2. Методи покращення якості питної води

Методів поліпшення якості води багато. Вони дають змогу звільнити воду від небезпечних мікроорганізмів, завислих частинок, гумінових сполук, які надають воді кольору, від надлишку солей (кальцію, магнію, заліза, марганцю, фтору тощо), газів з неприємним запахом, токсичних і радіоактивних речовин.

Застосування різних методів поліпшення якості води дозволяє максимально використовувати водні ресурси міс-цевості і забезпечити населення доброякісною водою. Очисні споруди виконують одне з найважливіших і найвідповідаль-ніших завдань: обробку води природних джерел для надан-ня їй якостей, які відповідають гігієнічним нормативам.

До числа традиційних методів, які найчастіше засто-совують для поліпшення якості води на водогонах, нале-жать: освітлення, знебарвлення, знезараження — очи-щення води від патогенних мікроорганізмів.

2.1 Освітлення і знебарвлення води

Освітлення і часткового знебарвлення води досягають шляхом тривалого її відстоювання. Суть цього методу по-лягає в тому, що в стоячій воді, або у воді, що повільно те-че, завислі речовини з більшою питомою вагою, ніж вода, випадають і осідають на дно. Відстоювання здійснюють і в джерелах водопостачання, і у водосховищах. Але природ-ний відстій здійснюється повільно, і ефективність знебарв-лення його невелика.

2.2 Природне відстоювання і повільне фільтрування води

Природне відстоювання води відбувається в горизон-тальних відстійниках, які являють собою резервуари завглибшки декілька метрів, через які вода рухається безпе-рервно з дуже малою швидкістю, не більше ніж 0,15 м/с. Вода перебуває у відстійнику протягом 4—,8_год. За цей час осідають переважно грубо дисперсні завислі частинки.

Після відстоювання воду для остаточного освітлення пропускають через повільно діючий фільтр (рис 1). Він являє собою цегляний або бетонний резервуар, на дні якого облаштовують дренаж із залізобетонних плит або дренажних труб з отворами. Через дренаж профільтрована вода виводиться з фільтра. Поверх дренажу завантажують підтримуючий шар щебеню і гравію завтовшки 0,7 м, вели-чина якого поступово доверху зменшується, завдяки чому пісок, що лежить вище, не засипає отвори дренажу. На підтримуючий шар завантажують фільтрівний шар піску завтовшки близько 1 м з діаметром зерен від 0,25 до 0,5 мм. Коли фільтр засипаний, через нього поступово зі швидкістю до 0,1 м/год. пропускають воду, яка підлягає очищенню.

Рис.1 Повільно діючий фільтр для очистки питної води:

1 – надходження оброблюваної води; 2 – трубопровід освітленої води; 3 – трубопровід стічної води.

Повільно діючі фільтри добре очищують воду тільки після «дозрівання». Процес «дозрівання» полягає ось у чому. Внаслідок затримки завислих домішок, що містять-ся у воді, у верхньому шарі піску розмір пор настільки зменшується, що тут починають затримуватися навіть цілком маленькі частинки, личинки та яйця гельмінтів і до 99 - 99,9 % бактерій. Віруси не адсорбуються чистим піском. Проте після дозрівання повільно діючі фільтри затримують від 50 до 99 % вірусів. Якщо повільні фільтри правильно виконані і належним шляхом експлуатуються, вони надійно звільняють воду від церкарій. Одночасно в «дозрілому» верхньому шарі піску, названому біологіч-ною плівкою, відбувається низка біологічних процесів: мінералізація органічних речовин і знищення затриманих бактерій. Один раз на 30—60 днів поверхневий шар за-брудненого піску знімають.

2.3 Коагуляція, відстоювання і швидке фільтрування води

Прагнення прискорити осідання завислих частинок, знебарвлення води і прискорення процесу фільтрування призвело до використання у практиці очистки води коа-гулювання. Для цього до води додають речовини, названі коагулянтами: А12(SО4)3, FеС13, FеSО4 та ін. Реагуючи з розчиненими у воді електролітами, коагулянти утворю-ють гідроксиди, які випадають з утворенням пластівців, що швидко осідають. Маючи величезну активну поверх-ню і позитивний електричний заряд, гідроксиди адсор-бують навіть найдрібнішу негативно заряджену завись мікробів і колоїдні гумінові речовини, які захоплюються на дно відстійника пластівцями, що осідають. Після осі-дання пластівців у відстійнику і проходження води через фільтр, на якому затримується їх залишок, отримують прозорий і безбарвний фільтрат. Застосування коагуляції дозволяє знебарвити воду, скоротити термін відстоюван-ня води до 2-3 год і застосувати швидко діючі фільтри. Унаслідок коагуляції і відстоювання з води осідає понад 95 % яєць гельмінтів.

Завдяки обробці води коагулянтами і ефективному утворенню пластівців з води виводиться до 90 % (і біль-ше) бактерій та вірусів. Коагуляцію зараховують до найефективніших методів очистки води від вірусів. Найкращого очищення води досягають за допомогою змішаного коагулянту (сульфату алюмінію та солей заліза).

Як коагулянт найчастіше використовують сульфат алюмінію А12(SО4)3*18Н2О. У воді він вступає в реакцію з бікарбонатами кальцію: А12(SО4)3 + 3Са(НСО3)2 = 2А1(ОН)3 + ЗСаSО4 + 6 СО2. Гідроксид алюмінію А1(ОН)3 погано розчиняється у воді і випадає у вигляді пластівців. Коагулянт застосовують у дозах від 30 до 200 мг на 1 л во-ди. Доза коагулянту, необхідна для обробки, залежить від кольору, мутності, рН води і багатьох інших умов. Доби-рають її дослідним шляхом. Останнім часом використо-вують молекулярні речовини-флокулянти, які в мізерних дозах полегшують і прискорюють коагуляцію. Наприк-лад, поліакриламід (ПАА) в дозі 0,2—2,0 мг на 1 л води значно прискорює коагуляцію й заощаджує витрати ко-агулянту. Як флокулянт використовують також активовану кремнієву кислоту.

2.4 Технологія коагуляції

П'ятивідсотковий розчин коагулянту за допомогою спеціального дозуючого приладу в необ-хідній кількості подають у змішувач, де відбувається швидке перемішування його з водою. Звідси вода надхо-дить у камеру реакції, де протягом 10—20 хв завершуєть-ся процес утворення пластівців, і далі в резервуар-відстійник, де осідають пластівці. Розміри відстійника розраховані на 2—3-годинне відстоювання води.

Після коагуляції, відстоювання і фільтрації вода стає прозорою, знебарвленою, звільненою