Дополнительные (специальные) методы обработки воды

В практике хозяйственно-питьевого водоснабжения специальные методы очистки питьевой воды в основном применяют с целью нормализации ее солевого состава, удаления привкуса, запаха, удаления радиоактивных веществ и т.д.

Все методы нормализации минерального состава воды могут быть разделены на две группы:

1. Удаление из воды лишних солей, других веществ, в том числе газов (умягчение, опреснение, обессоливание, обезжелезивание, дезодорация, дезактивация, дефторирование и др.).

2. Добавление в воду различных солей с целью улучшения ее органолептических качеств и увеличение содержания микроэлементов при недостатке их содержания в воде и продуктах питания.

Отсутствие привкуса и запаха — одно из основных требований, предъявляемых к питьевой воде. Наиболее частыми причинами запаха являются присутствие в ней сероводорода, развитие и отмирание водной растительности, в том числе водорослей («цветение» водоемов и воды в водоочистных сооружениях) и попадание в водные объекты органических соединений промышленных сточных вод.

Дезодорация — удаление привкуса и запаха воды. Достигается аэрацией воды, обработкой ее окислителями (озонирование, диоксида хлора и больших доз хлора), фильтрацией через слой активированного угля. Выбор методов дезодорации зависит от происхождения привкусов и запахов.

Большие дозы хлора разрушают присутствующие в воде органические вещества и устраняют запахи и привкусы. Однако при этом появляется запах хлора в воде, что требует процесса дехлорирования. Поэтому целесообразным считается применение озона, который не только обеззараживает и обесцвечивает воду, но одновременно разрушает вещества, придающие ей запах.

В борьбе с возникшим запахом эффективно применение активированного угля, который обладает большой адсорбционной способностью. Целесообразно применять активированный уголь в виде порошка, добавляемого к воде на водоочистных сооружениях перед фильтром. Образуя пленку на фильтре, уголь адсорбирует вещества, обуславливающие запах, привкус и цветность воды.

Природная повышенная жесткость и солесодержание питьевой воды является проблемой во многих регионах. Поэтому для улучшения качества питьевой воды, подаваемой населению, необходимо производить дополнительную ее очистку специальными методами.

Умягчение — снижение природной жесткости путем удаления катионов кальция (Са²⁺) и магния (Mg²⁺). Умягчение обеспечивается методами: нагревания (кипячения), реагентными, ионного обмена, или катионитными.

Опреснение воды — это частичное ее обессоливание. Под опреснением в широком смысле слова понимается также осаждение из морских и засоленных вод содержащихся в них солей до установленных норм. Разработаны сооружения для опреснения морских вод, способные обеспечить населенные пункты с числом жителей 100-150 тыс. человек. Установки по опреснению морской воды имеются и применяются на некоторых морских судах, включая подводные лодки.

Опреснение — уменьшение количества солей, содержащихся в природных водах, до уровня, отвечающего требованиям качества питьевой воды (то есть не более 1000 г/л).

Обессоливание — полное или почти полное удаление из воды растворенных в ней солей.

К наиболее современным прогрессивным методам мембранной очистки следует отнести использование волоконных мембран фильтров тонкой очистки. Волокна мембран выполнены из полипропилена. Примененные на очистном комплексе мембраны позволяют задерживать все химические и биологические загрязнения размером более 0,1 мкм (включая криптоспоридии и лямблии).

Представляют интерес опреснительные установки, работающие с помощью возобновляемых источников природной энергии. К таким энергетическим ресурсам относятся солнечная радиация и ветер

Гелиопреснители в основном представляют собой установки парникового типа. Они состоят из бассейна небольшой глубины, стены и дно которого имеют хорошую теплоизоляцию. Сверху бассейн герметично закрывается прочным и прозрачным материалом (например стеклом). Солнечная радиация проникает сквозь покрытие, нагревает соленую воду, которая испаряется. Во внутреннем пространстве опреснителя образуется паровоздушная смесь. При соприкосновении с более холодным стеклом водяной пар конденсируется, а капли дистиллята стекают в специальные желоба-сборники. Установлено, что с каждого квадратного метра поверхности испарения ежесуточно в среднем получают около 2 л опресненной воды.

Солнечный опреснитель парникового типа

В настоящее время опреснители работают более чем в 100 странах мира, расположенных в различных географических районах, но прежде всего это касается засушливых (аридных) зон планеты.

Обезжелезивание — снижение содержания железа до нормативного уровня. Повышенная концентрация железа встречается чаще всего в глубоких подземных водах. Железо придает воде специфический металлический, чернильный привкус, делает ее мутной и цветной. Обезжелезивание подземных вод наиболее часто производится безреагентными, аэрационными методами. Обезжелезивание поверхностных вод осуществляется реагентными методами с использованием сульфата алюминия, извести и хлора.

Дефторирование — удаление фтора из воды. Применяется при содержании фтора в воде более 1,5 мг/л. Это может быть в случае использования богатых фтором вод из подземных источников.

При использовании для водоснабжения населенного пункта нескольких скважин с различным содержанием фтора в ряде случаев нормализация концентрации этого элемента в водопроводной воде может быть достигнута смешиванием в оптимальных соотношениях воды из разных водоисточников.

Фторирование — введение фтора в воду. Применяется с целью профилактики кариеса.

В результате проведения многолетних исследований пришли к выводу о том, что фторирование воды хозяйственно-питьевого назначения показано в эндемичных по гипофторозу местностях (биогеохимических провинциях) с низким содержанием фтора в окружающей среде только при его суммарном поступлении и организм с питьевой водой и пищевыми продуктами менее 80% минимально безопасной величине потребления. Эта величина составляет 0,5 мг/сут у детей 1-3 года, 1,0 мг/л — у детей 4-6 лет и 1,5 мг/л — у детей старше 7 лет, подростков и взрослых. Дополнительными показаниями является высокая пораженность коренного населения кариесом зубов при наличии проявлений гипофтороза.

Дезактивация — удаление из воды радиоактивных веществ (РВ).

Радиоактивность воды можно снизить в результате обычных способов ее обработки на водоочистных сооружениях. Так, коагуляция, отстаивание и фильтрация снижают содержание радиоактивных веществ в ней на 70-80%. Эффект дезактивации можно повысить за счет увеличения рН воды, применение коагулята.