Химия и экология
ками воды для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения могут
быть поверхностные водные объекты (реки, озера, водохранилища) и запасы
подземных вод. Источники водоснабжения находятся под постоянным
воздействием различных факторов — природных и антропогенных. На них
оказывают влияние метеорологические явления, условия формирования
поверхностного или подземного водного потока, хозяйственная и бытовая
деятельность человека. Надежность работы водопровода тем выше, чем более
постоянен состав воды источника водоснабжения. С целью предотвращения
эпизодического, периодического или систематического действия факторов,
ухудшающих качество воды источника хозяйственно-питьевого водоснабжения,
организуются зоны санитарной охраны (ЗСО). Под ЗСО источника водоснабжения
понимают специально выделенную территорию, связанную с источником
водоснабжения и водозаборными сооружениями.
Зоны санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения
устанавливаются в составе трех поясов. Назначение первого пояса (зона
строгого режима) заключается в защите места водозабора и водозаборных
сооружений от загрязнения и повреждения. Территория первого пояса ЗСО
должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, запрещается
строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода.
Основной задачей второго и третьего поясов ЗСО поверхностного
водоисточника является ограничение микробного загрязнения в створе
водозабора, а для подземных источников — сохранение постоянства природного
состава воды в водозаборе, которая в нашей стране, как правило, без
обработки используется для питьевых целей.
Для эффективной защиты подземных вод от микробного загрязнения служит
второй пояс ЗСО, ограниченный контуром, время движения загрязненного потока
от которого до водозабора (скважины) должно быть достаточно для того, чтобы
патогенные бактерии и вирусы потеряли жизнеспособность и вирулентность (для
грунтовых 400 дней, межпластовых — 200).
В настоящее время в Свердловской области имеется 845 водопроводов.
Половина населения области обеспечивается водой от 49 водопроводных систем,
забирающих воду из поверхностных источников. Наиболее неблагоприятно
обстоят дела в г. Екатеринбурге (из 48 источников не имеют ЗСО — 36),
Серовском (из 41 — 9), Шалинском (из 70 — 20), Ирбитском (из 92 — 83),
Тугулымском (из 6 — 3), Байкаловском (из 16 — 16) районах.
Основной причиной ухудшения качества питьевой воды ряда территорий области
(гг. Екатеринбург, Нижний Тагил, Каменск Уральский, Алапаевск,
Краснотурьинск и др.) является отсутствие необходимых условий защиты от
загрязнения водоисточников, нарушение технологических режимов эксплуатации
сооружений водоподготовки и разводящих сетей, их аварийное состояние.
Нарушения в части защиты водоисточников от загрязнения приводят к
подаче воды, опасной для здоровья населения. В поверхностных источниках
централизованного водоснабжения, кроме сбрасываемых сточных вод,
представляют немаловажную опасность донные отложения.
ОБРАБОТКА ВОДЫ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ИСТОЧНИКОВ. Качество используемых
подземных вод Свердловской области в целом соответствует установленным
стандартам. Однако для городов Асбест и Серов на отдельных водозаборах
требуется дополнительная очистка, деманганация и обеззараживание.
В нашей стране вода из подземных источников часто употребляется без
доочистки, в то время как за рубежом из нее удаляется углекислый газ,
железо и марганец. Иногда требуется снижение высоких уровней жесткости,
высоких концентраций солей, удаление органических и особенно гумусовых
веществ, устранение промышленных
и сельскохозяйственных загрязнений (таких как хлорированные углеводороды
или пестициды), уничтожение бактерий или других патогенных организмов.
Природа и концентрация загрязняющих веществ в сырой воде определяет выбор
средств и оборудования для их удаления.
Раскисление. Для раскисления используются открытые или закрытые
аэраторы, такие как каскадные, дегазифи-кационные или спрейерные системы. В
процессе раскисления удаляются растворенные в воде углекислый газ,
сероводород, метан и другие газы. Для этой цели можно использовать также
химические методы, реагенты типа сода или едкий натр (NaOH), известковое
молоко, мрамор, доломит и другие натуральные или синтетические раскисляющие
средства.
Удаление железа и марганца. Для удаления из воды железа и марганца
используются как гравитационные, так и напорные фильтры с одним или
несколькими фильтрующими слоями.
Умягчение. Высокая карбонатная жесткость контролируется осаждением с
известковым молоком, реже ионным обменом.
Дезинфекция. Окончательная дезинфекция обработанной воды обычно
осуществляется хлором или хлорсодержащими соединениями, такими как диоксид
хлора. В последнее время для стерилизации воды получили распрост ранение
ультрафиолетовое облучение и озонирование.
Обработка загрязненной воды из подземных источников. Сейчас
подземные источники, используемые для питьевой воды, содержат осадочные
продукты сельскохозяйственных химикатов, пестицидов, поступающих вместе со
стоками с полей, растворителей, хлорированных углеводородов химической
промышленности.
Так, Североуральский бассейн подземных вод, в состав которого входит
Кальинское месторождение, содержит повышенные концентрации нитритов.
Дополнительные методы обработки включают в себя десорбирование, добавку
угольной пудры и/или фильтрацию через слой активированного угля.
ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ГРУНТОВЫХ ВОД
Грунтовые воды имеют важное значение для жизнедеятельности всех
живых существ. Они питают подземные и поверхностные источники, используются
растениями и другими организмами. Загрязнение грунтовых вод может серьезно
сказаться на качестве питьевой воды и на жизнедеятельности живых
организмов.
Поэтому в развитых странах грунтовым водам придают очень большое
значение и разрабатывают новые технологии их очистки.
Воздушная вентиляция — один из самых распространенных способов
восстановления грунтовых вод и их очистки. При воздушной вентиляции
осуществляют инжекцию воздуха или кислорода в водоносный слой для отгонки
или смыва летучих загрязнений. При этом воздушные пузырьки проходят через
грунтовые воды и захватываются системой паровой экстракции.
Вся система действует на участке как воздушный де-сорбер. Легкие фракции
или летучие загрязнения обычно извлекаются через почву скважинами паровой
экстракции и в дальнейшем обрабатываются.
Биологическая очистка на месте часто применяется в комбинации с
воздушной вентиляцией. Питательные вещества или источник кислорода
(например, воздух) закачиваются под давлением в водоносный слой для
повышения интенсивности биологического разложения загрязнений в грунтовых
водах. Продукты разложения выкачиваются применением воздушной вентиляции.
Обработка пассивными барьерами аналогична обработке
химическими барьерами из жидкой глины.
Загрязненная грунтовая вода контактирует с барьером и начинается
химическая реакция. Один из типов обработочного барьера — известковый
барьер, который повышает рН. Повышение рН эффективно задерживает
растворенные металлы в насыщенной зоне. Другой тип пассивного барьера
содержит железную начинку, которая дехлорирует хлорные соединения.
При окислении на участке используют соответствующие химические
вещества, которые окисляют загрязнения, растворенные в грунтовых водах,
превращая их в нерастворимые соединения, которые осаждаются. Применяется
при известном составе загрязнений.
Смывание поверхностно-активными веществами (ПАВ) воздействует на
жидкие загрязнения, не содержащие воду, повышает растворимость и
подвижность загрязнения в воде. Таким образом, эти жидкие загрязнения более
легко могут быть подвергнуты разложение в водоносном слое и восстановлены
после откачки воды для обработки на поверхности.
ОБРАБОТКА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Так как ресурсы воды хорошего качества из подземных источников
ограничены, возникает необходимость привлечения все большего количества
воды из поверхностных источников: рек, озер и водохранилищ. Для обработки
воды из поверхностных источников необходим значительно более широкий
диапазон методов (см. рис. 62), так как они содержат другие многочисленные
загрязняющие вещества, часть из которых просто нежелательна, в то время как
другие опасны для здоровья. Этими загрязняющими веществами могут быть:
мусор, водоросли, планктон, органика, вещества, придающие воде неприятные
вкус и запах, соединения тяжелых металлов, бактерии и другие патогенные
микроорганизмы.
Мусор удаляется грубыми и тонкими решетками, перемещающимися
ленточными решетками или вращающимися барабанными решетками. На этой стадии
удаляются также присутствующие в сырой воде водоросли и планктон.
Удаление коллоидных, взвешенных и растворенных загрязняющих веществ
осуществляется в несколько этапов. Процесс очистки воды в этих сооружениях
обычновключает в себя:
химическую флоккуляцию с помощью первичных флоккулянтов (соединения
железа или алюминия), отделение твердых взвешенных частиц, например
воздушной флотацией, фильтрацию песком осадочных продуктов флоккуляции.
Довольно часто проводятся предварительная и сопутствующая дезинфекции, а
также дополнительная фильтрация воды через активированный уголь с
заключительной фильтрацией песком.
1 — Забор сырой воды.
2 — Камера химического перемешивания.
3 — Реакционная камера.
4 — Камера флоккуляции.
5 — Распределительная камера.
6 — Блок наклонных пластин.
7 — Зона уплотнения отстоя.
8 — Зона сепарации.
9 — Канал выпуска чистой воды.
10 — Насос обратной перекачки отстоя.
11 — Излишний осадок.
Флоккуляция. Взвешенные частицы могут бы
| |  скачать работу |
Химия и экология |
