يستخدم لتطهير كميات كبيرة من المياه. ملخص: الطرق الحديثة لتطهير مياه الشرب

عمليات معالجة المياه الأكثر شيوعًا هي التنقية والتطهير.

بالإضافة إلى ذلك، هناك طرق خاصة لتحسين جودة المياه:
- تليين الماء (إزالة الكاتيونات صلابة الماء)؛
- تحلية المياه (تقليل التمعدن العام للمياه)؛
- تأجيل الماء (تقليل تركيز أملاح الحديد في الماء)؛
- تفريغ الماء (إزالة الغازات الذائبة في الماء)؛
- تحييد المياه (إزالة المواد السامة من الماء)؛
- تطهير المياه (تنقية المياه من التلوث الإشعاعي).

التطهير هو المرحلة النهائية من عملية تنقية المياه. الهدف هو قمع النشاط الحيوي للميكروبات المسببة للأمراض الموجودة في الماء.

بناءً على طريقة التأثير على الكائنات الحية الدقيقة، تنقسم طرق تطهير المياه إلى مادة كيميائية أو كاشفة؛ المادية، أو خالية من الكواشف، ومجمعة. في الحالة الأولى، يتم تحقيق التأثير المطلوب عن طريق إضافة مركبات كيميائية نشطة بيولوجيا إلى الماء؛ تتضمن طرق التطهير الخالية من الكواشف معالجة المياه بالتأثيرات الفيزيائية، بينما تستخدم الطرق المدمجة التأثيرات الكيميائية والفيزيائية في وقت واحد.

تشمل الطرق الكيميائية لتطهير مياه الشرب معالجتها بالعوامل المؤكسدة: الكلور والأوزون وما إلى ذلك، وكذلك أيونات المعادن الثقيلة. جسدي - التطهير بالأشعة فوق البنفسجية والموجات فوق الصوتية وما إلى ذلك.

الطريقة الكيميائية الأكثر شيوعًا لتطهير المياه هي الكلورة. ويرجع ذلك إلى الكفاءة العالية وبساطة المعدات التكنولوجية المستخدمة وانخفاض تكلفة الكاشف المستخدم والسهولة النسبية للصيانة.

عند استخدام الكلور، يتم استخدام مواد التبييض والكلور ومشتقاته، والتي تحت تأثيرها تموت البكتيريا والفيروسات الموجودة في الماء نتيجة أكسدة المواد.

بالإضافة إلى الوظيفة الرئيسية - التطهير، نظرًا لخصائصه المؤكسدة وتأثيره الحافظ، يخدم الكلور أيضًا أغراضًا أخرى - التحكم في الطعم والرائحة، ومنع نمو الطحالب، والحفاظ على المرشحات نظيفة، وإزالة الحديد والمنغنيز، وتدمير كبريتيد الهيدروجين، وتغير اللون، وما إلى ذلك.

ووفقا للخبراء، فإن استخدام غاز الكلور يشكل خطرا محتملا على صحة الإنسان. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى إمكانية تكوين ثلاثي الهالوميثان: الكلوروفورم، وثنائي كلوروبروميثان، وثنائي بروموكلوروميثان، والبروموفورم. يرجع تكوين ثلاثي الهالوميثان إلى تفاعل مركبات الكلور النشطة مع المواد العضوية ذات الأصل الطبيعي. هذه المشتقات من الميثان لها تأثير مسرطن واضح، مما يساهم في تكوين الخلايا السرطانية. عندما يتم غلي الماء المكلور، فإنه ينتج سمًا قويًا - الديوكسين.

وتؤكد الدراسات علاقة الكلور ومشتقاته بحدوث أمراض مثل سرطان الجهاز الهضمي والكبد واضطرابات القلب وتصلب الشرايين وارتفاع ضغط الدم وأنواع مختلفة من الحساسية. يؤثر الكلور على الجلد والشعر، كما أنه يدمر البروتين في الجسم.

إحدى الطرق الواعدة لتطهير المياه الطبيعية هي استخدام هيبوكلوريت الصوديوم (NaClO)، الذي يتم الحصول عليه عند نقطة الاستهلاك عن طريق التحليل الكهربائي لمحاليل 2-4٪ من كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) أو المياه المعدنية الطبيعية التي تحتوي على 50 ملغ على الأقل. / ل أيونات الكلوريد .

إن التأثير التأكسدي والجراثيم لهيبوكلوريت الصوديوم مطابق للكلور المذاب، بالإضافة إلى أن له تأثير مبيد للجراثيم لفترة طويلة.

تتمثل المزايا الرئيسية لتقنية تعقيم المياه باستخدام هيبوكلوريت الصوديوم في سلامة استخدامه وانخفاض كبير في التأثير البيئي مقارنة بالكلور السائل.

إلى جانب مزايا تطهير المياه باستخدام هيبوكلوريت الصوديوم المنتج عند نقطة الاستهلاك، هناك أيضًا عدد من العيوب، في المقام الأول زيادة استهلاك ملح الطعام بسبب انخفاض درجة تحوله (تصل إلى 10-20٪). في هذه الحالة، يتم إدخال نسبة 80-90٪ المتبقية من الملح على شكل صابورة بمحلول هيبوكلوريت إلى المياه المعالجة، مما يزيد من محتواها من الملح. إن تقليل تركيز الملح في المحلول، الذي يتم من أجل الاقتصاد، يزيد من تكاليف الطاقة واستهلاك مواد الأنود.
ويعتقد بعض الخبراء أن استبدال غاز الكلور بهيبوكلوريت الصوديوم أو الكالسيوم لتطهير المياه بدلاً من الكلور الجزيئي لا يقلل من احتمالية تكوين ثلاثي الهالوميثان بل يزيد بشكل كبير. في رأيهم، يرجع تدهور جودة المياه عند استخدام هيبوكلوريت إلى حقيقة أن عملية تكوين ثلاثي الهالوميثان تمتد بمرور الوقت حتى عدة ساعات، وكميتها، مع تساوي الأشياء الأخرى، كلما زادت درجة الحموضة (قيمة توصيف تركيز أيونات الهيدروجين). ولذلك فإن الطريقة الأكثر عقلانية لتقليل منتجات الكلورة الثانوية هي تقليل تركيز المواد العضوية في مراحل تنقية المياه قبل الكلورة.

الطرق البديلة لتطهير المياه باستخدام الفضة مكلفة للغاية. تم اقتراح طريقة بديلة للكلور لتطهير المياه باستخدام الأوزون، ولكن اتضح أن الأوزون يتفاعل أيضًا مع العديد من المواد الموجودة في الماء - مع الفينول، والمنتجات الناتجة أكثر سمية من الكلوروفينول. بالإضافة إلى ذلك، الأوزون غير مستقر للغاية ويتم تدميره بسرعة، وبالتالي فإن تأثيره المبيد للجراثيم قصير الأجل.

من بين الطرق الفيزيائية لتطهير مياه الشرب، فإن الأكثر انتشارًا هو تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية، والتي ترجع خصائصها المبيدة للجراثيم إلى تأثيرها على التمثيل الغذائي الخلوي، وخاصة على الأنظمة الإنزيمية للخلية البكتيرية. لا تدمر الأشعة فوق البنفسجية النباتات فحسب، بل تدمر أيضًا أشكال الجراثيم من البكتيريا، ولا تغير الخصائص الحسية للماء. العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو الغياب التام للتأثير اللاحق. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب هذه الطريقة استثمارًا رأسماليًا أكبر من الكلورة.

تم إعداد المادة بناءً على معلومات من مصادر مفتوحة

الماء هو أحد العوامل التي تؤثر بشكل مباشر على نوعية حياة الإنسان. إن مزاج الإنسان في الصباح بعد غسل وجهه يعتمد على لونه ورائحته، ورفاهية الجسم وصحته تعتمد على تركيبته.

الماء، كونه أساس الحياة، ينشر الأمراض المعدية بسهولة. لمنع انتقال مسببات الأمراض عن طريق مياه الشرب، يتم استخدام تطهير وتطهير السائل. تعمل هذه العمليات على القضاء على الفطريات والبكتيريا والطعم واللون السيئين، مما يضمن الحصول على مياه صالحة للشرب.

تتم تنقية وتطهير مياه الشرب لتزويد المباني السكنية في محطات معالجة المياه ذات إمدادات المياه المركزية. هناك أيضًا طرق وتركيبات للاستخدام المحلي - على شكل أنظمة صغيرة لتنقية المياه من البئر أو طرق تتيح لك تنقية المياه المجمعة في زجاجة.

تصنيف طرق تعقيم المياه

لاختيار طريقة التطهير الصحيحة، يتم تحليل المياه الملوثة. ويتم فحص عدد ونوع الكائنات الحية الدقيقة ودرجة التلوث الجانبي. كما يتم تحديد حجم المياه التي سيتم معالجتها والعامل الاقتصادي.

والماء الذي تم تطهيره يكون شفافاً عديم اللون والرائحة وليس له طعم ولا مذاق. لتحقيق هذا التأثير، يتم استخدام مجموعات الأساليب التالية:

• بدني؛
• المواد الكيميائية؛
• مجموع.

كل مجموعة لها خصائصها المميزة، ولكن جميع الطرق، بطريقة أو بأخرى، تسمح بإزالة الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض من الماء. يمكنك الحصول على معلومات مفصلة عن معدات تنقية وتعقيم المياه من شركة KVANTA+ في تيومين.

الطريقة الكيميائية تعمل مع الكواشف المضافة إلى الماء. يتم التطهير الجسدي باستخدام درجة الحرارة أو الإشعاعات المختلفة. تجمع الطرق المشتركة بين عمل هاتين المجموعتين.

الطرق الأكثر فعالية

تعد سلامة المياه المعدية مشكلة مهمة وملحة، ولهذا السبب تم اختراع العديد من الطرق لتخليص المياه من الكائنات الحية الدقيقة. تستمر طرق التطهير في التحسن. تصبح أكثر فعالية ويمكن الوصول إليها. في الوقت الحاضر، تعتبر الطرق التالية هي الأفضل:

• المعالجة الحرارية باستخدام درجات حرارة عالية.
• العلاج بالموجات فوق الصوتية.
• طرق الكاشف
• التشعيع فوق البنفسجي للسائل.
• التفريغات الكهربائية عالية الطاقة.

الطرق الفيزيائية لتطهير المياه

وقبلها يجب تنقية الماء لإزالة المواد العالقة والشوائب. ولهذا الغرض، يتم استخدام عمليات التخثر والامتصاص والتعويم والترشيح.

يتضمن هذا النوع من الطريقة استخدام:

• الموجات فوق الصوتية.
• فوق بنفسجي؛
• درجات حرارة عالية؛
• كهرباء.

التطهير بالأشعة فوق البنفسجية

إن التأثير المطهر للأشعة فوق البنفسجية معروف منذ فترة طويلة جدًا. عملها مشابه لأشعة الشمس، حيث تنجح في تدمير الكائنات الحية الدقيقة غير المتكيفة خارج طبقة الأوزون للأرض. تؤثر الأشعة فوق البنفسجية على الخلايا، مما يؤدي إلى إنشاء روابط متقاطعة في الحمض النووي، ونتيجة لذلك تفقد الخلية القدرة على الانقسام وتموت (الشكل 2).

يتكون التثبيت من مصابيح موضوعة في علب الكوارتز. تنتج المصابيح أبحاثًا تدمر الكائنات الحية الدقيقة على الفور، ولا تسمح الأغطية للمصابيح بالتبريد. تعتمد جودة التطهير عند استخدام هذه الطريقة على شفافية الماء: فكلما زاد نظافة السائل الوارد، زاد انتشار الضوء وقل اتساخ المصباح. وللقيام بذلك، قبل التطهير، تمر المياه بمراحل أخرى من التنقية، بما في ذلك المرشحات الميكانيكية، وعادة ما يكون الخزان الذي يتدفق من خلاله الماء مجهزًا بمحرك. يسمح خلط طبقات السائل بعملية التطهير بشكل أكثر توازناً.

تصميم منشأة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية

من المهم معرفة أن المصابيح والأغطية تتطلب صيانة منتظمة: يجب تفكيك الهيكل وتنظيفه مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر.

ثم لن تتدهور كفاءة العملية بسبب ظهور الحجم والملوثات الأخرى. يجب استبدال المصابيح نفسها مرة واحدة في السنة.

وحدات التطهير بالموجات فوق الصوتية

يعتمد تشغيل هذه المنشآت على التجويف. وبسبب الاهتزازات الشديدة التي يتعرض لها الماء بسبب الصوت عالي التردد، تتشكل فراغات عديدة في السائل، وكأنه "يغلي". يؤدي انخفاض الضغط الفوري إلى تمزق أغشية الخلايا وموت الكائنات الحية الدقيقة.

معدات معالجة المياه بالموجات فوق الصوتية فعالة، ولكنها تتطلب تكاليف عالية وتشغيل سليم. من المهم أن يعرف الموظفون كيفية التعامل مع الجهاز - حيث تعتمد فعاليته على جودة إعدادات الجهاز.

التطهير الحراري

هذه الطريقة شائعة للغاية بين السكان وتستخدم بنشاط في الحياة اليومية. باستخدام درجة حرارة عالية، أي الغليان، يتم تنقية الماء من جميع الكائنات المسببة للأمراض المحتملة تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل صلابة الماء وتقليل محتوى الغازات الذائبة. يبقى طعم الماء كما هو. ومع ذلك، فإن الغليان له عيب واحد: يعتبر الماء آمنا لمدة يوم تقريبا، وبعد ذلك يمكن للبكتيريا والفيروسات أن تستقر فيه مرة أخرى.

الماء المغلي هو وسيلة موثوقة وبسيطة للتطهير

التطهير بالنبض الكهربائي

التقنية هي كما يلي: التفريغ الكهربائي الذي يدخل الماء يخلق موجة صدمة، وتقع الكائنات الحية الدقيقة تحت الصدمة الهيدروليكية وتموت. لا تتطلب هذه الطريقة تنقية أولية وتكون فعالة حتى مع زيادة التعكر. لا تموت البكتيريا النباتية فحسب ، بل أيضًا البكتيريا المكونة للجراثيم. الميزة هي الحفاظ على التأثير على المدى الطويل (ما يصل إلى 4 أشهر)، ولكن العيب هو التكلفة الكبيرة والاستهلاك العالي للطاقة.

الطرق الكيميائية لتطهير المياه

وهي تعتمد على التفاعلات الكيميائية التي تحدث بين مادة ملوثة أو كائن حي دقيق وكاشف مضاف إلى سائل.

عند استخدام التطهير الكيميائي، من المهم التحكم في جرعة الكاشف.

يجب أن تكون دقيقة. إن الافتقار إلى الجوهر لن يكون قادرًا على تحقيق غرضه. بالإضافة إلى ذلك، فإن كمية صغيرة من الكاشف ستؤدي إلى زيادة نشاط الفيروسات والبكتيريا.

لتحسين أداء المادة الكيميائية، يتم إضافتها بكميات زائدة. في هذه الحالة، تموت الكائنات الحية الدقيقة الضارة، ويستمر التأثير لفترة طويلة. يتم حساب الفائض بشكل منفصل: إذا قمت بإضافة الكثير، فسوف يصل الكاشف إلى المستهلك، وسيتم تسممه.

الكلورة

ينتشر الكلور على نطاق واسع ويستخدم في معالجة المياه في العديد من البلدان حول العالم. إنه يتعامل بنجاح مع أي حجم من الملوثات الميكروبيولوجية. تؤدي عملية الكلورة إلى موت معظم الكائنات المسببة للأمراض وهي رخيصة الثمن ويمكن الوصول إليها. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الكلور ومركباته يجعل من الممكن استخلاص المعادن وكبريتيد الهيدروجين من الماء. يتم استخدام الكلورة في أنظمة مياه الشرب البلدية. كما أنه يستخدم في حمامات السباحة التي يتجمع فيها أعداد كبيرة من الناس.

ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها عدد من العيوب. الكلور خطير للغاية، ويسبب السرطان وطفرات الخلايا، وهو سام. إذا لم يختف الكلور الزائد في الأنابيب ولكنه وصل إلى الجمهور، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل صحية خطيرة. يكون الخطر قويًا بشكل خاص خلال الفترات الانتقالية (الخريف والربيع)، عندما تزداد جرعة الكاشف أثناء معالجة المياه بسبب زيادة تلوث المياه السطحية. إن غلي مثل هذا الماء لن يساعد في تجنب العواقب السلبية، بل على العكس من ذلك، سيتحول الكلور إلى الديوكسين، وهو سم قوي. ومن أجل السماح للكلور الزائد بالتبخر، يتم جمع مياه الصنبور في حاويات كبيرة وتركها لمدة يوم في منطقة جيدة التهوية.

الأوزون

الأوزون له تأثير مؤكسد قوي. يخترق الخلية ويدمر جدرانها، مما يؤدي إلى موت البكتيريا. وهذه المادة ليست مطهرًا قويًا فحسب، بل تعمل أيضًا على تغيير لون الماء وإزالة الروائح الكريهة وأكسدة المعادن. يعمل الأوزون بسرعة ويتخلص من جميع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء تقريبًا، متفوقًا على الكلور في هذه الخاصية.

تعتبر الأوزون الطريقة الأكثر أمانًا وفعالية، ولكن لها أيضًا العديد من العيوب. يؤدي الأوزون الزائد إلى تآكل الأجزاء المعدنية من المعدات وخطوط الأنابيب، وتتآكل المعدات وتتعطل بشكل أسرع من المعتاد. بالإضافة إلى ذلك، تشير أحدث الأبحاث إلى أن الأوزون يتسبب في "إيقاظ" الكائنات الحية الدقيقة التي كانت في حالة سبات مشروط.

مخطط عملية الأوزون

تتميز الطريقة بتكاليف التركيب العالية والاستهلاك العالي للطاقة. للعمل مع معدات الأوزون، هناك حاجة إلى موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا، لأن الغاز سام ومتفجّر. من أجل إطلاق المياه للسكان، من الضروري الانتظار لفترة تسوس الأوزون، وإلا فقد يعاني الناس.

التطهير بمركبات البوليمر

لا ضرر على الصحة، وتدمير الروائح والأذواق والألوان، ومدة العمل الطويلة - المزايا المذكورة تتعلق بالتطهير باستخدام كواشف البوليمر. ويسمى هذا النوع من المواد أيضًا بمطهرات البوليمر. فهي لا تسبب تآكلًا أو تلفًا للنسيج ولا تسبب الحساسية وهي فعالة.

قلة الحيلة

يعتمد على قدرة المعادن النبيلة (مثل الذهب والفضة والنحاس) على تطهير المياه.

حقيقة أن هذه المعادن لها تأثير مطهر معروفة منذ زمن طويل. غالبًا ما يستخدم النحاس وسبائكه في الظروف الميدانية عندما يكون من الضروري تطهير كمية صغيرة من السائل بشكل فردي.

للحصول على تأثير أكثر شمولاً للمعادن على الكائنات الحية الدقيقة، يتم استخدام المؤينات. هذه هي أجهزة التدفق التي تعمل على أساس الزوجين الجلفانيين والرحلان الكهربائي.

التطهير بالفضة

ويعتبر هذا المعدن من أقدم الطرق لتطهير المياه. في العصور القديمة، كان يعتقد على نطاق واسع أن الفضة يمكن أن تعالج أي مرض. ومن المعروف الآن أن لها تأثير سلبي على العديد من الكائنات الحية الدقيقة، ولكن من غير المعروف ما إذا كانت الفضة تدمر البكتيريا الأولية.

يعطي هذا المنتج تأثيرًا واضحًا في تنقية المياه. إلا أنها تؤثر سلباً على جسم الإنسان عند تراكمها فيه. ليس من قبيل الصدفة أن تحتوي الفضة على درجة عالية من الخطورة. لا يعتبر تطهير الماء بأيونات الفضة طريقة آمنة، وبالتالي لا يستخدم عمليا في الصناعة. تستخدم مؤينات الفضة في حالات معزولة في الحياة اليومية لمعالجة كميات صغيرة من الماء.

مؤين الماء المنزلي المدمج (silverizer)

اليود والبرومة

اليود معروف على نطاق واسع ويستخدم في الطب منذ العصور القديمة. وقد حاول العلماء مرارا وتكرارا استخدام تأثيره المطهر في معالجة المياه، ولكن استخدامه يؤدي إلى رائحة كريهة. يتواءم البروم جيدًا مع جميع الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض المعروفة تقريبًا. ولكن لديها عيب كبير - التكلفة العالية. ونظرًا لعيوبهما، لا يتم استخدام هاتين المادتين لمعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الشرب.

الطرق المشتركة لتطهير المياه

تعتمد الطرق المتكاملة على مجموعة من الطرق الفيزيائية والكيميائية لتحسين الأداء. ومن الأمثلة على ذلك مزيج من الأشعة فوق البنفسجية والكلور (في بعض الأحيان يتم استبدال الكلورة بالأوزون). تعمل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية على تدمير الكائنات الحية الدقيقة، ويمنع الكلور أو الأوزون تكرارها. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الأكسدة ومعالجة المعادن الثقيلة معًا بشكل جيد. يقوم الكاشف المؤكسد بالتطهير، وتطيل المعادن تأثير مبيد الجراثيم.

مزيج من التطهير بالأشعة فوق البنفسجية والموجات فوق الصوتية

كيفية تطهير المياه في المنزل

هناك خمس طرق لتطهير كمية صغيرة من الماء بسرعة:

• الغليان.
• إضافة برمنجنات البوتاسيوم.
• استخدام أقراص مطهرة.
• استخدام الأعشاب والزهور.
• التسريب مع السيليكون.

يضاف برمنجنات البوتاسيوم إلى الماء بمقدار 1-2 جرام لكل دلو من الماء، وبعد ذلك تترسب الملوثات.

تستخدم أقراص خاصة لتدمير الكائنات الحية الدقيقة لتحييد المياه من بئر أو بئر أو نبع. فهي الطريقة الأكثر حداثة، ويمكن الوصول إليها، وغير مكلفة وفعالة. يمكن استخدام العديد من الأقراص، مثل العلامة التجارية Aquatabs، لتنقية كميات كبيرة من السوائل.

إذا كان من الضروري تطهير المياه أثناء المشي لمسافات طويلة، فيمكنك استخدام الأعشاب الخاصة: نبتة سانت جون، Lingonberry، البابونج أو بقلة الخطاطيف.

يمكنك أيضًا استخدام السيليكون: حيث يتم وضعه في الماء ويترك لمدة يوم.

الوثائق التنظيمية في مجال سلامة مياه الشرب

تتحكم الدولة بشكل صارم في جودة المياه من خلال اللوائح والقواعد والقيود. أساس القوانين التشريعية في مجال حماية الموارد المائية ومراقبة جودة المياه المستخدمة هو وثيقتان: القانون الاتحادي "بشأن الرعاية الصحية والوبائية للسكان" وقانون المياه.

يتضمن القانون الأول متطلبات جودة مصادر إمدادات المياه التي يتم توفير المياه منها للمباني السكنية وللاحتياجات الزراعية. وتصف الوثيقة الثانية معايير استخدام مصادر المياه وتعليمات ضمان سلامتها، كما تحدد العقوبات.

معايير غوست

تصف GOST القواعد التي يجب من خلالها مراقبة جودة النفايات ومياه الشرب. أنها تحتوي على طرق لإجراء التحليلات في الميدان، وتسمح لك أيضًا بتقسيم المياه إلى مجموعات. يتم عرض أهم GOSTs في الجدول.

سنيبس

تحدد قوانين ولوائح البناء متطلبات بناء مرافق معالجة المياه وتركيب أنواع مختلفة من خطوط الأنابيب وأنظمة إمدادات المياه. المعلومات موجودة في SNiPs تحت الأرقام التالية: SNiP 2.04.01-85، SNiP 3.05.01-85، SNiP 3.05.04-85.

سانبيني

تحتوي القواعد واللوائح الصحية والوبائية على متطلبات صحية لجودة مجموعات مختلفة من المياه وتكوينها وهياكل سحب المياه وموقع مآخذ المياه: SanPiN 2.1.4.559-96، SanPiN 4630-88، SanPiN 2.1.4.544-96، SanPiN 2.2 .1/2.1 .1.984-00.

وبالتالي، يتم مراقبة فعالية تطهير مياه الصنبور بشكل منتظم ووفقًا للعديد من القواعد واللوائح. ويتيح لك عدد كبير من الطرق المختلفة لتطهير المياه العذبة اختيار الخيار الأفضل لأي ظروف. ما الذي يجعل المياه النقية والمعالجة بشكل صحيح آمنة للاستهلاك البشري.

يعمل تطهير مياه الشرب على إنشاء حاجز يمكن الاعتماد عليه أمام انتقال مسببات الأمراض المعدية عن طريق المياه. تهدف طرق تطهير المياه إلى تدمير الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والانتهازية، مما يضمن السلامة الوبائية للمياه.

يتم تطهير المياه في المرحلة النهائية من التنقية بعد التنقية وإزالة اللون قبل دخولها إلى خزانات المياه النظيفة، والتي تعمل في نفس الوقت كغرف اتصال. لتطهير المياه، يتم استخدام الطرق الكاشفة (الكيميائية) والخالية من الكواشف (الفيزيائية). تعتمد طرق الكواشف على إدخال عوامل مؤكسدة قوية في الماء (الكلورة والأوزون والمنغنيز ومعالجة المياه باليود) وأيونات المعادن الثقيلة وأيونات الفضة. تشمل العلاجات الخالية من الكواشف المعالجة الحرارية، والإشعاع فوق البنفسجي، والعلاج بالموجات فوق الصوتية، والإشعاع y، والمعالجة الحالية ذات التردد العالي للغاية. يتم اختيار الطريقة اعتمادًا على كمية ونوعية مياه المصدر، وطرق تنقيتها الأولية، ومتطلبات موثوقية التطهير، مع مراعاة المؤشرات الفنية والاقتصادية، وشروط توريد الكواشف، وتوافر وسائل النقل، وإمكانية أتمتة العملية.

تطهير المياه بالكلور ومركباته. واليوم، تظل الطريقة الأكثر شيوعًا لتطهير المياه في محطات المياه هي الكلورة. من بين المركبات التي تحتوي على الكلور، مع بعض المزايا الصحية والتقنية، يتم استخدام الكلور السائل في أغلب الأحيان. من الممكن أيضًا استخدام مواد التبييض وهيبوكلوريت الكالسيوم والصوديوم وثاني أكسيد الكلور والكلورامين وما إلى ذلك.

*للاستخدام في ممارسة إمدادات المياه المنزلية ومياه الشرب، يُسمح فقط بالمركبات المحتوية على الفلور والتي اجتازت الاختبارات الصحية والمدرجة في "قائمة المواد والكواشف المعتمدة من قبل المديرية الصحية والوبائية الرئيسية بوزارة الصحة". اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية للاستخدام في ممارسة إمدادات المياه المنزلية ومياه الشرب (رقم 3235-85)" .*

لأول مرة في ممارسة معالجة المياه، تم استخدام الكلور قبل فترة طويلة من اكتشاف L. Pasteur للميكروبات، وإثبات R. Koch للأهمية المسببة للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في تطور الأمراض المعدية، والفهم النهائي لـ T. Escherich للجوهر الميكروبيولوجي للمياه الأوبئة وخصائص الكلور المبيدة للجراثيم. تم استخدامه لإزالة الروائح الكريهة من المياه التي لها رائحة "إنتانية" كريهة. تبين أن الكلور مزيل عرق فعال للغاية، وبالإضافة إلى ذلك، بعد معالجة المياه بالكلور، تم تشخيص إصابة الأشخاص بالتهابات معوية أقل بكثير. مع بداية كلورة المياه، توقفت أوبئة التيفوئيد والكوليرا في العديد من الدول الأوروبية. وقيل إن سبب الأمراض هو رائحة الماء الكريهة وطعمه، وهو ما يزيله الكلور بشكل فعال. ومع مرور الوقت فقط، أثبتوا المسببات الميكروبية لأوبئة المياه في الالتهابات المعوية واعترفوا بدور الكلور كعامل مطهر.

ولكلورة المياه، يتم استخدام الكلور السائل، الذي يتم تخزينه تحت الضغط في حاويات خاصة (اسطوانات)، أو مواد تحتوي على الكلور النشط.

كلورة الماء بالكلور السائل. الكلور (C12) عند الضغط الجوي العادي هو غاز أصفر مخضر، وهو 1.5-

أثقل من الهواء بمقدار 2.5 مرة، وله رائحة نفاذة وغير سارة، ويذوب جيدًا في الماء، ويسيل بسهولة مع زيادة الضغط. يبلغ الوزن الذري للكلور 35.453، والوزن الجزيئي 70.906 جم/مول. يمكن أن يكون الكلور في ثلاث حالات تجميع: الصلبة والسائلة والغازية.

يتم تسليم الكلور إلى محطات إمدادات المياه لتطهير المياه في اسطوانات سائلة تحت الضغط. تتم عملية الكلورة باستخدام أجهزة الكلورة. يتم تحضير محلول الكلور فيها، والذي يتم حقنه مباشرة في خط الأنابيب الذي يدخل من خلاله الماء إلى RHF. يتم استخدام أجهزة الكلورة LA. Kulsky (الشكل 20)، أجهزة الكلورة الفراغية LONII-100، Zh-10، LK-12، KhV-11. يظهر الرسم التخطيطي لجهاز الكلورة LONII-100 في الشكل. 21.

عند توصيل الاسطوانة بجهاز الكلورة، يتبخر الكلور السائل. تتم تنقية غاز الكلور في اسطوانة وعلى مرشح، وبعد خفض ضغطه باستخدام مخفض إلى 0.001-0.02 ميجا باسكال، يتم خلطه مع الماء في الخلاط. من الخلاط مركزا

أرز. 21. رسم تخطيطي تكنولوجي لجهاز الكلورة النموذجي بمعدل 3 كجم/ساعة: 1 - موازين المنصة؛ 2 - الناهضون مع الاسطوانات. 3 - ماسك التلوث . 4 - أجهزة الكلورة LONII-100؛ 5- القاذفات

يتم امتصاص المحلول الجديد في القاذف وإدخاله في خط الأنابيب. تُستخدم أجهزة الكلورة من النوع LK، التي تتميز بتصميم أبسط ودقة أقل، في محطات الطاقة العالية. لا تتطلب أجهزة الكلور هذه تنقية أولية للكلور، وليست دقيقة جدًا في الجرعات، ولكنها يمكنها توفير مياه الكلور على ارتفاع يتراوح بين 20-30 مترًا، وبعد القاذف من LONIA-100، يكون الضغط 1-2 مترًا فقط. إذابة الكلور في الماء، يحدث تحلله المائي مع تكوين أحماض الكلوريد (الهيدروكلوريك) وهيبوكلوريت (أو هيبوكلوروس):

C12+ H20 ^ حمض الهيدروكلوريك + HC10.

حمض هيبوكلوروس HC10 هو حمض أحادي القاعدة ضعيف غير مستقر ينفصل بسهولة ليشكل أيون هيبوكلوريت (HC~):

NSYU ^ N + + SYU".

تعتمد درجة تفكك حمض الهيبوكلوروس على درجة حموضة الماء. عند الرقم الهيدروجيني
بالإضافة إلى ذلك، يتحلل حمض الهيبوكلوروس ليشكل الأكسجين الذري، وهو أيضًا عامل مؤكسد قوي:

NSyu It HCl + O".

*الكلور النشط هو الكلور القادر على إطلاق كمية مكافئة من اليود من المحاليل المائية ليوديد البوتاسيوم عند درجة حموضة 4. هناك الكلور الحر (الكلور الجزيئي، وحمض الهيبوكلوروس، وأيون هيبوكلوريت) والمرتبط (الكلور، وهو جزء من الكلور النشط الأحادي والثنائي الكلورامين العضوي وغير العضوي).*

في السابق، كان يعتقد أن هذا الأكسجين الذري كان له تأثير مبيد للجراثيم. لقد ثبت اليوم أن التأثير المطهر للكلور السائل، وكذلك المبيضات وهيبوكلوريت الكالسيوم والصوديوم وهيبوكلوريت ملح الكالسيوم الثلاثي، يرجع إلى عوامل مؤكسدة تتشكل في الماء عندما تذوب المركبات المحتوية على الكلور، بشكل أساسي عن طريق عمل حمض الهيبوكلوريت، ومن ثم أنيون الهيبوكلوريت وأخيرًا الأكسجين الذري.

تتم كلورة الماء بالهيبوكلوريت (أملاح حمض الهيبوكلوروز) في محطات إمدادات المياه منخفضة الطاقة. تُستخدم الهيبوكلوريت أيضًا لتطهير المياه على المدى الطويل في آبار المناجم باستخدام خراطيش السيراميك، ولتطهير المياه في الحقل، بما في ذلك استخدام مرشحات الكربون النسيجية، وما إلى ذلك.

يستخدم هيبوكلوريت الكالسيوم Ca(OC1)2 لتطهير مياه الشرب. أثناء ذوبانه في الماء، يحدث التحلل المائي مع تكوين حمض الهيبوكلوروز وتفككه الإضافي:

Ca(OC1)2 + 2H20 = Ca(OH)2 + 2HCiu،

نيو -؟. ن + + سيكر.

اعتمادًا على طريقة إنتاج الكالسيوم، يمكن أن يحتوي هيبوكلوريت على ما بين 57-60% إلى 75-85% من الكلور النشط. جنبا إلى جنب مع هيبوكلوريت النقي، يتم استخدام خليط من هيبوكلوريت الكالسيوم والأملاح الأخرى (NaCl، CaCl2) لتطهير المياه. تحتوي هذه الخلائط على ما يصل إلى 60-75٪ من هيبوكلوريت نقي.

في المحطات التي يصل فيها استهلاك الكلور النشط إلى 50 كجم/يوم، يمكن استخدام هيبوكلوريت الصوديوم (NaCIO 5H20) لتطهير المياه. يتم الحصول على هذه الهيدرات البلورية من محلول كلوريد الصوديوم (NaCl) بطريقة التحليل الكهربائي.

يتفكك كلوريد الصوديوم في الماء ليشكل كاتيون الصوديوم وأنيون الكلور:

كلوريد الصوديوم ^ نا+ + سان جرمان

أثناء التحليل الكهربائي، يتم تفريغ أيونات الكلور عند الأنود ويتكون الكلور الجزيئي:

2SG -» C12 + 2e.

يذوب الكلور الناتج في المنحل بالكهرباء:

С12+Н2О^НС1 + НСУ،

C12+OH-^CI+HCIu.

يحدث تفريغ جزيئات الماء عند الكاثود:

H20 + ه -> OH- + H+.

تتحرر ذرات الهيدروجين، بعد إعادة اتحادها إلى هيدروجين جزيئي، من المحلول على شكل غاز. تتفاعل أنيونات الهيدروكسيل OH" المتبقية في الماء مع كاتيونات الصوديوم Na+، مما يؤدي إلى تكوين NaOH. يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع حمض هيبوكلوروس لتكوين هيبوكلوريت الصوديوم:

هيدروكسيد الصوديوم + HC10 -> NaOCI + H20.

أرز. 22. الرسم التخطيطي التكنولوجي لإنتاج التحليل الكهربائي لهيبوكلوريت الصوديوم: 1 - خزان المحلول. 2 - مضخة؛ 3 - نقطة الإنطلاق للتوزيع؛ 4 - خزان العمل. 5 - موزع. 6 - محلل كهربائي بأقطاب الجرافيت. 7 - خزان هيبوكلوريت الصوديوم. 8- غطاء تهوية العادم

وينفصل هيبوكلوريت الصوديوم إلى حد كبير ليتكون "هيبوكلوريت الصوديوم" الذي له نشاط مضاد للميكروبات عالي:

NaCIO ^ Na+ + CIO"،

Xiu- + n+;^nshu.

تنقسم محطات التحليل الكهربائي إلى التدفق والدفعة. وهي تشمل المحللات الكهربائية وأنواع مختلفة من الخزانات. يظهر الرسم التخطيطي لتثبيت الدفعة في الشكل. 22. تتم تغذية محلول كلوريد الصوديوم بتركيز 10% إلى الخزان عند مستوى ثابت، ومن هناك يتدفق إلى الخارج بمعدل تدفق ثابت. بعد ملء خزان الجرعات، يتم تنشيط السيفون ويصرف كمية معينة من المحلول إلى المحلل الكهربائي. تحت تأثير التيار الكهربائي، يتم تشكيل هيبوكلوريت الصوديوم في المحلل الكهربائي. تقوم أجزاء جديدة من المحلول الملحي بدفع هيبوكلوريت الصوديوم إلى خزان الإمداد، حيث يتم تحديد جرعاته منه بواسطة مضخة الجرعات. يجب أن يحتوي خزان التخزين على كمية من هيبوكلوريت الصوديوم لمدة 12 ساعة على الأقل.

تتمثل ميزة إنتاج هيبوكلوريت الصوديوم بطريقة التحليل الكهربائي عند نقطة الاستخدام في عدم الحاجة إلى نقل وتخزين الكلور المسال السام. من بين العيوب تكاليف الطاقة الكبيرة.

تطهير المياه عن طريق التحليل الكهربائي المباشر. تتكون الطريقة من التحليل الكهربائي المباشر للمياه العذبة، حيث لا يقل محتوى الكلوريد الطبيعي عن 20 ملغم / لتر، ولا تزيد عسره عن 7 ملي مكافئ / لتر. يستخدم في محطات إمداد المياه بقدرة تصل إلى 5000 م3/يوم. بسبب التحليل الكهربائي المباشر عند الأنود، يتم تفريغ أيونات الكلوريد الموجودة في الماء ويتشكل الكلور الجزيئي، الذي يتحلل ليشكل حمض هيبوكلوروس:

2СГ ^ С12 + 2е، С12 + Н2О^НС1 + НСУ.

أثناء المعالجة الكهربائية للمياه ذات درجة حموضة تتراوح بين 6-9، تكون عوامل التطهير الرئيسية هي حمض الهيبوكلوروز (هيبوكلوريتيك) HSY وأنيون هيبوكلوريت C10~ وأحادي الكلورامين NH2C1، والتي تتشكل نتيجة التفاعل بين HSY والأمونيوم. الأملاح الموجودة في المياه الطبيعية. وفي الوقت نفسه، أثناء معالجة المياه بطريقة التحليل الكهربائي، تتعرض الكائنات الحية الدقيقة للمجال الكهربائي الذي توجد فيه، مما يعزز تأثير مبيد الجراثيم.

يتم استخدام تطهير المياه بالمبيض في محطات المياه الصغيرة (بسعة تصل إلى 3000 م3/يوم)، بعد أن تم تحضير المحلول مسبقاً. يتم أيضًا تعبئة خراطيش السيراميك بمادة التبييض لتطهير المياه في آبار المناجم أو أنظمة إمدادات المياه المحلية.

الكلور مسحوق أبيض ذو رائحة كلور نفاذة وخصائص مؤكسدة قوية. وهو خليط من هيبوكلوريت الكالسيوم وكلوريد الكالسيوم. يتم الحصول على المبيض من الحجر الجيري. تتحلل كربونات الكالسيوم عند درجة حرارة 700 درجة مئوية لتشكل الجير الحي (أكسيد الكالسيوم)، والذي يتحول بعد تفاعله مع الماء إلى الجير المطفأ (هيدروكسيد الكالسيوم). عندما يتفاعل الكلور مع الجير المطفأ يتكون المبيض:

CaCO3 ^ CaO + CO2،

CaO + H20 = Ca(OH)2،

2Ca(OH)2 + 2C12 = Ca(OC1)2 + CaC12+ 2H20 أو

2Ca(OH)2 + 2C12 = 2CaOC12 + 2H20.

يتم التعبير عن المكون الرئيسي للتبييض بالصيغة:

لا يحتوي المنتج التقني على أكثر من 35% من الكلور النشط. أثناء التخزين، يتحلل المبيض جزئيًا. ويحدث الشيء نفسه مع هيبوكلوريت الكالسيوم. يؤدي الضوء والرطوبة ودرجة الحرارة المرتفعة إلى تسريع فقدان الكلور النشط. يفقد الجير المبيض حوالي 3-4% من الكلور النشط شهريًا بسبب تفاعلات التحلل المائي والتحلل في الضوء. في غرفة رطبة، يتحلل المبيض مكونًا حمض الهيبوكلوروس:

2CaOC12 + C02 + H20 = CaC03 + CaC12 + 2HCiu.

لذلك، قبل استخدام مواد التبييض وهيبوكلوريت الكالسيوم، يتم فحص نشاطهما - نسبة الكلور النشط في المستحضر المحتوي على الكلور.

يعود تأثير المبيض المبيد للجراثيم، مثل الهيبوكلوريت، إلى مجموعة (OCG) التي تشكل حمض الهيبوكلوروس في البيئة المائية:

2CaOC12 + 2H20 -> CaC12 + Ca(OH)2 + 2HC10.

ثاني أكسيد الكلور (ClOJ هو غاز أصفر-أخضر، يذوب بسهولة في الماء (عند درجة حرارة 4 درجات مئوية، يتم إذابة 20 حجمًا من ClO2 الغازي في حجم واحد من الماء). لا يتحلل. يُنصح باستخدامه إذا خصائص المياه الطبيعية غير مواتية للتطهير الفعال للكلور، على سبيل المثال، عند قيم الرقم الهيدروجيني العالية أو في وجود الأمونيا، ومع ذلك، فإن إنتاج ثاني أكسيد الكلور عملية معقدة تتطلب معدات خاصة، وموظفين مؤهلين، وتكاليف مالية إضافية وبالإضافة إلى ذلك، فإن ثاني أكسيد الكلور مادة متفجرة، مما يتطلب الالتزام الصارم باشتراطات السلامة، وما سبق هو الاستخدام المحدود لثاني أكسيد الكلور لتطهير المياه في أنظمة إمدادات مياه الشرب والمنزلية.

تشمل المستحضرات المحتوية على الكلور أيضًا الكلورامينات (غير العضوية والعضوية)، والتي تستخدم إلى حد محدود في ممارسة معالجة المياه، ولكنها تستخدم كعوامل تطهير أثناء أنشطة التطهير، وخاصة في المؤسسات الطبية. تتشكل الكلورامينات غير العضوية (أحادية الكلورامين NH2C1 وثنائي الكلورامين NHC12) من تفاعل الكلور مع الأمونيا أو أملاح الأمونيوم:

NH3 + CI2 = NH2CI + حمض الهيدروكلوريك،

NH2CI + CI2 = NHCI2 + حمض الهيدروكلوريك.

جنبا إلى جنب مع مركبات الكلور غير العضوية، يتم استخدام الكلورامينات العضوية (RNHC1، RNC12) أيضًا في التطهير. يتم الحصول عليها عن طريق تفاعل المبيض مع الأمينات أو أملاحها. في هذه الحالة، يتم استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو اثنتين من مجموعة الأمين بالكلور. تحتوي أنواع الكلورامين المختلفة على 25-30% من الكلور النشط.

تتم عملية تطهير المياه بالمستحضرات المحتوية على الكلور على عدة مراحل:

1. التحلل المائي للكلور والمستحضرات المحتوية على الكلور:

C12 + H20 = حمض الهيدروكلوريك + HC10؛

Ca(OC1)2 + 2H20 = Ca(OH)2+ 2HC10;

2CaOC12 + 2H20 = Ca(OH)2 + CaC12 + 2HC10.

2. تفكك حمض الهيبوكلوروس.

عند الرقم الهيدروجيني ~ 7.0 ينفصل HC10: HC10
3. انتشار جزيء HC10 وأيون ثاني أكسيد الكربون في الخلية البكتيرية.

4. تفاعل المطهر مع إنزيمات الكائنات الحية الدقيقة التي تتأكسد بحمض الهيبوكلوروس وأيون الهيبوكلوريت.

ينتشر الكلور النشط (NCH وCL) أولاً داخل الخلية البكتيرية ثم يتفاعل مع الإنزيمات. حمض الهيبوكلوروس غير المنفصل (NCH) له أكبر تأثير مبيد للجراثيم والفيروسات. يتم تحديد معدل تطهير المياه من خلال حركية انتشار الكلور داخل البكتيريا. الخلية وحركية موت الخلايا نتيجة الاضطرابات الأيضية. مع زيادة تركيز الكلور في الماء ودرجة حرارته ومع تحول الكلور إلى الشكل غير المنفصل لحمض هيبوكلوروس سهل الانتشار، تزداد السرعة الإجمالية لعملية التطهير يزيد.

تتكون آلية عمل الكلور المبيد للجراثيم من أكسدة المركبات العضوية للخلية البكتيرية: تخثر الدم وتلف غشائها وتثبيط وتمسخ الإنزيمات التي توفر التمثيل الغذائي والطاقة. الأكثر تضررا هي إنزيمات الثيول التي تحتوي على مجموعات SH، والتي تتأكسد بواسطة حمض الهيبوكلوروس وأيون الهيبوكلوريت. من بين إنزيمات الثيول، المجموعة الأكثر تثبيطًا هي نازعة الهيدروجين، والتي تضمن التنفس واستقلاب الطاقة للخلية البكتيرية1. تحت تأثير حمض هيبوكلوروس وأيون هيبوكلوريت، يتم تثبيط إنزيمات هيدروجيناز الجلوكوز، والكحول الإيثيلي، والجلسرين، والسكسينيك، والجلوتاميك، واللاكتيك، وحمض البيروفيك، والفورمالدهيد، وما إلى ذلك، ويؤدي تثبيط إنزيمات الهيدروجين إلى تثبيط عمليات الأكسدة في المراحل الأولية. والنتيجة هي تثبيط عمليات التكاثر البكتيري (تأثير الجراثيم) وموتها (تأثير مبيد للجراثيم).

آلية عمل الكلور النشط على الفيروسات تتكون من مرحلتين. أولاً، يتم امتصاص حمض الهيبوكلوروس وأيون الهيبوكلوريت على غلاف الفيروس ويخترقانه، ثم يقومان بتعطيل الحمض النووي الريبي (RNA) أو الحمض النووي (DNA) للفيروس.

ومع زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني، ينخفض ​​نشاط الكلور المبيد للجراثيم في الماء. على سبيل المثال، لتقليل عدد البكتيريا في الماء بنسبة 99% عند جرعة الكلور الحر 0.1 ملجم/لتر، تزيد مدة التلامس من 6 إلى 180 دقيقة عندما يرتفع الرقم الهيدروجيني من 6 إلى 11 على التوالي. من المستحسن تطهير المياه بالكلور عند قيم pH منخفضة، وذلك قبل إدخال الكواشف القلوية.

إن وجود المركبات العضوية القادرة على الأكسدة، وعوامل الاختزال غير العضوية، وكذلك المواد الغروية والمعلقة التي تغلف الكائنات الحية الدقيقة، في الماء، يؤدي إلى إبطاء عملية تطهير المياه.

يعد تفاعل الكلور مع مكونات الماء عملية معقدة ومتعددة المراحل. ترتبط الجرعات الصغيرة من الكلور تمامًا بالمواد العضوية وعوامل الاختزال غير العضوية والجزيئات العالقة والمواد الدبالية والكائنات الحية الدقيقة المائية. للحصول على تأثير تطهير موثوق للمياه بعد الكلورة، من الضروري تحديد التركيزات المتبقية من الكلور النشط الحر أو المدمج.

*يحدث استقلاب الطاقة في البكتيريا في الميزوزومات - نظائرها من الميتوكوندريا.*

أرز. 23. رسم بياني لاعتماد كمية ونوع الكلور المتبقي على جرعة الكلور المعطاة

في التين. ويبين الشكل 23 العلاقة بين جرعة الكلور المدخل والكلور المتبقي في وجود الأمونيا أو أملاح الأمونيوم في الماء. عند كلورة المياه التي لا تحتوي على الأمونيا أو غيرها من المركبات المحتوية على النيتروجين، مع زيادة كمية الكلور المضافة إلى الماء، يزداد محتوى الكلور الحر المتبقي فيها، لكن الصورة تتغير إذا كان هناك أمونيا وأملاح الأمونيوم و غيرها من المركبات المحتوية على النيتروجين في الماء، والتي تعتبر جزءاً لا يتجزأ من الماء الطبيعي أو تدخل فيه صناعياً، وفي هذه الحالة تتفاعل عوامل الكلور والكلور مع الأمونيا والأمونيوم والأملاح العضوية المحتوية على المجموعات الأمينية الموجودة في الماء، مما يؤدي إلى تكوين أحادي وثنائي الكلورامينات، بالإضافة إلى ثلاثي الكلورامينات غير المستقرة للغاية:

NH3 + H20 = NH4OH؛

C12 + H20 = HC10 + حمض الهيدروكلوريك؛

HCJ + NH4OH = NH2C1 + H20؛

NSJ + NH2C1 = NHC12 + H20؛

NSJ + NHC12 = NC13 + H20.

يتم دمج الكلورامينات مع الكلور النشط، الذي له تأثير مبيد للجراثيم أقل بـ 25-100 مرة من تأثير الكلور الحر. بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني للماء، تتغير النسبة بين أحادي وثنائي الكلورامين (الشكل 24). عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة (5-6.5)، تتشكل الديكلورامينات في الغالب، وعند قيم الأس الهيدروجيني العالية (أكثر من 7.5) تتشكل أحاديات الكلورامين، ويكون تأثيرها المبيد للجراثيم أضعف بمقدار 3-5 مرات من تأثير الديكلورامينات. نشاط مبيد الجراثيم للكلورامينات غير العضوية أعلى بـ 8-10 مرات من نشاط الأمينات العضوية المكلورة والإيمينات. عند إضافة جرعات منخفضة من الكلور إلى الماء بنسبة مولية C12:NH*
* لا يوجد ماء خالي من الأمونيا في الطبيعة. ولا يمكن تحضيره إلا في المختبر باستخدام الماء المقطر.*

يتراكم الكلور المتبقي المرتبط بالأمينات. مع زيادة جرعة الكلور، يتكون المزيد من الكلورامينات ويزداد تركيز الكلور المرتبط المتبقي إلى الحد الأقصى (النقطة أ).

مع زيادة أخرى في جرعة الكلور، تصبح النسبة المولية للكلور المدخل وأيون NH * الموجود في الماء أكبر من الواحد. في هذه الحالة، تتم أكسدة أحادي وثنائي وخاصة ثلاثي الكلورامين بواسطة الكلور الزائد وفقًا للتفاعلات التالية:

NHC12 + NH2C1 + NSJ -> N20 + 4HC1؛

NHC12 + H20 -> NH(OH)Cl + HCl؛

NH(OH)Cl + 2HC10 -> HN03 + ZHC1؛

NHC12 + HCIO -> NC13 + H20؛

4NH2C1 + 3C12 + H20 = N2 + N20 + 10HC1؛

IONCI3 + CI2 + 16H20= N2 + 8N02 + 32HCI.

عندما تصل النسبة المولية Cl2:NH\ إلى 2 (10 ملجم Cl2 لكل 1 ملجم N2 على شكل NH\)، بسبب أكسدة الكلورامينات مع الكلور الزائد، فإن كمية الكلور المرتبط المتبقي في الماء تنخفض بشكل حاد (الجزء III) إلى نقطة صغرى (النقطة B) والتي تسمى نقطة الكسر ومن الناحية البيانية، يبدو الأمر وكأنه تراجع عميق في منحنى الكلور المتبقي (انظر الشكل 23).

ومع زيادة أخرى في جرعة الكلور بعد نقطة التحول، يبدأ تركيز الكلور المتبقي في الماء في الزيادة تدريجيًا مرة أخرى (الجزء الرابع من المنحنى). لا يرتبط هذا الكلور بالكلورامينات، ويسمى الكلور المتبقي الحر (النشط) وله أعلى نشاط مبيد للجراثيم. وهو يعمل على البكتيريا والفيروسات مثل الكلور النشط في غياب الأمونيا ومركبات الأمونيوم في الماء.

ووفقا لبيانات البحث، يمكن تطهير المياه بجرعتين من الكلور: قبل نقطة التحول وبعدها. ومع ذلك، عند معالجة المياه بالكلور بجرعة ما قبل الدوران، يتم تطهير المياه بسبب عمل الكلورامينات، وعندما تتم معالجتها بالكلور بجرعة ما بعد الدوران، يتم تطهيرها بالكلور الحر.

أثناء تطهير المياه، يتم إنفاق الكلور المضاف على التفاعل مع الخلايا الميكروبية والفيروسات، وعلى أكسدة المركبات العضوية والمعدنية (اليوريا، وحمض البوليك، والكرياتينين، والأمونيا، والمواد الدبالية، وأملاح الحديدوز، وأملاح الأمونيوم، والكربامات، وما إلى ذلك). .) الموجودة في الماء في حالة معلقة ومذابة. تسمى كمية الكلور التي تمتصها شوائب الماء (المواد العضوية، عوامل الاختزال غير العضوية، الجسيمات العالقة، المواد الدبالية والكائنات الحية الدقيقة) بقدرة امتصاص الكلور في الماء (الجزء الأول من المنحنى). وبما أن المياه الطبيعية لها تركيبات مختلفة، فإن امتصاص الكلور ليس هو نفسه. وبالتالي فإن امتصاص الكلور هو كمية الكلور النشط الذي تمتصه الجزيئات العالقة وينفق على أكسدة البكتيريا والمركبات العضوية وغير العضوية الموجودة في 1 لتر من الماء.

لا يمكنك الاعتماد على التطهير الناجح للمياه إلا في حالة وجود فائض معين من الكلور مقارنة بالكمية التي تمتصها البكتيريا والمركبات المختلفة الموجودة في الماء. الجرعة الفعالة من الكلور النشط تساوي الكمية الإجمالية للكلور الممتص والمتبقي. يرتبط وجود الكلور المتبقي في الماء (أو كما يطلق عليه أيضًا الزائد) بفكرة فعالية تطهير المياه.

عند كلورة الماء بالكلور السائل وهيبوكلوريت الكالسيوم والصوديوم والمبيض، فإن التلامس لمدة 30 دقيقة يوفر تأثير تطهير موثوق به مع تركيز كلور متبقي لا يقل عن 0.3 ملجم/لتر. ولكن عند الكلورة مع المعالجة المسبقة، يجب أن يكون الاتصال لمدة 1-2 ساعة، وسيتم ضمان فعالية التطهير في وجود الكلور المرتبط المتبقي بتركيز لا يقل عن 0.8 ملغم / لتر.

تؤثر المركبات المحتوية على الكلور والكلور بشكل كبير على الخواص الحسية لمياه الشرب (الرائحة والذوق)، وفي تركيزات معينة تهيج الأغشية المخاطية لتجويف الفم والمعدة. الحد الأقصى لتركيز الكلور المتبقي الذي لا تكتسب فيه مياه الشرب رائحة وطعم الكلور هو 0.5 ملجم / لتر للكلور الحر، و 1.2 ملجم / لتر للكلور المرتبط. ووفقاً للخصائص السمية، فإن الحد الأقصى لتركيز الكلور النشط في مياه الشرب هو 2.5 ملغم/لتر.

لذلك، لتطهير المياه، من الضروري إضافة مثل هذه الكمية من المستحضر المحتوي على الكلور بحيث يحتوي الماء بعد المعالجة على 0.3-0.5 ملغم / لتر من البقايا الحرة أو 0.8-1.2 ملغم / لتر من الكلور المرتبط المتبقي. لا يؤدي هذا الفائض من الكلور النشط إلى إضعاف طعم الماء أو الإضرار بالصحة، ولكنه يضمن تطهيره بشكل موثوق.

وبالتالي، للحصول على تطهير فعال، تتم إضافة جرعة من الكلور النشط إلى الماء تساوي مجموع امتصاص الكلور والكلور النشط المتبقي. وتسمى هذه الجرعة متطلبات الكلور من الماء.

متطلبات الكلور في الماء هي كمية الكلور النشط (بالمليجرام) اللازمة للتطهير الفعال لتر واحد من الماء وضمان محتوى الكلور الحر المتبقي في حدود 0.3-0.5 ملجم/لتر بعد 30 دقيقة من ملامسة الماء، أو كمية الكلور الحر. الكلور المرتبط المتبقي في حدود 0.8-1.2 مجم بعد 60 دقيقة من التلامس. المحتوى المتبقي

*الحد الأقصى لتركيز ثاني أكسيد الكلور في مياه الشرب لا يزيد عن 0.5 ملجم/لتر، والمؤشر المحدود لعمل الماء هو حسي.*

يتم التحكم في الكلور النشط بعد خزانات المياه النظيفة قبل إمداده بشبكة إمدادات المياه. وبما أن امتصاص الكلور للمياه يعتمد على تركيبته وليس هو نفسه بالنسبة للمياه من مصادر مختلفة، ففي كل حالة يتم تحديد متطلبات الكلور تجريبياً عن طريق اختبار الكلورة. تقريبًا، تتراوح متطلبات الكلور لمياه النهر المصفى والمبيض عن طريق التخثر والترسيب والترشيح من 2-3 ملغم / لتر (أحيانًا تصل إلى 5 ملغم / لتر)، والمياه الجوفية بين الطبقات - في حدود 0.7-1 ملغم / لتر.

ترتبط العوامل المؤثرة على عملية معالجة المياه بالكلور بما يلي: 1) الخصائص البيولوجية للكائنات الحية الدقيقة؛ 2) خصائص مبيد للجراثيم من المستحضرات المحتوية على الكلور؛ 3) حالة البيئة المائية. 4) مع الظروف التي يتم فيها التطهير.

من المعروف أن الثقافات البوغية أكثر مقاومة عدة مرات من الأشكال النباتية لعمل المطهرات. الفيروسات المعوية أكثر ثباتًا من البكتيريا المعوية. الكائنات الحية الدقيقة الرمية أكثر مقاومة من الكائنات المسببة للأمراض. علاوة على ذلك، من بين الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، فإن الأكثر حساسية للكلور هي العوامل المسببة لحمى التيفوئيد والدوسنتاريا والكوليرا. العامل المسبب لمرض نظيرة التيفية ب هو أكثر مقاومة للكلور. بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد التلوث الأولي للمياه بالكائنات الحية الدقيقة، انخفضت كفاءة التطهير في نفس الظروف.

يرتبط نشاط الكلور ومركباته المبيد للجراثيم بحجم إمكانية الأكسدة والاختزال. تزداد احتمالية الأكسدة عند نفس التركيزات في السلسلة: الكلورامين -> المبيض -> الكلور - ثاني أكسيد الكلور.

تعتمد فعالية الكلورة على خصائص وتكوين البيئة المائية، وهي: محتوى المواد الصلبة العالقة والمركبات الغروية، وتركيز المركبات العضوية الذائبة وعوامل الاختزال غير العضوية، ودرجة الحموضة في الماء، ودرجة حرارته.

تمنع المواد المعلقة والغرويات عمل المطهر على الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في سمك الجسيمات وتمتص الكلور النشط بسبب الامتزاز والارتباط الكيميائي. يعتمد التأثير على كفاءة كلورة المركبات العضوية المذابة في الماء على تركيبتها وعلى خصائص المستحضرات المحتوية على الكلور. وبالتالي، فإن المركبات المحتوية على النيتروجين ذات الأصل الحيواني (البروتينات والأحماض الأمينية والأمينات واليوريا) تربط الكلور بشكل فعال. المركبات التي لا تحتوي على النيتروجين (الدهون والكربوهيدرات) تتفاعل بقوة أقل مع الكلور. نظرًا لأن وجود المواد العالقة والمركبات الدبالية والمركبات العضوية الأخرى في الماء يقلل من تأثير الكلورة، فمن أجل التطهير الموثوق به، يتم أولاً تنقية المياه الغائمة وذات الألوان العالية وتغير لونها.

عندما تنخفض درجة حرارة الماء إلى 0-4 درجة مئوية، ينخفض ​​تأثير الكلور المبيد للجراثيم. وهذا الاعتماد ملحوظ بشكل خاص في التجارب التي شهدت تلوثًا أوليًا عاليًا للمياه وفي حالة الكلورة بجرعات منخفضة من الكلور. في ممارسة محطات إمدادات المياه، إذا كان تلوث مياه المصدر يلبي متطلبات معيار الدولة 2761-84 "مصادر إمدادات المياه المنزلية المركزية ومياه الشرب. المتطلبات الصحية والفنية ومراقبة الجودة،" لا يحدث انخفاض في درجة الحرارة بشكل ملحوظ تؤثر على فعالية التطهير.

ترتبط آلية تأثير درجة حموضة الماء على تطهيره بالكلور بخصائص تفكك حمض الهيبوكلوروس: في البيئة الحمضية، يتحول التوازن نحو الشكل الجزيئي، في بيئة قلوية - نحو الشكل الأيوني. يخترق حمض الهيبوكلوروس في شكل جزيئي غير منفصل بشكل أفضل من خلال الأغشية إلى منتصف الخلية البكتيرية مقارنة بأيونات الهيبوكلوريت المائية. لذلك، في بيئة حمضية، يتم تسريع عملية تطهير المياه.

يتأثر تأثير الكلورة المبيد للجراثيم بشكل كبير بجرعة الكاشف ومدة التلامس: يزداد تأثير مبيد الجراثيم مع زيادة الجرعة وزيادة مدة عمل الكلور النشط.

طرق كلورة الماء . هناك عدة طرق للكلور. معالجة المياه، مع مراعاة طبيعة الكلور المتبقي، والذي يتم تحديد اختياره حسب خصائص تركيبة المياه المعالجة. من بينها: 1) الكلورة بجرعات ما بعد الدوران؛ 2) الكلورة التقليدية أو الكلورة حسب الطلب على الكلور؛ 3) الكلورة الفائقة. 4) الكلورة مع preammonization. في الخيارات الثلاثة الأولى، يتم تطهير المياه بالكلور النشط الحر. أثناء الكلورة مع المعالجة المسبقة، يكون التأثير المبيد للجراثيم ناتجًا عن عمل الكلورامينات، أي الكلور النشط المرتبط. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام طرق المعالجة بالكلور مجتمعة.

توفر الكلورة بجرعات ما بعد الكسر أنه بعد 30 دقيقة من التلامس، سيكون الكلور النشط الحر موجودًا في الماء. ويتم اختيار جرعة الكلور بحيث تكون أعلى قليلاً من الجرعة التي يتشكل عندها كسر في منحنى الكلور المتبقي، أي في النطاق IV (انظر الشكل 23). تؤدي الجرعة المختارة بهذه الطريقة إلى ظهور أقل كمية من الكلور الحر المتبقي في الماء. تتميز هذه الطريقة باختيار الجرعة بعناية. يوفر تأثيرًا مستقرًا وموثوقًا للجراثيم ويمنع ظهور الروائح في الماء.

تعد الكلورة التقليدية (الكلورة حسب الطلب على الكلور) هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتطهير مياه الشرب من خلال إمدادات مياه الشرب المحلية المركزية. تتم عملية الكلورة حسب الطلب على الكلور بجرعة ما بعد الدوران والتي، بعد 30 دقيقة من التلامس، تضمن وجود الكلور الحر المتبقي في الماء في حدود 0.3-0.5 ملغم / لتر.

نظرًا لأن المياه الطبيعية تختلف بشكل كبير في تركيبها، وبالتالي لها امتصاص مختلف للكلور، يتم تحديد الطلب على الكلور تجريبيًا عن طريق الكلورة التجريبية للمياه المراد تطهيرها. بالإضافة إلى الاختيار الصحيح لجرعة الكلور، فإن الشرط الأساسي للتطهير الفعال للمياه هو الخلط الدقيق ووقت التعرض، أي وقت ملامسة الكلور للماء (30 دقيقة على الأقل).

كقاعدة عامة، في محطات المياه، تتم عملية الكلورة حسب الطلب على الكلور بعد تنقية المياه وإزالة لونها. تتراوح متطلبات الكلور لهذه المياه من 1-5 ملغم / لتر. يتم إدخال الجرعة المثالية من الكلور إلى الماء مباشرة بعد الترشيح قبل RHF.

بناءً على متطلبات الكلور، يمكن إجراء الكلورة المزدوجة، حيث يتم تغذية الكلور في الخلاط لأول مرة قبل غرفة التفاعل، وللمرة الثانية بعد المرشحات. في هذه الحالة، لا يتم تغيير الجرعة المثلى المحددة تجريبيا من الكلور. يعمل الكلور، عند إدخاله في الخلاط أمام غرفة التفاعل، على تحسين تخثر الماء وتغير لونه، مما يجعل من الممكن تقليل جرعة مادة التخثر. بالإضافة إلى ذلك، فهو يمنع نمو البكتيريا التي تلوث الرمال الموجودة في المرشحات. لا يزيد عملياً الاستهلاك الإجمالي للكلور بالكلور المزدوج ويظل كما هو تقريبًا كما هو الحال مع الكلورة المفردة.

تستحق الكلورة المزدوجة الاستخدام على نطاق واسع. وينبغي استخدامه في الحالات التي يكون فيها تلوث مياه النهر مرتفعا نسبيا أو يخضع لتقلبات متكررة. تزيد الكلورة المزدوجة من الموثوقية الصحية لتطهير المياه.

الكلورة الفائقة (إعادة الكلورة) هي طريقة لتطهير المياه تستخدم جرعات متزايدة من الكلور النشط (5-20 ملغم/لتر). هذه الجرعات هي في الواقع جرعات ما بعد الكسر. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتجاوز بشكل كبير متطلبات الكلور في المياه الطبيعية وتتسبب في وجود تركيزات عالية (أكثر من 0.5 ملغم / لتر) من الكلور الحر المتبقي فيها. لذلك، لا تتطلب طريقة الكلورة الفائقة تحديدًا أوليًا لمتطلبات الكلور في الماء واختيارًا دقيقًا لجرعة الكلور النشط، ومع ذلك، بعد التطهير، من الضروري إزالة الكلور الحر الزائد.

يتم استخدام الكلورة الفائقة في حالات وبائية خاصة، عندما يتعذر تحديد احتياج الماء من الكلور وضمان زمن ملامسة الكلور للماء بشكل كافي، وكذلك لمنع ظهور الروائح في الماء ومكافحتها. هذه الطريقة ملائمة في الظروف الميدانية العسكرية وفي حالات الطوارئ.

تضمن عملية الكلورة الفائقة بشكل فعال التطهير الموثوق حتى للمياه الغائمة. الجرعات العالية من الكلور النشط تقتل مسببات الأمراض المقاومة للمطهرات، مثل ريكتسيا بورنيت، وخراجات الأميبا الدوسنتارية، والسل المتفطرة، والفيروسات. ولكن حتى مثل هذه الجرعات من الكلور لا يمكنها تطهير الماء بشكل موثوق من جراثيم الجمرة الخبيثة وبيض الديدان الطفيلية.

مع الكلورة الفائقة، يتجاوز الكلور الحر المتبقي في المياه المطهرة بشكل ملحوظ 0.5 ملغم / لتر، مما يجعل المياه غير صالحة للاستهلاك بسبب تدهور خصائصها الحسية (رائحة الكلور النفاذة). لذلك، هناك حاجة لتخليصه من الكلور الزائد. وتسمى هذه العملية إزالة الكلور. إذا كان الكلور الزائد المتبقي صغيرًا، فيمكن إزالته عن طريق التهوية. وفي حالات أخرى تتم تنقية المياه عن طريق الترشيح عبر طبقة من الكربون المنشط أو باستخدام الطرق الكيميائية، مثل معالجة هيبوسلفات الصوديوم (ثيوكبريتات)، ثنائي كبريتيت الصوديوم، ثاني أكسيد الكبريت (ثاني أكسيد الكبريت)، كبريتات الحديد. في الممارسة العملية، يتم استخدام هيبوكبريتيت الصوديوم (ثيوكبريتات) بشكل رئيسي - Na2S203 5H20. ويتم حساب كميته اعتماداً على كمية الكلور الزائدة، بناءً على التفاعل التالي:

Na2S203 + C12+ H20 = Na2S04 + 2HCI + si.

وفقا لتفاعل الارتباط المعطى بين الكلور النشط وهيبوكبريتيت الصوديوم بنسبة مولية 1:1، يتم استخدام 0.0035 جم من هيدرات هيبوكبريتيت الصوديوم البلورية لكل 0.001 جم من الكلور، أو 3.5MrNa2S203-5H20 لكل 1 مجم من الكلور.

الكلورة مع preammonization. يتم استخدام طريقة الكلورة في preammonization:

1) من أجل منع ظهور روائح معينة كريهة تنشأ بعد كلورة الماء المحتوي على الفينول والبنزين وإيثيل بنزين؛

2) منع تكوين المواد المسببة للسرطان (الكلوروفورم، وما إلى ذلك) أثناء كلورة مياه الشرب التي تحتوي على الأحماض الدبالية وهيدروكربونات الميثان؛

3) للتخفيف من حدة رائحة وطعم الكلور، وخاصة في فصل الصيف؛

4) لحفظ الكلور ذو نسبة امتصاص عالية للكلور في الماء وغياب الروائح والأذواق وارتفاع التلوث البكتيري.

إذا كانت المياه الطبيعية تحتوي على الفينولات (على سبيل المثال، بسبب تلوث المسطحات المائية بمياه الصرف الصحي من المؤسسات الصناعية) حتى بكميات صغيرة 1، فعند تطهيرها بمركبات تحتوي على الكلور والتي تتحلل لتكوين حمض هيبوكلوروس، يتفاعل الكلور النشط الحر على الفور مع الفينول، مكونًا الكلوروفينول، والذي حتى بكميات صغيرة بتركيزاته يعطي الماء طعمًا ورائحة تشبه الطيور. في الوقت نفسه، لا يتفاعل الكلور النشط المرتبط - الكلورامين، الذي يتمتع بقدرة أقل على الأكسدة والاختزال، مع الفينول لتكوين الكلوروفينول، وبالتالي لا تتدهور الخواص الحسية للمياه أثناء التطهير. وبالمثل، فإن الكلور النشط الحر قادر على التفاعل مع هيدروكربونات الميثان لتكوين ثلاثي الهالوميثان (الكلوروفورم، ثنائي برومو كلورو ميثان، ثنائي كلورو برومو ميثان)، وهي مواد مسرطنة. يمكن منع تكوينها عن طريق تطهير المياه بالكلور النشط المرتبط.

عند الكلورة بالتطهير المسبق، يضاف أولاً محلول الأمونيا 2 أو أملاحه إلى الماء الذي يتم تطهيره، وبعد 1-2 دقيقة يتم إدخال الكلور. ونتيجة لذلك، تتشكل الكلورامينات (أحادية الكلورامين NH2C1 وثنائي الكلورامين NHC12) في الماء، والتي لها تأثير مبيد للجراثيم. التفاعلات الكيميائية لتكوين الكلورامينات موضحة في ص. 170.

تعتمد نسبة المواد المتكونة على الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة وكمية المركبات المتفاعلة. تعتمد فعالية الكلورة مع المعالجة المسبقة على نسبة NH3 وC12، وتستخدم جرعات من هذه الكواشف بنسب 1:2، 1:4، 1:6، 1:8. لكل مصدر من مصادر إمدادات المياه، من الضروري تحديد النسبة الأكثر فعالية. معدل تطهير المياه بالكلورامينات أقل من معدل التطهير بالكلور الحر، لذلك يجب أن تكون مدة تطهير المياه في حالة الكلورامينات المسبقة ساعتين على الأقل.مميزات تأثير الكلورامينات المبيد للجراثيم، وكذلك وتفسر قدرتها على عدم تكوين مشتقات الكلور التي لها روائح معينة، بأهميتها

*MPC للفينول في الماء هو 0.001 ملغم/لتر، المؤشر المحدد هو حسي (رائحة)، فئة الخطر الرابعة.*

*لإدخال الأمونيا إلى الماء، من الأفضل استخدام أجهزة الكلورة الفراغية.*

لكن نشاط الأكسدة أقل، نظرًا لأن قدرة الكلورامين على الأكسدة والاختزال أقل بكثير من قدرة الكلور.

بالإضافة إلى الأمونيا المسبقة (إدخال الأمونيا قبل 1-2 دقيقة من إدخال الكلور)، يتم أحيانًا استخدام الأمونيا اللاحقة، عندما يتم إدخال الأمونيا بعد الكلور مباشرة في خزانات المياه النظيفة. ونتيجة لهذا، يتم تثبيت الكلور لفترة أطول من تحقيق الزيادة في مدة تأثيره.

الطرق المشتركة لكلورة المياه. بالإضافة إلى الطرق المدروسة لكلورة المياه، تم اقتراح عدد من الطرق المدمجة، عند استخدام مطهر كيميائي أو فيزيائي آخر مع المركبات المحتوية على الكلور، مما يزيد من تأثير التطهير. يمكن الجمع بين الكلورة ومعالجة المياه بأملاح الفضة (طريقة الكلور والفضة)، وبرمنجنات البوتاسيوم (الكلورة بالمنجنة)، والأوزون أو الأشعة فوق البنفسجية، والموجات فوق الصوتية، وما إلى ذلك.

يتم استخدام الكلورة بالمنجنة (مع إضافة محلول KMP04) عندما يكون ذلك ضروريًا لتعزيز التأثير التأكسدي والجراثيم للكلور، نظرًا لأن برمنجنات البوتاسيوم عامل مؤكسد أقوى. يجب استخدام هذه الطريقة في حالة وجود روائح ومذاقات في الماء ناتجة عن المواد العضوية والطحالب. في هذه الحالة، يتم إدخال برمنجنات البوتاسيوم قبل الكلورة. يجب إضافة KMP04 قبل ترسيب الخزانات بجرعات 1-5 مجم/لتر أو قبل المرشحات بجرعات 0.08 مجم/لتر. ويختزل نفسه إلى Mn02 غير القابل للذوبان في الماء، ويتم الاحتفاظ به بالكامل في خزانات الترسيب والمرشحات.

يتم استخدام طريقة كلوريد الفضة في سفن الأسطول النهري (في منشآت KVU-2 وUKV-0.5). يوفر تطهيرًا معززًا للمياه وحفظها لفترة طويلة (تصل إلى 6 أشهر) مع إضافة أيونات الفضة بكمية 0.05-0.1 ملجم/لتر.

بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام طريقة كلوريد الفضة لتطهير المياه في حمامات السباحة، حيث من الضروري تقليل جرعة الكلور قدر الإمكان. وهذا ممكن لأن التأثير المبيد للجراثيم يتم توفيره ضمن التأثير الكلي لجرعات الكلور والفضة.

يمكن تعزيز تأثيرات الكلور المبيدة للجراثيم والفيروسات والأكسدة عن طريق التعرض المتزامن للموجات فوق الصوتية والأشعة فوق البنفسجية والتيار الكهربائي المباشر.

يتم أخذ عينات المياه من خزانات المياه النظيفة قبل إمدادها بشبكة إمدادات المياه. تتم مراقبة فعالية الكلورة بواسطة الكلور النشط المتبقي كل ساعة، أي 24 مرة في اليوم. تعتبر الكلورة فعالة إذا كان محتوى الكلور الحر المتبقي يتراوح بين 0.3-0.5 ملغم/لتر بعد 30 دقيقة من التلامس، أو إذا كان محتوى الكلور المرتبط المتبقي يتراوح بين 0.8-1.2 ملغم/لتر بعد 60 دقيقة من التلامس.

وفقا للمؤشرات الميكروبيولوجية للسلامة الوبائية، يتم فحص المياه بعد التهاب الكبد الوبائي مرتين يوميا، أي مرة واحدة كل 12 ساعة، وفي المياه بعد التطهير يتم تحديد العدد الميكروبي الإجمالي ومؤشر القولونيات (مؤشر القولونيات). ويعتبر تطهير المياه فعالاً إذا كان مؤشر الإشريكية القولونية لا يتجاوز 3، والعدد الميكروبي الإجمالي لا يتجاوز 100.

الآثار السلبية لكلورة المياه على الصحة العامة. نتيجة تفاعل الكلور مع المركبات الدبالية وفضلات الكائنات المائية وبعض المواد ذات الأصل الصناعي، تتشكل العشرات من مركبات الهالوفورم الجديدة شديدة الخطورة، بما في ذلك المواد المسرطنة والمطفرة والمواد شديدة السمية بأقصى تركيزات مسموح بها عند مستوى أجزاء من المائة والألف من الملليجرام لكل 1 لتر. في الجدول ويبين 3 و5 (انظر الصفحات 66، 67، 101) بعض المركبات المحتوية على الهالوجين، وملامح تأثيرها على جسم الإنسان، والمعايير الصحية في مياه الشرب. مؤشرات هذه المجموعة هي ثلاثي الهالوميثان: الكلورو والبروموفورم، ثنائي برومو كلورو ميثان، برومو ثنائي كلورو ميثان. في مياه الشرب المطهرة وإمدادات المياه الساخنة، يتم اكتشاف الكلوروفورم في أغلب الأحيان وبتراكيز أعلى - وهي مادة مسرطنة من المجموعة 2B، وفقًا لتصنيف IARC.

تدخل مركبات الهالوفورم إلى الجسم مع الماء ليس فقط معوياً. تخترق بعض المواد الجلد السليم أثناء ملامستها للماء، خاصة عند السباحة في حمام السباحة. عند الاستحمام، يتم إطلاق مركبات الهالوفورم في الهواء. وتحدث عملية مماثلة في عملية غلي الماء والغسيل والطهي.

ومع الأخذ في الاعتبار الخطر الشديد للمركبات الهالوفورم على صحة الإنسان، تم وضع مجموعة من التدابير لتقليل مستوياتها في الماء. أنه يوفر:

حماية مصدر إمدادات المياه من التلوث بالمياه العادمة التي تحتوي على سلائف مركبات الهالوفورم؛

الحد من إثراء المسطحات المائية السطحية؛

رفض إعادة الكلورة (الكلورة الأولية) أو استبدالها بالأشعة فوق البنفسجية أو إضافة كبريتات النحاس؛

تحسين عملية التخثر لتقليل لون الماء، أي إزالة المواد الدبالية (سلائف مركبات الهالوفورم)؛

استخدام المطهرات التي لها قدرة أقل على تكوين مركبات الهالوفورم، وخاصة ثاني أكسيد الكلور، والكلورامينات؛

استخدام الكلورة مع preammonization.

يعد تهوية الماء أو استخدام الكربون المنشط الحبيبي الطريقة الأكثر فعالية لإزالة مركبات الهالوفورم من الماء.

الحل الجذري للمشكلة هو استبدال الكلورة بالأوزون وتطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية.

الأوزون للمياه ومزاياها على الكلورة. تعتبر المعالجة بالأوزون إحدى الطرق الواعدة لمعالجة المياه بغرض تطهيرها وتحسين خواصها الحسية. اليوم، ما يقرب من 1000 محطة مياه في أوروبا، خاصة في فرنسا وألمانيا وسويسرا، تستخدم الأوزون في عملية معالجة المياه الخاصة بها. في الآونة الأخيرة، بدأ تطبيق الأوزون على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان. في أوكرانيا، يتم استخدام الأوزون في إمدادات المياه في دنيبر

أرز. 25. المخطط التكنولوجي لمصنع الأوزون:

1 - كمية الهواء. 2 - فلتر الهواء. 3 - صمام التحذير. 4 - خمسة مراوح إمداد؛ 5 - مكبس الهواء. 6 - مجففان مبردان؛ 7 - أربع عمليات تجفيف الامتزاز. 8 - الألومينا المنشطة. 9 - تبريد سخانات المروحة. 10- خمسون مولداً للأوزون (صورة 2)؛ 11 - الهواء الجاف. 12 - مدخل مياه التبريد. 13 - مخرج مياه التبريد. 14 - الهواء المعالج بالأوزون. 15 - ثلاثة خزانات لنشر الأوزون. 16- منسوب الماء

محطات في كييف، في بلدان رابطة الدول المستقلة - في محطات إمدادات المياه في موسكو (الاتحاد الروسي) ومينسك (بيلاروسيا).

الأوزون (Os) هو غاز بنفسجي شاحب ذو رائحة محددة وعامل مؤكسد قوي. جزيئه غير مستقر للغاية، ويتفكك بسهولة (ينفصل) إلى ذرة وجزيء أكسجين. في ظل الظروف الصناعية، يتم إنتاج خليط الأوزون والهواء في المعالج بالأوزون باستخدام تفريغ كهربائي "بطيء" بجهد يتراوح بين 8000 و10000 فولت.

يظهر الرسم التخطيطي لتركيب مولد الأوزون في الشكل. 25. يقوم الضاغط بسحب الهواء، وتنظيفه من الغبار، وتبريده، وتجفيفه على مواد ممتزة بهلام السيليكا أو أكسيد الألومنيوم النشط (الذي يتم تجديده عن طريق نفخ الهواء الساخن). بعد ذلك، يمر الهواء عبر جهاز الأوزون، حيث يتكون الأوزون، والذي يتم إمداده من خلال نظام التوزيع إلى ماء خزان التلامس. جرعة الأوزون اللازمة لتطهير معظم أنواع المياه هي 0.5-6.0 ملغم/لتر. في أغلب الأحيان، بالنسبة لمصادر المياه الجوفية، يتم أخذ جرعة الأوزون في حدود 0.75-1.0 ملغم / لتر، للمياه السطحية - 1-3 ملغم / لتر. في بعض الأحيان تكون هناك حاجة لجرعات عالية لتغير لون الماء وتحسين خواصه الحسية. يجب ألا تقل مدة تلامس الأوزون مع الماء عن 4 دقائق1. مؤشر غير مباشر

*وفقًا لـ GOST 2874-82، كانت مدة تطهير المياه باستخدام الأوزون 12 دقيقة على الأقل. يتم تنظيم نفس المدة بواسطة SanPiN 2.1.4.559-96 المعتمدة من قبل وزارة الصحة الروسية "مياه الشرب. المتطلبات الصحية لجودة المياه لأنظمة إمدادات مياه الشرب المركزية. مراقبة الجودة." وفقًا لـ SanPiN "مياه الشرب. المتطلبات الصحية لجودة المياه من المنزل المركزي وإمدادات مياه الشرب"، المعتمدة من وزارة الصحة في أوكرانيا، يجب أن تكون مدة المعالجة بالأوزون 4 دقائق على الأقل.*

تتمثل فعالية الأوزون في وجود كميات متبقية من الأوزون عند مستوى 0.1-0.3 ملغم / لتر بعد غرفة الخلط.

يتحلل الأوزون في الماء مكونًا الأكسجين الذري: 03 -> 02 + O". وقد ثبت أن آلية تحلل الأوزون في الماء معقدة. وفي هذه الحالة، يحدث عدد من التفاعلات الوسيطة مع تكوين الجذور الحرة (ل على سبيل المثال، H2O*)، والتي تعتبر أيضًا عوامل مؤكسدة.المزيد يتم تفسير التأثير القوي للتأكسد والجراثيم للأوزون مقارنة بالكلور بحقيقة أن قدرته على الأكسدة أكبر من قدرة الكلور.

من وجهة نظر صحية، تعتبر الأوزون واحدة من أفضل الطرق لتطهير المياه. نتيجة للأوزون، يتم تحقيق تأثير تطهير موثوق، وتدمير الشوائب العضوية، ولا تتدهور الخصائص الحسية للمياه فحسب، كما هو الحال مع الكلور أو الغليان، ولكنها تتحسن أيضًا: يتناقص اللون، ويختفي الطعم والرائحة غير الضرورية، ويختفي الماء. يكتسب لون أزرق. يتحلل الأوزون الزائد بسرعة وينتج الأكسجين.

تتميز عملية الأوزون للمياه بالمزايا المحددة التالية مقارنة بالكلور:

1) الأوزون هو أحد أقوى العوامل المؤكسدة، وقدرته على الأكسدة والاختزال أعلى من قدرة الكلور وحتى ثاني أكسيد الكلور؛

2) أثناء عملية الأوزون، لا يتم إدخال أي شيء غريب إلى الماء ولا تحدث تغييرات ملحوظة في التركيب المعدني للمياه ودرجة الحموضة؛

3) يتحول الأوزون الزائد إلى أكسجين بعد بضع دقائق، وبالتالي لا يؤثر على الجسم ولا يضعف الخصائص الحسية للمياه؛

4) تفاعل الأوزون مع المركبات الموجودة في الماء لا يسبب ظهور الأذواق والروائح الكريهة.

5) الأوزون يزيل اللون ويزيل الروائح الكريهة من المياه التي تحتوي على مواد عضوية ذات أصل طبيعي وصناعي، مما يمنحها الرائحة والطعم واللون؛

6) مقارنة بالكلور، يعمل الأوزون بشكل أكثر فعالية على تطهير المياه من أشكال الجراثيم والفيروسات؛

7) تكون عملية الأوزون أقل عرضة لتأثير العوامل المتغيرة (درجة الحموضة، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك)، مما يسهل التشغيل التكنولوجي لمرافق معالجة المياه، وكفاءة المراقبة ليست أكثر صعوبة من معالجة كلورة المياه؛

8) معالجة المياه بالأوزون تضمن معالجة المياه دون انقطاع، مما يلغي الحاجة إلى نقل وتخزين الكلور غير الآمن؛

9) تنتج الأوزون مواد سامة جديدة أقل بكثير من الكلورة. هذه هي الألدهيدات بشكل رئيسي (على سبيل المثال، الفورمالديهايد) والكيتونات، والتي تتشكل بكميات صغيرة نسبيا؛

10) الأوزون للمياه يجعل من الممكن معالجة المياه بشكل شامل، والتي يمكن أن تحقق في وقت واحد التطهير وتحسين الخصائص الحسية (اللون والرائحة والطعم).

تطهير الماء بأيونات الفضة. تحافظ المياه المعالجة بالفضة بجرعة 0.1 ملغم / لتر على مؤشرات صحية وصحية عالية على مدار العام. يمكن إدخال الفضة مباشرة عن طريق ضمان ملامسة الماء لسطح المعدن نفسه، وكذلك عن طريق إذابة أملاح الفضة في الماء كهربائيا. لوس أنجلوس قام Kulsky بتطوير مؤينات LK-27 وLK-28، والتي توفر الذوبان الأنودي للفضة بواسطة التيار الكهربائي المباشر.

آلية عمل المطهرات الكيميائية على الكائنات الحية الدقيقة. المرحلة الأولية لعمل أي مطهر على الخلية البكتيرية هي امتصاصه على سطح الخلية (O.S Savluk, 1998). بعد أن تنتشر المطهرات عبر جدار الخلية، فإن أهداف عملها هي الغشاء السيتوبلازمي، والنوكليويد، والسيتوبلازم، والريبوسومات، والجسيمات المتوسطة. المرحلة التالية هي تحلل الجزيئات الكبيرة، بما في ذلك البروتين، وهياكل الخلية البكتيرية نتيجة لتثبيط المجموعات الوظيفية شديدة التفاعل (سلفيدريل، أمين، الفينول، الإندول، ثيو إيثيل، الفوسفات، مجموعات الكيتو، ذرات النيتروجين الحلقية الداخلية، إلخ). . الأكثر حساسية هي الإنزيمات التي تحتوي على مجموعات SH، أي إنزيمات الثيول. من بينها، يتم تثبيط بقوة ديهيدروجينيز، الذي يضمن تنفس البكتيريا والمترجمة بشكل رئيسي في mesosomes.

من بين عضيات الخلية البكتيرية، أحد أكثر العضيات التي تضررت بسبب المطهرات الكيميائية هو الغشاء السيتوبلازمي. ويرجع ذلك إلى سهولة الوصول إلى العامل المؤكسد (مقارنة بالعضيات الأخرى) ووجود عدد كبير من المجموعات النشطة (بما في ذلك مجموعات السلفهيدريل)، والتي يمكن تعطيلها بسهولة. ولذلك، هناك حاجة إلى كميات صغيرة نسبيا من المطهرات لتدمير الغشاء السيتوبلازمي. ونظرًا لأهمية وظائف الغشاء السيتوبلازمي لحياة الخلية البكتيرية، فإن تلفه يعد خطيرًا للغاية.

النواة، والجزء الرئيسي منها هو جزيء الحمض النووي، على الرغم من وجود مجموعات تفاعلية قادرة على التفاعل مع المطهرات، لا يمكن الوصول إلى جزيئاتها وأيوناتها. يحدث هذا، أولاً، بسبب صعوبات نقل المطهر من محلول مائي إلى النواة عبر الأغشية الخارجية والسيتوبلازمية للخلية البكتيرية، وبالتالي بسبب الخسائر غير المنتجة في عوامل التطهير. ثانيًا: وجود قشرة الترطيب الأولية على سطح الحمض النووي يصبح عائقًا أمام بعض المطهرات. على وجه الخصوص، هذه القشرة المائية غير منفذة للكاتيونات.

من الضروري استخدام كمية كبيرة من المطهر لتعطيل الريبوسومات والبوليزومات التي تحتوي على الرنا الريباسي (rRNA)، وذلك بسبب تركيزها العالي في الخلية البكتيرية (مقارنة بالحمض النووي).

يجب أن تتمتع المطهرات الكيميائية بأكبر نطاق ممكن من التأثير المبيد للجراثيم والحد الأدنى من السمية للجسم. مع مراعاة آلية التفاعل مع الخلايا البكتيرية، تنقسم المطهرات الكيميائية إلى مجموعتين:

1. المواد التي تؤثر على التركيب الخلوي بسبب التأثيرات الكيميائية والفيزيائية، أي المواد ذات التركيب القطبي والتي تحتوي على مجموعات محبة للدهون والماء (الكحول، الفينولات، الكريسولات، المنظفات، المضادات الحيوية متعددة الببتيد). إنها تذيب أجزاء من الهياكل الخلوية - الأغشية، مما ينتهك سلامتها، وبالتالي وظائفها. تمتلك مجموعة واسعة من عمل مبيد الجراثيم بسبب التشابه في بنية أغشية الخلايا في بدائيات النوى المختلفة، هذه الفئة من المطهرات فعالة فقط بتركيزات عالية - من 1 إلى 10 م.

2. المواد التي تلحق الضرر بالتركيبات الخلوية بسبب التفاعل الكيميائي. يمكن تقسيمها إلى فئتين فرعيتين: 1) المواد التي تمنع نمو البكتيريا فقط؛ 2) المواد التي تسبب وفاتهم. الخط الفاصل بينهما تعسفي تمامًا ويتم تحديده إلى حد كبير من خلال التركيز. تشتمل المطهرات التي تسبب موت الخلايا تقريبًا على جميع المعادن الثقيلة التي تشكل معقدات يصعب فصلها مع مجموعات السلفهيدريل، وكذلك الأنيونات السماوية، التي تشكل معقدات يصعب فصلها مع الحديد، وبالتالي إعاقة وظيفة إنزيم الجهاز التنفسي الطرفي السيتوكروم. أوكسيديز. المطهرات التي تمنع نمو البكتيريا، عند تفاعلها مع مجموعات وظيفية من المركبات الخلوية، إما تؤدي إلى تحولها (يمكن عكسها في ظل ظروف معينة) إلى مجموعات أخرى، أو تمنعها بسبب التشابه الهيكلي للمطهرات مع المستقلبات الخلوية الطبيعية.

تعتمد فعالية المطهرات الكيميائية أيضًا على إمكانيات نقلها عبر الهياكل الخلوية إلى الهدف في الخلية. تمتلك بكتيريا Gracilicute (سالبة الجرام) والبكتيريا الثابتة (إيجابية الجرام) هياكل غشائية مختلفة، والفرق الرئيسي هو أن بكتيريا Gracilicute لها طبقة خارجية إضافية تتكون من الدهون الفوسفاتية والبروتينات الدهنية والبروتينات. توفر كل من هياكل القشرة المكونة من طبقتين وثلاث طبقات انتقائية عالية لاختراق المواد الغريبة من الخارج إلى داخل الخلية.

بالإضافة إلى القيود المفروضة على النقل، يمكن أن تتأثر فعالية المطهرات الكيميائية بتركيبة المنحل بالكهرباء في الماء الذي يتم تطهيره. على سبيل المثال، عند استخدام كاتيونات المعادن الثقيلة للتطهير، فإن وجود أنيونات معينة (C1~، Br"، I"، SO^~، POJ"، وما إلى ذلك) وبيئة قلوية يمكن أن يؤدي إلى تكوين مواد شديدة الذوبان، مركبات ضعيفة الانفصال.

تفاعل المطهرات مع مستقلبات الخلية والمركبات الكيميائية الموجودة فيها يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تغيير في الخواص الفيزيائية والكيميائية للمطهر. لذلك، وفقًا لـ L.A. Kulsky (1988)، يحتوي السائل داخل الخلايا على ما يقرب من 3 مللي مكافئ/لتر من الأنيونات، وما يصل إلى 100 مللي مكافئ/لتر HPOj" وما يقرب من 20 مللي مكافئ/لتر SOj"، وهو ما يكفي تمامًا لتحويل العديد من المطهرات، على سبيل المثال معادن الكاتيونات الثقيلة إلى مركبات منفصلة قليلا.

تتيح آلية عمل مبيد الجراثيم تفسير التأثيرات التآزرية التي يتم ملاحظتها تجريبياً عند تطهير المياه بمجموعات من المطهرات الكيميائية أو من خلال التأثير الفيزيائي وعمل المطهر الكيميائي. من منظور الآلية قيد النظر، فإن عمل أحد مجموعة المطهرات يحيد نظام "الدفاع القرباني" للخلية البكتيرية، وبعد ذلك يتمكن المطهر الآخر من الوصول دون عوائق تقريبًا إلى الأهداف الرئيسية، وبالتفاعل معها، يثبط نشاط المطهر. خلية.

وبالتالي، يجب أن يكون لمجموعات المطهرات الكيميائية خصائص مثالية للجراثيم، حيث يكون أحدهما قادرًا على ربط مجموعات السلفهيدريل بشكل لا رجعة فيه من بروتينات القشرة، والآخر، الذي يتمتع بخصائص نقل انتقائية للغاية، ينتشر بسرعة في سيتوبلازم الخلية ويتفاعل مع الحمض النووي و الحمض النووي الريبوزي (RNA) يثبط نشاط الخلية البكتيرية. مثل هذه التركيبات عالية الفعالية من المطهرات هي أنظمة C12: H202، C12: 03، C12: Ag+، I2: Ag+، إلخ. عندما يكون مزيج من التأثير الفيزيائي وعمل المطهر الكيميائي، نتيجة لـ يحدث التأثير الجسدي على غشاء الخلية البكتيرية أو يحدث اضطراب أو تدمير جزئي لبنيتها. وهذا يسهل نقل المطهر الكيميائي إلى أهداف الخلية وتعطيله بشكل أكبر. يعد استخدام مجموعات من المطهرات فعالاً للغاية في تعطيل الخلايا البكتيرية الطافرة، والتي توجد في مجموعات الخلايا بنسبة 10-40٪.

إن الآلية المدروسة لعمل مبيد الجراثيم للمطهرات الكيميائية تجعل من الممكن شرح أنماط تعطيل الفيروسات والعاثيات. على وجه الخصوص، يتم تفسير زيادة مقاومة العاثيات للمطهرات الكيميائية مقارنة بالخلايا البكتيرية من خلال وجودها في سيتوبلازم البكتيريا وبالتالي انخفاض إمكانية الوصول إلى معظم المطهرات الكيميائية. ربما يرجع تعطيل نشاط الفيروسات والعاثيات خارج الخلية البكتيرية بواسطة المطهرات الكيميائية إلى تمسخ الأغلفة البروتينية للفيروس والتفاعل مع أنظمته الإنزيمية الموجودة تحت الأصداف البروتينية.

تطهير المياه عن طريق الأشعة فوق البنفسجية. يعد تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية طريقة فيزيائية (خالية من الكواشف). تتميز الطرق الخالية من الكواشف بعدد من المزايا: عند استخدامها، لا تتغير تركيبة الماء وخصائصه، ولا تظهر الأذواق والروائح الكريهة، وليست هناك حاجة لنقل الكواشف وتخزينها.

يتم ممارسة التأثير المبيد للجراثيم بواسطة الجزء فوق البنفسجي من الطيف البصري في نطاق الموجة من 200 إلى 295 نانومتر. الحد الأقصى لتأثير مبيد الجراثيم يحدث عند 260 نانومتر. تخترق هذه الأشعة طبقة سمكها 25 سم من الماء الصافي عديم اللون. يتم تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية بسرعة كبيرة. بعد 1-2 دقيقة من التشعيع، تموت الأشكال النباتية للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. التعكر وخاصة أملاح اللون واللون والحديد، مما يقلل من نفاذية الماء للأشعة فوق البنفسجية المبيدة للجراثيم، يبطئ هذه العملية. وهذا يعني أن الشرط الأساسي للتطهير الموثوق للمياه بالأشعة فوق البنفسجية هو توضيحها وتبييضها الأولي.

يتم تطهير المياه من مصادر المياه الجوفية، التي لا يزيد مؤشر القولونية فيها عن 1000 وحدة تشكيل مستعمرة / لتر، ومحتوى الحديد لا يزيد عن 0.3 ملغم / لتر، عن طريق الأشعة فوق البنفسجية باستخدام مصابيح مبيدة للجراثيم. يتم تركيب تركيبات مبيدات الجراثيم على خطوط الشفط والضغط لمضخات المصعد الثاني

أرز. 26. تركيب لتطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية (OB AKX-1):

قسم؛ ب - رسم تخطيطي لحركة الماء عبر الغرفة؛ 1 - نافذة العرض. 2 - الجسم. 3 - أقسام.

4 - إمدادات المياه. 5 - مصباح الكوارتز الزئبق PRK-7؛ 6- تغطية الكوارتز في المباني الفردية أو الغرف . إذا كانت إنتاجية محطات المياه تصل إلى 30 م3/ساعة، يتم استخدام المنشآت ذات مصدر إشعاع غير غاطس على شكل مصابيح الأرجون والزئبق منخفضة الضغط. إذا كانت إنتاجية المحطة 30-150 م3/ساعة، يتم استخدام التركيبات بمصابيح الكوارتز الزئبقية ذات الضغط العالي الغاطسة (الشكل 26).

عند استخدام مصابيح الأرجون والزئبق منخفضة الضغط، لا تتشكل أي منتجات ثانوية سامة في الماء، بينما تحت تأثير مصابيح الكوارتز الزئبق عالية الضغط، يمكن أن يتغير التركيب الكيميائي للمياه بسبب التحولات الكيميائية الضوئية للمواد الذائبة في الماء.

يرجع التأثير المطهر للأشعة فوق البنفسجية القاتلة للجراثيم في المقام الأول إلى التفاعلات الكيميائية الضوئية، مما يؤدي إلى تلف لا يمكن إصلاحه في الحمض النووي للخلية البكتيرية. بالإضافة إلى الحمض النووي، فإن الأشعة فوق البنفسجية تدمر أيضًا الأجزاء الهيكلية الأخرى للخلية، وخاصة الرنا الريباسي (rRNA) وأغشية الخلايا. يبلغ إنتاج الطاقة المبيدة للجراثيم 11% عند الطول الأمثل لمعظم الموجات المنبعثة.

وبالتالي، فإن الأشعة المبيدة للجراثيم لا تفسد الماء ولا تغير خصائصه الحسية، ولها أيضًا مجموعة واسعة من التأثيرات اللاأحيائية - فهي لها تأثير ضار على الجراثيم والفيروسات وبيض الديدان الطفيلية المقاومة للكلور. وفي الوقت نفسه، فإن استخدام هذه الطريقة لتطهير المياه يعقد التحكم التشغيلي للفعالية، حيث لا يمكن الحصول على نتائج تحديد العدد الميكروبي ومؤشر القولونيات للمياه إلا بعد 24 ساعة من حضانة المحاصيل، كما أن الطريقة السريعة، وهو ما يشبه تحديد الكلور الحر المتبقي أو الكلور المدمج أو الأوزون المتبقي، وهو غير موجود في هذه الحالة.

تعقيم المياه بالموجات فوق الصوتية. يتم تفسير تأثير الموجات فوق الصوتية المبيد للجراثيم بشكل أساسي عن طريق التدمير الميكانيكي للبكتيريا في مجال الموجات فوق الصوتية. تشير بيانات المجهر الإلكتروني إلى تدمير غشاء الخلية البكتيرية. لا يعتمد تأثير الموجات فوق الصوتية المبيد للجراثيم على التعكر (حتى 50 مجم / لتر) ولون الماء. وهو ينطبق على كل من الأشكال الخضرية والبوغية للكائنات الحية الدقيقة ويعتمد فقط على شدة التقلبات.

يتم إنتاج الاهتزازات فوق الصوتية، والتي يمكن استخدامها لتطهير المياه، عن طريق طرق كهرضغطية أو مغناطيسية. للحصول على مياه تلبي متطلبات GOST 2874-82 "مياه الشرب. المتطلبات الصحية ومراقبة الجودة"، يجب أن تكون شدة الموجات فوق الصوتية حوالي 2 وات/سم2، ويجب أن يكون تردد التذبذب 48 كيلو هرتز لكل ثانية واحدة. الموجات فوق الصوتية بتردد 20-30 كيلو هرتز تدمر البكتيريا في 2-5 ثواني.

التطهير الحراري للمياه. تستخدم هذه الطريقة لتطهير كميات صغيرة من المياه في المصحات والمستشفيات وعلى متن السفن والقطارات وغيرها. ويتم التطهير الكامل للمياه وموت البكتيريا المسببة للأمراض بعد 5-10 دقائق من غليان الماء. لهذا النوع من التطهير، يتم استخدام أنواع خاصة من الغلايات.

التطهير بالأشعة السينية. تتضمن الطريقة تشعيع الماء بأشعة سينية قصيرة الموجة بطول موجي يتراوح بين 60-100 نانومتر. يخترق الإشعاع قصير الموجة بعمق الخلايا البكتيرية، مما يسبب تغيرات كبيرة وتأينًا. لم تتم دراسة الطريقة بما فيه الكفاية.

التطهير بالمكنسة الكهربائية. تتضمن الطريقة تعطيل البكتيريا والفيروسات تحت ضغط منخفض. يتم تحقيق التأثير الكامل للجراثيم خلال 15-20 دقيقة. وضع المعالجة الأمثل هو عند درجة حرارة 20-60 درجة مئوية وضغط 2.2-13.3 كيلو باسكال.

يتم استخدام الطرق الفيزيائية الأخرى للتطهير، مثل المعالجة بالإشعاع Y، والتفريغ عالي الجهد، والتفريغ الكهربائي منخفض الطاقة، والتيار الكهربائي المتناوب، بشكل محدود بسبب كثافة الطاقة العالية، وتعقيد المعدات، وكذلك بسبب عدم معرفتهم الكافية ونقص المعلومات حول إمكانية تكوين مركبات جانبية ضارة. معظمهم حاليا في مرحلة التطور العلمي.

تطهير المياه في الميدان. يجب أن يضمن نظام إمدادات المياه في الميدان الحصول على مياه شرب عالية الجودة لا تحتوي على مسببات الأمراض المعدية. من بين الوسائل التقنية المناسبة لتحسين جودة المياه في الظروف الميدانية، تستحق مرشحات الكربون النسيجية (TCF) اهتمامًا خاصًا: فهي محمولة وقابلة للنقل وبسيطة وعالية الإنتاجية.

تصميم TUF بواسطة M.N. تم تصميم Klyukanov للاستخدام المؤقت (إمدادات المياه في الظروف الميدانية والمناطق الريفية،

المباني الجديدة خلال الرحلات الاستكشافية). يتم تنقية المياه وتطهيرها وفقًا لـ M.N. Klyukanov عن طريق التخثر والتطهير المتزامن بجرعات متزايدة من الكلور (الكلورة الفائقة) مع مزيد من الترشيح من خلال TUV (الشكل 27). يتم الاحتفاظ بالجزيئات المعلقة على طبقة مرشح النسيج، أي يتم تحقيق تنقية المياه وتغير اللون، ويتم إجراء إزالة الكلور على طبقة مرشح الكربون.

للتخثر، يتم استخدام كبريتات الألومنيوم - A12(S04)3 بكمية 100-200 ملغم/لتر. تبلغ جرعة الكلور النشط لتطهير المياه (الكلورة الفائقة) 50 ملغم/لتر على الأقل. مادة تخثر ومبيض أو DTSGK (ثلثي الملح الأساسي لنقص السكر في الدم)

كلوريت الكالسيوم) بجرعات 150 و 50 ملغم/لتر على التوالي. وفي هذه الحالة لا يتأثر التخثر بقلوية الماء:

أ) مع التبييض -

A12(S04)3 + 6CaOC12 + 6H20 -> -> 2A1(OH)3 + 3CaS04 + 3CaC12 + 6HOCI؛

ب) مع DTSGK -

A12(S04)3 + 3Ca(OS1)2 2Ca(OH)2 + 2H20 -> ->2A1(OH)3 + 3CaS04 + 2Ca(OS1)2 + 2HOC1.

عادة، يحدث التخثر عن طريق تفاعل كبريتات الألومنيوم مع بيكربونات الماء، والتي يجب أن تكون على الأقل 2 ملي مكافئ / لتر. وفي حالات أخرى، يحتاج الماء إلى القلوية.

بعد 15 دقيقة من العلاج بالكواشف المذكورة أعلاه، يتم ترشيح الماء المستقر من خلال TUV. يتم تحديد الكلور المتبقي والخواص الحسية في الماء النقي.

شبكة إمدادات المياه والهياكل عليها. شبكة إمدادات المياه (نظام توزيع إمدادات المياه) عبارة عن نظام تحت الأرض من الأنابيب يتم من خلاله توفير المياه تحت الضغط (على الأقل 2.5-4 ضغط جوي لمبنى مكون من خمسة طوابق) تم إنشاؤها بواسطة محطة ضخ من الارتفاع الثاني إلى منطقة مأهولة بالسكان وتوزعت على أراضيها. وتتكون من خطوط أنابيب المياه الرئيسية التي تدخل من خلالها المياه من محطات المياه إلى المنطقة المأهولة، وشبكة واسعة من الأنابيب التي يتم من خلالها إمداد المياه إلى خزانات المياه، وهياكل سحب المياه الخارجية (مضخات الشوارع، وصنابير إطفاء الحرائق)، والمباني السكنية والعامة. وفي هذه الحالة، يتفرع خط أنابيب المياه الرئيسي إلى عدة خطوط رئيسية، والتي تتفرع بدورها إلى خطوط الشوارع والفناء والمنازل. وترتبط الأخيرة بنظام أنابيب إمدادات المياه الداخلية للمباني السكنية والعامة.

أرز. 28. مخطط شبكة إمدادات المياه: أ - مخطط مسدود. ب - دائرة الحلقة. أ - محطة الضخ. ب - إمدادات المياه. ج - برج المياه. د - المناطق المأهولة بالسكان. د - شبكة التوزيع

وفقا للتكوين، يمكن أن تكون شبكة إمدادات المياه: 1) حلقة؛ 2) طريق مسدود. 3) مختلط (الشكل 28). تتكون الشبكة المسدودة من خطوط عمياء منفصلة تدخل إليها المياه من جانب واحد. في حالة تلف هذه الشبكة في أي منطقة، يتم إيقاف إمداد المياه لجميع المستهلكين المتصلين بالخط الموجود خلف نقطة الضرر في اتجاه حركة المياه. عند الأطراف المسدودة لشبكة التوزيع، يمكن أن يركد الماء وقد تظهر الرواسب، مما يعمل بمثابة بيئة مواتية لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة. وكاستثناء، يتم تركيب شبكة إمدادات المياه المسدودة في البلدات الصغيرة وأنظمة إمدادات المياه الريفية.

الأفضل من وجهة نظر صحية هي شبكة إمدادات المياه المغلقة، والتي تتكون من نظام من الدوائر المغلقة أو الحلقات المجاورة. الأضرار في أي منطقة لا توقف إمدادات المياه، حيث يمكن أن تتدفق عبر خطوط أخرى.

يجب أن يضمن نظام توزيع إمدادات المياه إمدادًا مستمرًا بالمياه إلى جميع نقاط استهلاكه ويمنع تلوث المياه على طول مسار إمداده بالكامل من مرافق إمدادات المياه الرئيسية إلى المستهلكين. للقيام بذلك، يجب أن تكون شبكة إمدادات المياه مقاومة للماء. يحدث تلوث المياه في شبكة إمدادات المياه أثناء إمدادات المياه المركزية بسبب: تسرب مواسير المياه، وانخفاض الضغط بشكل كبير في شبكة إمدادات المياه، مما يؤدي إلى شفط التلوث في المناطق المتسربة، ووجود مصدر للتلوث. بالقرب من موقع تسرب أنابيب المياه. من غير المقبول الجمع بين شبكات إمدادات المياه المنزلية ومياه الشرب وشبكات إمدادات المياه غير الصالحة للشرب (إمدادات المياه التقنية).

تصنع أنابيب المياه من الحديد الزهر، والصلب، والخرسانة المسلحة، والبلاستيك، وما إلى ذلك. ولا تستخدم الأنابيب المصنوعة من مواد البوليمر، وكذلك الطلاءات الداخلية المضادة للتآكل، إلا بعد تقييمها صحيًا والحصول على إذن من وزارة الصحة. تستخدم الأنابيب الفولاذية في المناطق التي يزيد الضغط الداخلي فيها عن 1.5 ميجا باسكال، عند التقاطعات مع السكك الحديدية والطرق السريعة والخزانات السطحية (الأنهار)، عند تقاطع إمدادات مياه الشرب والصرف الصحي. إنهم بحاجة إلى حماية الأسطح الخارجية والداخلية من التآكل. يجب أن لا يقل قطر أنابيب مياه الشرب في المستوطنات الحضرية عن 100 ملم، وفي المناطق الريفية - أكثر من 75 ملم. يتم تحقيق اتصال محكم الغلق لأقسام الأنابيب الفردية بطول 5-10 أمتار باستخدام الشفاه أو المقابس أو الوصلات (الشكل 29). تُستخدم وصلات الفلنجة فقط عندما تكون الأنابيب مفتوحة (على سطح الأرض)، حيث يمكن الوصول إليها لإجراء الفحص الخارجي واختبار التسرب.

يجب أن يسبق مد خطوط إمداد المياه للإمدادات المنزلية ومياه الشرب إجراء تقييم صحي للإقليم بما لا يقل عن 40 مترًا في كلا الاتجاهين عندما يكون مصدر المياه موجودًا في منطقة غير مطورة وبنسبة 10-15 مترًا في منطقة مبنية. منطقة أعلى. يجب أن تكون التربة التي سيتم وضع مسار إمدادات المياه عليها غير ملوثة. لا ينبغي وضع الطريق من خلال المستنقعات ومدافن النفايات والمقابر ودفن الماشية، أي حيث تكون التربة ملوثة. من الضروري تنظيم شريط وقائي صحي على طول خطوط أنابيب المياه (انظر الصفحات 129، 130).

يجب وضع أنابيب المياه على مسافة 0.5 متر تحت مستوى درجة حرارة الصفر في التربة (مستوى تجمد التربة). علاوة على ذلك، اعتمادا على المنطقة المناخية، يتراوح عمق تمديد أنابيب المياه من 3.5 إلى 1.5 متر، وفي المناطق الجنوبية، من أجل منع ارتفاع درجة حرارة المياه في الصيف، يجب أن يكون عمق تمديد أنابيب المياه بحيث تكون طبقة التربة فوقها سمك الأنبوب لا يقل عن 0.0 م 5 م.

يجب وضع خطوط المياه على ارتفاع 0.5 متر عن خطوط الصرف الصحي. إذا تم وضع أنابيب المياه على نفس مستوى خطوط الصرف الصحي الموازية، يجب أن تكون المسافة بينها 1.5 متر على الأقل لأنابيب المياه التي يصل قطرها إلى 200 ملم، ولا تقل عن 3 أمتار إذا كان قطرها أكثر من 200 ملم. في هذه الحالة، فمن الضروري استخدام الأنابيب المعدنية. كما تستخدم أنابيب المياه المعدنية في الأماكن التي تتقاطع فيها مع خطوط الصرف الصحي. في هذه الحالة يجب وضع أنابيب المياه أعلى بمقدار 0.5 متر من أنابيب الصرف الصحي. كاستثناء، عند التقاطعات، يمكن وضع أنابيب المياه أسفل أنابيب الصرف الصحي. في هذه الحالة، يُسمح باستخدام أنابيب المياه الفولاذية فقط، بالإضافة إلى حمايتها بغلاف معدني خاص بطول لا يقل عن 5 أمتار على جانبي التقاطع في التربة الطينية و10 أمتار على الأقل في التربة ذات قدرة ترشيح عالية (على سبيل المثال، ساندي). يجب أن تكون أنابيب الصرف الصحي في المنطقة المحددة من الحديد الزهر.

يتم تركيب ما يلي على خطوط أنابيب المياه وخطوط إمداد المياه: صمامات فراشة (مسامير) لعزل مناطق الإصلاح؛ الغطاسات - لإطلاق الهواء أثناء تشغيل خط الأنابيب؛ الصمامات - لإطلاق الهواء ودخوله عند تفريغ خطوط أنابيب المياه أثناء الإصلاحات والملء اللاحق؛ منافذ - لتصريف المياه عند إفراغ خطوط الأنابيب؛ منظمات الضغط، وصمامات للحماية من المطرقة المائية، إذا كنت بحاجة فجأة إلى إيقاف تشغيل المضخات أو تشغيلها، وما إلى ذلك. يجب ألا يتجاوز طول أقسام الإصلاح عند وضع خطوط أنابيب المياه في خط واحد 3 كم، في سطرين أو أكثر - 5 كم .

يتم تركيب صمامات الإغلاق والتحكم والأمن في آبار فحص إمدادات المياه. كما يتم تركيب آبار فحص عند جميع مفاصل خطوط المياه الرئيسية والرئيسية والشوارع. الآبار عبارة عن أعمدة خرسانية مسلحة مقاومة للماء تقع تحت الأرض. للنزول إلى بئر التفتيش، هناك فتحة ذات غطاء محكم الغلق، معزول خلال موسم البرد؛ يتم تركيب أقواس من الحديد الزهر أو الفولاذ في الحائط. ينشأ خطر تلوث المياه في شبكة إمدادات المياه من خلال آبار التفتيش عند امتلاء العمود بالمياه. يمكن أن يحدث هذا نتيجة لدخول المياه من خلال الجدران والقاع المتسرب، أو مياه الأمطار من خلال غطاء متسرب، أو المياه من شبكة إمدادات المياه من خلال وصلات الأنابيب والتجهيزات المتسربة. عندما ينخفض ​​الضغط في الشبكة، يمكن امتصاص المياه المتجمعة في بئر الفحص إلى الأنابيب.

تم تصميم خزانات ضغط المياه (الاحتياطية) لإنشاء احتياطي مياه يعوض التناقضات المحتملة بين إمدادات المياه واستهلاكها في ساعات معينة من اليوم. تمتلئ الخزانات بشكل رئيسي في الليل، وخلال النهار، خلال ساعات الاستخدام المكثف للمياه، يدخل الماء منها إلى الشبكة، مما يؤدي إلى تطبيع الضغط.

يتم تركيب خزانات المياه في أعلى نقطة من التضاريس على الأبراج التي ترتفع فوق أعلى المباني في المستوطنة (الشكل 30). المنطقة المحيطة بأبراج المياه مسيجة. ويجب أن تكون الخزانات مقاومة للماء ومصنوعة من الحديد أو الخرسانة المسلحة. لتنظيف وإصلاح وتطهير السطح الداخلي للخزان

أرز. 30. برج المياه: أ - المظهر؛ ب - القسم: أنا - أنابيب الإمداد والتوزيع. 2- أنبوب الفائض

يتم توفير فتحات ذات أغطية مغلقة ومختومة بإحكام. ولتبادل الهواء، تم تجهيز الخزانات بفتحات تهوية مغطاة بشبكات ومحمية من هطول الأمطار. يتم تركيب الصنابير على مواسير إمداد وتصريف المياه لأخذ عينات من المياه وذلك لمراقبة جودتها قبل الخزان وبعده. تتطلب خزانات المياه تطهيرًا دوريًا (1-2 مرات في السنة).

على خطوط أنابيب المياه الكبيرة، يتم تركيب خزانات احتياطية تحت الأرض - خزانات المياه النظيفة. ومن هذه، يتم توفير المياه لشبكة إمدادات المياه عن طريق محطات الضخ للمصعد الثالث.

صنابير المياه. يحصل السكان على المياه من نظام توزيع المياه أو من خلال مداخل المنزل وصنابير شبكة إمدادات المياه داخل المنزل، أو من خلال مرافق توزيع المياه الخارجية - الصنابير العامة.

صنابير المياه في الشوارع هي العناصر الأكثر ضعفا في نظام إمدادات المياه. هناك العديد من الحالات المعروفة لتفشي وبائي للأمراض المعدية، والتي تسمى بأوبئة "العمود الواحد".

هناك تصميمات مختلفة للأعمدة، ولكن الأكثر شيوعًا هي أنظمة نوع تشيركونوف وموسكو. يتم تركيبها في مناطق البناء دون إدخال أنابيب إمدادات مياه الشرب المركزية إلى المباني. في هذه الحالة، يجب ألا يزيد نصف قطر خدمة العمود عن 100 متر، وفي الآونة الأخيرة، في المدن ذات إمدادات المياه المركزية مع تناول المياه من الخزانات السطحية، يتم استخدام الأعمدة على نطاق واسع لتنظيم إمدادات المياه الارتوازية لغرفة المضخة 1.

يتكون أنبوب المياه في نظام تشيركونوف (الشكل 31) من أجزاء فوق الأرض وتحت الأرض. يبدو الجزء الموجود تحت الأرض (بئر الفحص) وكأنه عمود ذو جدران وقاع خرساني مسلح مقاوم للماء. يوجد قاذف هناك (يتم تثبيته على طول مسار حركة المياه من مصدر المياه الرئيسي إلى أنبوب الماء الداخلي للعمود) وخزان تصريف بأنبوب هواء. توجد فتحة محكمة الغلق في السقف الخرساني المسلح للعمود. يحتوي الجزء الأرضي من العمود على أنبوب مخرج ومقبض متصل بواسطة قضيب بصمام يقع أمام القاذف عند مخرج المياه من مصدر المياه الرئيسي. حول العمود، في دائرة نصف قطرها 1.5-2 متر، يتم تثبيت منطقة عمياء مع ميل من العمود، وتحت أنبوب المخرج يوجد صينية لتصريف المياه المنسكبة أثناء الاستخدام.

عند الضغط على المقبض، يفتح الصمام، ويرتفع الماء من مصدر الماء تحت الضغط عبر أنبوب الماء ويتدفق عبر أنبوب مخرج العمود. عندما يتم تحرير المقبض، يغلق الصمام. وبما أن الماء المتبقي في أنبوب المياه يتجمد ويكسر الأنبوب خلال موسم البرد، فإنه يتم تصريفه إلى خزان معدني في قاع بئر التفتيش. في هذه الحالة، يدخل الهواء من الخزان إلى العمود عبر أنبوب الهواء. عند الضغط على المقبض مرة أخرى وفتح الصمام، يخرج الماء تحت الضغط من خلال فتحة ضيقة في مصدر المياه الرئيسي إلى أنبوب الماء، مما يؤدي إلى تنشيط القاذف. إن تأثير القذف (الشفط)، الذي يحدث في الثواني الأولى بعد فتح الصمام ولا يدوم طويلا، يمتص الماء من الخزان إلى أنبوب الماء. يتم ملء الخزان بالهواء من العمود عبر أنبوب الهواء. وبالتالي، فإن الأجزاء الأولى من الماء القادمة من العمود مباشرة بعد الضغط على المقبض هي خليط من الماء من شبكة إمدادات المياه وخزان الصرف. بسبب شفط الماء من الخزان، يتم تعادل الضغط في القاذف، ويختفي تأثير القذف، وبعد ذلك يتم توفير المياه للمستهلك حصرا من شبكة إمدادات المياه. عندما يتم تحرير المقبض، يتم ملء الخزان مرة أخرى بالماء من أنبوب الماء الخاص بالعمود.

يمكن أن ينشأ تهديد حقيقي بتلوث المياه في الموزع إذا امتلأ عمود الموزع بالماء. يمكن أن تكون الطرق التي تدخل بها المياه إلى المنجم مختلفة. وبالتالي هطول الأمطار والجريان السطحي

*يتم توفير إمدادات المياه لغرفة المضخة من خلال إمدادات المياه المحلية. عناصره هي: 1) مصدر تحت الأرض بين الطبقات (يفضل الارتوازي) من الدرجة الأولى وفقًا لـ GOST 2761-84 ؛ 2) بئر ارتوازي؛ 3) محطة ضخ تحت الأرض بمضخة طرد مركزي غاطسة. 4) خط أنابيب ضغط المياه. 5) غرفة المضخة مع موزعات المياه (نوع موسكو بشكل رئيسي). تنتشر إمدادات المياه الارتوازية في غرف المضخات على نطاق واسع في كييف، حيث يتم توفير إمدادات المياه المركزية من خلال نهري دنيبر وديسنيانسكي وخطوط أنابيب المياه الارتوازية.*

أرز. 31. موزع المياه لنظام تشيركونوف: 1 - جزء من القاذف والخزان. 2 - حاقن. 3 - اقتران. 4 - نهاية ضيقة لأنبوب الماء. 5 - ثقل الموازنة. 6 - صينية؛ 7 - الجص. 8 - الأرضيات المصنوعة من الألواح. 9 - أنبوب الهواء. 10 - انبوب ماء. 11 - القاذف. 12 - الدبابيس. 13 - قضيب. 14 - الرمال. 15 - صمام (38 ملم)؛ 16 - صمام الإغلاق. 17- الخزان

يمكنهم اختراق بئر التفتيش من خلال السقف المتسرب أو الفتحة المتسربة. في حالة تلف سلامة الجدران الخرسانية المسلحة وأسفل العمود، يمكن أن يأتي الماء من التربة (رطوبة التربة، التي تتشكل أثناء ترشيح الغلاف الجوي والمياه الذائبة)، خاصة عندما يكون مستوى المياه الجوفية مرتفعًا. قد يغمر المنجم بالمياه من شبكة إمدادات المياه. يحدث هذا عندما ينخفض ​​الضغط في الشبكة إلى أقل من 1 ATM. حيث

الشفافية وزيادة اللون تضعف الخصائص الحسية لمياه الآبار ومياه الينابيع، وتحد من استخدامها، وتشير في بعض الأحيان إلى تلوث المياه نتيجة لأخطاء في معدات هياكل سحب المياه (الآبار أو مستجمعات المياه الربيعية)، ووضعها غير المناسب بالنسبة للمصادر المحتملة للمياه التلوث أو التشغيل غير السليم. في بعض الأحيان يمكن أن يكون سبب انخفاض الشفافية وزيادة لون مياه الآبار والينابيع هو التركيز العالي لأملاح الحديد (أكثر من 1 ملغم / لتر).

في مياه الآبار الآمنة من الناحية الوبائية، لا يتجاوز مؤشر القولونيات عادة 10 (عيار القولون 100 على الأقل)، ولا يزيد العدد الميكروبي عن 400 لكل 1 سم 3. مع مثل هذه المؤشرات الصحية والميكروبيولوجية، لا يتم اكتشاف مسببات الأمراض المعوية التي لها عامل نقل المياه في الماء.

يجب ألا يتجاوز محتوى النترات في مياه الآبار والينابيع 45 ملغم / لتر، فيما يتعلق نترات النيتروجين - 10 ملغم / لتر. تجاوز التركيز المحدد قد يسبب ميتهيموغلوبينية نترات الماء (زرقة سامة حادة) عند الرضع الذين يتغذون على التركيبة بسبب استخدام الماء الذي يحتوي على نسبة عالية من النترات لإعداد التركيبات الغذائية. يمكن أيضًا ملاحظة زيادة طفيفة في مستوى الميثيموغلوبين في الدم دون ظهور علامات تهديد بنقص الأكسجة عند الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 1 إلى 6 سنوات، وكذلك عند كبار السن.

قد تشير الزيادة في محتوى أملاح الأمونيوم والنتريت والنترات في مياه الآبار والينابيع إلى تلوث التربة التي يتم من خلالها تصفية مياه الإمداد، فضلاً عن حقيقة أن الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض قد تكون دخلت مع هذه المواد. مع التلوث الطازج في الماء، يزيد محتوى أملاح الأمونيوم. يشير وجود النترات في الماء في غياب الأمونيا والنتريت إلى تناول قديم نسبيًا للمواد المحتوية على النيتروجين في الماء. ومع التلوث المنهجي في المياه يتم الكشف عن أملاح الأمونيوم والنتريت والنترات. كما يؤدي الاستخدام المكثف للأسمدة النيتروجينية في الزراعة إلى زيادة محتوى النترات في المياه الجوفية. تشير الزيادة في أكسدة برمنجنات المياه الجوفية فوق 4 ملغم / لتر إلى احتمال التلوث بمواد تتأكسد بسهولة ذات أصل معدني وعضوي.

أحد مؤشرات تلوث إمدادات المياه المحلية هو الكلوريدات. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يكون سبب تركيزات عالية (أكثر من 30-50 ملغم/لتر) من الكلوريدات في الماء هو ترشيحها من التربة المالحة. في مثل هذه الظروف، يمكن أن يحتوي لتر واحد من الماء على مئات وآلاف الملليجرامات من الكلوريدات. الماء الذي يحتوي على نسبة كلوريد أكثر من 350 ملغم/لتر له طعم مالح وله تأثير سلبي على الجسم. لتقييم أصل الكلوريدات بشكل صحيح، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار وجودها في مياه مصادر المياه المجاورة من نفس النوع، فضلا عن مؤشرات التلوث الأخرى.

وفي بعض الحالات، قد يكون لكل من هذه المؤشرات طبيعة مختلفة. على سبيل المثال، يمكن أن تكون المواد العضوية من أصل نباتي. لذلك، لا يمكن اعتبار المياه من مصدر محلي ملوثة إلا في ظل الظروف التالية: 1) زيادة ليس واحدا، ولكن العديد من المؤشرات الصحية والكيميائية للتلوث؛ 2) في الوقت نفسه، تم زيادة المؤشرات الصحية والميكروبيولوجية للسلامة الوبائية - العدد الميكروبي ومؤشر القولونيات؛ 3) يتم تأكيد احتمال التلوث من خلال بيانات الفحص الصحي للبئر أو الينابيع.

المتطلبات الصحية لوضع وبناء آبار المناجم. بئر المنجم عبارة عن هيكل يقوم السكان من خلاله بجمع المياه الجوفية ورفعها إلى السطح. في ظروف إمدادات المياه المحلية، فإنه يؤدي في وقت واحد وظائف استهلاك المياه، ورفع المياه وهياكل توزيع المياه.

عند اختيار موقع البئر، بالإضافة إلى الظروف الهيدروجيولوجية، من الضروري مراعاة الظروف الصحية للمنطقة وسهولة استخدام البئر. ويجب ألا تزيد المسافة من البئر إلى المستهلك عن 100 م، وتوضع الآبار على طول منحدر المنطقة فوق جميع مصادر التلوث الموجودة على السطح وفي سمك التربة. مع مراعاة هذه الشروط، يجب أن تكون المسافة بين البئر ومصدر التلوث (موقع الترشيح تحت الأرض، بالوعة، السماد، وما إلى ذلك) على الأقل 30-50 م.إذا كان مصدر التلوث المحتمل يقع أعلى في التضاريس من البئر، فالمسافة بينهما في حالة التربة الدقيقة يجب أن لا تقل عن 80-100 م، وأحياناً حتى 120-150 م.

يمكن إثبات حجم الفجوة الصحية بين البئر والمصدر المحتمل لتلوث التربة علميًا باستخدام صيغة سالتيكوف-بيليتسكي، التي تأخذ في الاعتبار التربة المحلية والظروف الهيدروجيولوجية. ويستند الحساب على حقيقة أن التلوث، الذي يتحرك مع المياه الجوفية في اتجاه البئر، لا ينبغي أن يصل إلى نقطة تناول المياه، أي أنه يجب أن يكون هناك وقت كاف لتطهير التلوث. يتم الحساب باستخدام الصيغة:

حيث L هي المسافة المسموح بها بين مصدر التلوث ونقطة تناول المياه (م)، k هو معامل الترشيح 1 (م/يوم) المحدد تجريبياً أو من الجداول، p هو منسوب المياه الجوفية في منطقة التلوث طبقة المياه الجوفية، ويتم تحديدها تجريبيًا بمستوى؛ n2 هو مستوى المياه في طبقة المياه الجوفية عند نقطة تناول المياه؛ t هو الوقت اللازم لانتقال المياه بين مصدر التلوث ونقطة تناول المياه (يفترض أن هذا الوقت هو 200 يوم للتلوث البكتيري، و400 يوم للتلوث الكيميائي)؛ ts - مسامية التربة النشطة2.

*معامل الترشيح هو المسافة التي يقطعها الماء في التربة، ويتحرك عمودياً إلى الأسفل تحت تأثير الجاذبية الأرضية. يعتمد على التركيب الميكانيكي للتربة. للرمال متوسطة الحبيبات 0.432، للرمال الناعمة - 0.043، للطين - 0.0043 م / يوم.*

*المسامية النشطة هي نسبة حجم مسام عينة الصخور الحاملة للماء إلى الحجم الإجمالي للعينة. يعتمد على التركيب الميكانيكي للتربة: للرمال الخشنة - 0.15 للرمال الناعمة - 0.35.*

هذه الصيغة مناسبة لإجراء العمليات الحسابية فقط عندما تكون الصخور الحاملة للماء عبارة عن رمل ناعم ومتوسط ​​الحبيبات. إذا كانت الطبقة الحاملة للمياه ممثلة بالرمال الخشنة أو حتى التربة الحصوية، فيجب إضافة عامل الأمان A إلى القيمة الموجودة:

يتم تحديد المعامل بالصيغة: A = ai + a2 + a3، حيث a! - نصف قطر قمع الاكتئاب 1 هو الحد الأقصى للرمال الخشنة 300-400 م، للحصى المتوسط ​​- 500-600 م؛ a2 هي المسافة التي ينتشر فيها عمود التلوث (اعتمادا على قوة مصدر التلوث، يتراوح من 10 إلى 100 متر)؛ a3 هو حجم المنطقة الأمنية التي تعطل الاتصال الهيدروليكي بين عمود التلوث والنهاية الطرفية لنصف قطر قمع الاكتئاب (10-15 م).

البئر عبارة عن عمود رأسي ذو مقطع عرضي مربع أو دائري (بمساحة 1 متر مربع تقريبًا) يصل إلى طبقة المياه الجوفية (الشكل 33). يتم ترك الجزء السفلي مفتوحًا، ويتم تأمين الجدران الجانبية بمواد مقاومة للماء (الخرسانة والخرسانة المسلحة والطوب والخشب وما إلى ذلك). تصب طبقة من الحصى بسماكة 30سم في قاع البئر ويجب أن ترتفع جدران البئر عن سطح الأرض بما لا يقل عن 1م ويتم تركيب قلعة طينية ومنطقة عمياء حول البئر لمنع تسرب الملوثات على طول جدران البئر (الخارجية) التي يتم غسلها من الطبقات السطحية للتربة. لبناء قلعة من الطين، يتم حفر حفرة بعمق 2 متر وعرض 1 متر حول بئر ومليئة بالطين الغني. بالنسبة لمنطقة عمياء حول الجزء الأرضي من البئر، أعلى القلعة الطينية، داخل دائرة نصف قطرها 2 متر، يتم الردم بالرمل ويتم ملؤها بالإسمنت أو الخرسانة مع منحدر لتحويل الأمطار الجوية والمياه المسكوبة عندما باستخدام البئر بعيدا عن البئر. لتصريف مياه الأمطار، يتم تثبيت خندق اعتراض. يجب عمل سياج داخل دائرة نصف قطرها 3-5 أمتار حول الآبار العامة لتقييد وصول المركبات.

يُنصح برفع المياه من البئر باستخدام المضخة. إذا لم يكن ذلك ممكنا، فقم بتجهيز الأرجوحة بدلو عام متصل بها. من غير المقبول استخدام الدلو الخاص بك، لأن هذا يشكل أكبر خطر لتلوث المياه في البئر. يتم إغلاق إطار البئر بإحكام بغطاء ويتم عمل مظلة فوق الإطار والإطار.

Captage عبارة عن هيكل خاص لجمع مياه الينابيع (الشكل 34). يجب أن يكون مخرج المياه مسيجًا بجدران مقاومة للماء ومغلقًا من الأعلى. لمنع الجريان السطحي من دخول الربيع، يتم تثبيت خنادق التحويل. تم تركيب قلعة مصنوعة من الطين الدهني ومنطقة عمياء حول جدران الكابسة. يمكن أن تكون المواد اللازمة لهياكل الكابتة

*قمع الاكتئاب هو منطقة ذات ضغط منخفض تتشكل في الصخور الحاملة للماء عندما يتم ضخ الماء من البئر بسبب المقاومة التي تمارسها الصخور. يعتمد على التركيب الميكانيكي للصخر وسرعة ضخ الماء للخارج.*

أرز. 33. منظر عام لبئر منجم: 1 - مرشح سفلي ثلاثي الطبقات؛ 2 - حلقات خرسانية مسلحة مصنوعة من الخرسانة المسامية. 3 - حلقات خرسانية مسلحة. 4 - الغطاء؛ 5 - المشابك غرف التفتيش. 6 - المنطقة الحجرية العمياء. 7 - الدوران. 8 - قلعة الطين. 9- غطاء المظلة

تكون الخرسانة والخرسانة المسلحة والطوب والحجر والخشب. لمنع المياه في مستجمعات المياه من الارتفاع فوق مستوى معين، يتم تركيب أنبوب الفائض على هذا المستوى.

الصرف الصحي للآبار الألغام. إن تعقيم بئر المنجم عبارة عن مجموعة من الإجراءات لإصلاح البئر وتنظيفها وتطهيرها من أجل منع تلوث المياه الموجودة فيها.

ولأغراض وقائية يتم تعقيم البئر قبل تشغيله ومن ثم إذا كانت الحالة الوبائية مواتية فلا يوجد تلوث ولا توجد شكاوى من السكان حول جودة المياه بشكل دوري مرة واحدة في السنة بعد التنظيف والروتين إصلاحات. إنه إلزامي لتنفيذه

أرز. 34. الاستيلاء البسيط على نبع هابط: 1 - طبقة المياه الجوفية. 2 - طبقة مقاومة للماء. 3 - مرشح الحصى. 4 - غرفة الاستقبال. 5 - فحص جيد. 6 - فتحة فحص جيدة مع غطاء 7 - فتحة تهوية 8 - قسم ؛ 9 - التفريغ في المجاري أو الخندق. 10- مواسير إمداد المياه للمستهلك

التطهير الوقائي بعد الإصلاحات الرئيسية للبئر. يتكون الصرف الصحي الوقائي من مرحلتين: 1) التنظيف والإصلاح؛ 2) التطهير.

إذا كانت هناك أسباب وبائية لاعتبار البئر مصدرًا لانتشار الأمراض المعدية المعوية الحادة، وكذلك إذا كان هناك اشتباه (خاصة البيانات) في تلوث المياه بالبراز أو جثث الحيوانات أو غيرها من الأجسام الغريبة، يتم تنفيذ الصرف الصحي وفقًا لـ المؤشرات الوبائية. يتم الصرف الصحي حسب المؤشرات الوبائية على ثلاث مراحل: 1) التطهير الأولي؛ 2) التنظيف والإصلاح؛ 3) التطهير النهائي.

منهجية الصرف الصحي لآبار المناجم. يبدأ الصرف الصحي حسب المؤشرات الوبائية بتطهير الجزء الموجود تحت الماء من البئر بالطريقة الحجمية. للقيام بذلك، حدد حجم الماء في البئر واحسب الكمية المطلوبة من المبيض أو هيبوكلوريت الكالسيوم باستخدام الصيغة:

حيث P هي كمية المبيض أو هيبوكلوريت الكالسيوم (جم)، E هو حجم الماء في البئر (م3)؛ C هو التركيز المحدد للكلور النشط في مياه البئر (100-150 جم/م3)، الكافي لتطهير جدران المنزل الخشبي ومرشح الحصى في الأسفل، H هو محتوى الكلور النشط في المبيض أو هيبوكلوريت الكالسيوم (٪)؛ 100 هو معامل عددي ثابت. إذا كانت المياه في البئر باردة جداً (+4 درجة مئوية...+6 درجة مئوية)، تتضاعف كمية المستحضر المحتوي على الكلور لتطهير البئر بالطريقة الحجمية. تذوب الكمية المحسوبة من المطهر في كمية صغيرة من الماء في دلو حتى يتم الحصول على خليط متجانس، يصفى بالترسيب ويسكب هذا المحلول في البئر. يتم خلط الماء الموجود في البئر جيدًا لمدة 15-20 دقيقة باستخدام أعمدة أو عن طريق خفض الدلو ورفعه بشكل متكرر على كابل. ثم يتم تغطية البئر بغطاء ويترك لمدة 1.5-2 ساعة.

بعد التطهير الأولي، يتم ضخ المياه بالكامل من البئر باستخدام مضخة أو دلاء. قبل أن ينزل الشخص إلى البئر، يتحقق مما إذا كان ثاني أكسيد الكربون قد تراكم هناك، حيث يتم إنزال شمعة مضاءة في دلو في قاع البئر. إذا خرج، فيمكنك العمل فقط في قناع الغاز.

ثم يتم تنظيف الجزء السفلي من الطمي والأوساخ والحطام والأشياء العشوائية. يتم تنظيف جدران المنزل الخشبي ميكانيكيًا من الأوساخ والقاذورات وإصلاحها إذا لزم الأمر. يتم وضع الأوساخ والطمي المختار من البئر في حفرة على مسافة لا تقل عن 20 مترًا من البئر إلى عمق 0.5 متر، ويتم ملؤها بمحلول 10٪ من المبيض أو محلول هيبوكلوريت الكالسيوم 5٪ ودفنها.

للتطهير النهائي، يتم ري الأسطح الخارجية والداخلية للمنزل الخشبي من وحدة هيدروليكية بمحلول 5٪ من المبيض أو محلول 3٪ من هيبوكلوريت الكالسيوم بمعدل 0.5 ديسيمتر مكعب لكل 1 م2 من المساحة. ثم ينتظرون حتى يمتلئ البئر بالمياه إلى المستوى المعتاد، وبعد ذلك يتم تطهير الجزء الموجود تحت الماء بالطريقة الحجمية بمعدل 100-150 ملجم من الكلور النشط لكل 1 لتر من الماء في البئر لمدة 6-8 ساعات. وبعد مدة التلامس المحددة يتم أخذ عينة مياه من البئر وفحصها للتأكد من وجود الكلور المتبقي أو إجراء اختبار الرائحة. إذا لم تكن هناك رائحة للكلور، أضف 1/4 أو 1/3 من الكمية الأصلية للدواء واتركها لمدة 3-4 ساعات أخرى، وبعد ذلك يتم أخذ عينة من المياه وإرسالها إلى مختبر SES الإقليمي للفحص البكتريولوجي والتحليلي. التحليل الفيزيائي الكيميائي. ويجب إجراء 3 دراسات على الأقل، كل منها بعد 24 ساعة.

يبدأ تطهير البئر للأغراض الوقائية بتحديد حجم الماء الموجود في البئر. ثم يقومون بضخ المياه وتنظيف البئر وإصلاحه وتطهير الأجزاء الخارجية والداخلية من المنزل الخشبي بطريقة الري والانتظار حتى يمتلئ البئر بالماء وتطهير الجزء الموجود تحت الماء بالطريقة الحجمية.

تطهير المياه في البئر باستخدام خراطيش الجرعات. من بين التدابير الرامية إلى تحسين إمدادات المياه المحلية، يحتل التطهير المستمر للمياه في البئر باستخدام خراطيش الجرعات مكانًا مهمًا. المؤشرات على ذلك هي: 1) عدم امتثال المؤشرات الميكروبيولوجية لجودة المياه في البئر للمتطلبات الصحية. 2) وجود علامات تلوث المياه حسب المؤشرات الصحية والكيميائية (التطهير حتى تحديد مصدر التلوث والحصول على نتائج إيجابية بعد الصرف الصحي)؛ 3) عدم كفاية التحسن في نوعية المياه بعد تطهير (الصرف الصحي) للبئر (عيار القولون أقل من 100، مؤشر القولون أعلى من 10)؛ 4) في بؤر الالتهابات المعوية في منطقة مأهولة بالسكان بعد تطهير البئر حتى يتم القضاء على تفشي المرض. فقط المتخصصون من SES الإقليمي يقومون بتطهير المياه في البئر باستخدام خرطوشة الجرعات، ويراقبون دائمًا جودة المياه وفقًا للمؤشرات الصحية والكيميائية والميكروبيولوجية.

خراطيش الجرعات عبارة عن حاويات أسطوانية من السيراميك بسعة 250 أو 500 أو 1000 سم3. وهي مصنوعة من: الطين الناري، والأرض المنصهرة (الشكل 35). يُسكب المُبيض أو هيبوكلوريت الكالسيوم في الخراطيش ويُغمر في البئر. كمية

أرز. 35. خرطوشة الجرعات

تعتمد المواد المحتوية على الكلور اللازمة لتطهير المياه على عوامل عديدة. وتشمل هذه: الجودة الأولية للمياه الجوفية، وطبيعة ودرجة التلوث وحجم المياه في البئر، وكثافة وطريقة سحب المياه، ومعدل تدفق المياه الجوفية، ومعدل تدفق البئر. تعتمد كمية الكلور النشط أيضًا على الحالة الصحية للبئر: كمية الحمأة السفلية، ودرجة تلوث المنزل الخشبي، وما إلى ذلك. ومن المعروف أن مسببات الأمراض المعوية في الحمأة السفلية تجد ظروفًا مواتية وتحافظ على النشاط الحيوي. لفترة طويلة. ولهذا السبب فإن التطهير طويل الأمد (الكلور) للمياه باستخدام خراطيش الجرعات لا يمكن أن يكون فعالاً دون تنظيف البئر وتطهيره أولاً.

يتم حساب كمية هيبوكلوريت الكالسيوم التي يبلغ نشاطها 52% على الأقل، والمطلوبة لتطهير المياه على المدى الطويل في البئر، باستخدام الصيغة:

X، = 0.07 X2 + 0.08 X3 + 0.02 X4 + 0.14 X5،

حيث X هي كمية الدواء المطلوبة لتحميل الخرطوشة (كجم)، X2 هي حجم الماء في البئر (م3)، محسوبة كحاصل ضرب مساحة مقطع البئر وارتفاع الماء عمود؛ X3 - معدل تدفق البئر (م3/ساعة)، محدد تجريبيًا؛ X4 - سحب المياه (م3/يوم)، يتم تحديده من خلال مسح السكان؛ X5 - امتصاص الكلور للماء (مجم/لتر)، محدد تجريبيًا.

يتم إعطاء الصيغة لحساب كمية هيبوكلوريت الكالسيوم التي تحتوي على 52٪ من الكلور النشط. في حالة التطهير بالمبيض (25% كلور نشط)، يجب مضاعفة الكمية المحسوبة للدواء. عند تطهير المياه في بئر في الشتاء، تتضاعف أيضًا الكمية المحسوبة من الدواء. إذا كان محتوى الكلور النشط في المطهر أقل من المحسوب، فسيتم إعادة الحساب باستخدام الصيغة:

حيث P هي كمية المبيض أو هيبوكلوريت الكالسيوم (كجم)؛ X! - كمية هيبوكلوريت الكالسيوم المحسوبة باستخدام الصيغة السابقة (كجم)؛ H، هو محتوى الكلور النشط في هيبوكلوريت الكالسيوم، مع الأخذ بعين الاعتبار (52%o)؛ H2 هو المحتوى الفعلي للكلور النشط في المستحضر - هيبوكلوريت الكالسيوم أو المبيض (٪). بالإضافة إلى ذلك، عند تطهير المياه في البئر في فصل الشتاء، يتم مضاعفة الكمية المحسوبة من الدواء. لتحديد معدل التدفق - يتم ضخ كمية المياه (في 1 م 3) التي يمكن الحصول عليها من البئر خلال ساعة واحدة بسرعة خلال فترة زمنية معينة.

ومنه يتم قياس المياه وقياس كميتها وتسجيل وقت استعادة منسوب المياه الأولي. احسب معدل تدفق البئر باستخدام الصيغة:

حيث D هو معدل تدفق البئر (م3/ساعة)، V هو حجم المياه التي يتم ضخها (م3)؛ t هو الوقت الإجمالي الذي يتكون من وقت ضخ واستعادة مستوى الماء في البئر (دقيقة)؛ 60 هو معامل ثابت.

قبل التعبئة، يتم الاحتفاظ بالخرطوشة أولاً في الماء لمدة 3-5 ساعات، ثم يتم ملؤها بالكمية المحسوبة من المطهر المحتوي على الكلور، ويضاف 100-300 سم 3 من الماء ويخلط جيدًا (حتى يتكون خليط موحد). بعد ذلك، يتم إغلاق الخرطوشة بسدادة من السيراميك أو المطاط، معلقة في البئر ومغمورة في عمود الماء بحوالي 0.5 متر تحت مستوى الماء العلوي (0.2-0.5 متر من قاع البئر). بسبب مسامية جدران الخرطوشة، يدخل الكلور النشط إلى الماء.

تتم مراقبة تركيز الكلور النشط المتبقي في مياه البئر بعد 6 ساعات من غمر خرطوشة الجرعات. إذا كان تركيز الكلور النشط المتبقي في الماء أقل من 0.5 ملجم/لتر، فمن الضروري غمر خرطوشة إضافية ثم إجراء مراقبة مناسبة لفعالية التطهير. إذا كان تركيز الكلور النشط المتبقي في الماء أعلى بكثير من 0.5 ملجم/لتر، فقم بإزالة إحدى الخراطيش وقم بإجراء مراقبة مناسبة لفعالية التطهير. وفي المستقبل، تتم مراقبة تركيز الكلور النشط المتبقي مرة واحدة على الأقل في الأسبوع، وكذلك فحص المؤشرات الميكروبيولوجية لجودة المياه.

عند تنقية المياه من الضروري استخدام طرق التطهير التي تقضي على خطر بقاء البكتيريا المسببة للأمراض فيها بعد الترشيح والتخثر. وأهمها: الكلورة والأوزون واستخدام أملاح المعادن الثقيلة وطرق التعرض الفيزيائية (الموجات فوق الصوتية والأشعة فوق البنفسجية). تستخدم محطات المعالجة الكبيرة الكلورة والتنظيف بالمواد التي تحتوي على الكلور. ومع ذلك، هل هذه الطريقة فعالة وآمنة؟

استخدام الكلور والمواد المحتوية عليه

جوهر هذه الطريقة لتطهير المياه هو تهيئة الظروف لحدوث تفاعلات كيميائية من نوع الأكسدة والاختزال. يؤدي تأثير الكلور على المركبات العضوية إلى تعطيل عملية التمثيل الغذائي للخلايا البكتيرية، مما يؤدي إلى موتها.

تعتمد فعالية الكاشف على وجود الكلور الحر أو المركب في تركيبته، وكذلك على تركيزه. الخيار الأمثل هو مطابقة كمية الكاشف مع تركيز البكتيريا، الأمر الذي سيؤدي إلى أكسدة كاملة لجميع الشوائب من أصول مختلفة. في حالة الاستهلاك المفرط للكلور، تظهر رقائق وكتل في الماء، تتشكل نتيجة لامتصاص المواد العالقة. ونتيجة لذلك، اتضح أن البكتيريا والميكروبات الموجودة بداخلها تظل في حالة محمية لم تمسها، وهو أمر غير مقبول.

أثناء عملية تطهير المياه، يحدث تدمير أو تحلل أو تمعدن الشوائب. إذا كانت النفايات السائلة تحتوي على عناصر قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان، فقد ينتج عن التفاعل روائح كريهة بسبب تحلل المنتجات المحتوية على الكلور، وكذلك المواد العضوية والكائنات الحية. تعتبر الفينولات والمركبات العطرية الأكثر إزعاجًا، حيث يتغير طعم الماء إذا كانت موجودة في جزء واحد فقط من عشرة ملايين. وقد تتفاقم الحالة أكثر مع ارتفاع درجة الحرارة على شكل رائحة مستمرة.

تساعد المكونات المحتوية على الكلور أيضًا على تصفية وتنقية مياه الصرف الصحي:

1. حمض الهيبوكلوروس ضعيف ولذلك يجب ضمان تأثيره من خلال نشاط البيئة ونوع التفاعل الكيميائي المناسب.
2. يعتبر ثاني أكسيد الكلور ذا أهمية كبيرة في التطهير، لأنه بعد العلاج لا يتم تشكيل الفينولات، وبالتالي يتم ضمان عدم وجود رائحة كريهة.

لتجنب ظهور الرائحة والطعم في الماء، يتم إجراء الكلورة والأمونيا. في عملية التحلل المائي للكلورامينات، بسبب بطء معدل التفاعل، تتجلى الخاصية المضادة للبكتيريا.

ومع ذلك، وعلى الرغم من كل مزايا الكلورة، فإن هذه الطريقة لها عيب خطير، وهو عدم العقم الكامل للمياه. تبقى البكتيريا المكونة للأبواغ وبعض أنواع الفيروسات الخطيرة في الماء بكميات معزولة. لتدميرها، من الضروري زيادة تركيز الكلور ووقت الاتصال بشكل كبير.

الأوزون من الماء

تتضمن طريقة الأوزون انتشارًا عاليًا للأوزون عبر أغلفة الكائنات الحية الدقيقة الذائبة في الماء، يليها أكسدتها وموتها. يمتلك الأوزون تأثيرًا مضادًا للبكتيريا بدرجة عالية، وهو قادر على تدمير البكتيريا المسببة للأمراض بشكل أسرع عدة مرات من الكلور في ظل ظروف مماثلة أخرى. يتم تحقيق أقصى قدر من الكفاءة عندما يتم تدمير البكتيريا النباتية. تتميز الكائنات الحية الدقيقة المكونة للأبواغ بمقاومة عالية ولا يمكن تدميرها بسهولة.

من النقاط المهمة في هذه الطريقة اختيار تركيزات الأوزون في الماء، لأن هذا يحدد بشكل مباشر البكتيريا التي سيتم تدميرها وأيها لن يتم تدميرها. على سبيل المثال، لتدمير بلح البحر المخطط، ستكون هناك حاجة لجرعة قدرها 3 ملغم/لتر، وهي آمنة تمامًا لاستمرار وجود عث الماء والشيرومونيدات. ولذلك لا بد من تحديد التركيب الكيميائي للمياه وتحديد أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي توجد فيه، أي درجة تلوث المياه. عادة ما تكون الجرعة في حدود 0.5-4.0 ملغم / لتر.

تتفاقم درجة تطهير المياه وتنقيتها بالأوزون بشكل ملحوظ مع زيادة التعكر. ومع ذلك، فإن درجة التنقية مستقلة عمليا عن درجة حرارة الماء.

ومن مزايا الطريقة ما يلي:

1. تحسين طعم الماء والغياب التام للمواد الفعالة كيميائيا أو مركباتها.
2. ليست هناك حاجة لاتخاذ إجراءات إضافية في حالة تجاوز تركيز الأوزون، كما هو الحال على سبيل المثال في حالة الكلورة.
3. القدرة على تكوين الأوزون من خلال تفاعل كيميائي مباشرة في محلول مائي أو باستخدام عوامل الأوزون.

وانطلاقا من ما سبق فإن الطريقة آمنة وفعالة، إلا أن انتشار استخدامها في التنظيف أصبح يتطلب استخدام كمية كبيرة من الكهرباء، فضلا عن تعقيد تنفيذها الفني.

استخدام أيونات الفضة

يعتمد تطهير المياه باستخدام أيونات الفضة على عمليات كيميائية ناشئة غير مفهومة تمامًا. ومع ذلك فقد تم طرح الفرضيات التالية:

1. تعطل الأيونات عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا مع البيئة الخارجية مما يؤدي إلى موتها.
2. بسبب الامتزاز على سطح الكائنات الحية الدقيقة، تؤدي الأيونات دورًا تحفيزيًا وتؤكسد البلازما في وجود الأكسجين.
3. تخترق الأيونات داخل الخلية الضارة وتتصل بشكل موثوق بالبروتوبلازم، مما يؤدي إلى تعطيل وظائفها وبالتالي تدميرها.

يزداد معدل التفاعل الكيميائي مع زيادة تركيز المواد المتفاعلة وزيادة درجة حرارة البيئة. عند تسخينه إلى 10 0، يزيد معدل التفاعل عدة مرات بعد فترة زمنية معينة. ولذلك، يتم تحقيق التطهير الكامل بالسرعة المثلى وفي أقصر وقت ممكن عن طريق التسخين إلى مستوى درجة حرارة معين، والذي يعتمد على درجة التلوث.

تستخدم الفضة المعدنية أيضًا في تنقية المياه، لأنها تحتوي على أيونات الفضة بتركيز منخفض، والتي تعمل كمنقيات. يتم تحفيز تراكمها من خلال وجود مساحة ملامسة متزايدة للفضة المعدنية. ولذلك عند استخدام هذه الطريقة فإنها تحقق زيادة في سطح التلامس بسبب الترسيب على مادة ذات مساحة مطورة يتم من خلالها تمرير الماء.

من الناحية الفنية، يتم تنفيذ هذه الطريقة عن طريق إنشاء عمليات التحليل الكهربائي عندما تعمل الفضة كمادة الأنود. من خلال ضبط المعلمات الكهربائية، من الممكن تحقيق تركيز الأيونات المطلوب وتنظيم عملية تطهير المياه بدقة عالية. لجرعات أيونات الفضة بدقة، يتم استخدام المؤينات. يتم ضبط التركيز من خلال تقييم محتوى الأملاح، التي تسبب تغيرات في الجهد بين الأقطاب الكهربائية. لذلك يتم تحضير "المياه الفضية" بشكل منفصل.

عند مقارنة طريقة تأين الفضة بالكلور، يسلط العلماء الضوء على الطريقة الأولى لأنها قادرة على قتل البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة بشكل أكثر فعالية. ومع ذلك، من الصعب عليه التعامل مع أنواع معينة من البكتيريا، على سبيل المثال، القولونية (الإشريكية القولونية). إنه الأكثر استقرارًا وبالتالي من خلال وجوده في المحلول يمكن الحكم نوعيًا على درجة تنقية المياه. كما هو الحال مع الأوزون، فإن تعكر المحلول وكمية الجزيئات العالقة تؤثر على سرعة التنظيف.

تطهير المياه بالموجات فوق الصوتية

يعتمد التطهير بالموجات فوق الصوتية على إنشاء موجات مرنة يتجاوز ترددها 20 كيلو هرتز ولها شدة معينة. إنها تغير خصائص السائل وتدمر المواد العضوية عن طريق زيادة الضغط المحيط بمقدار 10 5 أجواء (تأثير التجويف). أي أن موت البكتيريا لا يحدث بسبب حدوث تفاعل كيميائي، ولكن نتيجة التدمير الميكانيكي، مما يتسبب في انهيار مكون البروتين في البروتوبلازم. والأكثر عرضة للخطر هي الكائنات الحية الدقيقة وحيدة الخلية، والكائنات المثقوبة أحادية المنشأ، وكذلك الكائنات الأكبر حجمًا التي تلوث المياه.

هناك عدة طرق لتكوين الإشعاع:

1. تأثير كهرضغطية. عندما يتم إنشاء مجال كهربائي، تكون بلورات الكوارتز قادرة على تشويه وإصدار موجات فوق صوتية. يتم استخدام ألواح الكوارتز بنفس السماكة وشكل معين، ويتم صقلها وتطبيقها بإحكام على جانبي صفيحة فولاذية سميكة. عندما يتم تطبيق التيار على لوحة ضخمة في مجال كهربائي، فإنه ينبعث الموجات فوق الصوتية.
2. تأثير التضيق المغناطيسي. يعتمد على مغنطة الأجسام المغناطيسية تحت تأثير المجال المغناطيسي، وتغيير أبعادها الهندسية وحجمها مع التحول اللاحق للخط المحوري. يعتمد التأثير على زاوية تطبيق المجال بالنسبة لمحور البلورة، إذا كنا نتحدث عن بلورة واحدة. فيما يتعلق بقياسات مستوى الموجات فوق الصوتية، تعتبر هذه الطريقة أكثر فعالية من الأولى.

في الدراسات المخبرية، وجد أن الموجات فوق الصوتية قادرة على تدمير أكثر من 95% من الإشريكية القولونية في مدة تصل إلى دقيقتين. ومع ذلك، فمن الجدير أن نفهم أنه في نفس الوقت الذي يتم فيه تدمير البكتيريا الضارة، يتم أيضًا تدمير البكتيريا المفيدة. على وجه الخصوص، تم إنشاء انتهاك للنباتات والحيوانات من العوالق البحرية. أي أنه يمكننا أن نستنتج أن الطريقة فعالة جداً، لكن عند التعرض لها يفقد الماء خصائصه المفيدة، وهذا هو عيبه الرئيسي.

المعالجة الحرارية

تعتمد الطريقة على غلي الماء عن طريق رفع درجة الحرارة فوق 100 درجة مئوية. وهي طريقة فعالة إلى حد ما لتطهير المياه، ولكنها بطيئة مقارنة بالطرق الأخرى وتتطلب إنفاق طاقة كبيرة للتدفئة. لذلك، يتم استخدامه فقط في الحالات التي يكون فيها حجم الماء في حده الأدنى. وهي بسيطة ولا تتطلب مهارات ومعرفة خاصة، ولذلك انتشرت على نطاق واسع للحصول على كميات قليلة من مياه الشرب في المقاصف والمستشفيات وغيرها. ونظراً لضخامة حجمها وعدم جدواها الاقتصادية، لا يتم استخدامها على نطاق صناعي أو صغير.

أحد العيوب هو حقيقة أن المعالجة الحرارية للمياه غير قادرة على إزالة الجراثيم المسببة للأمراض. ولذلك، لا يمكن استخدام هذه الطريقة عند تطهير المحاليل المائية ذات التركيب الكيميائي غير المعروف.

مصابيح الأشعة فوق البنفسجية

ويتم التطهير بالأشعة فوق البنفسجية من خلال استخدام الأشعة ذات الطول الموجي في حدود 2000-2950 ألف، والتي تغير شكل البكتيريا وتدمرها بالكامل. ويعتمد التأثير على الطاقة التي ينقلها الإشعاع، ومحتوى المادة العالقة في المحلول، وعدد الكائنات الحية الدقيقة، والعكارة، والقدرة على الامتصاص للبيئة المائية. ولذلك فمن المعتاد التمييز بين درجات تأثير التعرض للإشعاع التالية:

1. جرعة آمنة من الإشعاع لا تقتل البكتيريا.
2. الجرعة الدنيا التي تسبب موت بعض أنواع البكتيريا من نوع معين. ومع ذلك، فإن البكتيريا التي كانت نائمة تبدأ في النمو والتكاثر بشكل نشط في بيئة محفزة بشكل خاص. مع التعرض لفترة طويلة، يموتون.
3. الجرعة الكاملة مما يؤدي إلى تطهير المياه.

تعتبر الإشريكية القولونية الأكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية. لذلك، من خلال كميتها، من الممكن تحديد درجة تطهير المياه نوعيا في حالة عدم وجود البكتيريا المكونة للجراثيم. وإذا كانت موجودة فإن معيار نقاء الماء هو ظهور مقاومة إشعاعية للبكتيريا التي تشكل الجراثيم.

مصادر الأشعة فوق البنفسجية هي مصابيح الزئبق أو الأرجون الزئبق أو مصابيح الكوارتز الزئبق. تعتمد فعالية وجدوى استخدامها بشكل مباشر على معامل الامتصاص. المصابيح ذات الضغط المنخفض لها أقصى تأثير بكتيري، ولكن لديها قوة تصل إلى 30 واط، ومع ارتفاع - تأثير أقل، ولكن زيادة الطاقة.

مزايا الطريقة هي:

1. ليست هناك حاجة لاستخدام الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية للمياه أو استخدام الكواشف.
2. لا هطول الأمطار أو الشوائب.
3. تناسق لون وطعم الماء، بالإضافة إلى عدم وجود روائح غريبة.
4. سهولة التنفيذ.

أي أن طريقة الأشعة فوق البنفسجية هي الأكثر أمانًا وفعالية عند إجراء عملية تطهير المياه وتخلو تمامًا من عيوب جميع الطرق الموضحة أعلاه. ومع ذلك، قبل استخدامه، يجب إجراء المعالجة المسبقة لتقليل محتوى الشوائب.

إذا كنت بحاجة إلى تنقية المياه بالتطهير، فيجب عليك الاتصال بالمهنيين الذين يمكنهم تقييم التركيب واختيار الطرق الأكثر فعالية بشكل صحيح. ستتمكن شركة EGA من إكمال المهام المعينة لها في أقصر وقت ممكن بفضل الإجراءات المنسقة لفريق من المتخصصين ذوي الخبرة. ونتيجة لذلك، ستكون المياه صالحة للاستخدام كمياه للشرب.

فيديو

الماء جزء لا يتجزأ من حياتنا. نحن نشرب كمية معينة كل يوم، وفي كثير من الأحيان لا نفكر في حقيقة أن تطهير المياه وجودتها موضوع مهم. ولكن عبثا يمكن للمعادن الثقيلة والمركبات الكيميائية والبكتيريا المسببة للأمراض أن تسبب تغيرات لا رجعة فيها في جسم الإنسان. اليوم، يتم إيلاء اهتمام جدي لنظافة المياه. يمكن للطرق الحديثة لتطهير مياه الشرب تنظيفها من البكتيريا والفطريات والفيروسات. سوف يأتون أيضًا للإنقاذ إذا كانت رائحة الماء كريهة أو ذات أذواق أجنبية أو ملونة.

يتم اختيار الطرق المفضلة لتحسين الجودة اعتمادًا على الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في المياه ومستوى التلوث ومصدر إمدادات المياه وعوامل أخرى. يهدف التطهير إلى إزالة البكتيريا المسببة للأمراض التي لها تأثير مدمر على جسم الإنسان.

المياه النقية شفافة، وليس لها أي طعم أو روائح غريبة، وهي آمنة تمامًا. في الممارسة العملية، يتم استخدام أساليب المجموعتين، بالإضافة إلى مزيجهما، لمكافحة الكائنات الحية الدقيقة الضارة:

• المواد الكيميائية؛
• بدني؛
• مجموع.

من أجل اختيار طرق التطهير الفعالة، من الضروري تحليل السائل. ومن بين التحاليل التي تم إجراؤها ما يلي:

• المواد الكيميائية؛
• البكتريولوجية.

يتيح استخدام التحليل الكيميائي تحديد محتوى العناصر الكيميائية المختلفة في الماء: النترات والكبريتات والكلوريدات والفلوريدات وما إلى ذلك. ومع ذلك، يمكن تقسيم المؤشرات التي تم تحليلها بهذه الطريقة إلى 4 مجموعات:

1. المؤشرات الحسية. يتيح لك التحليل الكيميائي للمياه تحديد طعمها ورائحتها ولونها.
2. مؤشرات متكاملة – الكثافة والحموضة وعسر الماء.
3. غير عضوي – معادن مختلفة موجودة في الماء.
4. المؤشرات العضوية هي محتوى المواد الموجودة في الماء والتي يمكن أن تتغير تحت تأثير العوامل المؤكسدة.

يهدف التحليل البكتريولوجي إلى تحديد الكائنات الحية الدقيقة المختلفة: البكتيريا والفيروسات والفطريات. يكشف هذا التحليل عن مصدر التلوث ويساعد في تحديد طرق التطهير.

الطرق الكيميائية لتطهير مياه الشرب

تعتمد الطرق الكيميائية على إضافة الكواشف المؤكسدة المختلفة إلى الماء والتي تقتل البكتيريا الضارة. ومن أشهر هذه المواد الكلور والأوزون وهيبوكلوريت الصوديوم وثاني أكسيد الكلور.

لتحقيق جودة عالية، من المهم حساب جرعة الكاشف بشكل صحيح. قد لا يكون لكمية صغيرة من المادة أي تأثير، بل على العكس من ذلك، تساهم في زيادة عدد البكتيريا. يجب إعطاء الكاشف بكميات زائدة، وهذا سوف يدمر الكائنات الحية الدقيقة الموجودة والبكتيريا التي دخلت الماء بعد التطهير.

يجب حساب الفائض بعناية شديدة حتى لا يؤذي الناس. الطرق الكيميائية الأكثر شعبية:

• الكلورة؛
• الأوزون.
• قلة الحيلة.
• كواشف البوليمر
• اليود.
• المعالجة بالبروم.

الكلورة

تنقية المياه بالكلور هي طريقة تقليدية ومن أشهر طرق تنقية المياه. تستخدم المواد المحتوية على الكلور بنشاط لتنقية مياه الشرب والمياه في حمامات السباحة وتطهير المباني.

وقد اكتسبت هذه الطريقة شعبية بسبب سهولة استخدامها، وانخفاض تكلفتها، وكفاءتها العالية. معظم الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض التي تسبب أمراضًا مختلفة ليست مقاومة للكلور الذي له تأثير مبيد للجراثيم.

لخلق ظروف غير مواتية تمنع تكاثر وتطور الكائنات الحية الدقيقة، يكفي إدخال الكلور بكميات زائدة طفيفة. يساعد الكلور الزائد على إطالة تأثير التطهير.

أثناء معالجة المياه، من الممكن استخدام طرق الكلورة التالية: الأولية والنهائية. يتم استخدام الكلورة المسبقة في أقرب مكان ممكن من نقطة تناول المياه؛ وفي هذه المرحلة، لا يؤدي استخدام الكلور إلى تطهير المياه فحسب، بل يساعد أيضًا في إزالة عدد من العناصر الكيميائية، بما في ذلك الحديد والمنغنيز. الكلورة النهائية هي المرحلة الأخيرة في عملية المعالجة، والتي يتم خلالها تدمير الكائنات الحية الدقيقة الضارة من خلال الكلور.

هناك أيضًا فرق بين الكلورة العادية والكلورة الزائدة. يتم استخدام الكلورة العادية لتطهير السوائل من المصادر ذات الخصائص الصحية الجيدة. الإفراط في الكلورة - في حالة التلوث الشديد للمياه، وكذلك إذا كانت ملوثة بالفينولات، والتي في حالة الكلورة العادية تؤدي فقط إلى تفاقم حالة المياه. في هذه الحالة، تتم إزالة الكلور المتبقي عن طريق إزالة الكلور.

المعالجة بالكلور، مثل الطرق الأخرى، إلى جانب مزاياها، لها أيضًا عيوبها. عندما يدخل الكلور إلى جسم الإنسان بكميات زائدة، فإنه يؤدي إلى مشاكل في الكلى والكبد والجهاز الهضمي. يؤدي التآكل العالي للكلور إلى التآكل السريع للمعدات. تنتج عملية الكلورة جميع أنواع المنتجات الثانوية. على سبيل المثال، يمكن أن تسبب مركبات ثلاثي الهالوميثان (مركبات الكلور مع مواد ذات أصل عضوي) أعراض الربو.

بسبب الاستخدام الواسع النطاق للكلور، طور عدد من الكائنات الحية الدقيقة مقاومة للكلور، لذلك لا يزال من الممكن حدوث نسبة معينة من تلوث المياه.

مطهرات المياه الأكثر استخدامًا هي غاز الكلور، والمبيض، وثاني أكسيد الكلور، وهيبوكلوريت الصوديوم.

الكلور هو الكاشف الأكثر شعبية. يتم استخدامه في شكل سائل وغازي. من خلال تدمير البكتيريا المسببة للأمراض، فإنه يزيل الطعم والرائحة الكريهة. يمنع نمو الطحالب ويؤدي إلى تحسين نوعية السوائل.

وللتنقية بالكلور يتم استخدام أجهزة الكلورة، حيث يتم امتصاص غاز الكلور مع الماء، ومن ثم يتم إيصال السائل الناتج إلى مكان الاستخدام. وعلى الرغم من شعبية هذه الطريقة، إلا أنها خطيرة للغاية. يتطلب نقل وتخزين الكلور عالي السمية الالتزام باحتياطات السلامة.

كلوريد الجير هو مادة تنتج بفعل غاز الكلور على الجير المطفأ الجاف. لتطهير السوائل يتم استخدام مادة التبييض التي لا تقل نسبة الكلور فيها عن 32-35%. هذا الكاشف خطير جدًا على البشر ويسبب صعوبات في الإنتاج. وبسبب هذه العوامل وغيرها، يفقد المبيض شعبيته.

ثاني أكسيد الكلور له تأثير مبيد للجراثيم وعمليا لا يلوث الماء. وعلى عكس الكلور، فإنه لا يشكل ثلاثي الهالوميثان. السبب الرئيسي الذي يعيق استخدامه هو ارتفاع خطر الانفجار، مما يعقد عملية الإنتاج والنقل والتخزين. حاليًا، تم إتقان تكنولوجيا الإنتاج في الموقع. يدمر جميع أنواع الكائنات الحية الدقيقة. إلى العيوبقد يشمل ذلك القدرة على تكوين مركبات ثانوية – الكلورات والكلوريتات.

يستخدم هيبوكلوريت الصوديوم في شكل سائل. نسبة الكلور النشط فيه هي ضعف نسبة الكلور المبيض. على عكس ثاني أكسيد التيتانيوم، فهو آمن نسبيًا أثناء التخزين والاستخدام. وهناك عدد من البكتيريا مقاومة لآثاره. في حالة التخزين على المدى الطويل، فإنه يفقد خصائصه. وهو متوفر في السوق على شكل محلول سائل بمحتوى مختلف من الكلور.

ومن الجدير بالذكر أن جميع الكواشف التي تحتوي على الكلور شديدة التآكل، وبالتالي لا ينصح باستخدامها لتنقية المياه التي تدخل المياه عبر الأنابيب المعدنية.

الأوزون

الأوزون، مثل الكلور، هو عامل مؤكسد قوي. يخترق أغشية الكائنات الحية الدقيقة ويدمر جدران الخلايا ويقتلها. سواء مع تطهير المياه أو مع إزالة اللون وإزالة الروائح الكريهة. قادرة على أكسدة الحديد والمنغنيز.

يمتلك الأوزون تأثيرًا مطهرًا عاليًا، ويدمر الكائنات الحية الدقيقة الضارة أسرع بمئات المرات من الكواشف الأخرى. وعلى عكس الكلور، فإنه يدمر جميع أنواع الكائنات الحية الدقيقة المعروفة تقريبًا.

عندما يتحلل، يتحول الكاشف إلى الأكسجين، الذي يشبع جسم الإنسان على المستوى الخلوي. يعد التحلل السريع للأوزون في نفس الوقت أيضًا من عيوب هذه الطريقة، لأنه بعد 15-20 دقيقة. بعد هذا الإجراء، قد تصبح المياه ملوثة مرة أخرى. هناك نظرية مفادها أنه عند تعرض الماء للأوزون، تبدأ المجموعات الفينولية من المواد الدبالية في التحلل. أنها تنشط الكائنات الحية التي كانت نائمة حتى لحظة العلاج.

عندما يتشبع الماء بالأوزون فإنه يصبح مسببا للتآكل. وهذا يؤدي إلى تلف أنابيب المياه وتركيبات السباكة والأجهزة المنزلية. في حالة وجود كمية خاطئة من الأوزون، قد يحدث تكوين منتجات ثانوية شديدة السمية.

للأوزون عيوب أخرى، والتي تشمل ارتفاع تكلفة الشراء والتركيب، وارتفاع تكاليف الكهرباء، فضلاً عن ارتفاع فئة مخاطر الأوزون. عند العمل مع الكاشف، يجب مراعاة احتياطات الرعاية والسلامة.

يمكن إجراء عملية الأوزون للمياه باستخدام نظام يتكون من:

• مولد الأوزون، حيث تتم عملية فصل الأوزون عن الأكسجين؛
• نظام يسمح لك بإدخال الأوزون في الماء وخلطه مع السائل؛
• مفاعل - حاوية يتفاعل فيها الأوزون مع الماء؛
• المدمر - جهاز يزيل الأوزون المتبقي، وكذلك الأجهزة التي تتحكم في الأوزون في الماء والهواء.

قلة الحيلة

Oligodynamy هو تطهير المياه من خلال التعرض للمعادن النبيلة. أكثر استخدامات الذهب والفضة والنحاس دراسة.

المعدن الأكثر شعبية لتدمير الكائنات الحية الدقيقة الضارة هو الفضة. تم اكتشاف خصائصه في العصور القديمة، حيث تم وضع ملعقة أو قطعة نقدية فضية في وعاء من الماء وترك الماء يستقر. إن التأكيد على فعالية هذه الطريقة أمر مثير للجدل إلى حد كبير.

النظريات حول تأثير الفضة على الميكروبات لم تتلق تأكيدًا نهائيًا. هناك فرضية مفادها أن الخلية يتم تدميرها بواسطة القوى الكهروستاتيكية الناشئة بين أيونات الفضة ذات الشحنة الموجبة والخلايا البكتيرية ذات الشحنة السالبة.

الفضة معدن ثقيل إذا تراكم في الجسم يمكن أن يسبب عددًا من الأمراض. لا يمكن تحقيق تأثير مطهر إلا بتركيزات عالية من هذا المعدن الضار بالجسم. كمية صغيرة من الفضة يمكن أن توقف نمو البكتيريا فقط.

بالإضافة إلى ذلك، فإن البكتيريا المكونة للأبواغ غير حساسة عمليًا للفضة، ولم يتم إثبات تأثيرها على الفيروسات. لذلك، يُنصح باستخدام الفضة فقط لإطالة العمر الافتراضي للمياه النقية في البداية.

المعدن الثقيل الآخر الذي يمكن أن يكون له تأثير مبيد للجراثيم هو النحاس. حتى في العصور القديمة، لوحظ أن الماء الموجود في الأوعية النحاسية يحتفظ بمواده العالية لفترة أطول. ومن الناحية العملية، يتم استخدام هذه الطريقة في الظروف المنزلية الأساسية لتنقية كمية صغيرة من الماء.

الكواشف البوليمر

يعد استخدام كواشف البوليمر طريقة حديثة لتطهير المياه. إنه يتفوق بشكل كبير على الكلورة والأوزون بسبب سلامته. السائل المنقى بمطهرات البوليمر ليس له طعم أو روائح غريبة، ولا يسبب تآكل المعادن، ولا يؤثر على جسم الإنسان. وقد أصبحت هذه الطريقة منتشرة على نطاق واسع في تنقية المياه في حمامات السباحة. الماء المنقى بكاشف بوليمر ليس له لون أو طعم أو رائحة أجنبية.

اليود والبرومة

اليود هو طريقة تطهير تستخدم مركبات تحتوي على اليود. خصائص اليود المطهرة معروفة في الطب منذ العصور القديمة. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة معروفة على نطاق واسع ومحاولات لاستخدامها عدة مرات، إلا أن استخدام اليود كمطهر للمياه لم يكتسب شعبية. هذه الطريقة لها عيب كبير: الذوبان في الماء يسبب رائحة معينة.

البروم هو كاشف فعال إلى حد ما، حيث يدمر معظم البكتيريا المعروفة. ومع ذلك، بسبب تكلفتها العالية، فهي ليست شعبية.

الطرق الفيزيائية لتطهير المياه

تعمل الطرق الفيزيائية لتنقية وتطهير المياه على المياه دون استخدام الكواشف أو التدخل في التركيب الكيميائي. الطرق الفيزيائية الأكثر شعبية:

• الأشعة فوق البنفسجية.
• تأثير الموجات فوق الصوتية.
• المعالجة الحرارية
• طريقة النبض الكهربائي

الأشعة فوق البنفسجية

يكتسب استخدام الأشعة فوق البنفسجية شعبية متزايدة بين طرق تطهير المياه. تعتمد هذه التقنية على حقيقة أن الأشعة ذات الطول الموجي 200-295 نانومتر يمكن أن تقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. من خلال اختراق جدار الخلية، فإنها تؤثر على الأحماض النووية (RND وDNA)، وتسبب أيضًا اضطرابات في بنية الأغشية وجدران الخلايا للكائنات الحية الدقيقة، مما يؤدي إلى موت البكتيريا.

لتحديد جرعة الإشعاع، من الضروري إجراء تحليل بكتريولوجي للمياه، وهذا سيحدد أنواع الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض وقابليتها للأشعة. وتتأثر الكفاءة أيضًا بقوة المصباح المستخدم ومستوى امتصاص الإشعاع بواسطة الماء.

جرعة الأشعة فوق البنفسجية تساوي حاصل ضرب شدة الإشعاع ومدته. كلما زادت مقاومة الكائنات الحية الدقيقة، كلما كان من الضروري التأثير عليها

الأشعة فوق البنفسجية لا تؤثر على التركيب الكيميائي للمياه، ولا تشكل مركبات جانبية، وبالتالي القضاء على إمكانية الضرر للإنسان.

عند استخدام هذه الطريقة، من المستحيل تناول جرعة زائدة، فالأشعة فوق البنفسجية لها معدل تفاعل مرتفع، ويستغرق الأمر عدة ثوانٍ لتطهير كامل حجم السائل. وبدون تغيير تركيبة الماء، يمكن للإشعاع تدمير جميع الكائنات الحية الدقيقة المعروفة.

ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لا تخلو من عيوبها. على عكس الكلورة، التي لها تأثير طويل الأمد، تبقى فعالية التشعيع طالما أن الأشعة تؤثر على الماء.

لا يمكن تحقيق نتيجة جيدة إلا في الماء النقي. يتأثر مستوى امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بالشوائب الموجودة في الماء. على سبيل المثال، يمكن للحديد أن يكون بمثابة درع للبكتيريا و"إخفائها" من التعرض للأشعة. لذلك، يُنصح بتنقية المياه مسبقًا.

يتكون نظام الأشعة فوق البنفسجية من عدة عناصر: غرفة من الفولاذ المقاوم للصدأ يوضع فيها مصباح، محمية بأغطية الكوارتز. من خلال المرور عبر آلية هذا التثبيت، يتعرض الماء باستمرار للأشعة فوق البنفسجية ويتم تطهيره بالكامل.

التطهير بالموجات فوق الصوتية

يعتمد التطهير بالموجات فوق الصوتية على طريقة التجويف. نظرا لحقيقة أن التغيرات الحادة في الضغط تحدث تحت تأثير الموجات فوق الصوتية، يتم تدمير الكائنات الحية الدقيقة. الموجات فوق الصوتية فعالة أيضًا في مكافحة الطحالب.

هذه الطريقة لها نطاق استخدام ضيق وهي في مرحلة التطوير. الميزة هي عدم الحساسية لارتفاع نسبة العكارة ولون الماء، فضلا عن القدرة على التأثير على معظم أشكال الكائنات الحية الدقيقة.

ولسوء الحظ، هذه الطريقة تنطبق فقط على كميات صغيرة من الماء. مثل الأشعة فوق البنفسجية، يكون له تأثير فقط عندما يتفاعل مع الماء. لم يكتسب التطهير بالموجات فوق الصوتية شعبية بسبب الحاجة إلى تركيب معدات معقدة ومكلفة.

المعالجة الحرارية للمياه

وفي المنزل الطريقة الحرارية لتنقية المياه هي الغليان المعروفة. ارتفاع درجة الحرارة يقتل معظم الكائنات الحية الدقيقة. في الظروف الصناعية، هذه الطريقة غير فعالة بسبب ضخامتها واستهلاكها للوقت وكثافتها المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعالجة الحرارية غير قادرة على التخلص من الأذواق الأجنبية والجراثيم المسببة للأمراض.

طريقة النبض الكهربائي

تعتمد طريقة النبض الكهربائي على استخدام التفريغات الكهربائية التي تشكل موجة صدمة. تحت تأثير الصدمة الهيدروليكية، تموت الكائنات الحية الدقيقة. هذه الطريقة فعالة لكل من البكتيريا الخضرية والجراثيم. قادرة على تحقيق النتائج حتى في المياه الغائمة. بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائص مبيد الجراثيم للمياه المعالجة تستمر لمدة تصل إلى أربعة أشهر.

الجانب السلبي هو ارتفاع استهلاك الطاقة والتكلفة العالية.

الطرق المشتركة لتطهير المياه

لتحقيق أكبر قدر من التأثير، يتم استخدام الطرق المدمجة، كقاعدة عامة، يتم الجمع بين طرق الكاشف مع طرق غير الكاشف.

أصبح الجمع بين الأشعة فوق البنفسجية والكلور شائعًا للغاية. وبالتالي، فإن الأشعة فوق البنفسجية تقتل البكتيريا المسببة للأمراض، ويمنع الكلور إعادة العدوى. تستخدم هذه الطريقة لتنقية مياه الشرب وتنقية المياه في حمامات السباحة.

لتطهير حمامات السباحة، يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية بشكل رئيسي مع هيبوكلوريت الصوديوم.

يمكنك استبدال الكلورة في المرحلة الأولى بالأوزون

وتشمل الطرق الأخرى الأكسدة مع المعادن الثقيلة. يمكن أن تعمل كل من العناصر المحتوية على الكلور والأوزون كعوامل مؤكسدة. جوهر هذا المزيج هو أن العوامل المؤكسدة تقتل الميكروبات الضارة، وتساعد المعادن الثقيلة في الحفاظ على تطهير المياه. هناك طرق أخرى لتطهير المياه المعقدة.

تنقية وتطهير المياه في الظروف المنزلية

غالبًا ما يكون من الضروري تنقية المياه بكميات صغيرة هنا والآن. لهذه الأغراض استخدم:

• أقراص مطهرة قابلة للذوبان؛
• برمنجنات البوتاسيوم؛
• السيليكون.
• الزهور المرتجلة والأعشاب.

يمكن أن تساعد الأقراص المطهرة عند السفر. كقاعدة عامة، يتم استخدام قرص واحد لكل 1 لتر. ماء. يمكن تصنيف هذه الطريقة كمجموعة كيميائية. في أغلب الأحيان، تعتمد هذه الأقراص على الكلور النشط. وقت عمل الجهاز اللوحي هو 15-20 دقيقة. وفي حالة التلوث الشديد يمكن مضاعفة الكمية.

إذا فجأة لم تكن هناك أقراص، فمن الممكن استخدام برمنجنات البوتاسيوم العادي بمعدل 1-2 غرام لكل دلو من الماء. بعد أن يستقر الماء، يصبح جاهزًا للاستخدام.

النباتات الطبيعية لها أيضًا تأثير مبيد للجراثيم - البابونج، بقلة الخطاطيف، نبتة سانت جون، lingonberry.

كاشف آخر هو السيليكون. ضعيه في الماء واتركيه لمدة 24 ساعة.

مصادر إمدادات المياه ومدى ملاءمتها للتطهير

يمكن تقسيم مصادر إمدادات المياه إلى نوعين - المياه السطحية والجوفية. المجموعة الأولى تشمل مياه الأنهار والبحيرات والبحار والخزانات.

عند تحليل مدى ملاءمة مياه الشرب الموجودة على السطح، يتم إجراء التحليل البكتريولوجي والكيميائي، ويتم تقييم حالة القاع ودرجة الحرارة والكثافة والملوحة لمياه البحر، والنشاط الإشعاعي للمياه، وما إلى ذلك. يلعب دور مهم عند اختيار المصدر قرب المنشآت الصناعية. هناك مرحلة أخرى في تقييم مصدر استهلاك المياه وهي حساب المخاطر المحتملة لتلوث المياه.

يعتمد تكوين المياه في الخزانات المفتوحة على الوقت من السنة، حيث تحتوي هذه المياه على ملوثات مختلفة، بما في ذلك مسببات الأمراض. إن خطر تلوث المسطحات المائية القريبة من المدن والمصانع والمصانع والمرافق الصناعية الأخرى هو الأعلى.

مياه النهر عكرة للغاية، وتتميز باللون والصلابة، بالإضافة إلى عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة، والتي تحدث العدوى بها غالبًا من مياه الصرف الصحي. تزهر بسبب تطور الطحالب شائعة في مياه البحيرات والخزانات. أيضا مثل هذه المياه

خصوصية المصادر السطحية هي سطح الماء الكبير الذي يتلامس مع أشعة الشمس. من ناحية، فإنه يساهم في التنقية الذاتية للمياه، من ناحية أخرى، فإنه يخدم تنمية النباتات والحيوانات.

على الرغم من حقيقة أن المياه السطحية يمكن تطهيرها ذاتيا، إلا أنها لا تنقذها من الشوائب الميكانيكية والنباتات الدقيقة المسببة للأمراض، لذلك عندما يتم جمع المياه، فإنها تخضع لتنقية شاملة مع مزيد من التطهير.

نوع آخر من مصادر استهلاك المياه هو المياه الجوفية. محتوى الكائنات الحية الدقيقة فيها ضئيل. تعتبر مياه الينابيع والارتوازية هي الأنسب لتزويد السكان. ولتحديد جودتها، يقوم الخبراء بتحليل هيدرولوجيا الطبقات الصخرية. يتم إيلاء اهتمام خاص للحالة الصحية للمنطقة في منطقة تناول المياه، لأن هذا لا يؤثر فقط على نوعية المياه هنا والآن، ولكن أيضا على احتمال الإصابة بالكائنات الحية الدقيقة الضارة في المستقبل.

تتفوق المياه الارتوازية ومياه الينابيع على مياه الأنهار والبحيرات، فهي محمية من البكتيريا الموجودة في مياه الصرف الصحي، ومن التعرض لأشعة الشمس والعوامل الأخرى التي تساهم في تطوير النباتات الدقيقة غير المواتية.

الوثائق التنظيمية لتشريعات المياه والصرف الصحي

وبما أن المياه هي مصدر الحياة البشرية، فإن جودتها وحالتها الصحية تحظى باهتمام جدي، بما في ذلك على المستوى التشريعي. الوثائق الرئيسية في هذا المجال هي قانون المياه والقانون الاتحادي "بشأن الرعاية الصحية والوبائية للسكان".

يحتوي قانون المياه على قواعد لاستخدام وحماية المسطحات المائية. يوفر تصنيفًا للمياه الجوفية والمياه السطحية، ويحدد العقوبات على انتهاك تشريعات المياه، وما إلى ذلك.

ينظم القانون الاتحادي "بشأن الرعاية الصحية والوبائية للسكان" متطلبات المصادر التي يمكن من خلالها استخدام المياه للشرب والتدبير المنزلي.

هناك أيضًا معايير جودة حكومية تحدد مؤشرات الملاءمة وتطرح متطلبات طرق تحليل المياه:

معايير جودة المياه GOST

• GOST R 51232-98 مياه الشرب. المتطلبات العامة للتنظيم وطرق مراقبة الجودة.
• GOST 24902-81 المياه للأغراض المنزلية والشرب. المتطلبات العامة لطرق التحليل الميداني.
• غوست 27064-86 نوعية المياه. المصطلحات والتعاريف.
• GOST 17.1.1.04-80 تصنيف المياه الجوفية حسب أغراض استخدام المياه.

SNiPs ومتطلبات المياه

تحتوي قوانين ولوائح البناء (SNiP) على قواعد لتنظيم أنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي الداخلية للمباني، وتنظيم تركيب إمدادات المياه، وأنظمة التدفئة، وما إلى ذلك.

• SNiP 2.04.01-85 إمدادات المياه الداخلية والصرف الصحي للمباني.
• SNiP 3.05.01-85 أنظمة الصرف الصحي الداخلية.
• SNiP 3.05.04-85 الشبكات والهياكل الخارجية لإمدادات المياه والصرف الصحي.

المعايير الصحية لإمدادات المياه

في القواعد واللوائح الصحية والوبائية (SanPiN)، يمكنك العثور على المتطلبات الموجودة لجودة المياه من إمدادات المياه المركزية والمياه من الآبار والآبار.

• SanPiN 2.1.4.559-96 "مياه الشرب. المتطلبات الصحية لجودة المياه لأنظمة إمدادات مياه الشرب المركزية. رقابة جودة."
• SanPiN 4630-88 "MPC وTAC للمواد الضارة في مياه المسطحات المائية للاستخدام المنزلي ومياه الشرب والثقافة"
• SanPiN 2.1.4.544-96 متطلبات جودة المياه لإمدادات المياه غير المركزية. الحماية الصحية للمصادر.
• SanPiN 2.2.1/2.1.1.984-00 مناطق الحماية الصحية والتصنيف الصحي للمؤسسات والهياكل والأشياء الأخرى.