следовательно, в грунтовые воды. Поскольку верхний горизонт грунтовых вод расположен на глубине от 3 до 20 м (глубина обычных колодцев),то именно на этой глубине скапливаются "продукты" человеческой деятельности в гораздо более серьезных концентрациях, чем в поверхностных водах: детергенты из наших стиральных машин и ванн, кухонные отходы (остатки пищи), фекалии людей и животных. Конечно же, все перечисленные компоненты профильтрованы сквозь верхний слой грунта, но некоторые из них (вирусы, водо-растворимые и текучие субстанции) способны проникать в грунтовые воды практически без потерь. То, что выгребные ямы и местная канализация располагаются на некотором удалении от колодцев ничего не значит. Доказано, что грунтовые воды могут при соблюдении некоторых условий (н.п. легкий уклон) перемещаться в горизонтальной плоскости на несколько километров!

Промышленные отходы. В грунтовых водах присутствуют в несколько меньших количествах, чем в поверхностных водах. Большинство этих отходов направляются прямо в реки. Кроме того, промышленные пыль и газы, оседают непосредственно или в соединении с атмосферными осадками и накапливаются на поверхности почвы. растениях, растворяются и проникают вглубь. Поэтому никого, кто профессионально занимается очисткой воды, не удивит содержание тяжелых металлов и радиоактивных соединений в колодцах, расположенных вдали от металлургических центров - в Карпатах. Промышленные пыль и газы переносится воздушными потоками на сотни километров от источника эмиссии. К промышленным загрязнениям почвы относятся также органические соединения образующиеся при переработке овощей и фруктов, мяса и молока, отходы пив заводов, животноводческих комплексов.

Металлы и их соединения проникают в ткани организма в виде водного раствора. Проникающая способность очень высока: поражаются все внутренние органы и плод. Удаление из организма через кишечник, легкие и почки приводит к нарушению деятельности этих органов. Накапливание в организме следующих элементов приводит к:

· поражению почек - ртуть, свинец, медь.

· поражению печени - цинк, кобальт, никель.

· поражению капилляров -- мышьяк, висмут, железо, марганец.

· поражению сердечной мышцы - медь, свинец, цинк, кадмий, ртуть, таллий.

· возникновению раковых заболеваний - кадмий, кобальт, никель, мышьяк, радиоактивные изотопы.

3. Способы очистки и фильтрации водопроводной воды

По сведениям НИИ "Экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина" РАМН:

в среднем по стране гигиеническим требованиям не соответствует практически каждая третья проба "водопроводной" воды по санитарно-химическим показателям и каждая десятая - по санитарно-бактериологическим;

в отдельных городских водоемах содержится от 2 до 14 тысяч синтезированных химических веществ;

только 1 процент поверхностных водоисточников отвечает требованиям первого класса, на которые рассчитаны используемые у нас традиционные технологии водоочистки;

Подбирая систему водоочистки для своего жилища, надо отдавать себе отчет в том, что вода будет использоваться как в хозяйственно-бытовых целях, так и для питья и приготовления пищи. Задачу доведения качества воды до уровня, оптимального для каждого из ее применений, решают с помощью соответствующих систем водоочистки. Такие системы подразделяют на те, которые устанавливаются там, где вода поступает в дом, и на те, которые ставятся в точке пользования, например, на кухне. Первые делают воду "хозяйственно-бытовой": с ней нормально работает стиральная машина, можно помыть посуду, ополоснуться под душем. Вторые - готовят питьевую воду. Требования к чистоте воды в первом и втором случаях должны быть разные. Иначе либо питьевая вода расточается на хозяйственные надобности, либо для питья используется вода, не прошедшая должной очистки.

На входе в систему водоснабжения квартиры желательно поставить фильтр грубой очистки, с сеткой из нержавеющей стали или полимерными картриджами, которые могут задержать взвесь и ржавчину. Это нужно для того, чтобы продлить жизнь сантехники. Вы уменьшите внутреннюю коррозию смесителей, которые очень плохо реагируют на попадание частиц, керамика сантехники будет менее подвержена налетам ржавчины и солей жесткости. Иногда для фильтра нет места у водопроводного стояка. Тогда можно поставить совсем небольшое устройство из латуни, называемое "грязевиком" и избавляющее от грязи и ржавчины. Однако фильтры грубой очистки не могут помочь в устранении неприятных привкусов.

По большому счету, хороший прибор должен с минимальной громоздкостью давать максимальную очистку. Желательно выбрать фильтр, работающий постоянно, чтобы избежать размножения бактерий в самом фильтре. Рекомендуется пользоваться теми фильтрами, которые прошли тесты на соответствие государственным стандартам. Хороший фильтр не меняет естественный минеральный состав воды, которая поступает в организм человека. Цель установки домашнего фильтра состоит в том, чтобы вернуть нашей питьевой воде ее первоначальное качество.

Виды фильтрации воды:

Очистные системы насыпного типа.

Сетчатые и дисковые фильтры механической очистки, удаляющие нерастворенные механические частицы, песок, ржавчину, взвеси и коллоиды.

Ультрафиолетовые стерилизаторы, удаляющие микробы, бактерии и другие микроорганизмы.

Окислительные фильтры, удаляющие железо, марганец, сероводород.

Компактные бытовые смягчители и ионообменные фильтры, умягчающие, а также удаляющие железо, марганец, нитраты, нитриты, сульфаты, соли тяжелых металлов, органические соединения

Адсорбционные фильтры, улучшающие органолептические показатели (вкус, цвет, запах) и удаляющие остаточный хлор, растворенные газы, органические соединения

Комбинированные фильтры - комплексные многоступенчатые системы.

Мембранные системы - обратноосмотические системы подготовки питьевой воды, высшая степень очистки.

Бытует мнение, что вода очень высокой степени очистки "не полезна". Кто-то считает, что в воде должно содержаться оптимальное количество микроэлементов. Другие утверждают, что человеческий организм усваивает только вещества органического происхождения, то есть из пищи животного и растительного происхождения, а вода служит растворителем и должна быть максимально чистой. Истина лежит где-то посередине. Говоря о питьевой воде, правильно, видимо, оперировать не категориями "опасно - безопасно".

Очистить воду до состояния, близкого к дистиллированной, проще и дешевле, чем обеспечить наличие в ней ряда веществ в определенной "оптимальной" концентрации. Так, за рубежом при производстве пива, воду чистят именно до такой стадии, а затем в нее добавляют строго дозированное количество веществ, делающих ее оптимальной для дальнейшего использования. Кроме того, элементарный расчет показывает, что для того, чтобы получать из воды оптимальный набор макро- и микроэлементов человек должен выпивать в день как минимум 30-50 литров воды. Иными словами, даже если мы и получаем из воды полезные вещества, они составляют не более 10-15% суточной дозы. Решая для себя проблему "чистить или не чистить", люди стоят перед дилеммой: либо заведомо удалить из воды вредные составляющие, пожертвовав 10-15% полезных веществ, либо оставить в воде вместе с полезными и часть вредных примесей. Каждый делает свой выбор.

Заключение

Вода необходима для нормального обмена веществ в организме. Физиологическая потребность человека в воде составляет около 3 л в сутки. Кроме того, значительное количество воды необходимо человеку для удовлетворения хозяйственно-бытовых и производственных нужд. Поэтому вода должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении и безвредна по химическому составу.

При нарушении гигиенических требований к водоснабжению питьевая вода может быть причиной инфекционных заболеваний и гельминтозов, связанных с загрязнением водоёмов хозяйственно-фекальными сточными водами; заболеваний неинфекционной природы, связанных с необычным природным составом воды либо с загрязнением водоёмов химическими веществами за счет поступления промышленных сточных вод или питьевой воды с остаточным количеством реагентов, добавляемых в процессе её обработки.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, ее необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.

За последние годы взгляд на воду изменился. О ней все чаще стали говорить не только врачи-гигиенисты, но и биологи, инженеры, строители, экономисты, политические деятели. Да и понятно – бурное развитие общественного производства и градостроительства, рост материального благосостояния, культурного уровня населения постоянно увеличивают потребность в воде, заставляют более рационально ее использовать.

Список литературы

1 . СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

2. ГОСТ Р 51232-98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.

4. Усольцев В.А., Соколов В.Ф., Алексеева Л.П., Драгинский В.Л. Подготовка воды питьевого качества в г. Кемерове. М.: ВИМИ, 2 006.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ШУЙСКИЙ ФИЛИАЛ ИВГУ

КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ДОКЛАД ПО НОРМИРОВАНИЮ И СНИЖЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Очистка воды на водопроводных станциях

Работу выполнил:

Грачев Евгений Денисович, студент 4 курса

1 группы дневного отделения

естественно-географического факультета

Специальность-022000.62 Экология и природопользование

Научный руководитель:

кандидат ветеринарных наук, доцент

Козлов Алексей Борисович

Шуя 2014

Введение……………………………………………………………………….….3 1. Питьевая вода и методы ее очистки……………..………..………………….4

1.1. Физические способы обеззараживания воды………………....……….….4

1.2. Электрохимические методы обеззараживания……………………..…..….7

1.3. Химические методы обеззараживания…………………………………….10

1.4.Электрообработка…………………………………………………………...142. Новые установки для очистки питьевых вод методом электрообработки..19

2.1. Прибор для очистки питьевой воды «Аквалон»……………………….19

2.2. Установки для очистки питьевой воды «Водолей-М»………………….22

2.3. Использование пакета параллельных растворимых электродов в очистке питьевой воды…………………………………………….…………………….26

2.4. Расчет электрокоагулятора…………………………………………………30

Заключение………………………………………………………………………33

Список использованной литературы………………………………………….35

Введение

Все живое в нашей жизни связано с водой. Человеческий организм на 65-70 % состоит из воды. В организме взрослого человека с массой тела 65 кг содержится в среднем до 40 литров воды. По мере старения количество воды в организме человека снижается. Для сравнения, в теле 3-х месячного плода - 95 % воды, у новорожденного ребенка - 75%, а к 95-летнему возрасту в организме человека остается около 25 % воды.

Многие авторы считают одной из причин старения организма понижение способности клеток связывать необходимое для обмена веществ количество воды, т.е. возрастную дегидратацию. Вода является основной средой, в которой протекают многочисленные химические реакции и физико-химические процессы обмена веществ. Организм строго регулирует содержание воды в каждом органе, каждой ткани. Постоянство внутренней среды организма, в том числе и определенное содержание воды, - одно из основных условий нормальной жизнедеятельности. Человек может пить большое количество воды и быть не в силах замедлить возрастной процесс уменьшения воды в организме.

Вода, используемая организмом, качественно отличается от обычной. Обычная вода загрязнена в результате техногенной деятельности человека различными веществами, а именно: ионами неорганических соединений, мельчайшими частицами твердых примесей, органическими веществами природного и искусственного происхождения, микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности, растворенными газами .

Методы обеззараживания питьевых вод

Многообразие способов обеззараживания воды делится на четыре группы:

Физические;

химические;

электрохимические;

электрообработка

1. Питьевая вода и методы ее очистки

1. Физические способы обеззараживания воды

Кипячение

Кипячение используют для уничтожения органики (вирусов, бактерий, микроорганизмов и др.), удаления хлора и других низкотемпературных газов (радон, аммиак и др.). Кипячение действительно помогает в некоторой степени очистить воду, однако данный процесс имеет ряд побочных эффектов. Первый - при кипячении изменяется структура воды, т.е. она становится "мертвой", поскольку происходит испарение кислорода. Чем больше мы кипятим воду, тем больше погибает в ней патогенов, но тем более она становится бесполезной для организма человека. Второе - поскольку при кипячении происходит испарение воды, то концентрация солей в ней увеличивается. Они отлагаются на стенках чайника в виде накипи и извести и попадают в организм человека при последующем потреблении воды из чайника.

Как известно, соли имеют тенденцию накапливаться в организме, что приводит к самым различным заболеваниям, начиная от болезней суставов, образованию камней в почках и окаменению (циррозу) печени, и заканчивая артериосклерозом, инфарктом и мн. др. Кроме того, многие вирусы могут легко перенести кипячение воды, поскольку для их уничтожения требуются намного более высокие температуры. При кипячении воды удаляется только газообразный хлор. В лабораторных исследованиях был подтвержден тот факт, что после кипячения водопроводной воды образуется дополнительный хлороформ (вызывает раковые заболевания), даже если перед кипячением воды была освобождена от хлороформа продувкой инертным газом.

Данный метод требует значительного расхода энергии и широко используется только для индивидуального водопотребления.

Обработка ультрафиолетовыми лучами

Данный метод основан на способности ультрафиолетового излучения с определенной длиной волны губительно действовать на ферментные системы бактерий. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды. Важно отметить, что поскольку при УФ-облучении не образуются токсичные продукты, то не существует верхнего порога дозы. Увеличением дозы УФ-излучения почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.

Бактерицидный эффект зависит от интенсивности излучения, расстояния от лампы, поглощения излучения средой, прозрачности, цветности, содержания железа.

УФ-излучение используется для обеззараживания подземных вод с содержанием железа 0,3 мг/л, мутностью 2 мг/л. Повышение цветности или мутности воды вызывает наибольшее поглощение УФ-излучения, что резко снижает бактерицидный эффект.

В качестве источника излучения используются ртутные лампы, изготовленные из кварцевого песка.

Метод не требует сложного оборудования и легко может применяться в бытовых комплексах водоподготовки в частных домах.

Несмотря на все преимущества метода обеззараживания УФ лучами по сравнению с реагентными основными недостатками являются:

Чувствительность источника к колебаниям напряжения электросети, что влечет за собой бактериальные проскоки;

Отсутствие оперативного контроля за эффектом обеззараживания;

Непригоден для обеззараживания мутных вод;

Полное отсутствие последействия.

Фактором, снижающим эффективность работы установок УФ-обеззараживания при длительной эксплуатации, является загрязнение кварцевых чехлов ламп отложениями органического и минерального состава. Крупные установки снабжаются автоматической системой очистки, осуществляющей промывку путем циркуляции через установку воды с добавлением пищевых кислот. В остальных случаях применяется механическая очистка.

Гамма – облучение

Основными достоинствами данного метода являются:

Не вызывает изменение физико-химических свойств воды,

Улучшает органолептические свойства,

Разрушает синтетические детергенты и уничтожает бактерии.

При дозе 10 5 бэр бактерицидный эффект составляет 99%.

Эффект зависит от возраста, физического состояния и вида культуры, дозы радиации и среды. Полная стерилизация достигается при дозах облучения не менее 1,2*10 6 -1,5*10 6 бэр.

В качестве источников радиации используются кобальт и отходы продуктов радиоактивного распада, такие как стронций, цезий.

Воздействие ультразвуком

Обеззараживание воды ультразвуком основано на способности его вызывать кавитацию – образование пустот, создающих большую разность давления, что ведет к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний. Максимальной бактерицидностью обладают колебания с частотой 500-1000 кГц.

В настоящее время этот способ еще не нашел достаточного применения в системах очистки воды, хотя в медицине он широко используется для дезинфекции инструментария и т.п. в так называемых ультразвуковых мойках.

Ультрафильтрация

Системы ультрафильтрации предназначены для удаления взвешенных частиц размером более 0,01 мкм, такие как: коллоидные примеси, бактерии, вирусы, органические макромолекулы из воды муниципальных и локальных водопроводных сетей (артезианских скважин, колодцев и т.п. - как и при использовании фильтров очистки воды от железа).

Ультрафильтрация – экономичный, экологически чистый и эффективный метод очистки воды от субмикронных механических примесей. Основным рабочим элементом современных ультрафильтрационных систем служат так называемые полые волокна, технология производства которых позволяет получить структуру с величиной пор около 0,01 мкм. В качестве фильтрующих материалов используется фильтровальная бумага, нитроцеллюлозные фильтры, фильтры в виде патронов.

К недостаткам метода ультрафильтрации относят узкий технологический диапазон - необходимо точно поддерживать условия процесса (давление, температуру, состав растворителя и.т.д.), сравнительно небольшой срок службы мембран от 1 до 3 лет вследствие осадкообразования в порах и на их поверхности, что приводит к засорению и нарушению структуры мембран. В этом плане очистка воды от железа, например, гораздо экономичнее. Ультрафильтрацию применяют для предварительной обработки поверхностных вод, морской воды, биологической очистки муниципальных сточных вод.

Благодаря воде на нашей планете есть жизнь. Еще лет двести назад можно было пить воду из любых водоемов без опасения для здоровья. Но сегодня, набранную в реках или озерах воду без обработки употреблять нельзя, потому как воды Мирового океана сильно загрязнены. Перед использованием воды нужно вывести из нее вредные вещества.

Очистка воды в домашних условиях

Вода, которая течет у нас дома из водопровода проходит несколько этапов очистки. Для бытовых целей она вполне пригодна, но для приготовления пищи и питья воду следует очищать. Традиционные способы – это кипячение, отстаивание, вымораживание. Это самые доступные методы, которые может осуществить каждый человек у себя дома.

В лаборатории исследуя кипяченую воду, было обнаружено, что из нее испаряется кислород, она становится «мертвой» и почти бесполезной для организма. Также из ее состава уходят полезные вещества, а некоторые бактерии и вирусы могут остаться в воде даже после кипячения. Длительное употребление кипяченой воды может привести к развитию серьезных недугов.

Вымораживание осуществляет перекристаллизацию воды. Это самый действенный вариант очистки воды, поскольку выводятся из ее состава хлоросодержащие соединения. Но данный способ весьма сложный и нужно соблюдать определенные нюансы. Наименьшую эффективность проявил способ отстаивания воды. В результате этого из нее выходит часть хлора, а другие вредные вещества остаются.

Очистка воды с применением дополнительных устройств

Существует ряд вариантов очистки воды с применением фильтров и различных очистительных систем:

• 1.Биологическое очищение происходит с использованием бактерий, которые питаются органическими отходами, снижают уровень загрязнения вод
• 2.Механическое. Для очистки используются фильтрующие элементы, такие как стекло и песок, шлаки и др. Таким способом можно очистить около 70% воды
• 3.Физико-химическое. Применяется окисление и выпаривание, коагуляция и электролиз, вследствие чего удаляются токсичные вещества
• 4.Химическая очистка происходит в результате добавления реагентов, таких как сода, серная кислота, аммиак. Выводится около 95% вредных примесей
• 5.Фильтрация. Используются очистительные фильтры с активированным углем. Ионный обмен удаляет тяжелые металлы. Ультрафиолетовая фильтрация выводит бактерии и вирусы

Также имеются и другие способы очистки воды. Это серебрение и обратный осмос, а также смягчение воды. В современных условиях дома чаще всего люди используют фильтры для очищения и смягчения воды.

Изобретение относится к реагентным способам обработки подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения и, в частности, предназначено для очистки воды от железа и марганца при их совместном присутствии. Способ очистки питьевой воды включает последовательную обработку очищаемой воды перманганатом калия и пероксидом водорода с последующим фильтрованием на песчаных фильтрах, причем пероксид водорода подают в соотношении 1:3 к избытку перманганата калия, а соотношение доз перманганата калия и пероксида водорода при обработке воды составляет соответственно от 15:1 до 6:1. Кроме того, перманганат калия дозируют в избытке по отношению к его стехиометрическому количеству, необходимому для окисления двухвалентного железа и марганца. Способ обеспечивает повышение степени очистки питьевой воды от железа и марганца при их совместном присутствии, включая коллоидные формы соединений этих металлов, в условиях низких температур, низкой щелочности и пониженной жесткости воды. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к реагентной очистке подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, и, в частности, способ предназначен для очистки подземных вод от железа и марганца при их совместном присутствии в условиях низких температур, низких значений щелочности и жесткости воды.

Как известно (Г.И.Николадзе. “Улучшение качества подземных вод”. М., Стройиздат, 1987), очистка подземных вод от железа и марганца при температуре очищаемой воды >4... 5 С, щелочности и жесткости более 2 мг-экв/л не представляет затруднений и при воздействии реагентов-окислителей, каковым, например, является в известных технологиях перманганат калия, проходит в штатном режиме: двухвалентные ионы железа и марганца окисляются соответственно до трехвалентного и четырехвалентного состояния, образуя нерастворимые в воде продукты реакции. Этот процесс описывается следующими уравнениями реакций:

3Fе 2+ +МnO - 4 +8Н 2 O 3Fе(ОН) 3 +MnO(OH) 2 +5H + ;

3Мn 2+ +2MnO - 4 +3H 2 O 5MnO(OH) 2 +4H + .

Продукты реакции в виде взвешенных веществ обычно отделяются фильтрованием на песчаных фильтрах.

При пониженных температурах, низкой щелочности и жесткости эти процессы протекают медленно, образуя мелкодисперсные продукты реакции, которые не могут быть задержаны фильтрованием через песок. Следствием этого является просачивание загрязнений в фильтрат, то есть качество очищенной воды не соответствует предъявляемым требованиям.

Известен способ очистки подземных вод от железа и марганца, заключающийся в дозировании в проточную воду раствора перманганата калия с последующим задержанием продуктов реакции на фильтрах (см. “Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий”, М., Стройиздат, 1977, стр.192-193).

Данный способ позволяет достичь остаточных концентраций по железу и марганцу соответственно 0,3 и 0,1 мг/л. Это удовлетворяет требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 “Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества”.

Однако эта технология не позволяет обеспечить необходимое качество очищенной воды по железу и марганцу при их совместном присутствии в условиях низких температур (менее С), низкой щелочности (не более 1,2 мг-экв/л) и низкой жесткости воды (не более 1,0 мг-экв/л).

Известен способ очистки воды от железа, заключающийся в обработке воды раствором пероксида водорода с последующим отделением продуктов реакции (см., например, В.С.Алексеев и др. “Обезжелезивание подземных вод в пласте с помощью перекиси водорода”, журнал “Водоснабжение и сантехника”, 1981, №6, стр.25).

Этот способ позволяет окислить двухвалентное железо до трехвалентного состояния и отделить его от воды

2Fe 2+ +Н 2 O 2 +2H + 2Fe 3+ +2Н 2 O;

Fe 3+ +3Н 2 O Fе(ОН) 3 +3H + .

Но этот способ обеспечивает очистку воды при наличии в ней достаточного щелочного резерва (щелочность воды не менее 2 мг-экв/л).

Кроме того, этот способ не позволяет очистить воду от марганца.

Задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки питьевой воды от железа и марганца при их совместном присутствии, включая коллоидные формы соединений этих металлов, в условиях низких температур, щелочности и жесткости.

Поставленная задача решается тем, что очистка питьевой воды, включающая ее обработку перманганатом калия и последующее фильтрование, дополнительно содержит обработку пероксидом водорода.

Особенностью способа является то, что обработку воды проводят последовательно, сначала перманганатом калия, а затем пероксидом водорода.

Другой особенностью способа является то, что перманганат калия дозируется в избытке по отношению к его стехиометрическому количеству, необходимому для окисления двухвалентных ионов железа и марганца, а пероксид водорода подается в соотношении 1:3 к избытку перманганата калия.

Еще одной особенностью способа является то, что соотношение доз перманганата калия и пероксида водорода, подаваемых в очищаемую воду, составляет соответственно от 15:1 до 6:1.

Очистка воды по данному способу осуществляется следующим образом.

Подземные воды, содержащие двух- и трехвалентное железо, а также марганец в концентрациях 5-30 ПДК при естественных температуре (1,5-2,5 С), щелочности (не более 1,2 мг-экв/л) и жесткости (не более 1,0 мг-экв/л) подают в первую камеру смешения - реакции, перед которой в поток дозируют раствор перманганата калия.

Первая камера смешения выполнена в виде вертикального перегородчатого смесителя.

Введение в поток очищаемой воды раствора перманганата калия осуществляют через, например, штуцер, вмонтированный в трубопровод перед первой камерой смешения.

Устройство ввода раствора перманганата калия содержит также дозатор, выполненный, например, в виде мембранного насоса с электромагнитным приводом, и расходный бак раствора реагента. Затем, после первой камеры смешения, в воду дозируют раствор пероксида водорода. После чего очищаемую воду подают во вторую камеру смешения-реакции, где происходит процесс восстановления избыточного количества перманганата калия.

После второй камеры смешения очищаемую воду пропускают через засыпной, например, песчаный фильтр, после которого определяют остаточные концентрации железа и марганца в воде.

Один из вариантов осуществления изобретения.

Подземную воду с содержанием железа трехвалентного до 2,0 мг/л в коллоидной форме, железа двухвалентного до 2,5 мг/л, марганца 0,5 мг/л при температуре 2 С, щелочности до 1,0 мг-экв/л и жесткости до 1,0 мг-экв/л подают протоком на очистную установку, содержащую две камеры смешения и оборудование для ввода в проходящий поток очищаемой воды растворов реагентов.

Перед первой камерой смешения в очищаемую воду дозируют перманганат калия дозой 5,0-7,0 г/м 3 .

Перед второй камерой смешения в проходящий поток дозируют пероксид водорода дозой 0,3-0,8 г/м 3 .

Затем очищаемую воду фильтруют через известные песчаные фильтры.

В результате очистки получают воду с содержанием железа общего не более 0,2мг/л, марганца не более 0,1 мг/л. Железо двухвалентное отсутствует. Цветность очищенной воды не более 5 БКШ (бихромат-кобальтовой шкалы), мутность не более 0,5 мг/л, запахи и привкусы отсутствуют.

Другим вариантом осуществления изобретения является следующий.

Подземную воду с содержанием железа трехвалентного до 2,0 мг/л в коллоидной форме, железа двухвалентного до 2,5 мг/л, марганца 0,5 мг/л при температуре 1,8 С пропускают через описанную установку, где в очищаемую воду последовательно дозируют и смешивают с ней перманганат калия дозой 6-8 г/м 3 и пероксид водорода дозой 0,5-1,0 г/м 3 . Затем воду фильтруют через песчаные фильтры.

В фильтрованной воде содержится железа общего не более 0,1 мг/л, железа двухвалентного - не обнаружено, марганца не более 0,05 мг/л. Цветность очищенной воды не более 3°БКШ, мутность не более 0,3 мг/л, запахи и привкусы отсутствуют.

При проведении процесса очистки воды происходит окисление перманганатом калия двухвалентного железа и двухвалентного марганца.

Избыток дозы перманганата калия восстанавливается пероксидом водорода согласно уравнению

2КМnO 4 +3Н 2 O 2 2МnО(ОН) 2 +3O 2 +2КОН.

Образующийся гидрат диоксида марганца - Mn(OH) 2 - является мощным сорбентом-соосадителем и переводит в твердую фазу коллоидные формы окисленных железа и марганца, а также соединения, придающие очищаемой воде цветность, привкусы и запахи.

Изобретение обеспечивает высокую степень очистки от всех форм железа и марганца в условиях низких температур, низкой щелочности и жесткости воды.

Формула изобретения

1. Способ очистки питьевой воды, включающий ее обработку перманганатом калия и последующее фильтрование, отличающийся тем, что воду дополнительно обрабатывают пероксидом водорода, причем пероксид водорода подается в соотношении 1:3 к избытку перманганата калия, а соотношение доз перманганата калия и пероксида водорода при обработке воды составляет соответственно от 15:1 до 6:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку воды проводят последовательно, сначала перманганатом калия, а затем пероксидом водорода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перманганат калия дозируется в избытке по отношению к его стехиометрическому количеству, необходимому для окисления двухвалентного железа и марганца.

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической технологии, в частности к устройствам для электрохимической обработки воды и водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, и может быть использовано для получения моющих и дезинфицирующих растворов