Сучасні методи проведення аналізів якості питної води та їх вартість

2.4 Технологічний аналіз води

Як було вказано, якість води визначається складом, концентрацією і властивостями домішок, наявних у ній. Ознайомившись із фізичними та хімічними показниками якості води, засвоївши методи їх визначення, студенти навчились визначати склад і концентрацію домішок води. Але цих відомостей недостатньо, щоб кваліфіковано запроектувати технологічну схему обробки води з метою поліпшення її якості, підібрати та розрахувати споруди, в яких ця технологія буде здійснюватись. Відомості про фізичні та хімічні показники якості необхідно доповнювати технологічними показниками, які встановлюються за допомогою технологічного аналізу.

Технологічний аналіз проводять:

для визначення властивостей води у зв'язку з вибором джерела водопостачання та проектування споруд для коригування якості води;

з метою контролю показників якості води в процесі її обробки.

Сучасна водопідготовка - це складна хімічна технологія, в якій для обробки води використовують різні реагенти, матеріали, фізичні методи, різноманітне обладнання. Від характеру взаємодії домішок води з використовуваними речовинами залежить ефективність підготовки води різного призначення. Одразу неможливо передбачити, як поведуть себе домішки води в процесі її обробки. Такі дані можна дістати, визначивши в результаті технологічного аналізу так звані технологічні властивості води.

За допомогою технологічного аналізу встановлюють оптимальні дози реагентів для обробки води, які забезпечують найкращий ефект очистки та економічність процесів, визначають кінетику осідання завислих речовин, яка дозволяє визначити об'єм та розміри очисних споруд; підбирають оптимальні швидкості проходження води у очисних спорудах; забезпечують із кількох можливих варіантів коригування того чи іншого показника якості відбір найбільш ефективного та економічного тощо.

2.4.1 Визначення оптимальної дози хлору

Знезараження води здійснюють для звільнення її від хвороботворних (патогенних) мікроорганізмів. Знезараженню піддається очищена вода перед подачею її споживачу. Методи знезараження поділяють на реагентні й безреагентні.

До реагентних методів відносять обробку води сильними окиснювачами, іонами важких металів (срібло, мідь) тощо. Як окиснювачі використовують хлор та його сполуки, які містять активний хлор (оксид хлору (IV), гіпохлорити, хлораміни) озон.

До безреагентних методів відносять термічну й ультразвукову обробку води, застосування ультрафіолетового чи іонізуючого випромінювання.

Найпоширеніший метод знезараження води - хлорування. Обробка води хлором призводить до ураження й загибелі бактеріальної клітини внаслідок окиснення і хлорування складових частин клітини мікроорганізму.

Бактерицидний ефект хлорування значною мірою залежить від початкової дози хлорвмісного реагенту і тривалості контакту його з водою. На руйнування бактеріальних клітин витрачається лише незначна частина введеного у воду хлору. Більша його частина як сильного окиснювача витрачається на реакції з різними органічними і мінеральними домішками води - гумусовими речовинами, солями заліза ІІ, нітритами, аміаком, сірководнем, молекулярними органічними речовинами.

Дозу хлорвмісного реагенту вибирають таким чином, щоб після окиснення всіх домішок у воді залишався деякий надлишок хлору (залишковий хлор) для того, щоб уникнути можливого вторинного бактеріального забруднення води під час проходження її по водопровідній мережі. Відповідно до ДержСанПіН, після 30-хвилинного контакту хлору з водою кількість залишкового активного хлору повинна складати 0,3...0,5 мг/дм3. За даними додатку 1 обчислили загальну вартість аналізу для одного колодязя - 462,97 грн.

Висновок. Найважливішим умовою отримання достовірної інформації про склад води є дотримання правил відбору, транспортування та зберігання проб. До основних аналізів води належать хімічний, бактеріологічний і технологічний. Вданому розділі було обчислено загальну вартість аналізу для одного колодязя - 462,97 грн.

3.ПРОПОЗИЦІЇ ЩОДО ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ПИТНОЇ ВОДИ В УКРАЇНІ

3.1 Очищення питної води водоканалами

Повна схема очищення питної води муніципальними водоканалами в Україні виглядає наступним чином: відстоювання води, коагуляція (зв'язування та осадження домішок) сульфатом алюмінію або іншими коагулянтами, пропускання через пісок із зворотною промивкою, обробка ультрафіолетовими лампами для знищення мікроорганізмів, хлорування для запобігання подальшого мікробіологічного зараження води, яка по трубах проходить від станцій водоочищення до наших квартир. Деякі станції очистки води використовують скорочену схему - або без відстоювання, або без коагуляції, або без піщаних фільтрів, або без ультрафіолету. Але при цьому хлорують воду завжди!

Хлорування води вбиває мікроби, але призводить до забруднення залишковим хлором і хлороорганікой. Наявність хлору у воді сприяє утворенню хлорамінів, що викликають проблеми запаху і смаку. За нормативами СанПиН, концентрації хлору у водопровідній воді не є небезпечними для здорового людини. Проте встановлено, що для людей, які страждають астматичними і алергічними захворюваннями, присутність хлору навіть у дуже малих концентраціях істотно погіршує самопочуття.

Але небезпека хлорованої води, як з'ясовується, полягає ще і в іншому. У середині 70-х років учені виявили, що хлорування води може призвести до утворення у воді канцерогенів. Ряд сполук хлору є небезпечними канцерогенами - речовинами, що викликають розвиток ракових пухлин. Хлор, взаємодіючи з органічними сполуками, що перебувають у водопровідній воді, може утворювати хлорорганічні сполуки, такі, наприклад, як тріхлорметан. Тріхлорметан - це хлороформ, який викликає рак у лабораторних тварин. Не варто забувати, що хлор застосовувався як бойова отруйна речовина, а значить, - це все-таки отрута. Якщо запустити рибок у воду, набрану з-під крана, то вони загинуть. А ми вважаємо цю воду питною.

Ефективно очистити воду, взяту із забруднених джерел, за вищевказаною схемою дуже важко. Відзначимо, що вода вважається питною, що відповідає вимогам СанПіН, якщо вміст у ній тих чи інших забруднень не перевищує встановлених гранично допустимих концентрацій (ГДК).

Багато експертів вважають, що вимоги СанПіН занижені і підігнані під той рівень очищення, який технічно досяжний водоканалами. Але і при цьому до 80% води в України не відповідає навіть таким вимогам.

Осадження домішок сульфатом алюмінію, роблячи воду більш прозорою, неминуче призводить до забруднення води залишковим алюмінієм. А він, у свою чергу, заміщає у кістках людини кальцій. Крім того, залишковий алюміній надає водопровідній воді специфічний металевий присмак.

Навіть якщо допустити, що вода, що пройшла обробку на очисних підприємствах, відповідає вимогам СанПіН і придатна для пиття, то, як тільки вона вступає у розподільну водопровідну мережу, вона піддається вторинного забруднення: зваженими частинками - звідси каламутність, колоїдними седіненіямі заліза - звідси кольоровість, хлором, хлорорганікою, хлораміну, залізоокисний бактеріями - звідси запах і присмак. Крім того, у водопровідних трубах виявлений біоокислений розчинений органічний вуглець (БРОУ), який атакує імунну систему людини. А ослаблений імунітет робить нас сприйнятливими до будь-якої зарази, від застуди до більш серйозних захворювань. Саме тому водопровідну мережу називають «раковою пухлиною системи питного водопостачання».

У будь-якому великому місті сотні і тисячі кілометрів труб. За цим комунальним артеріях вода приходить до нас у дім. Але поки вона добирається до крана, відбувається те, що фахівці якраз і називають «вторинним забрудненням». Один з аспектів вторинного забруднення - різниця між денним і нічним водоспоживання. Вночі вода застоюється в трубах, оскільки водоспоживання істотно нижче. Це призводить до того, що окрім корозії і виділення іржі у воді відбувається ще й мікробіологічне забруднення.

У потоці води колоніям бактерій розмножуватися важко. Для цього їм потрібна стояча вода або хоча б повільний струм, а також поверхню, де вони могли б зачепитися і почати розмноження. Вночі мікроорганізми отримують ці умови. Навіть хлор, який довго тримається у воді, рано чи пізно втрачає свої якості дезінфектанту. Тоді настає зоряний час для розмноження мікроорганізмів. Наприклад, у відкладеннях, утворених залізобактеріями, знаходять сприятливі умови для життєдіяльності кишкові палички, гнильні бактерії, різні хробаки та інші. Таким чином, відбувається «вторинне забруднення» води мікроорганізмами, продуктами їх життєдіяльності і розкладання.

3.2 Промислове очищення води

Промислове очищення води з поверхневих джерел звичайно включає в себе кілька стадій, що визначаються складом вихідної води. У більшості випадків у ці стадії, як правило, входить первинне хлорування, коагуляція, очищення води за допомогою фільтруючого завантаження, дезінфекція та вторинне хлорування для консервації води перед подачею споживачеві. Популярність такої технології зумовлена тим, що тривалий час вона була поза конкуренцією з економічної точки зору і залишалася при цьому досить ефективною. Зараз ситуація змінилася з багатьох причин: внаслідок погіршення якості вихідної води і появи великої кількості забруднень антропогенної природи, через появу нових технологій і посилення екологічних вимог до очищеної води, особливо, з ГДК хлорорганічних сполук, неминуче утворюються при хлоруванні. Застосування озонування дозволяє вирішити цілий ряд проблем і значно підвищити якість очищеної води.

Обробкою озону досягаються наступні цілі:

- Зниження кольоровості і збільшення прозорості води;

- Видалення присмаків і запаху (сірководню), обумовлених присутністю сполук мінерального і органічного походження;

- Видалення заліза, марганцю та інших металів (окислення до нерозчинних сполук, схильних до фільтрації, причому, процес окислення озоном проходить набагато швидше, ніж аерація). Залізо, яке пов'язане з гуміновими кислотами, також окислюється озоном. При цьому слід враховувати збільшення дози озону;

- Окислення і розкладання фенольних сполук, сполук азоту (аміак), сірководню, ціанідів тощо;

- Окислення СПАР і нафтопродуктів;

- Значне поліпшення комплексних показників вмісту органічних сполук ГПК (хімічне поглинання кисню) і сумарного органічного вуглецю за рахунок високої окислювальної здатності;

- Стерилізація і дезінфекція. Практично не відомі мікроорганізми, бактерії, спори і віруси стійкі до озону. Дози озону в залежності від складу оброблюваної води, становлять від 0,5 до 5 мг / л, час контакту озоно-повітряної суміші з водою для ефективного окислення домішок - від 1-2 до 10-15 хв.

- Значне зменшення кількості токсичних хлорорганічних сполук в очищеній воді.

- Зменшення доз хлору, який додається у воду перед подачею її споживачеві за рахунок зниження хлоропоглащаемості води після її озонування.

Однією з переваг озону з гігієнічної точки зору є нездатність, на відміну від хлору, до реакцій заміщення. У воду не вносяться сторонні домішки і не виникають шкідливі для людини сполуки. Особливістю озону є і його швидке розкладання у воді з утворенням кисню, тобто озон володіє повною екологічною безпекою. Час «життя» озону у воді - 10-15 хв.

Основні сфери застосування озону в технології промислового очищення води з поверхневих джерел для водоканалів:

- Заміна первинного хлорування на первинне озонування;

- Запобігання біообростання фільтруючого завантаження фільтрів-освітлювачів за допомогою їх промивання насиченою озоном водою.

Для вирішення цих завдань розроблена нова серія кисневих озонаторів серії К. Pozitron-1 (Fer 50A-2 * 20-4 * 14 500) продуктивністю 50 куба на годину з 40 гр. озонатором

Інша перспективна технологія, яка, мабуть, може радикально змінити підходи до промислової очищенні води з поверхневих і артезіанських джерел - це застосування ультрафільтрації. Розвиток нових технологій і здешевлення виробництва мембран, а також поява нових підходів до їх експлуатації, роблять ультрафільраціонний метод промислового очищення води все більш конкурентоспроможним, особливо, у поєднанні з озонуванням. Застосування цих двох методів має яскраво виражений синергетичний ефект. Ці підходи реалізовані в установках серії Pozitron 1 (UF)

У ряді випадків багато проблем можуть бути вирішені з використанням щаблі зворотного осмосу. За допомогою такого методу можуть бути усунені іони металів, амонію, фтору і багато інших домішки в іонної і молекулярної формі. Ця технологія чудово поєднується з озонуванням і ультрафільтрацією, так як попереднє глибоке очищення води перед фільтрацією через мембрану зворотного осмосу у багато разів збільшує термін служби мембран до циклу промивки і повний термін їх експлуатації. Сучасні малонапорние мембрани при Двоступінчастому нагнітанні з використанням залишкового тиску після ультрафільтраційний мембрани реалізовані в установках серії Pozitron 1 (UF-RO). Технічні рішення, реалізовані в установках цього типу, роблять застосування зворотного осмосу доступною і зручною в експлуатації технологією.

Pozitron-1 (Fer 10A-20-1500 * 2) продуктивністю 10 кубів на годину з 20 гр. озонатором

У залежності від складу і кількості забруднень у воді застосовуються озонатори різної продуктивності. Пропоновані нами установки працюють на озонатори неосушеного повітря або на озонатори з концентратором кисню (технічні характеристики озонаторів). Що значно зменшує розміри і вага озонатора, споживану електроенергію і продовжує термін служби установок промислового очищення води. Установки, не вимагають, яких би то не було витратних матеріалів.

Компанія Позитрон гарантує, що кількість заліза в очищеній воді буде нижче норми ГДК СанПиН. Ціни і технічні характеристики на установки серії Pozitron-1 (Fer) продуктивністю від 5 куб/годину до 25 куб/год Ви можете подивитися в розділі каталог продукції. Для підбору обладнання продуктивністю систем очищення води від 25 куб/год і вище індивідуальний підхід, згідно з вимогами замовника.

3.3 Очищення води фільтрами

Для очищення води поверхневих джерел водопостачання, які забезпечують водою близько 70% населення України, від грубодисперсних, колоїдних та інших за бруднень найбільше поширення одержала фізико-хімічна технологія із застосуванням коагулянтів, у якій процес фільтрування є останньою стадією освітлення й знебарвлення води та виконується на фільтрах із зернистим завантаженням (кварцовий пісок, дроблений антрацит й керамзит та ін. матеріали). Враховуючи те, що вартість електричної енергії є основною складовою собівартості води господарсько-питного призначення, завдання енергозбереження стає першочерговою при здійсненні модернізації системи питного водопостачання. З огляду на досвід провідних країн світу, основою ресурсозберігаючих технологій системах водопостачання є автоматизовані системи управління різного рівня складності в залежності від призначення об'єкту управління. З іншого боку, особливої уваги набуває питання інтенсифікації процесу очищення природних вод, удосконалювання технологій і розробка нових ефективних методів очищення, при цьому досягнення практичних результатів можливо за рахунок покращення роботи окремих споруд комплексів систем водопостачання, найважливішим елементом яких є швидкі фільтри [10].Фільтри, що працюють за принципом швидкого фільтрування, або "швидкі фільтри", досить широко застосовуються в практиці очищення води. Процес фільтрування полягає в проходженні води крізь шар фільтруючого матеріалу самопливом або під напором. При швидкому фільтруванні значно швидше, ніж при повільному, відбувається забруднення фільтра, що вимагає його очищення. Забруднення фільтра характеризується зниженням його пропускної спроможності та якості фільтрату - підвищенням мутності й збільшенням вмісту іонів залишкового алюмінію, що утворився в результаті реагентної обробки та не був видалений з води на етапі освітлення. Очищення швидких фільтрів виконується шляхом промивання фільтруючого матеріалу зворотним током чистої води, що подається знизу через дренаж і минає шари гравію та піску (водяна промивка). Іноді для інтенсифікації процесу промивання піску застосовують його механічне перемішування, наприклад, стисненим повітрям (водоповітряна промивка). Досвід роботи швидких фільтрів свідчить про об'єктивну необхідність їх очищення 1-2 рази на добу, а в паводки й частіше. При настільки частому очищенні фільтрів дуже важливо скоротити до мінімуму необхідний для цього час і спростити самий процес очищення.

Висновок.Водоканали в певній мірі очищують воду, але якщо її взяти із забруднених джерел, то її очистити дуже важко, крм того на водоканалах очисні споруди застарілі і зношені і вони не в змозі якісно очистити воду для споживання. Тому використовують промислове очищення - обрабка води озоном. А для домашньої очистки слід використовувати фільтри.

ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі розглянуто проблему запезпечення належної кількості та якості води, що є однією з найбільш важливих і має глобальне значення. Необхідно раціонально використовувати чисту воду та відділяти її від тієї яка використовується для господарських потреб. Стан водних джерел за якістю води не відповідає нормативним вимогам. Через використання неякісної води зросла захворюваність людей. Треба вживати заходи які спрямовані на запобігання та усунненя наслідків забруднення, засмічування і виснаження вод.

Основними пріоритетами щодо поліпшення якості води є:

- прийняття Закону України "Про питну воду і питне водопостачання";

- поетапне впровадження в дію розробленого МОЗ України ДСанПІНу "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання";

- охорона і поліпшення стану джерел водопостачання; оновлення водопровідно-каналізаційних мереж;

- удосконалення та впровадження нових технологій водопідготовки та очищення стічних вод, ліквідація диспропорції між потужностями водозабірних та каналізаційних очисних споруд; удосконалення контролю якості питної води;

- розробка планів першочергових заходів спільно з держадміністраціями щодо визначення населених пунктів, де склалася критична ситуація з водопостачанням, та забезпечення їх якісною питною водою з централізованих водопровідних систем;

- вжиття додаткових заходів, спрямованих на виконання завдань, передбачених Національною програмою екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води

- широке використання пристроїв індивідуального та колективного доочищення води в установах, будинках, квартирах; вирішення питання своєчасної передачі сільських водопроводів у власність органів місцевого самоврядування;

- розробка та запровадження на міжгалузевому рівні поглиб леного моніторингу якості води в річках Дністер та Дунай.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

Закон України "Питна вода України" від 03.03.2005 №2455

Державний стандарт України «Джерела централізованого питного водопостачання. Гігієнічні і екологічні вимоги до якості води та правила вибирання» ДСТУ 4808:2007.

ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам: Энциклопедический справочник. М.: Издательство НПО Альтернатива, 1995. 618 с.

Накорчевська В.Ф. Хімія води: Конспект лекцій. К.: КНУБА, 1998. 65 с.

Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - 447 с.

Семенов А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 540 с.

Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды: В 2 ч. - К.: Наукова думка, 1980. - 1206 с.

Государственный контроль качества воды. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 688 с.

Баб'як О. С, Біленчук П.Д., Чирва Ю.О. Екологічне право України: Навчальний посібник. - К.: Атіка, 2000. - 216 с.

Закон України “Про охорону навколишнього середовища”. - К., 1991.

Сафранов Т.А. Екологічні основи природокористування: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. - Львів: “Новий Світ-2000”, 2003. - 248 с.

ДОДАТОК

Вартість проведення аналізу питної води.

Размещено на Allbest.ru