Почему_приходится_искусственно_очищать_воду

Почему_приходится_искусственно_очищать_воду

Самоочищение поверхностных водоемов

Несмотря на почти беспрерывное поступление разнообразных загрязнений в поверхностные водоемы, в наиболее мощных из них хотя и наблюдается ухудшение качества воды, но пока еще не катастрофическое. Прогрессированию загрязнения воды противостоят многочисленные природные физико-химические и биологические процессы, направленные на восстановление состояния водоема и получившие название "самоочищение".

Под самоочищением поверхностных водоемов подразумевают весь комплекс биологических, физических и химических процессов, которые обусловливают способность водоемов освобождаться от загрязнений, образовавшихся в результате распада аутохтонных (водных) организмов или вносимых со сточными водами.

Процесс самоочищения водоемов происходит благодаря следующим процессам:

1) разбавлению сточных вод водой водоема;

2) седиментации (или оседания) взвешенных нерастворенных веществ и яиц гельминтов;

3) использованию (поеданию) органических веществ зоопланктоном, рыбами;

4) химическим превращениям (окислительно-восстановительным, гидролизу и т.д.);

5) биохимическому окислению растворенных, в том числе коллоидных, органических веществ биоценозом микроорганизмов и др.

Одним из наиболее мощных путей самоочищения водоемов является биохимическое окисление, направленное на уменьшение органического загрязнения воды. При поступлении в водоем вместе со сточными водами растворенных органических веществ, природного и антропогенного происхождения, они минерализуются благодаря жизнедеятельности сапрофитных водных микроорганизмов, фито- и зоопланктона. Процессы биохимического окисления завершаются нитрификацией с образованием конечных продуктов распада — нитратов, карбонатов, сульфатов и пр. Для биохимического окисления органических веществ необходимо присутствие в воде растворенного кислорода. Запасы его восстанавливаются благодаря диффузии из атмосферного воздуха. В водоеме должен присутствовать также биоценоз водных сапрофитных аэробных микроорганизмов.

Биоценоз в зависимости от характера водоема, принимающего сточные воды, состоит из фито- и зоопланктона, различных видов рыб и других водных организмов.

Специальными исследованиями установлено, что в 1 м3 речной воды в летнее время содержится биоценоз микроорганизмов, общая поверхность которого равняется 5 м2.

Когда в водоем сбрасывают незначительное количество неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод (хозяйственно-бытовых или сточных вод животноводческих комплексов, предприятий пищевой промышленности и т. п.), начиная с места их выпуска, органические вещества подвергаются биохимическому расщеплению. Установлено, что биоценозы микроорганизмов вдоль течения реки строго разграничиваются на зоны сапробности. Под сапробностью подразумевают комплекс физиологических свойств определенного организма, обусловливающего его способность развиваться в воде с тем или иным содержанием органических веществ. Если сточные воды сбрасывать в небольшие реки, то они почти по всей длине, а большие реки на расстоянии до 60 км фактически выполняют функцию очистного сооружения. В таком сооружении биохимические процессы протекают в определенной последовательности: на участке выпуска биохимические процессы выполняют микроорганизмы, характерные для полисапробной, затем, ß-мезосапробной, олигосапробной и, наконец, катаробной зонам. Две последние свободны от загрязнения.

Зоне активной деятельности полисапробных микроорганизмов в водоеме свойственно значительное содержание нестойких органических веществ (белков, жиров, углеводов) и продуктов анаэробного распада (сероводород и другие газы). В а-мезосапробной зоне начинается распад органических веществ с образованием аммиака. В воде содержится много свободной углекислоты, в малых количествах — кислорода. В воде и донных отложениях протекают окислительно-восстановительные процессы. Развиваются микроорганизмы, обладающие значительной стойкостью к недостатку кислорода и большому содержанию угольной кислоты. В ß-мезосапробной зоне водоемов почти отсутствуют нестойкие органические вещества, которые полностью минерализовались. Концентрация кислорода и углекислоты на таком участке значительно колеблется в течение суток. Днем кислород может перенасыщать воду, углекислота исчезает почти полностью. Ночью же в воде наблюдается дефицит кислорода. Олигосапробная зона характерна для практически чистых водоемов, где содержится незначительное количество нестойких органических веществ и продуктов их минерализации. Наконец, катаробная зона свойственна чистым водоемам с их микро- и макронаселением (флорой, фауной), аэробными окислительными процессами и незначительным количеством микроорганизмов, свойственных воде водоема.

В процессе самоочищения водоемов не только окисляются органические вещества, но и отмирают патогенные, условно-патогенные и сапрофитные для кожи и слизистых оболочек человека микроорганизмы. Они гибнут вследствие уменьшения в воде питательных веществ, губительного действия солнечных лучей, конкурентных взаимоотношений с водной микрофлорой, бактерицидного действия антибиотических веществ, выделяемых грибами и другими водными сапрофитами, и т. д.

Весьма ограничена способность водоемов освобождаться, самостоятельно, от токсических химических веществ, поступающих в них, главным образом, со сточными водами промышленных предприятий. Относительно таких стойких загрязнителей, как тяжелые металлы, пестициды, другие хлорорганические соединения, способность водоема к самоочищению ограничивается процессами разбавления, сорбции на взвешенных веществах и активном иле с дальнейшей седиментацией и накоплением в донных отложениях. Некоторые экзогенные химические вещества разрушаются в воде водоемов под действием солнечных лучей (фотолиз), вследствие гидролиза или деструкции, осуществляемой микроорганизмами.

Следовательно, сброс в водоемы сточных вод с различным содержанием в них органических, бактериальных и химических загрязнителей приводит к неминуемому загрязнению водоема. Процессы самоочищения протекают очень медленно и на значительных участках от места сброса сточных вод. Их скорость зависит от мощности водоема, его состояния (уровня загрязнения) выше места выпуска сточных вод, от количества загрязнителей, поступающих со сточными водами. Способность водоема самоочищаться имеет пределы. В небольших и особенно непроточных водоемах способность к самоочищению незначительна. Исчерпывание способности к самоочищению вследствие продолжительного и чрезмерного поступления неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод неминуемо приведет к загрязнению водоема. А это при использовании ее населением для хозяйственно-питьевых или культурно-бытовых целей может привести к отрицательным последствиям для здоровья людей.

Читайте также:  Как_избавиться_от_дребезга_контактов

Самоочищение воды

Открытые водоемы почти непрерывно подвергаются различным загряз нениям. Однако в крупных водоемах не наблюдается резкого ухудшения качества воды. Это объясняется тем, что вода рек, озер под влиянием различных физико-химических и биологических процессов обладает способностью самоочищаться.

Процесс самоочищения открытых водоемов протекает под влиянием разнообразных факторов, действующих одновременно в различных сочетаниях. К числу таких факторов следует отнести: гидрологические — разбавление и смешивание попавших загрязнений с основной массой воды; механические — осаждение взвешенных частиц; физические — влияние солнечной радиации и температуры; биологические — сложные процессы взаимодействия водных растительных и микроорганизмов с составными частями поступающих стоков; химические — превращение органических веществ в минеральные (минерализация).

В процессе самоочищения в воде отмирают сапрофиты и патогенные микроорганизмы в результате обеднения воды питательными веществами, бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей, проникающих в толщу воды более чем на 1 м, влияния бактериофагов и антибиотических веществ, выделяемых сапрофитами, неблагоприятных температурных условий, антагонистического воздействия водных организмов и других факторов. Более интенсивно эти процессы протекают в теплое время года, а также в проточных водоемах, реках.

Существенное влияние на процессы самоочищения воды оказывает сапрофитная микрофлора и водные организмы. Некоторые представители микрофлоры обладают антагонистическими свойствами к патогенным микроорганизмам, вызывая их гибель.

Простейшие водные организмы, а также зоопланктон (рачки, коловратки и др.), пропуская воду через свой кишечник, уничтожают огромное количество бактерий. Бактериофаги, попавшие в водоем, также оказывают отрицательное воздействие на болезнетворные организмы.

Один из важных процессов самоочищения воды — минерализация органических веществ, т. е. их разложение, окисление. Хорошая аэрация воды (обогащение ее кислородом) обеспечивает активизацию окислительных, биологических и других процессов, способствует самоочищению. Скорость последней зависит от многих условий: количества загрязнений, поступивших в водоем, его глубины и скорости течения воды; температуры, содержания растворенного кислорода, состава микрофауны и флоры воды и т. д. Однако следует иметь в виду, что водоем обладает определенной способностью к самоочищению от загрязнений, но она не безгранична.

Самоочищение подземных вод происходит благодаря фильтрации через почву и за счет процессов минерализации, в результате вода полностью освобождается от органических загрязнений и микроорганизмов.

Очистка и обеззараживание воды

Очистка воды проводится на соответствующих сооружениях и направлена на улучшение ее органолёптических, физических, несколько меньше — химических и еще меньше — биологических (наличие микроорганизмов) свойств. Очистка воды включает ее осветление и обесцвечивание с помощью коагуляции, отстаивания и фильтрации.

Коагулирование — процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, образования хлопьев. Различают два типа коагуляции: в свободном объеме (в камерах) толщи зернистого материала или в массе взвешенного осадка (контактно). При осветлении и обесцвечивании воды коагулирование осуществляют для интенсификации процессов осаждения и фильтрования. При этом из воды выделяются не только диспергированные примеси, но и вещества, находящиеся в коллоидном состоянии.

Из коагулянтов обычно применяют сернокислый алюминий. Доза его может быть различной в зависимости от рН воды, содержания бикарбонатов, гуминовых веществ, характера взвеси, мутности, цветности и колеблется от 30 до 200-300 мг на 1 л воды. Коагулянт добавляют в воду в виде порошка или 2-5% -го водного раствора.

Для ускорения процесса коагуляции мягкую воду, которая содержит мало бикарбонатов кальция, следует подщелачивать гашеной известью Са(ОН)2 или содой. Для этого также применяют высокомолекулярные вещества — флокулянты. Так, процесс коагуляции ускоряется после введения полиакриламида (ПАА) в дозе 0,5-1 мг на 1 л воды.

Отстаивание — осветление воды путем осаждения взвешенных примесей. Для этого воду пропускают с малой скоростью через специальные отстойники. Они могут быть естественными (озера) и искусственными (горизонтальными, вертикальными и радиальными).

Горизонтальные отстойники — прямоугольные железобетонные резервуары, в которых вода движется от одного торца к другому. Вертикальные отстойники — круглые или квадратные железобетонные резервуары, вода в них движется снизу вверх, взвеси осаждаются при восходящем потоке воды.

Радиальные отстойники — круглые железобетонные неглубокие резервуары, скорость движения воды в них изменяется от максимального значения в центре до минимального у периферии. При этом вода проходит через специальные распределительные устройства, движется в радиальном направлении к периферийному сборному желобу и отводится по трубам. Осадок удаляется при помощи вращающейся фермы со скребками, которые сгребают осадок к приямку в центре отстойника, откуда он удаляется по трубе.

Осветляют воду в специальных сооружениях — осветлителях различного типа. После коагуляции, отстаивания и осветления в воде могут оставаться мелкие хлопья, не осевшие в отстойниках, и мелкие взвешенные частицы. Для дальнейшей очистки воду фильтруют в специальных установках — фильтрах.

При местном водоснабжении для обеспечения ферм чистой водой чаще применяют медленные фильтры. Это открытые или подземные резервуары из водонепроницаемого материала. На дно резервуара последовательно укладывают булыжник или щебень, крупный гравий в слой крупного песка. Самый верхний слой — из мелкого песка. Толщина подстилающего слоя (булыжник и гравий) — 0,6-0,9 м, а фильтрующего (песок) — 0,8-1,2 м. Для стока профильтрованной воды на две резервуара прокладывают каналы из кирпича или гончарных труб.

Читайте также:  Как_солить_шипы_на_зиму

В процессе фильтрации на поверхности фильтра образуется так называемая биологическая пленка, состоящая из мелких взвешенных частиц (планктона и бактерий).

С течением времени биологическая пленка уплотняется и увеличивается сопротивление фильтра. Поэтому его периодически очищают. Для этого один раз в 1,5-2 месяца вручную (скребками) снимают 2-3 см верхнего слоя песка и на некоторое время выключают фильтр из работы, затем, после образования новой плевки, фильтрат направляют в сборники для чистой воды.

После отстаивания, коагуляции и фильтрования вода становится прозрачной, бесцветной и освобождается от яиц гельминтов и на 20-25% от содержащихся в ней микробов. Поэтому питьевую воду, которая представляет опасность как источник инфекции, необходимо обеззаразить.

Обеззараживают воду одним из четырех методов: термическим; при помощи сильных окислителей; олигодинамией (воздействием микробов благородных металлов); физическим (ультразвук, радиоактивное облучение, ультрафиолетовые лучи). Наиболее широко в качестве обеззараживающих веществ применяют окислители: хлор, озон, гипохлорит натрия.

На крупных водопроводных станциях воду хлорируют жидким (газообразным) хлором, а на малых — хлорной известью. Под действием хлора большинство микроорганизмов, находящихся в воде, погибает. Газообразный хлор на станции поступает в специальных стальных баллонах под давлением до 0,8 МПа. Из баллонов хлор подается в хлораторы, в которых он смешивается с некоторым количеством питьевой воды. При этом необходимо учитывать содержание в ней активного хлора (оно должно быть не менее 25%). Раствор хлорной извести применяют в 1-2%-й концентрации, время контакта воды в растворе — не менее 45-60 мин. Для надежного обеззараживания воды достаточно 1-3 мг хлора на 1 л.

В воде, используемой для поения животных, остаточного свободного хлора должно быть не менее 0,3 мг на 1 л. и не более 0,5 мг на 1 л. Если хлорирование воды проведено большими дозами извести, то для устранения ее излишков (о чем свидетельствует запах хлора) необходимо дехлорировать 0,5%-м раствором тиосульфата натрия (гипосульфит) или сернокислым натрием.

В колодцах воду хлорируют с помощью дозирующих патронов, изготовленных из пористой керамики. Емкость патрона 0,25, 0,5 и 1 л, в него помещают соответственно 150, 300 и 600 г хлорной извести и добавляют 100-300 мл воды. Содержимое патрона перемешивают до образования однородной массы, закрывают пробкой и погружают на 20-30 суток в воду на расстоянии 20-50 см от дна.

Для обеззараживания воды ультрафиолетовыми бактерицидными лучами используют следующие лампы: ДРТ-10000, ДБ-60, РКС-2,5 и установками ОВ-ЗН, ОВ-Ш-РКС, ОВ-АКХ-1, ОВ-ЗП-РКС, ОВ-РК-РКС. Для сельскохозяйственного водоснабжения сконструированы установки ОВУ-6П и УОВ-5Н.

Зачем нужна очистка воды

Нужна ли вообще система очистки воды?

Вопрос об очистке воды возникает как бы сам собой, если вода, поступающая из водопровода или скважины мутная, имеет желтовато-бурую окраску, посторонний запах. Гораздо сложней, когда вода по всем внешним признакам вполне "нормальная" — вроде как и нет причин для беспокойства. Между тем, мировой опыт показывает, что затраты на водоподготовку составляют в среднем 5-7% от стоимости дома. И это не случайно. Даже внешне благополучная вода может содержать такой "букет" растворенных и нерастворенных примесей, что пользоваться ей подчас просто небезопасно. Однозначно судить о качестве воды можно только после полного химического анализа. Проблемы же снимают системы очистки, или правильнее сказать, подготовки воды.

Какие задачи способна решать такая система?

Надо четко представлять себе, чего Вы хотите от системы. Одно дело, если воду предстоит использовать только в хозяйственно-бытовых целях. Другое дело — вода питьевая. Отдельно надо сказать о подготовке воды для водонагревательного оборудования. В последнем случае особенное значение имеет жесткость воды, вернее — почти полное ее отсутствие. Подход нашей компании заключается в том, что даже вода для хозяйственно-бытовых нужд должна удовлетворять санитарным требованиям к питьевой воде. Здесь нет никакой кажущейся избыточности, так как именно такая вода является "нормальной". Она не вызывает образование ржавых подтеков, не приводит к выходу из строя сантехники. Ничего не случиться даже если выпить стакан-другой такой воды. Однако для питья и приготовления пищи лучше применять воду более высокой степени очистки.

Я хочу установить систему очистки воды. С чего начать?

Однозначно с максимально полного химического анализа воды. Простой пример. Если у Вас закололо в боку, то Вы можете поступить двояко. Или побежать в аптеку и купить себе лекарство, руководствуясь или советом своих домашних, либо поддавшись на рекламу. Второй путь — посетить врача, пройти собеседование и обследование, сдать, в конце концов, те же анализы и получить соответствующий рецепт. Мы сторонники второго подхода.

А вот дальше, на основе этого анализа и с учетом параметров Вашего жилища специалисты порекомендуют нужную систему. Не удивляйтесь, если Вам начнут задавать вопросы о числе кранов, ванн и унитазов в Вашем доме, а также интересоваться количестве проживающих в нем и их распорядком дня. Поверьте, это не от праздного любопытства. Все эти данные позволяют подобрать оптимальные параметры системы.

Читайте также:  Распил_кругляка_на_доски

От чего следует очищать воду?

Обычно считают, что достаточно очистить воду от песка, мути и прочих взвесей, то есть получить прозрачную бесцветную воду, — и "дело в шляпе". Некоторые понимают, что этого вроде бы недостаточно, но не могут себе представить, что же можно сделать еще, как поймать в воде то, что в ней не плавает? Поэтому люди подчас крайне удивляются, узнав, что из воды можно извлекать растворенные в ней невидимые вещества.

Какова должна быть производительность системы?

Одно из типичных заблуждений — это то, что если за сутки семья, проживающая в доме (квартире), расходует один кубометр воды, то можно ограничиться системой минимального размера. Потенциальный подвох здесь заключается в том, что для нормальной очистки важен не столько суточный расход воды, сколько скорость, с которой вода проходит через фильтр. То есть вы можете этот кубометр расходовать в час по чайной ложке, а можете за 10 — 15 минут. Например. Обычный водопроводный кран "дает" 0,6-0,8 кубометра в час. Если не верите — проведите эксперимент. Стандартная 300-литровая ванна набирается за 20-30 минут. Так вот, если на кухне моют посуду, а одновременно набирается ванна, то в данный момент расход составит уже 1,2 — 1,6 кубометра в час. Если же кто-то в этот момент, извините, спустит воду в унитазе — то все 2-2,5. Если у Вас стоит однокубовый фильтр и хороший насос, то будьте готовы к тому, что больше половины воды пройдет в этот момент через фильтр не очистившись. Приходим к старой проверенной истине о том, что скупой платит дважды.

Поэтому, все-таки нелишне прислушаться к совету специалистов. Если у Вас при этом начинает закрадываться подозрение, что Вас "раскручивают" на большую чем требуется производительность, то существуют специальные строительные нормы — СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий". Цифры, приведенные там помогут Вам прийти к согласию с продавцом.

Что касается систем подготовки только питьевой воды (как правило для такой воды выводится отдельный кран), то здесь ориентиры простые. В среднем человек потребляет в пищу за сутки около 3 литров воды. Если вы также собираетесь в такой воде варить рис, макароны или сосиски (а мы бы советовали поступать именно так), то закладывайте по 5 л в сутки на каждого члена семьи (можете включить в их число и домашних питомцев). В результате Вы получите минимальную суточную производительность, которую должна обеспечивать Ваша система. Больше — не меньше (А вдруг нагрянут гости?), но это уже больше вопрос экономический.

До какой степени нужно очищать воду?

Существует устойчивое мнение, что вода очень высокой степени очистки "не полезна". Причем единого мнения по этому вопросу нет нигде в мире. Кто-то считает, что в воде должен содержаться некоторое оптимальное количество микроэлементов. Кто-то утверждает, что человеческий организм вообще усваивает только вещества органического происхождения, то есть из пищи животного и растительного происхождения, а вода служит лишь растворителем и должна быть максимально чистой. Истина, наверное, лежит где-то посередине. Говоря о питьевой воде, с нашей точки зрения, правильнее оперировать не категориями "вредно — полезно", а "опасно — безопасно".

Как это ни странно, но почистить воду до состояния, близкого, например, к байкальской (очень чистой талой ледниковой воде) легче и дешевле, чем обеспечить наличие в ней ряда веществ в определенной "оптимальной" концентрации. Например, за рубежом при производстве пива и других напитков, воду, как правило, чистят именно до такой стадии, а уже 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% суточной дозы (данные Советской Медицинской Энциклопедии). Так, например, для того, чтобы получить столько же кальция, сколько мы получаем за день из воды достаточно съесть ломтик (12 грамм) твердого сыра.

Фактически, решая для себя проблему "чистить или не чистить", люди стоят перед дилеммой: либо заведомо удалить из воды вредные составляющие, пожертвовав 10% полезных веществ, либо рисковать оставить в воде вместе с теоретически полезными и часть вредных примесей. Каждый должен делать этот выбор сам. Однако принцип "не навреди" здесь как нельзя более применим.

В большинстве цивилизованных стран для питья применяют обратноосмотическую воду (такая вода, кстати, в основном разливается и в большие пятигалонные пластиковые бутыли). По своим свойствам такая вода близка к талой воде ледников, считающейся идеально экологически чистой и наиболее безопасной для человека.

Ссылка на основную публикацию
Почему_не_заряжается_ijust_s
Justs вейп не заряжается Как и с любым другим девайсом, с электронной сигаретой могут возникать различного рода проблемы. Любая из...
Посадка_фруктовых_деревьев_осенью_на_кубани
Все про дачу Часто неопытных садоводов-любителей мучает вопрос: какие деревья можно сажать осенью? Раньше считалось, что саженцы следует высаживать либо...
Почему_металлический_термос_быстро_остывает
Ремонт термоса в домашних условиях Термос представляет собой незаменимый в любом путешествии прибор, позволяющий сохранить любую жидкость, будь то чай,...
Почему_приходится_искусственно_очищать_воду
Самоочищение поверхностных водоемов Несмотря на почти беспрерывное поступление разнообразных загрязнений в поверхностные водоемы, в наиболее мощных из них хотя и...
Adblock detector