Обеззараживание воды
Способы обеззараживания
Если нет возможности найти источник не загрязненной воды для ее использования людьми и животными, необходимо проводить обеззараживание. Существует пять способов:
- Хлорирование
- Ультрафиолетовое облучение
- Пастеризация
- Обратный осмос
- Солнечное опреснение (только для тропических регионов)
Общие сведения о хлорировании
Хлорирование является наиболее популярным методом дезинфицирования вследствие наиболее продолжительного эффекта после введения начальной дозы. Это означает, что микробы будут удалены даже из застоявшейся воды в трубах.
При использовании других методов обеззараживания воды, бактерии и вирусы погибают только в зонах дезинфекции, через которые проходит вода. Если вирус или бактерия попадут в воду после прохождения зоны дезинфекции, они будут иметь возможность свободно размножаться.
Метод хлорирования имеет два основных недостатка:
- Растворенный в воде хлор оставляет легкий не приятный вкус во рту; кофе и чай, приготовленные на хлорированной воде, также имеют другой вкус.
- При избыточном хлорировании воды на метал лических и резиновых поверхностях, контактирующих с хлорированной водой, может возникнуть коррозия.
Простое хлорирование
Количество хлора, которое должно быть добавлено в воду во время ее дезинфицирования, зависит как от состава и температуры воды, так и от продолжительности отстаивания (время от момента добавления хлора до момента выхода этой хлорированной воды из крана). Обычная доза хлорирования составляет 1,0−1,5 мг/литр при продолжительности отстаивания примерно 30 минут.
Количество хлора должно быть увеличено:
- при продолжительности отстаивания менее 30 минут;
- при содержании в воде железа, серы, аммиака или других органических соединений в значительном количестве;
- при температуре воды ниже 10°С;
- при значении кислотности рН воды выше 7.
Условия хлорирования
При обеззараживании воды для уничтожения бактерий нужно совсем немного хлора, тогда как, чтобы убить вирусы, необходимо значительно большее его количество. Производительность дозирования измеряется в мг/литр или в промилле (ррm). 1 ррm (промилле) равен 1 литру концентрированного хлора, содержащегося в одном миллионе литров воды, или 1 литру концентрированного хлора в 1000 м3 воды.
Некоторое количество добавленного хлора пассивируется в воде металлами, минералами, илистыми и органическими веществами и, следовательно, становится инертным. Масть хлора будет связываться с аммиаком, находящимся в воде, что снижает его бактерицидные свойства. Такое соединение называется инертным остатком. Остальная часть называется активным остатком хлора.
Активный остаток хлора примерно в 20 раз более эффективен в уничтожении бактерий, чем смешанный остаток, поэтому контроль за концентрацией необходим именно для этого активного остатка.
Активный остаток хлора должен периодически проверяться. Обычно вместе с установкой хлорирования поставляется комплект для контроля. Если такового в наличии нет, то его можно приобрести отдельно.
Количество активного остатка хлора в воде после 30-минутного отстаивания должно составлять 0,2−0,5 промилле, с максимальным значением кислотности воды рН 7.
При значении кислотности воды рН выше 7, остаток хлора должен быть не менее 0,8 ррm.
Избыточное хлорирование
В системах, где нет возможности соблюсти 30-минутное время отстаивания обеззараживаемой воды, должно быть добавлено большое количество хлора, что называется избыточным хлорированием.
Если вкус хлора в такой воде очень резкий и неприятен для питья, то эту воду необходимо пропустить через активированный уголь.
Хлорирование скважины
Чтобы продлить время отстаивания и, таким образом, снизить дозу хлора, целесообразно проводить хлорирование скважины напрямую.
Для этих целей применяется гипохлорит кальция в форме таблеток. Они содержат примерно 50% активного хлора по отношению к весу и могут напрямую вводиться в скважину с помощью специального загрузочного устройства, которое добавляет в скважину таблетки во время работы насоса. Такой способ предпочтителен там, где разрешено хлорирование скважин. Таблетки должны вводиться в воду через специальную пластиковую трубу, чтобы избежать коррозии обсадной и напорной труб.
Если вода в скважине заражена железобактерией, которая образует железистый ил на фильтре и на фильтрующей гальке в таком количестве, что забивает фильтр, для ее уничтожения и очищения фильтра необходимо напрямую производить хлорирование скважины. При этом железобактерия погибает.
Хлорирование дозировочным насосом
Если хлорирование скважин напрямую запрещено, можно производить хлорирование воды после того, как ее выкачают из-под земли. Для этих целей используется гипохлорит натрия.
- Для бытового применения гипохлорит натрия представляет собой 5% раствор хлора
- Для промышленного применения гипохлорит натрия — 20% раствор хлора
Для дозирования используются мембранные или подобные им насосы, дозирующие определенное количество хлорирующего раствора при каждом ходе мембраны. Перекачивание, как правило, производится с помощью мембраны и клапанов, которые открывают и закрывают всасывающий и напорный патрубки насоса.
Инжекторное хлорирование
Наиболее дешевым способом инжекторного хлорирования является использование эжекторного или центробежного насоса, расположенного выше уровня земли. Впрыскивание происходит при образовании перепада давления между всасывающей и напорной стороной насоса при его работе.
Когда вода с большой скоростью проходит мимо напорной магистрали эжектора, в напорном патрубке эжектора создается разряжение и гипохлорид натрия подсасывается из емкости. Гипохлорид смешивается с водой в потоке струи диффузора. Из диффузора смешанная с хлором вода попадает на всасывание перекачивающего воду насоса и доставляется им в накопительный резервуар. Количество хлора, всасываемого из емкости, содержащей раствор, регулируется с помощью игольчатого клапана, размещенного в трубопроводе, подающем хлорирующий раствор.
Этот трубопровод должен быть оснащен пластиковым или нержавеющим обратным клапаном, чтобы избежать обратного тока воды при остановке насоса. В системах, где процесс хлорирования происходит недалеко от точки потребления, очень важно, чтобы объем напорного бака в литрах соответствовал половине расхода насоса в час при максимальном потреблении, чтобы обеспечить достаточное время отстаивания обеззараживаемой воды для уничтожения всех бактерий при простом хлорировании.
Если нет такой возможности, нужно применять избыточное хлорирование. Напорный бак должен быть оснащен входным и выходным диффузорами, чтобы не дать воде сразу проходить через бак.
Общие сведения об ультрафиолетовом облучении
Использование ультрафиолетовых лучей для дезинфекции воды в небольших количествах для домашнего водоснабжения является относительно новым способом. Однако данный способ широко известен в больших системах водоснабжения, в которых он применялся десятилетиями.
Этот способ заключается в прохождении тонкого слоя воды вдоль ультрафиолетовой лампы, так как облучение проходит лишь на несколько сантиметров в глубину воды. Ультрафиолетовая лампа защищена кварцевой трубкой. При этом лампа может быть установлена непосредственно в воде. Но кварцевая трубка в течение срока службы покрывается частицами, ограничивающими поток ультрафиолетовых лучей от лампы. Все типы ламп снабжены очистителями, при помощи которых налет очищается вручную либо автоматически, с использованием часового контрольного механизма.
Каждая УФ камера рассчитана на некоторый максимальный объем, который не должен быть превышен. Следовательно, большинство камер снабжены регулировочным клапаном, который ограничивает расход воды, идущей от насоса, при ее высоком потреблении.
Пастеризация
В тех местностях, где вода жесткая и стоимость электричества невысока, можно применять такой метод дезинфекции, как пастеризация. Этот принцип основан на нагреве воды до температуры не ниже 70°С, при которой погибают бактерии и вирусы, опасные для человеческого организма. Соли кальция, находящиеся в воде, будут оседать на нагревательных элементах. Этот осадок удаляется с помощью кислоты. Для сохранения электроэнергии используется теплообменник противоточного типа, через который подогретая вода отдает часть своего тепла холодной воде из источника.
Система работает следующим образом:
Холодная вода (10°С) попадает в теплообменник, где она нагревается примерно до температуры 68°С горячей обеззараженной водой (с температурой примерно 75°С), которая проходит через теплообменник к накопительному баку. Через теплообменник подогретая вода направляется к водонагревателю, где она нагревается до температуры 75°С. Когда температура воды достигает требуемого значения, датчик температуры открывает электромагнитный клапан, вода через теплообменник направляется в накопительный бак. Пока температура воды не достигнет требуемого значения, вода будет циркулировать в контуре водонагревателя.
Общие сведения об обратном осмосе
Обратный осмос применяется для проведения дезинфекции в домашних системах водоснабжения. Но, вследствие того, что:
- затраты электроэнергии при этом значительно выше, чем при хлорировании,
- при данной обработке из воды удаляются минералы и соли, придающие воде вкус, -
— обратный осмос применяется только в тех случаях, когда необходимо удаление растворенных в воде минералов, таких как нитраты, хлориды и т.д.
Общие сведения о солнечном опреснении
Опресненная вода не имеет вкуса. Эта вода должна пройти специальную обработку перед ее употреблением для питья. В некоторых местностях вода настолько плохого качества, что ее обработка с помощью обратного осмоса или опреснением просто необходима. Солнечное опреснение, или опреснение воды с использованием системы утилизации тепла, является альтернативой обратному осмосу.
Солнечное опреснение производится с использованием сфокусированных солнечных лучей. Фокусировка производится с помощью отражателей. При правильной настройке отражателей температура в фокусе может быть очень высокой. В месте фокусировки лучей вода для опреснения циркулирует под давлением немного выше атмосферного. Когда температура воды достигает примерно 100°С, клапан открывается сигналом от термостата. Проходя через клапан, определенное количество воды переходит в пар. Пар собирается в трубе, направленной вниз, к камере конденсации с охлажденной водой.
Одновременно с испарением воды из системы добавляется новая холодная вода, и, таким образом, процесс может продолжаться до тех пор, пока вода с помощью солнечной энергии будет нагреваться до температуры свыше 100°С. Загрязнения, оседающие на дне резервуара, должны регулярно удаляться. Циркуляция воды осуществляется с помощью циркуляционного насоса, который защищен от противотока пара обратным клапаном. В данной системе должна быть предусмотрена небольшая обводная труба (байпас).
Возможно Вас заинтересуют следующие записи:
on 
on 
on 
Ваш отзыв