Stosowany do dezynfekcji dużych ilości wody. Streszczenie: Nowoczesne metody dezynfekcji wody pitnej

Najczęstszymi procesami uzdatniania wody są klarowanie i dezynfekcja.

Ponadto istnieją specjalne sposoby poprawy jakości wody:
- zmiękczanie wody (usuwanie kationów powodujących twardość wody);
- odsalanie wody (zmniejszanie ogólnej mineralizacji wody);
- odmrażanie wody (zmniejszanie stężenia soli żelaza w wodzie);
- odgazowanie wody (usunięcie gazów rozpuszczonych w wodzie);
- neutralizacja wody (usunięcie substancji toksycznych z wody);
- odkażanie wody (oczyszczanie wody ze skażeń radioaktywnych).

Dezynfekcja jest ostatnim etapem procesu oczyszczania wody. Celem jest zahamowanie żywotnej aktywności drobnoustrojów chorobotwórczych znajdujących się w wodzie.

W zależności od metody oddziaływania na mikroorganizmy metody dezynfekcji wody dzielą się na chemiczne lub odczynnikowe; fizyczne lub bezodczynnikowe i łączone. W pierwszym przypadku pożądany efekt osiąga się poprzez dodanie do wody biologicznie aktywnych związków chemicznych; Metody dezynfekcji bezodczynnikowej polegają na uzdatnianiu wody za pomocą oddziaływań fizycznych, natomiast kombinowane wykorzystują jednocześnie wpływy chemiczne i fizyczne.

Chemiczne metody dezynfekcji wody pitnej obejmują jej uzdatnianie środkami utleniającymi: chlorem, ozonem itp. oraz jonami metali ciężkich. Fizyczne - dezynfekcja promieniami ultrafioletowymi, ultradźwiękami itp.

Najpopularniejszą chemiczną metodą dezynfekcji wody jest chlorowanie. Wynika to z wysokiej wydajności, prostoty zastosowanego sprzętu technologicznego, niskiego kosztu użytego odczynnika i względnej łatwości konserwacji.

Podczas chlorowania stosuje się wybielacze, chlor i jego pochodne, pod wpływem których bakterie i wirusy w wodzie giną w wyniku utleniania substancji.

Oprócz głównej funkcji - dezynfekcji, ze względu na swoje właściwości utleniające i działanie konserwujące, chlor służy także innym celom - kontrolowaniu smaku i zapachu, zapobieganiu rozwojowi glonów, utrzymywaniu filtrów w czystości, usuwaniu żelaza i manganu, niszczeniu siarkowodoru, przebarwieniom itp.

Zdaniem ekspertów stosowanie chloru gazowego stwarza potencjalne ryzyko dla zdrowia ludzkiego. Wynika to przede wszystkim z możliwości tworzenia się trihalometanów: chloroformu, dichlorobromometanu, dibromochlorometanu i bromoformu. Tworzenie się trihalometanów następuje w wyniku oddziaływania aktywnych związków chloru z substancjami organicznymi pochodzenia naturalnego. Te pochodne metanu mają wyraźne działanie rakotwórcze, które przyczynia się do powstawania komórek nowotworowych. Po zagotowaniu chlorowanej wody powstaje silna trucizna – dioksyny.

Badania potwierdzają związek chloru i jego produktów ubocznych z występowaniem chorób, takich jak nowotwory przewodu pokarmowego, wątroby, choroby serca, miażdżyca, nadciśnienie i różnego rodzaju alergie. Chlor wpływa na skórę i włosy, a także niszczy białka w organizmie.

Jedną z najbardziej obiecujących metod dezynfekcji wody naturalnej jest zastosowanie podchlorynu sodu (NaClO), otrzymywanego w miejscu spożycia w drodze elektrolizy 2-4% roztworów chlorku sodu (soli kuchennej) lub naturalnych wód mineralizowanych zawierających co najmniej 50 mg /l jony chlorkowe .

Działanie utleniające i bakteriobójcze podchlorynu sodu jest identyczne z działaniem rozpuszczonego chloru, dodatkowo wykazuje długotrwałe działanie bakteriobójcze.

Głównymi zaletami technologii dezynfekcji wody podchlorynem sodu jest bezpieczeństwo jej stosowania oraz znaczne ograniczenie oddziaływania na środowisko w porównaniu z ciekłym chlorem.

Oprócz zalet dezynfekcji wody podchlorynem sodu wytwarzanym w miejscu spożycia, istnieje również szereg wad, przede wszystkim zwiększone zużycie soli kuchennej ze względu na niski stopień jej przekształcenia (do 10-20%). W tym przypadku pozostałe 80-90% soli w postaci balastu wprowadza się do uzdatnionej wody roztworem podchlorynu, zwiększając jej zawartość soli. Zmniejszanie stężenia soli w roztworze, podjęte ze względów ekonomicznych, zwiększa koszty energii i zużycie materiałów anodowych.
Niektórzy eksperci uważają, że zastąpienie chloru gazowego podchlorynem sodu lub wapnia w celu dezynfekcji wody zamiast chloru cząsteczkowego nie zmniejsza, ale znacznie zwiększa prawdopodobieństwo powstawania trihalometanów. Pogorszenie jakości wody po zastosowaniu podchlorynu wynika ich zdaniem z faktu, że proces powstawania trihalometanów wydłuża się w czasie do kilku godzin, a ich ilość, przy niezmienionych innych czynnikach, im większe jest pH (wartość charakteryzującej stężenie jonów wodorowych). Dlatego najbardziej racjonalną metodą ograniczenia ubocznych produktów chlorowania jest zmniejszenie stężenia substancji organicznych na etapach oczyszczania wody przed chlorowaniem.

Alternatywne metody dezynfekcji wody przy użyciu srebra są zbyt drogie. Zaproponowano alternatywną dla chlorowania metodę dezynfekcji wody za pomocą ozonu, okazało się jednak, że ozon reaguje także z wieloma substancjami zawartymi w wodzie - z fenolem, a powstałe produkty są jeszcze bardziej toksyczne niż chlorofenole. Ponadto ozon jest bardzo niestabilny i szybko ulega zniszczeniu, dlatego jego działanie bakteriobójcze jest krótkotrwałe.

Spośród fizycznych metod dezynfekcji wody pitnej najbardziej rozpowszechniona jest dezynfekcja wody promieniami ultrafioletowymi, których właściwości bakteriobójcze wynikają z ich wpływu na metabolizm komórkowy, a zwłaszcza na układ enzymatyczny komórki bakteryjnej. Promienie ultrafioletowe niszczą nie tylko wegetatywne, ale także formy zarodnikowe bakterii i nie zmieniają właściwości organoleptycznych wody. Główną wadą tej metody jest całkowity brak efektu ubocznego. Ponadto metoda ta wymaga większych inwestycji kapitałowych niż chlorowanie.

Materiał został przygotowany w oparciu o informacje pochodzące z otwartych źródeł

Woda jest czynnikiem bezpośrednio wpływającym na jakość życia człowieka. Nastrój człowieka rano po umyciu twarzy zależy od jej koloru i zapachu, a samopoczucie i zdrowie organizmu zależy od jego składu.

Woda, będąc podstawą życia, łatwo przenosi choroby zakaźne. Aby zapobiec przenoszeniu patogenów przez wodę pitną, stosuje się dezynfekcję i dezynfekcję cieczy. Procesy te eliminują grzyby, bakterie, zły smak i kolor, zapewniając bezpieczną wodę pitną.

Oczyszczanie i dezynfekcja wody pitnej dostarczanej do budynków mieszkalnych odbywa się w stacjach uzdatniania wody scentralizowanego zaopatrzenia w wodę. Istnieją również metody i instalacje do użytku lokalnego - w postaci małych systemów uzdatniania wody ze studni lub metod, które pozwalają na oczyszczenie wody zebranej w butelce.

Klasyfikacja metod dezynfekcji wody

Aby wybrać odpowiednią metodę dezynfekcji, analizowana jest zanieczyszczona woda. Badana jest liczba i rodzaj mikroorganizmów oraz stopień skażenia ubocznego. Określana jest również ilość wody, która zostanie uzdatniona, oraz czynnik ekonomiczny.

Woda poddana oczyszczeniu jest przezroczysta i bezbarwna, bezwonna i nie ma smaku ani posmaku. Aby osiągnąć ten efekt, stosuje się następujące grupy metod:

• fizyczny;
• chemiczny;
• łączny.

Każda grupa ma swoje własne charakterystyczne cechy, ale wszystkie metody w taki czy inny sposób pozwalają na usunięcie patogennych mikroorganizmów z wody. Szczegółowe informacje na temat sprzętu do oczyszczania i dezynfekcji wody można uzyskać w firmie KVANTA+ w Tiumeniu.

Metoda chemiczna polega na pracy z odczynnikami dodawanymi do wody. Dezynfekcję fizyczną przeprowadza się za pomocą temperatury lub różnych promieni. Metody łączone łączą pracę tych dwóch grup.

Najskuteczniejsze sposoby

Bezpieczeństwo zakaźne wody jest ważnym i palącym problemem, dlatego wymyślono wiele metod usuwania z wody mikroorganizmów. Metody dezynfekcji są stale udoskonalane. Stają się bardziej skuteczne i dostępne. Obecnie za najlepsze uważa się następujące metody:

• obróbka cieplna przy użyciu wysokich temperatur;
• obróbka ultradźwiękowa;
• metody odczynnikowe;
• napromieniowanie ultrafioletowe cieczy;
• wyładowania elektryczne o dużej mocy.

Fizyczne metody dezynfekcji wody

Przed nimi woda musi zostać oczyszczona z zawiesin i zanieczyszczeń. W tym celu stosuje się koagulację, sorpcję, flotację i filtrację.

Ten typ metody obejmuje zastosowanie:

• ultradźwięk;
• ultrafioletowy;
• wysokie temperatury;
• Elektryczność.

Dezynfekcja ultrafioletowa

Dezynfekujące działanie promieniowania ultrafioletowego jest znane od bardzo dawna. Jego działanie jest podobne do światła słonecznego, które skutecznie niszczy nieprzystosowane mikroorganizmy poza warstwą ozonową Ziemi. Promieniowanie ultrafioletowe oddziałuje na komórki, tworząc w DNA wiązania krzyżowe, w wyniku czego komórka traci zdolność do dzielenia się i umiera (ryc. 2).

Instalacja składa się z lamp umieszczonych w kwarcowych obudowach. Lampy wytwarzają badania, które błyskawicznie niszczą mikroorganizmy, a osłony nie pozwalają na wystygnięcie lamp. Jakość dezynfekcji przy zastosowaniu tej metody zależy od przezroczystości wody: im czystszy jest napływający płyn, tym dalej rozprzestrzenia się światło i tym mniej brudzi się lampa. W tym celu przed dezynfekcją woda przechodzi kolejne etapy oczyszczania, w tym filtry mechaniczne.Zbiornik, przez który przepływa woda, jest zwykle wyposażony w mieszadło. Mieszanie warstw płynu pozwala na bardziej równomierny przebieg procesu dezynfekcji.

Projekt instalacji dezynfekcji UV

Warto wiedzieć, że lampy i osłony wymagają regularnej konserwacji: konstrukcję należy demontować i czyścić przynajmniej raz na kwartał.

Wtedy wydajność procesu nie ulegnie pogorszeniu ze względu na pojawienie się kamienia i innych zanieczyszczeń. Same lampy należy wymieniać raz w roku.

Urządzenia do dezynfekcji ultradźwiękowej

Działanie takich instalacji opiera się na kawitacji. Z powodu intensywnych wibracji, jakim poddawana jest woda pod wpływem dźwięków o wysokiej częstotliwości, w cieczy tworzą się liczne puste przestrzenie, jakby „wrzała”. Chwilowy spadek ciśnienia prowadzi do pęknięcia błon komórkowych i śmierci mikroorganizmów.

Urządzenia do ultradźwiękowego uzdatniania wody są skuteczne, jednak wymagają wysokich kosztów i właściwej obsługi. Ważne jest, aby personel wiedział, jak obsługiwać urządzenie – jego skuteczność zależy od jakości ustawień sprzętu.

Dezynfekcja termiczna

Ta metoda jest niezwykle powszechna wśród populacji i jest aktywnie wykorzystywana w życiu codziennym. Za pomocą wysokiej temperatury, czyli wrzenia, woda zostaje oczyszczona z niemal wszystkich możliwych organizmów chorobotwórczych. Ponadto zmniejsza się twardość wody i zmniejsza się zawartość rozpuszczonych gazów. Smak wody pozostaje taki sam. Gotowanie ma jednak jedną wadę: wodę uważa się za bezpieczną przez około jeden dzień, po czym bakterie i wirusy mogą ponownie się w niej osiedlić.

Wrząca woda to niezawodna i prosta metoda dezynfekcji

Dezynfekcja impulsem elektrycznym

Technika jest następująca: wyładowania elektryczne dostające się do wody tworzą falę uderzeniową, mikroorganizmy wpadają pod szok hydrauliczny i giną. Metoda ta nie wymaga wstępnego oczyszczania i jest skuteczna nawet przy zwiększonym zmętnieniu. Giną nie tylko bakterie wegetatywne, ale także tworzące przetrwalniki. Zaletą jest długotrwałe zachowanie efektu (do 4 miesięcy), wadą jest jednak znaczny koszt i duże zużycie energii.

Chemiczne metody dezynfekcji wody

Opierają się na reakcjach chemicznych zachodzących pomiędzy substancją zanieczyszczającą lub mikroorganizmem a odczynnikiem dodanym do cieczy.

Podczas stosowania dezynfekcji chemicznej ważne jest kontrolowanie dawki odczynnika.

To musi być dokładne. Brak substancji nie będzie w stanie spełnić swojego celu. Ponadto niewielka ilość odczynnika spowoduje zwiększoną aktywność wirusów i bakterii.

Aby poprawić działanie środka chemicznego, dodaje się go w nadmiarze. W takim przypadku szkodliwe mikroorganizmy giną, a efekt utrzymuje się przez długi czas. Nadmiar oblicza się osobno: jeśli dodasz za dużo, odczynnik dotrze do konsumenta i zostanie on zatruty.

Chlorowanie

Chlor jest szeroko rozpowszechniony i stosowany w uzdatnianiu wody w wielu krajach na całym świecie. Skutecznie radzi sobie z każdą ilością zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Chlorowanie prowadzi do śmierci większości organizmów chorobotwórczych, jest tanie i dostępne. Ponadto zastosowanie chloru i jego związków umożliwia ekstrakcję metali i siarkowodoru z wody. Chlorowanie stosuje się w miejskich instalacjach wody pitnej. Stosowany jest także na basenach, gdzie gromadzi się duża liczba osób.

Jednak ta metoda ma wiele wad. Chlor jest niezwykle niebezpieczny, powoduje raka i mutacje komórkowe oraz jest toksyczny. Jeśli nadmiar chloru nie zniknie w rurociągu, ale dotrze do społeczeństwa, może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Zagrożenie jest szczególnie duże w okresach przejściowych (jesień i wiosna), kiedy w związku ze zwiększonym zanieczyszczeniem wód powierzchniowych zwiększa się dawka odczynnika podczas uzdatniania wody. Zagotowanie takiej wody nie pomoże uniknąć negatywnych konsekwencji, wręcz przeciwnie, chlor zamieni się w dioksyny, które są silną trucizną. Aby nadmiar chloru odparował, wodę kranową zbiera się w dużych pojemnikach i pozostawia na jeden dzień w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.

Ozonowanie

Ozon ma silne działanie utleniające. Wnika do komórki i niszczy jej ściany, co prowadzi do śmierci bakterii. Substancja ta nie tylko działa silnie antyseptycznie, ale także odbarwia i dezodoryzuje wodę oraz utlenia metale. Ozon działa szybko i pozbywa się prawie wszystkich mikroorganizmów w wodzie, przewyższając pod tym względem chlor.

Ozonowanie uważane jest za najbezpieczniejszą i najskuteczniejszą metodę, jednak ma też kilka wad. Nadmiar ozonu powoduje korozję metalowych części urządzeń i rurociągów, urządzenia zużywają się i psują szybciej niż zwykle. Ponadto najnowsze badania wskazują, że ozonowanie powoduje „przebudzenie” mikroorganizmów, które znajdowały się w stanie hibernacji warunkowej.

Schemat procesu ozonowania

Metoda charakteryzuje się wysokimi kosztami instalacji i dużym zużyciem energii. Do pracy z urządzeniami ozonującymi niezbędny jest wysoko wykwalifikowany personel, ponieważ gaz jest toksyczny i wybuchowy. Aby uwolnić wodę do ludności, należy przeczekać okres zaniku ozonu, w przeciwnym razie ludzie mogą ucierpieć.

Dezynfekcja związkami polimerowymi

Brak szkody dla zdrowia, niszczenie zapachów, smaków i kolorów, długi czas działania - wymienione zalety dotyczą dezynfekcji przy użyciu odczynników polimerowych. Ten rodzaj substancji nazywany jest również polimerowymi środkami antyseptycznymi. Nie powodują korozji i uszkodzeń tkanin, nie powodują alergii i są skuteczne.

Oligodynamia

Opiera się na zdolności metali szlachetnych (takich jak złoto, srebro i miedź) do dezynfekcji wody.

O tym, że metale te mają działanie antyseptyczne, wiadomo już od dawna. Miedź i jej stopy są często stosowane w warunkach polowych, gdy zachodzi potrzeba indywidualnej dezynfekcji niewielkiej ilości cieczy.

W celu szerszego oddziaływania metali na mikroorganizmy stosuje się jonizatory. Są to urządzenia przepływowe działające w oparciu o parę galwaniczną i elektroforezę.

Dezynfekcja srebrem

Metal ten uważany jest za jedną z najstarszych metod dezynfekcji wody. W starożytności powszechnie wierzono, że srebro leczy każdą chorobę. Obecnie wiadomo, że działa negatywnie na wiele mikroorganizmów, nie wiadomo jednak, czy srebro niszczy bakterie pierwotniaków.

Produkt daje widoczny efekt w oczyszczaniu wody. Gromadząc się w nim, wywiera jednak negatywny wpływ na organizm ludzki. Nie bez powodu srebro ma wysoką klasę zagrożenia. Dezynfekcja wody jonami srebra nie jest metodą bezpieczną, dlatego praktycznie nie jest stosowana w przemyśle. Jonizatory srebra stosowane są w pojedynczych przypadkach w życiu codziennym do przetwarzania niewielkich ilości wody.

Kompaktowy jonizator wody do użytku domowego (srebrizator)

Jodowanie i bromowanie

Jod jest powszechnie znany i stosowany w medycynie już od czasów starożytnych. Naukowcy wielokrotnie próbowali wykorzystać jego działanie dezynfekujące do uzdatniania wody, ale jego użycie prowadzi do nieprzyjemnego zapachu. Brom dobrze radzi sobie z niemal wszystkimi znanymi mikroorganizmami chorobotwórczymi. Ale ma znaczącą wadę - wysoki koszt. Ze względu na swoje wady, te dwie substancje nie są stosowane do oczyszczania ścieków i wody pitnej.

Połączone metody dezynfekcji wody

Metody zintegrowane polegają na połączeniu metod fizycznych i chemicznych w celu poprawy wydajności. Przykładem jest połączenie promieniowania ultrafioletowego i chlorowania (czasami chlorowanie zastępuje się ozonowaniem). Lampy UV niszczą mikroorganizmy, a chlor lub ozon zapobiegają ich ponownemu pojawieniu się. Ponadto utlenianie i obróbka metalami ciężkimi dobrze ze sobą współdziałają. Odczynnik utleniający dezynfekuje, a metale przedłużają działanie bakteriobójcze.

Połączenie dezynfekcji UV i działania ultradźwiękowego

Jak dezynfekować wodę w domu

Istnieje pięć sposobów szybkiej dezynfekcji niewielkiej ilości wody:

• wrzenie;
• dodanie nadmanganianu potasu;
• stosowanie tabletek dezynfekcyjnych;
• stosowanie ziół i kwiatów;
• napar z silikonem.

Nadmanganian potasu dodaje się do wody w ilości 1-2 g na wiadro wody, po czym wytrącają się zanieczyszczenia.

Do neutralizacji wody ze studni, studni lub źródła służą specjalne tabletki do niszczenia mikroorganizmów. Są metodą najnowocześniejszą, dostępną, niedrogą i skuteczną. Wiele tabletek, np. marki Aquatabs, można stosować do oczyszczania dużych ilości cieczy.

Jeśli podczas pieszych wędrówek konieczna jest dezynfekcja wody, można zastosować specjalne zioła: dziurawiec zwyczajny, borówkę brusznicę, rumianek lub glistnik.

Możesz także użyć krzemu: umieszcza się go w wodzie i pozostawia na jeden dzień.

Dokumentacja regulacyjna z zakresu bezpieczeństwa wody pitnej

Państwo ściśle kontroluje jakość wody poprzez regulacje, zasady i ograniczenia. Podstawą aktów prawnych w zakresie ochrony zasobów wodnych i kontroli jakości wykorzystywanej wody są dwa dokumenty: ustawa federalna „O dobrostanie sanitarnym i epidemiologicznym ludności” oraz Kodeks wodny.

Pierwsza ustawa zawiera wymagania dotyczące jakości źródeł zaopatrzenia w wodę, z których woda dostarczana jest do budynków mieszkalnych oraz na potrzeby rolnictwa. Drugi dokument opisuje standardy korzystania ze źródeł wody i instrukcje zapewnienia ich bezpieczeństwa, a także określa kary.

standardy GOST

GOST opisują zasady, według których należy monitorować jakość ścieków i wody pitnej. Zawierają metody prowadzenia analiz w terenie, a także pozwalają na podział wód na grupy. Najważniejsze GOST przedstawiono w tabeli.

SNiP

Przepisy i przepisy budowlane określają wymagania dotyczące budowy stacji uzdatniania wody oraz montażu różnego rodzaju rurociągów i systemów wodociągowych. Informacje zawarte są w SNiP pod następującymi numerami: SNiP 2.04.01-85, SNiP 3.05.01-85, SNiP 3.05.04-85.

SanPiNy

Zasady i przepisy sanitarno-epidemiologiczne zawierają wymagania higieniczne dotyczące jakości poszczególnych grup wód, składu, konstrukcji ujęć wody i lokalizacji ujęć wody: SanPiN 2.1.4.559-96, SanPiN 4630-88, SanPiN 2.1.4.544-96, SanPiN 2.2 .1/2.1 .1.984-00.

Dzięki temu skuteczność dezynfekcji wody wodociągowej monitorowana jest z ustaloną regularnością i zgodnie z wieloma zasadami i przepisami. A duża liczba różnych metod dezynfekcji świeżej wody pozwala wybrać najlepszą opcję dla każdych warunków. Co sprawia, że ​​prawidłowo oczyszczona i uzdatniona woda jest bezpieczna do spożycia przez ludzi.

Dezynfekcja wody pitnej służy do stworzenia niezawodnej bariery dla przenoszenia patogenów chorób zakaźnych przez wodę. Metody dezynfekcji wody mają na celu zniszczenie mikroorganizmów chorobotwórczych i oportunistycznych, co zapewnia bezpieczeństwo epidemiczne wody.

Woda poddawana jest dezynfekcji na ostatnim etapie oczyszczania po sklarowaniu i odbarwieniu przed wprowadzeniem do zbiorników na wodę czystą, które pełnią jednocześnie funkcję komór kontaktowych. Do dezynfekcji wody stosuje się metody odczynnikowe (chemiczne) i bezodczynnikowe (fizyczne). Metody odczynnikowe polegają na wprowadzaniu do wody silnych środków utleniających (chlorowanie, ozonowanie, manganizacja, uzdatnianie wody jodem), jonów metali ciężkich i jonów srebra. Obróbka bezodczynnikowa obejmuje obróbkę cieplną, napromieniowanie ultrafioletowe, obróbkę ultradźwiękową, napromieniowanie Y i obróbkę prądem o ultrawysokiej częstotliwości. Metodę dobiera się w zależności od ilości i jakości wody źródłowej, metod jej wstępnego oczyszczania, wymagań dotyczących niezawodności dezynfekcji, biorąc pod uwagę wskaźniki techniczne i ekonomiczne, warunki dostawy odczynników, dostępność transportu i możliwość automatyzację procesu.

Dezynfekcja wody chlorem i jego związkami. Obecnie najpowszechniejszą metodą dezynfekcji wody w wodociągach pozostaje chlorowanie. Spośród związków zawierających chlor, ze względu na pewne zalety higieniczne i techniczne, najczęściej stosuje się chlor ciekły. Można również stosować wybielacze, podchloryn wapnia i sodu, dwutlenek chloru, chloraminy itp.

*Do stosowania w praktyce zaopatrzenia w wodę bytową i pitną dopuszcza się wyłącznie związki zawierające fluor, które przeszły badania higieniczne i znajdują się na „Wykazie materiałów i odczynników zatwierdzonym przez Główną Dyrekcję Sanitarno-Epidemiologiczną Ministra Zdrowia ZSRR do stosowania w praktyce zaopatrzenia w wodę domową i pitną (nr 3235-85)”.*

Po raz pierwszy w praktyce uzdatniania wody chlor zastosowano na długo przed odkryciem drobnoustrojów przez L. Pasteura, dowodem na etiologiczne znaczenie mikroorganizmów chorobotwórczych w rozwoju chorób zakaźnych przez R. Kocha, ostatecznym zrozumieniem mikrobiologicznej istoty wody przez T. Eschericha epidemie i bakteriobójcze właściwości chloru. Stosowano go do dezodoryzacji wody o nieprzyjemnym „septycznym” zapachu. Chlor okazał się bardzo skutecznym dezodorantem, a dodatkowo po uzdatnieniu wody chlorem znacznie rzadziej diagnozowano u ludzi infekcje jelitowe. Wraz z początkiem chlorowania wody w wielu krajach Europy ustały epidemie tyfusu i cholery. Sugerowano, że przyczyną chorób był nieprzyjemny zapach i smak wody, który chlor skutecznie eliminował. Dopiero z biegiem czasu udowodnili mikrobiologiczną etiologię epidemii wodnych infekcji jelitowych i uznali rolę chloru jako środka dezynfekującego.

Do chlorowania wody stosuje się chlor ciekły, który magazynowany jest pod ciśnieniem w specjalnych pojemnikach (cylindrach) lub substancje zawierające aktywny chlor.

Chlorowanie wody ciekłym chlorem. Chlor (C12) pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym jest zielonkawo-żółtym gazem o stężeniu 1,5-

2,5 razy cięższy od powietrza, o ostrym i nieprzyjemnym zapachu, dobrze rozpuszcza się w wodzie, łatwo upłynnia się pod zwiększonym ciśnieniem. Masa atomowa chloru wynosi 35,453, masa cząsteczkowa 70,906 g/mol. Chlor może występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

Chlor dostarczany jest do stacji wodociągowych w celu dezynfekcji wody w butlach z cieczą pod ciśnieniem. Chlorowanie przeprowadza się za pomocą chloratorów. Przygotowuje się w nich roztwór chloru, który wtryskuje się bezpośrednio do rurociągu, którym woda wpływa do RHF. Stosowane są chloratory LA. Kulsky (ryc. 20), chloratory próżniowe LONII-100, Zh-10, LK-12, KhV-11. Schemat ideowy chloratora LONII-100 pokazano na ryc. 21.

Kiedy butla jest podłączona do chloratora, ciekły chlor odparowuje. Chlor gazowy oczyszcza się w butli i na filtrze, a po obniżeniu jego ciśnienia za pomocą reduktora do 0,001-0,02 MPa miesza się go z wodą w mieszalniku. Z miksera, skoncentrowany

Ryż. 21. Schemat technologiczny typowego chloratora o wydajności 3 kg/h: 1 - wagi platformowe; 2 - piony z cylindrami; 3 - łapacz zanieczyszczeń; 4 - chloratory LONII-100; 5 - wyrzutniki

Nowy roztwór jest zasysany do eżektora i wprowadzany do rurociągu. W elektrowniach dużej mocy stosowane są chlorowniki typu LK, których konstrukcja jest prostsza i mniejsza dokładność. Chloratory te nie wymagają wstępnego oczyszczania chloru, nie są tak dokładne w dozowaniu, ale mogą dostarczać chlorowaną wodę na wysokość 20-30 m. Za wyrzutnikiem z LONIA-100 ciśnienie wynosi tylko 1-2 m. Podczas procesu rozpuszczanie chloru w wodzie, jego hydroliza następuje z utworzeniem kwasów chlorkowych (chlorowodorowego) i podchlorynowego (lub podchlorawego):

C12+ H20 ^ HCl + HC10.

Kwas podchlorawy HC10 jest słabym, jednozasadowym, niestabilnym kwasem, który łatwo dysocjuje, tworząc jon podchlorynowy (HC~):

NSYU ^ N+ + SYU”.

Stopień dysocjacji kwasu podchlorawego zależy od pH wody. Przy pH
Ponadto kwas podchlorawy rozkłada się, tworząc tlen atomowy, który jest również silnym środkiem utleniającym:

NSyu To HCl + O”.

*Aktywny chlor to taki, który jest w stanie uwolnić równoważną ilość jodu z wodnych roztworów jodku potasu przy pH 4. Wyróżnia się wolny (chlor cząsteczkowy, kwas podchlorawy, jon podchlorynowy) i związany (chlor będący częścią organicznych i nieorganicznych mono- i dichloramin) aktywny chlor.*

Wcześniej uważano, że to właśnie ten tlen atomowy ma działanie bakteriobójcze. Obecnie udowodniono, że dezynfekcyjne działanie ciekłego chloru, wybielaczy, podchlorynów wapnia i sodu, podchlorynu dwurzędowej soli wapnia wynika z działania utleniaczy, które powstają w wodzie podczas rozpuszczania związków zawierających chlor, przede wszystkim przez działanie kwasu podchlorynowego, następnie anion podchlorynowy i wreszcie tlen atomowy.

Chlorowanie wody podchlorynami (solami kwasu podchlorawego) przeprowadza się w stacjach wodociągowych małej mocy. Podchloryny stosuje się także do długotrwałej dezynfekcji wody w studniach kopalnianych przy pomocy wkładów ceramicznych, do dezynfekcji wody w terenie, w tym przy użyciu filtrów tkaninowo-węglowych itp.

Podchloryn wapnia Ca(OC1)2 służy do dezynfekcji wody pitnej. Podczas rozpuszczania w wodzie następuje hydroliza z utworzeniem kwasu podchlorawego i jego dalszą dysocjacją:

Ca(OC1)2 + 2H20 = Ca(OH)2 + 2HCiu,

Neyu-?. n+ + okr.

W zależności od metody produkcji wapnia podchloryn może zawierać od 57-60% do 75-85% aktywnego chloru. Razem z czystym podchlorynem do dezynfekcji wody stosuje się mieszaninę podchlorynu wapnia i innych soli (NaCl, CaCl2). Takie mieszaniny zawierają do 60-75% czystego podchlorynu.

Na stacjach o zużyciu aktywnego chloru do 50 kg/dobę do dezynfekcji wody można zastosować podchloryn sodu (NaCIO 5H20). Ten krystaliczny hydrat otrzymuje się z roztworu chlorku sodu (NaCl) metodą elektrolityczną.

Chlorek sodu w wodzie dysocjuje, tworząc kation sodu i anion chloru:

NaCl^ Na+ + SG

Podczas elektrolizy jony chloru są wyładowywane na anodzie i powstaje chlor cząsteczkowy:

2SG -» C12 + 2e.

Powstały chlor rozpuszcza się w elektrolicie:

С12+Н2О^НС1 + НСУ,

C12+OH-^CI+HClu.

Na katodzie następuje wyładowanie cząsteczek wody:

H20 + e -> OH- + H+.

Atomy wodoru po rekombinacji w wodór cząsteczkowy uwalniają się z roztworu w postaci gazu. Aniony hydroksylowe OH” pozostające w wodzie reagują z kationami sodu Na+, w wyniku czego powstaje NaOH. Wodorotlenek sodu reaguje z kwasem podchlorawym tworząc podchloryn sodu:

NaOH + HC10 -> NaOCI + H20.

Ryż. 22. Schemat technologiczny elektrolitycznej produkcji podchlorynu sodu: 1 - zbiornik roztworu; 2 - pompa; 3 - trójnik dystrybucyjny; 4 - zbiornik roboczy; 5 - dozownik; 6 - elektrolizer z elektrodami grafitowymi; 7 - zbiornik podchlorynu sodu; 8 - okap wentylacji wyciągowej

Podchloryn sodu dysocjuje w dużym stopniu tworząc „podchloryn sodu”, który ma wysoką aktywność przeciwdrobnoustrojową:

NaCIO ^ Na+ + CIO",

Xiu- + n+;^nshu.

Instalacje do elektrolizy dzielą się na przepływowe i wsadowe. Należą do nich elektrolizery i różnego rodzaju zbiorniki. Schemat ideowy instalacji wsadowej pokazano na ryc. 22. Roztwór chlorku sodu o stężeniu 10% wprowadza się do zbiornika na stałym poziomie, skąd wypływa ze stałym natężeniem przepływu. Po napełnieniu zbiornika dozującego uruchamia się syfon, który spuszcza określoną objętość roztworu do elektrolizera. Pod wpływem prądu elektrycznego w elektrolizerze powstaje podchloryn sodu. Nowe porcje roztworu soli wpychają podchloryn sodu do zbiornika zasilającego, skąd jest on dozowany za pomocą pompy dozującej. Zbiornik magazynujący musi zawierać odpowiednią ilość podchlorynu sodu na co najmniej 12 godzin.

Zaletą wytwarzania podchlorynu sodu metodą elektrolityczną w miejscu użycia jest brak konieczności transportu i magazynowania toksycznego skroplonego chloru. Do wad należą znaczne koszty energii.

Dezynfekcja wody metodą bezpośredniej elektrolizy. Metoda polega na bezpośredniej elektrolizie wody słodkiej, w której zawartość naturalnego chlorku jest nie mniejsza niż 20 mg/l, a twardość nie jest większa niż 7 mEq/l. Stosowany na stacjach wodociągowych o wydajności do 5000 m3/dobę. W wyniku bezpośredniej elektrolizy na anodzie uwalniane są jony chlorkowe obecne w wodzie i powstaje chlor cząsteczkowy, który ulega hydrolizie, tworząc kwas podchlorawy:

2СГ ^ С12 + 2е, С12 + Н2О^НС1 + НСУ.

Podczas elektrolizy uzdatniania wody o pH w zakresie 6-9 głównymi środkami dezynfekcyjnymi są kwas podchlorawy (podchlorynowy) HSY, anion podchlorynowy C10~ i monochloraminy NH2Cl, które powstają w wyniku reakcji HSY z amonem sole zawarte w wodzie naturalnej. Jednocześnie podczas uzdatniania wody metodą elektrolityczną mikroorganizmy poddawane są działaniu pola elektrycznego, w którym się znajdują, co wzmacnia działanie bakteriobójcze.

Dezynfekcję wody wybielaczem stosuje się w małych wodociągach (o wydajności do 3000 m3/dobę) po uprzednim przygotowaniu roztworu. Wkłady ceramiczne napełniane są także wybielaczem do dezynfekcji wody w studniach kopalnianych lub lokalnych wodociągach.

Chlor jest białym proszkiem o ostrym zapachu chloru i silnych właściwościach utleniających. Jest to mieszanina podchlorynu wapnia i chlorku wapnia. Wybielacz otrzymuje się z wapienia. Węglan wapnia w temperaturze 700°C rozkłada się tworząc wapno palone (tlenek wapnia), które po interakcji z wodą zamienia się w wapno gaszone (wodorotlenek wapnia). Kiedy chlor reaguje z wapnem gaszonym, powstaje wybielacz:

CaCO3 ^ CaO + CO2,

CaO + H2O = Ca(OH)2,

2Ca(OH)2 + 2C12 = Ca(OC1)2 + CaC12+ 2H2O lub

2Ca(OH)2 + 2C12 = 2CaOC12 + 2H2O.

Główny składnik wybielacza wyraża się wzorem:

Produkt techniczny zawiera nie więcej niż 35% aktywnego chloru. Podczas przechowywania wybielacz ulega częściowemu rozkładowi. To samo dzieje się z podchlorynem wapnia. Światło, wilgoć i wysoka temperatura przyspieszają utratę aktywnego chloru. Wapno bielone traci około 3-4% aktywnego chloru miesięcznie w wyniku reakcji hydrolizy i rozkładu pod wpływem światła. W wilgotnym pomieszczeniu wybielacz rozkłada się, tworząc kwas podchlorawy:

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

Dlatego przed użyciem wybielacza i podchlorynu wapnia sprawdza się ich aktywność - procent aktywnego chloru w preparacie zawierającym chlor.

Działanie bakteriobójcze wybielaczy, podobnie jak podchlorynów, wynika z działania grupy (OCG), która w środowisku wodnym tworzy kwas podchlorawy:

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

Dwutlenek chloru (ClOJ jest gazem żółto-zielonym, łatwo rozpuszczającym się w wodzie (w temperaturze 4°C w 1 objętości wody rozpuszcza się 20 objętości gazowego ClO2). Nie ulega hydrolizie. Zaleca się jego stosowanie w przypadku właściwości wody naturalnej nie sprzyjają skutecznej dezynfekcji chloru np. przy wysokich wartościach pH czy w obecności amoniaku.Jednak produkcja dwutlenku chloru jest procesem złożonym, wymagającym specjalnego sprzętu, wykwalifikowanego personelu, dodatkowych kosztów finansowych Ponadto dwutlenek chloru jest materiałem wybuchowym, co wymaga ścisłego przestrzegania wymogów bezpieczeństwa.Powyższe dotyczy ograniczonego stosowania dwutlenku chloru do dezynfekcji wody w instalacjach wodociągowych i wodociągowych.

Do preparatów zawierających chlor zalicza się także chloraminy (nieorganiczne i organiczne), które w ograniczonym zakresie znajdują zastosowanie w praktyce uzdatniania wody, natomiast wykorzystywane są jako środki dezynfekcyjne podczas czynności dezynfekcyjnych, zwłaszcza w placówkach medycznych. Nieorganiczne chloraminy (monochloraminy NH2C1 i dichloraminy NHC12) powstają w reakcji chloru z amoniakiem lub solami amonowymi:

NH3 + CI2 = NH2CI + HCI,

NH2CI + CI2 = NHCI2 + HCl.

Oprócz nieorganicznych związków chloru do dezynfekcji stosuje się również chloraminy organiczne (RNHC1, RNC12). Otrzymuje się je w reakcji wybielacza z aminami lub ich solami. W tym przypadku jeden lub dwa atomy wodoru grupy aminowej zastępuje się chlorem. Różne chloraminy zawierają 25-30% aktywnego chloru.

Proces dezynfekcji wody preparatami zawierającymi chlor przebiega w kilku etapach:

1. Hydroliza chloru i preparatów zawierających chlor:

C12 + H20 = HCl + HC10;

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

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

2. Dysocjacja kwasu podchlorawego.

Przy pH ~ 7,0 HC10 dysocjuje: HC10
3. Dyfuzja cząsteczki HC10 i jonu CO do komórki bakteryjnej.

4. Oddziaływanie środka dezynfekcyjnego z enzymami mikroorganizmów utlenianych przez kwas podchlorawy i jon podchlorynowy.

Aktywny chlor (NCH i CL") najpierw dyfunduje do wnętrza komórki bakteryjnej, a następnie reaguje z enzymami. Największe działanie bakteriobójcze i wirusobójcze ma niezdysocjowany kwas podchlorawy (NCH). Szybkość dezynfekcji wody zależy od kinetyki dyfuzji chloru wewnątrz komórki bakteryjnej komórka i kinetyka śmierci komórkowej w wyniku zaburzeń metabolicznych. Wraz ze wzrostem stężenia chloru w wodzie, jej temperatury oraz przejściem chloru do niezdysocjowanej postaci łatwo dyfundującego kwasu podchlorawego, ogólna szybkość procesu dezynfekcji wzrasta.

Mechanizm bakteriobójczego działania chloru polega na utlenianiu związków organicznych komórki bakteryjnej: koagulacji i uszkodzeniu jej błony, hamowaniu i denaturacji enzymów zapewniających metabolizm i energię. Najbardziej uszkodzone są enzymy tiolowe zawierające grupy SH, które ulegają utlenieniu pod wpływem kwasu podchlorawego i jonu podchlorynowego. Wśród enzymów tiolowych najaktywniej hamowaną grupą są dehydrogenazy, które zapewniają oddychanie i metabolizm energetyczny komórki bakteryjnej1. Pod wpływem kwasu podchlorawego i jonu podchlorynowego hamowane są dehydrogenazy glukozy, alkoholu etylowego, gliceryny, kwasu bursztynowego, glutaminianowego, mlekowego, kwasu pirogronowego, formaldehydu itp. Hamowanie dehydrogenaz prowadzi do zahamowania procesów utleniania na początkowych etapach. Konsekwencją tego jest zarówno zahamowanie procesów namnażania bakterii (działanie bakteriostatyczne), jak i ich śmierć (działanie bakteriobójcze).

Mechanizm działania aktywnego chloru na wirusy składa się z dwóch faz. Najpierw kwas podchlorawy i jon podchlorynowy są adsorbowane na otoczce wirusa i przenikają przez nią, a następnie inaktywują RNA lub DNA wirusa.

Wraz ze wzrostem wartości pH maleje działanie bakteriobójcze chloru w wodzie. Przykładowo, aby zmniejszyć liczbę bakterii w wodzie o 99% przy dawce wolnego chloru wynoszącej 0,1 mg/l, czas kontaktu wydłuża się z 6 do 180 minut przy wzroście pH odpowiednio z 6 do 11. Dlatego też warto zaleca się dezynfekcję wody chlorem przy niskim pH, czyli przed wprowadzeniem odczynników alkalicznych.

Obecność w wodzie związków organicznych zdolnych do utleniania, nieorganicznych środków redukujących oraz substancji koloidalnych i zawieszonych otaczających mikroorganizmy, spowalnia proces dezynfekcji wody.

Oddziaływanie chloru ze składnikami wody jest procesem złożonym i wieloetapowym. Małe dawki chloru są całkowicie wiązane przez substancje organiczne, nieorganiczne środki redukujące, cząstki zawieszone, substancje humusowe i mikroorganizmy wodne. Aby zapewnić niezawodne działanie dezynfekujące wody po chlorowaniu, konieczne jest oznaczenie resztkowych stężeń wolnego lub związanego aktywnego chloru.

*Metabolizm energetyczny u bakterii zachodzi w mezosomach – analogach mitochondriów.*

Ryż. 23. Wykres zależności ilości i rodzaju chloru resztkowego od podanej dawki chloru

Na ryc. Na rys. 23 przedstawiono zależność dawki chloru wprowadzonego i chloru resztkowego w obecności amoniaku lub soli amonowych w wodzie. Podczas chlorowania wody niezawierającej amoniaku lub innych związków zawierających azot, wraz ze wzrostem ilości chloru dodanego do wody, wzrasta w niej zawartość resztkowego wolnego chloru.Jednak obraz zmienia się, jeśli pojawi się amoniak, sole amonowe i inne związki zawierające azot znajdujące się w wodzie, stanowiące integralną część wody naturalnej lub wprowadzone do niej sztucznie. W tym przypadku chlor i środki chlorujące wchodzą w interakcję z amoniakiem, amonem i solami organicznymi zawierającymi grupy aminowe obecnymi w wodzie. Prowadzi to do powstawanie mono- i dichloramin, a także wyjątkowo niestabilnych trichloramin:

NH3 + H20 = NH4OH;

C12 + H20 = HC10 + HCl;

HCJ + NH4OH = NH2Cl + H20;

NSJ + NH2C1 = NHC12 + H2O;

NSJ + NHC12 = NC13 + H2O.

Chloraminy to połączenie aktywnego chloru, który ma działanie bakteriobójcze 25-100 razy mniejsze niż wolny chlor. Dodatkowo w zależności od pH wody zmienia się stosunek mono- i dichloramin (ryc. 24). Przy niskich wartościach pH (5-6,5) tworzą się głównie dichloraminy, a przy wysokich wartościach pH (powyżej 7,5) tworzą się monochloraminy, których działanie bakteriobójcze jest 3-5 razy słabsze niż dichloraminy. Aktywność bakteriobójcza nieorganicznych chloramin jest 8-10 razy większa niż chlorowanych organicznych amin i imin. Przy dodawaniu małych dawek chloru do wody w stosunku molowym C12:NH*
*W przyrodzie nie ma wody wolnej od amoniaku. Można go przygotować wyłącznie w laboratorium z wody destylowanej.*

gromadzi się resztkowy chlor związany z aminami. Wraz ze wzrostem dawki chloru tworzy się więcej chloramin, a stężenie resztkowego związanego chloru wzrasta do maksimum (punkt A).

Wraz z dalszym zwiększaniem dawki chloru stosunek molowy wprowadzonego chloru do jonu NH* zawartego w wodzie staje się większy niż jeden. W tym przypadku mono-, di-, a zwłaszcza trichloraminy utlenia się nadmiarem chloru zgodnie z następującymi reakcjami:

NHC12 + NH2C1 + NSJ -> N20 + 4HC1;

NHC12 + H20 -> NH(OH)Cl + HCl;

NH(OH)Cl + 2HC10 -> HN03 + ZHC1;

NHC12 + HCIO -> NC13 + H2O;

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

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

Gdy stosunek molowy Cl2:NH\ wynosi aż do 2 (10 mg Cl2 na 1 mg N2 w postaci NH\), w wyniku utleniania chloramin nadmiarem chloru, ilość resztkowego związanego chloru w wodzie gwałtownie maleje (segment III) do punktu minimalnego (punkt B), który nazywany jest pęknięciem punktowym Graficznie wygląda to na głębokie obniżenie krzywej chloru resztkowego (patrz rys. 23).

Wraz z dalszym zwiększaniem dawki chloru po punkcie zwrotnym, stężenie chloru resztkowego w wodzie zaczyna ponownie stopniowo wzrastać (odcinek IV krzywej). Chlor ten nie jest związany z chloraminami, nazywany jest wolnym chlorem resztkowym (aktywnym) i ma najwyższą aktywność bakteriobójczą. Działa na bakterie i wirusy niczym aktywny chlor przy braku amoniaku i związków amonowych w wodzie.

Według danych badawczych wodę można dezynfekować dwiema dawkami chloru: przed i po punkcie zwrotnym. Natomiast chlorowana dawką przedobrotową woda jest dezynfekowana w wyniku działania chloramin, a chlorowana dawką poobrotową dezynfekowana jest wolnym chlorem.

Podczas dezynfekcji wody dodany chlor jest zużywany zarówno na interakcję z komórkami drobnoustrojów i wirusami, jak i na utlenianie związków organicznych i mineralnych (mocznik, kwas moczowy, kreatynina, amoniak, substancje humusowe, sole żelazawe, sole amonowe, karbaminiany itp.) .), które zawarte są w wodzie w stanie zawieszonym i rozpuszczonym. Ilość chloru pochłonięta przez zanieczyszczenia wody (substancje organiczne, nieorganiczne środki redukujące, cząstki zawieszone, substancje humusowe i mikroorganizmy) nazywana jest zdolnością absorpcji chloru przez wodę (odcinek I krzywej). Ponieważ wody naturalne mają różny skład, ich absorpcja chloru nie jest taka sama. Zatem absorpcja chloru to ilość aktywnego chloru, która jest absorbowana przez zawieszone cząstki i wydatkowana na utlenianie bakterii, związków organicznych i nieorganicznych zawartych w 1 litrze wody.

Na skuteczną dezynfekcję wody można liczyć tylko wtedy, gdy będzie występował pewien nadmiar chloru w stosunku do ilości, która została pochłonięta przez bakterie i różne związki zawarte w wodzie. Skuteczna dawka aktywnego chloru jest równa całkowitej ilości chloru pochłoniętego i resztkowego. Obecność resztkowego chloru w wodzie (lub, jak to się nazywa, nadmiaru) wiąże się z ideą skuteczności dezynfekcji wody.

Podczas chlorowania wody ciekłym chlorem, podchlorynami wapnia i sodu oraz wybielaczem 30-minutowy kontakt zapewnia niezawodny efekt dezynfekcyjny przy stężeniu resztkowego chloru wynoszącym co najmniej 0,3 mg/l. Natomiast w przypadku chlorowania ze wstępnym amonizowaniem kontakt powinien trwać 1-2 godziny, a skuteczność dezynfekcji będzie gwarantowana w obecności pozostałości związanego chloru w stężeniu co najmniej 0,8 mg/l.

Chlor i związki zawierające chlor znacząco wpływają na właściwości organoleptyczne wody pitnej (zapach, smak), a w określonych stężeniach działają drażniąco na błony śluzowe jamy ustnej i żołądka. Maksymalne stężenie chloru resztkowego, przy którym woda pitna nie nabiera chlorowego zapachu i smaku, ustala się na 0,5 mg/l dla wolnego chloru i 1,2 mg/l dla związanego chloru. Zgodnie z charakterystyką toksykologiczną maksymalne stężenie aktywnego chloru w wodzie pitnej wynosi 2,5 mg/l.”

Dlatego do dezynfekcji wody należy dodać taką ilość preparatu zawierającego chlor, aby po uzdatnieniu woda zawierała 0,3-0,5 mg/l pozostałości wolnego lub 0,8-1,2 mg/l pozostałości związanego chloru. Nadmiar aktywnego chloru nie pogarsza smaku wody i nie szkodzi zdrowiu, ale gwarantuje jej niezawodną dezynfekcję.

Zatem w celu skutecznej dezynfekcji do wody dodaje się dawkę aktywnego chloru równą sumie absorpcji chloru i resztkowego aktywnego chloru. Dawka ta nazywana jest zapotrzebowaniem wody na chlor.

Zapotrzebowanie chloru na wodę to ilość aktywnego chloru (w miligramach) potrzebna do skutecznej dezynfekcji 1 litra wody i zapewnienia zawartości resztkowego wolnego chloru w granicach 0,3-0,5 mg/l po 30 minutach kontaktu z wodą, lub ilość resztkowy związany chlor w granicach 0,8-1,2 mg po 60 minutach kontaktu. Pozostała zawartość

*Maksymalne stężenie dwutlenku chloru w wodzie pitnej nie jest wyższe niż 0,5 mg/l, ograniczającym wskaźnikiem działania wody są właściwości organoleptyczne.*

Aktywny chlor kontrolowany jest po zbiornikach czystej wody przed wprowadzeniem jej do sieci wodociągowej. Ponieważ absorpcja chloru przez wodę zależy od jej składu i nie jest taka sama dla wody pochodzącej z różnych źródeł, w każdym przypadku zapotrzebowanie na chlor określa się eksperymentalnie poprzez chlorowanie próbne. W przybliżeniu zapotrzebowanie na chlor klarowanej i bielonej wody rzecznej metodą koagulacji, sedymentacji i filtracji waha się w granicach 2-3 mg/l (czasami do 5 mg/l), wód gruntowych wody międzystratowej - w granicach 0,7-1 mg/l.

Czynniki wpływające na proces chlorowania wody są związane z: 1) właściwościami biologicznymi mikroorganizmów; 2) właściwości bakteriobójcze preparatów zawierających chlor; 3) stan środowiska wodnego; 4) z warunkami, w jakich przeprowadzana jest dezynfekcja.

Wiadomo, że kultury zarodników są wielokrotnie bardziej odporne na działanie środków dezynfekcyjnych niż formy wegetatywne. Enterowirusy są trwalsze niż bakterie jelitowe. Mikroorganizmy saprofityczne są bardziej odporne niż patogenne. Ponadto spośród drobnoustrojów chorobotwórczych najbardziej wrażliwe na chlor są czynniki wywołujące dur brzuszny, czerwonkę i cholerę. Czynnik sprawczy paratyfusu B jest bardziej odporny na chlor. Ponadto im większe początkowe zanieczyszczenie wody mikroorganizmami, tym niższa skuteczność dezynfekcji w tych samych warunkach.

Działanie bakteriobójcze chloru i jego związków jest związane z wielkością jego potencjału redoks. Potencjał redoks wzrasta przy tych samych stężeniach w szeregu: chloramina -> wybielacz -> chlor - dwutlenek chloru.

Skuteczność chlorowania zależy od właściwości i składu środowiska wodnego, a mianowicie: zawartości zawiesin i związków koloidalnych, stężenia rozpuszczonych związków organicznych i nieorganicznych środków redukujących, pH wody i jej temperatury.

Zawiesiny i koloidy zapobiegają działaniu środka dezynfekcyjnego na mikroorganizmy znajdujące się w grubości cząsteczki i absorbują aktywny chlor na skutek adsorpcji i wiązania chemicznego. Wpływ na skuteczność chlorowania związków organicznych rozpuszczonych w wodzie zależy zarówno od ich składu, jak i od właściwości preparatów zawierających chlor. Zatem związki pochodzenia zwierzęcego zawierające azot (białka, aminokwasy, aminy, mocznik) aktywnie wiążą chlor. Związki niezawierające azotu (tłuszcze, węglowodany) słabiej reagują z chlorem. Ponieważ obecność w wodzie substancji zawieszonych, humusowych i innych związków organicznych zmniejsza efekt chlorowania, w celu niezawodnej dezynfekcji wody mętne i silnie zabarwione są najpierw klarowane i odbarwiane.

Gdy temperatura wody spadnie do 0-4°C, działanie bakteriobójcze chloru maleje. Zależność ta jest szczególnie zauważalna w doświadczeniach z dużym początkowym zanieczyszczeniem wody oraz w przypadku chlorowania małymi dawkami chloru. W praktyce stacji zaopatrzenia w wodę, jeśli zanieczyszczenie wody źródłowej spełnia wymagania normy państwowej 2761-84 „Źródła scentralizowanego zaopatrzenia w wodę do użytku domowego i pitnego. Wymagania higieniczne, techniczne i kontrola jakości”, spadek temperatury nie jest zauważalnie wpływają na skuteczność dezynfekcji.

Mechanizm wpływu pH wody na jej dezynfekcję chlorem związany jest z charakterystyką dysocjacji kwasu podchlorawego: w środowisku kwaśnym równowaga przesuwa się w stronę formy molekularnej, w środowisku zasadowym - w stronę formy jonowej. Kwas podchlorawy w postaci niezdysocjowanej cząsteczki lepiej przenika przez błony do wnętrza komórki bakteryjnej niż uwodnione jony podchlorynowe. Dlatego w środowisku kwaśnym proces dezynfekcji wody ulega przyspieszeniu.

Na bakteriobójcze działanie chlorowania istotny wpływ ma dawka odczynnika i czas kontaktu: działanie bakteriobójcze wzrasta wraz ze wzrostem dawki i wydłużaniem czasu działania aktywnego chloru.

Metody chlorowania wody. Metod chlorowania jest kilka. uzdatnianie wody, biorąc pod uwagę charakter resztkowego chloru, którego wybór zależy od właściwości składu uzdatnianej wody. Wśród nich: 1) chlorowanie z dawkami poobrotowymi; 2) chlorowanie konwencjonalne lub chlorowanie według zapotrzebowania na chlor; 3) superchlorowanie; 4) chlorowanie z wstępnym amonizowaniem. W pierwszych trzech opcjach woda jest dezynfekowana wolnym aktywnym chlorem. Podczas chlorowania z wstępnym amonizowaniem działanie bakteriobójcze wynika z działania chloramin, czyli związanego aktywnego chloru. Ponadto stosuje się kombinowane metody chlorowania.

Chlorowanie dawkami porozbijającymi zapewnia, że ​​już po 30 minutach kontaktu w wodzie będzie obecny wolny aktywny chlor. Dawkę chloru dobiera się tak, aby była nieco większa od dawki, przy której powstaje przerwa w krzywej chloru resztkowego, czyli w zakresie IV (patrz rys. 23). Tak dobrana dawka powoduje, że w wodzie pojawia się jak najmniej pozostałości wolnego chloru. Metoda ta charakteryzuje się starannym doborem dawki. Zapewnia stabilne i niezawodne działanie bakteriobójcze oraz zapobiega powstawaniu nieprzyjemnych zapachów w wodzie.

Konwencjonalne chlorowanie (chlorowanie według zapotrzebowania na chlor) jest najczęstszą metodą dezynfekcji wody pitnej w przypadku scentralizowanego zaopatrzenia w wodę pitną do użytku domowego. Chlorowanie według zapotrzebowania na chlor odbywa się z dawką poobrotową, która po 30 minutach kontaktu zapewnia obecność w wodzie resztkowego wolnego chloru w zakresie 0,3-0,5 mg/l.

Ponieważ wody naturalne różnią się znacznie składem i dlatego mają różną absorpcję chloru, zapotrzebowanie na chlor określa się eksperymentalnie poprzez eksperymentalne chlorowanie wody przeznaczonej do dezynfekcji. Oprócz prawidłowego doboru dawki chloru warunkiem skutecznej dezynfekcji wody jest dokładne mieszanie i czas ekspozycji, czyli czas kontaktu chloru z wodą (co najmniej 30 minut).

Z reguły w wodociągach chlorowanie według zapotrzebowania na chlor przeprowadza się po sklarowaniu i odbarwieniu wody. Zapotrzebowanie na chlor w takiej wodzie waha się w granicach 1-5 mg/l. Optymalną dawkę chloru wprowadza się do wody bezpośrednio po filtracji przed RHF.

W zależności od zapotrzebowania na chlor można przeprowadzić chlorowanie podwójne, w którym chlor wprowadza się do mieszalnika pierwszy raz przed komorą reakcyjną, a drugi raz za filtrami. W tym przypadku wyznaczona eksperymentalnie optymalna dawka chloru nie ulega zmianie. Chlor wprowadzony do mieszalnika przed komorą reakcyjną poprawia koagulację i odbarwianie wody, co pozwala na zmniejszenie dawki koagulanta. Dodatkowo hamuje rozwój mikroflory zanieczyszczającej piasek w filtrach. Całkowite zużycie chloru przy podwójnym chlorowaniu praktycznie nie wzrasta i pozostaje prawie takie samo jak przy pojedynczym chlorowaniu.

Podwójne chlorowanie zasługuje na szerokie zastosowanie. Należy go stosować w przypadkach, gdy zanieczyszczenie wód rzecznych jest stosunkowo duże lub podlega częstym wahaniom. Podwójne chlorowanie zwiększa niezawodność sanitarną dezynfekcji wody.

Superchlorowanie (rechlorowanie) to metoda dezynfekcji wody wykorzystująca zwiększone dawki aktywnego chloru (5-20 mg/l). Dawki te są w rzeczywistości dawkami po złamaniu. Ponadto znacznie przewyższają zapotrzebowanie na chlor wody naturalnej i powodują występowanie w niej wysokich (ponad 0,5 mg/l) stężeń resztkowego wolnego chloru. Dlatego metoda superchlorowania nie wymaga wstępnego określenia zapotrzebowania wody na chlor i starannego doboru dawki aktywnego chloru, jednakże po dezynfekcji konieczne jest usunięcie nadmiaru wolnego chloru.

Superchlorowanie stosuje się w szczególnych sytuacjach epidemiologicznych, gdy nie ma możliwości określenia zapotrzebowania wody na chlor i zapewnienia wystarczającego czasu kontaktu chloru z wodą, a także zapobiegania powstawaniu nieprzyjemnych zapachów w wodzie i zwalczania ich. Metoda ta jest wygodna w warunkach polowych oraz w sytuacjach awaryjnych.

Superchlorowanie skutecznie zapewnia niezawodną dezynfekcję nawet mętnej wody. Wysokie dawki aktywnego chloru zabijają patogeny oporne na środki dezynfekcyjne, takie jak riketsja Burnetta, cysty ameby czerwonki, prątki gruźlicy i wirusy. Ale nawet takie dawki chloru nie są w stanie skutecznie zdezynfekować wody z zarodników wąglika i jaj robaków pasożytniczych.

W przypadku superchlorowania zawartość wolnego chloru resztkowego w dezynfekowanej wodzie znacznie przekracza 0,5 mg/l, co powoduje, że woda nie nadaje się do spożycia ze względu na pogorszenie jej właściwości organoleptycznych (ostry zapach chloru). Dlatego istnieje potrzeba uwolnienia go od nadmiaru chloru. Proces ten nazywa się odchlorowaniem. Jeżeli nadmiar resztkowego chloru jest niewielki, można go usunąć poprzez napowietrzanie. W pozostałych przypadkach wodę oczyszcza się poprzez filtrację przez warstwę węgla aktywnego lub stosując metody chemiczne, takie jak obróbka podsiarczynu sodu (tiosiarczanu), wodorosiarczynu sodu, dwutlenku siarki (dwutlenku siarki), siarczanu żelaza. W praktyce stosuje się głównie podsiarczyn sodu (tiosiarczan) - Na2S2O3 · 5H20. Jego ilość oblicza się w zależności od ilości nadmiaru chloru, na podstawie reakcji:

Na2S2O3 + C12+ H20 = Na2S04 + 2HCl + si.

Zgodnie z podaną reakcją wiązania aktywnego chloru i podsiarczynu sodu w stosunku molowym 1:1, na 0,001 g chloru stosuje się 0,0035 g krystalicznego hydratu podsiarczynu sodu, czyli 3,5MrNa2S2O3-5H20 na 1 mg chloru.

Chlorowanie z wstępnym amonizowaniem. Metodę chlorowania w procesie wstępnego amonizowania stosuje się:

1) w celu zapobiegania powstawaniu nieprzyjemnych specyficznych zapachów powstających po chlorowaniu wody zawierającej fenol, benzen i etylobenzen;

2) zapobieganie tworzeniu się substancji rakotwórczych (chloroform itp.) podczas chlorowania wody pitnej zawierającej kwasy humusowe i węglowodory metanowe;

3) w celu zmniejszenia intensywności zapachu i smaku chloru, szczególnie odczuwalnego latem;

4) oszczędzanie chloru przy dużej absorpcji chloru przez wodę i braku nieprzyjemnych zapachów, smaków i wysokiego skażenia bakteryjnego.

Jeżeli naturalna woda zawiera fenole (na przykład z powodu zanieczyszczenia zbiorników wodnych ściekami z przedsiębiorstw przemysłowych) nawet w małych ilościach1, to po dezynfekcji związkami zawierającymi chlor, które hydrolizują, tworząc kwas podchlorawy, wolny aktywny chlor natychmiast reaguje z fenolem, tworząc chlorofenole, które już w niewielkich ilościach nadają wodzie ptasi smak i zapach. Jednocześnie związany aktywny chlor – chloramina, posiadająca niższy potencjał redoks, nie wchodzi w interakcję z fenolem tworząc chlorofenole, dzięki czemu właściwości organoleptyczne wody nie ulegają pogorszeniu podczas dezynfekcji. Podobnie wolny aktywny chlor może oddziaływać z węglowodorami metanu, tworząc trihalometany (chloroform, dibromochlorometan, dichlorobromometan), które są substancjami rakotwórczymi. Ich powstawaniu można zapobiec dezynfekując wodę związanym aktywnym chlorem.

Podczas chlorowania ze wstępnym amoniakiem do dezynfekowanej wody najpierw dodaje się roztwór amoniaku2 lub jego soli, a po 1-2 minutach wprowadza się chlor. W efekcie w wodzie tworzą się chloraminy (monochloraminy NH2C1 i dichloraminy NHC12), które działają bakteriobójczo. Reakcje chemiczne powstawania chloramin podano na s. 170.

Proporcja powstałych substancji zależy od pH, temperatury i ilości reagujących związków. Skuteczność chlorowania z wstępną amonizacją zależy od stosunku NH3 do C12, a dawki tych odczynników stosuje się w proporcjach 1:2, 1:4, 1:6, 1:8. Dla każdego źródła zaopatrzenia w wodę należy wybrać najbardziej efektywny stosunek. Szybkość dezynfekcji wody chloraminami jest mniejsza niż szybkość dezynfekcji wolnym chlorem, dlatego czas dezynfekcji wody w przypadku chlorowania z wstępnym amonizowaniem powinien wynosić co najmniej 2 godziny.Cechy bakteriobójczego działania chloramin, a także ich zdolność do nietworzenia pochodnych chloru o specyficznym zapachu tłumaczy się ich znacznym znaczeniem

*MPC fenolu w wodzie wynosi 0,001 mg/l, wskaźnikiem ograniczającym jest organoleptyka (zapach), 4. klasa zagrożenia.*

*Do wprowadzenia amoniaku do wody najwygodniej jest zastosować chloratory próżniowe.*

Ale mniejsza aktywność utleniająca, ponieważ potencjał redoks chloramin jest znacznie niższy niż chloru.

Oprócz wstępnej amonizacji (wprowadzenie amoniaku na 1-2 minuty przed wprowadzeniem chloru) czasami stosuje się amonizację pooperacyjną, gdy amoniak wprowadza się po chlorze bezpośrednio do zbiorników z czystą wodą. Z tego powodu chlor jest wiązany dłużej, niż osiąga się wydłużenie czasu jego działania.

Połączone metody chlorowania wody. Oprócz rozważanych metod chlorowania wody zaproponowano szereg kombinowanych, gdy razem ze związkami zawierającymi chlor stosuje się inny chemiczny lub fizyczny środek dezynfekujący, co zwiększa efekt dezynfekcji. Chlorowanie można połączyć z uzdatnianiem wody solami srebra (metoda chlorowo-srebrowa), nadmanganianem potasu (chlorowanie z manganizowaniem), ozonem lub światłem ultrafioletowym, ultradźwiękami itp.

Chlorowanie manganizowaniem (z dodatkiem roztworu KMP04) stosuje się, gdy konieczne jest wzmocnienie utleniającego i bakteriobójczego działania chloru, ponieważ nadmanganian potasu jest silniejszym środkiem utleniającym. Metodę tę należy zastosować, jeśli w wodzie występują zapachy i smaki spowodowane substancjami organicznymi i glonami. W tym przypadku nadmanganian potasu wprowadza się przed chlorowaniem. KMP04 należy dodawać przed osadnikami w dawce 1-5 mg/l lub przed filtrami w dawce 0,08 mg/l. Redukując się do nierozpuszczalnego w wodzie Mn02, jest on całkowicie zatrzymywany w osadnikach i filtrach.

Metodę chlorku srebra stosuje się na statkach floty rzecznej (na instalacjach KVU-2 i UKV-0,5). Zapewnia wzmocnioną dezynfekcję wody i jej utrwalenie na długi okres (do 6 miesięcy) dzięki dodatkowi jonów srebra w ilości 0,05-0,1 mg/l.

Dodatkowo metodę chlorku srebra stosuje się do dezynfekcji wody w basenach, gdzie konieczne jest maksymalne ograniczenie dawki chloru. Jest to możliwe, ponieważ działanie bakteriobójcze mieści się w całkowitym działaniu dawek chloru i srebra.

Działanie bakteriobójcze, wirusobójcze i utleniające chloru można nasilić poprzez jednoczesną ekspozycję na ultradźwięki, promieniowanie ultrafioletowe i stały prąd elektryczny.

Próbki wody pobierane są ze zbiorników wody czystej przed wprowadzeniem do sieci wodociągowej. Skuteczność chlorowania resztkowym aktywnym chlorem monitorowana jest co godzinę, czyli 24 razy na dobę. Chlorowanie uważa się za skuteczne, jeśli po 30 minutach kontaktu zawartość resztkowego wolnego chloru mieści się w zakresie 0,3-0,5 mg/l lub zawartość resztkowego chloru związanego wynosi 0,8-1,2 mg/l po 60 minutach kontaktu.

Według mikrobiologicznych wskaźników bezpieczeństwa epidemicznego wodę po RHF bada się dwa razy dziennie, tj. raz na 12 h. W wodzie po dezynfekcji określa się całkowitą liczbę drobnoustrojów i wskaźnik coli (indeks coli). Dezynfekcję wody uważa się za skuteczną, jeśli liczba coli nie przekracza 3, a całkowita liczba drobnoustrojów nie przekracza 100.

Negatywne skutki chlorowania wody dla zdrowia publicznego. W wyniku reakcji chloru ze związkami humusowymi, odpadami organizmów wodnych i niektórymi substancjami pochodzenia przemysłowego powstają dziesiątki nowych, niezwykle niebezpiecznych związków haloformowych, w tym substancji rakotwórczych, mutagenów i substancji silnie toksycznych o maksymalnych dopuszczalnych stężeniach na poziomie setne i tysięczne miligrama na 1 litr. W tabeli 3 i 5 (por. s. 66, 67, 101) przedstawiają niektóre związki zawierające chlorowce, cechy ich oddziaływania na organizm ludzki oraz standardy higieniczne w wodzie pitnej. Wskaźnikami tej grupy są trihalometany: chloro- i bromoform, dibromochlorometan, bromodichlorometan. W dezynfekowanej wodzie pitnej i wodociągowej najczęściej wykrywany jest chloroform, w wyższych stężeniach – substancja rakotwórcza grupy 2B według klasyfikacji IARC.

Związki haloformowe dostają się do organizmu wraz z wodą nie tylko drogą dojelitową. Niektóre substancje wnikają w nieuszkodzoną skórę podczas kontaktu z wodą, zwłaszcza podczas kąpieli w basenie. Kiedy bierzesz kąpiel lub prysznic, do powietrza uwalniane są związki haloformowe. Podobny proces zachodzi w procesie gotowania wody, prania i gotowania.

Biorąc pod uwagę ogromne zagrożenie, jakie związki haloformowe stanowią dla zdrowia człowieka, opracowano zestaw środków mających na celu zmniejszenie ich poziomu w wodzie. To zapewnia:

Ochrona źródła zaopatrzenia w wodę przed zanieczyszczeniem ściekami zawierającymi prekursory związków haloformowych;

Ograniczenie eutryfikacji jednolitych części wód powierzchniowych;

Odmowa ponownego chlorowania (chlorowania pierwotnego) lub zastąpienie go promieniowaniem ultrafioletowym lub dodatkiem siarczanu miedzi;

Optymalizacja koagulacji w celu zmniejszenia zabarwienia wody, czyli usunięcia substancji humusowych (prekursorów związków haloformowych);

Stosowanie środków dezynfekcyjnych mających mniejszą zdolność tworzenia związków haloformowych, w szczególności dwutlenku chloru, chloramin;

Zastosowanie chlorowania z wstępną amonizacją;

Napowietrzanie wody lub użycie granulowanego węgla aktywnego to najskuteczniejszy sposób usunięcia z wody związków haloformowych.

Radykalnym rozwiązaniem problemu jest zastąpienie chlorowania ozonowaniem i dezynfekcją wody promieniami UV.

Ozonowanie wody i jego zalety w stosunku do chlorowania. Ozonowanie jest jedną z obiecujących metod uzdatniania wody w celu jej dezynfekcji i poprawy właściwości organoleptycznych. Obecnie prawie 1000 wodociągów w Europie, głównie we Francji, Niemczech i Szwajcarii, wykorzystuje ozonowanie w procesie uzdatniania wody. W ostatnim czasie ozonowanie zaczęto powszechnie stosować w USA i Japonii. Na Ukrainie w wodociągach Dniepru stosuje się ozonowanie

Ryż. 25. Schemat technologiczny instalacji ozonowania:

1 - wlot powietrza; 2 - filtr powietrza; 3 - zawór ostrzegawczy; 4 - pięć wentylatorów nawiewnych; 5 - tłok powietrza; 6 - dwie suszarki chłodnicze; 7 - cztery suszenia adsorpcyjne; 8 - aktywowany tlenek glinu; 9 - chłodzenie nagrzewnic; 10 - pięćdziesiąt generatorów ozonu (na zdjęciu 2); 11 - suche powietrze; 12 - wlot wody chłodzącej; 13 - wylot wody chłodzącej; 14 - ozonowane powietrze; 15 - trzy zbiorniki do dyfuzji ozonu; 16 - poziom wody

Stacje w Kijowie, w krajach WNP - na stacjach wodociągowych w Moskwie (Federacja Rosyjska) i Mińsku (Białoruś).

Ozon (Os) to jasnofioletowy gaz o specyficznym zapachu i silnym utleniaczu. Jego cząsteczka jest bardzo niestabilna, łatwo rozpada się (dysocjuje) na atom i cząsteczkę tlenu. W warunkach przemysłowych mieszanina ozonowo-powietrzna wytwarzana jest w ozonatorze za pomocą „powolnego” wyładowania elektrycznego o napięciu 8000-10 000 V.

Schemat ideowy instalacji ozonatora przedstawiono na rys. 25. Sprężarka zasysa powietrze, oczyszcza je z kurzu, schładza, osusza na adsorberach z żelem krzemionkowym lub aktywnym tlenkiem glinu (które regeneruje się poprzez przedmuch gorącego powietrza). Następnie powietrze przechodzi przez ozonizator, gdzie powstaje ozon, który poprzez system rozprowadzający dostarczany jest do wody zbiornika kontaktowego. Dawka ozonu wymagana do dezynfekcji większości rodzajów wód wynosi 0,5-6,0 mg/l. Najczęściej dla wód podziemnych dawkę ozonu przyjmuje się w przedziale 0,75-1,0 mg/l, dla wód powierzchniowych - 1-3 mg/l. Czasami potrzebne są duże dawki, aby odbarwić i poprawić właściwości organoleptyczne wody. Czas kontaktu ozonu z wodą musi wynosić co najmniej 4 minuty1. Wskaźnik pośredni

*Zgodnie z GOST 2874-82 czas dezynfekcji wody ozonem wynosił co najmniej 12 minut. Ten sam czas trwania reguluje SanPiN 2.1.4.559-96 zatwierdzony przez Ministerstwo Zdrowia Rosji „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną. Kontrola jakości”. Zgodnie z SanPiN „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody ze scentralizowanych wodociągów bytowych i pitnych”, zatwierdzonym przez Ministerstwo Zdrowia Ukrainy, czas trwania ozonowania musi wynosić co najmniej 4 minuty.*

Skuteczność ozonowania polega na obecności resztkowych ilości ozonu na poziomie 0,1-0,3 mg/l za komorą mieszania.

Ozon w wodzie rozkłada się tworząc tlen atomowy: 03 -> 02 + O”. Udowodniono, że mechanizm rozkładu ozonu w wodzie jest złożony. W tym przypadku zachodzi szereg reakcji pośrednich z powstawaniem wolnych rodników (np. np. HO *), które są również utleniaczami.Więcej Silne działanie utleniające i bakteriobójcze ozonu w porównaniu z chlorem tłumaczy się tym, że jego potencjał utleniający jest większy niż chloru.

Z higienicznego punktu widzenia ozonowanie jest jedną z najlepszych metod dezynfekcji wody. W wyniku ozonowania uzyskuje się niezawodny efekt dezynfekcyjny, zanieczyszczenia organiczne ulegają zniszczeniu, a właściwości organoleptyczne wody nie tylko nie ulegają pogorszeniu, jak przy chlorowaniu czy gotowaniu, ale także poprawiają się: zmniejsza się barwa, znika zbędny smak i zapach, woda nabiera niebieskiego odcienia. Nadmiar ozonu szybko rozkłada się, wytwarzając tlen.

Ozonowanie wody ma następujące szczególne zalety w porównaniu z chlorowaniem:

1) ozon jest jednym z najsilniejszych utleniaczy, jego potencjał redoks jest wyższy niż chloru, a nawet dwutlenku chloru;

2) podczas ozonowania do wody nie przedostają się żadne ciała obce oraz nie zachodzą zauważalne zmiany w składzie mineralnym wody i pH;

3) nadmiar ozonu po kilku minutach zamienia się w tlen, dzięki czemu nie szkodzi organizmowi i nie pogarsza właściwości organoleptycznych wody;

4) ozon wchodząc w interakcję ze związkami zawartymi w wodzie nie powoduje pojawienia się nieprzyjemnych smaków i zapachów;

5) ozon odbarwia i dezodoryzuje wodę zawierającą substancje organiczne pochodzenia naturalnego i przemysłowego, nadając jej zapach, smak i barwę;

6) w porównaniu do chloru ozon skuteczniej dezynfekuje wodę z form zarodnikowych i wirusów;

7) proces ozonowania jest mniej podatny na wpływ czynników zmiennych (pH, temperatura itp.), co ułatwia technologiczną eksploatację stacji uzdatniania wody, a monitorowanie efektywności nie jest trudniejsze niż w przypadku chlorowania wody;

8) ozonowanie wody zapewnia nieprzerwane uzdatnianie wody, eliminując konieczność transportu i magazynowania niebezpiecznego chloru;

9) ozonowanie wytwarza znacznie mniej nowych substancji toksycznych niż chlorowanie. Są to głównie aldehydy (na przykład formaldehyd) i ketony, które powstają w stosunkowo małych ilościach;

10) Ozonowanie wody pozwala na kompleksowe jej uzdatnienie, przy jednoczesnym osiągnięciu dezynfekcji i poprawie właściwości organoleptycznych (barwy, zapachu i smaku).

Dezynfekcja wody jonami srebra. Woda uzdatniona srebrem w dawce 0,1 mg/l utrzymuje wysokie wskaźniki sanitarno-higieniczne przez cały rok. Srebro można wprowadzić bezpośrednio, zapewniając kontakt wody z powierzchnią samego metalu, a także poprzez elektrolityczne rozpuszczenie soli srebra w wodzie. LA. Kulsky opracował jonizatory LK-27, LK-28, które zapewniają anodowe rozpuszczanie srebra za pomocą prądu stałego.

Mechanizm działania chemicznych środków dezynfekcyjnych na mikroorganizmy. Początkowym etapem działania dowolnego środka dezynfekcyjnego na komórkę bakteryjną jest jego sorpcja na powierzchni komórki (O.S. Savluk, 1998). Po dyfundowaniu środków dezynfekcyjnych przez ścianę komórkową, celem ich działania jest błona cytoplazmatyczna, nukleoid, cytoplazma, rybosomy i mezosomy. Kolejnym etapem jest degradacja struktur wielkocząsteczkowych, w tym białkowych, komórki bakteryjnej w wyniku inaktywacji wysoce reaktywnych grup funkcyjnych (sulfhydrylowych, aminowych, fenolowych, indolowych, tioetylowych, fosforanowych, grup ketonowych, endocyklicznych atomów azotu itp.). . Najbardziej wrażliwe są enzymy zawierające grupy SH, czyli enzymy tiolowe. Spośród nich najsilniej hamowane są dehydrogenazy, które zapewniają oddychanie bakteriom i są zlokalizowane głównie w mezosomach.

Wśród organelli komórki bakteryjnej jedną z najbardziej uszkodzonych przez chemiczne środki dezynfekcyjne jest błona cytoplazmatyczna. Wynika to z łatwej dostępności środka utleniającego (w porównaniu do innych organelli) oraz obecności dużej liczby grup aktywnych (w tym grup sulfhydrylowych), które łatwo ulegają inaktywacji. Dlatego do uszkodzenia błony cytoplazmatycznej potrzebne są stosunkowo niewielkie ilości środków dezynfekcyjnych. Ze względu na znaczenie funkcji błony cytoplazmatycznej dla życia komórki bakteryjnej jej uszkodzenie jest niezwykle niebezpieczne.

Nukleoid, którego główną częścią jest cząsteczka DNA, pomimo obecności grup reaktywnych, które mogą potencjalnie oddziaływać ze środkami dezynfekcyjnymi, jest niedostępny dla ich cząsteczek i jonów. Jest to spowodowane po pierwsze trudnościami w transporcie środka dezynfekcyjnego z roztworu wodnego do nukleoidu przez błonę zewnętrzną i cytoplazmatyczną komórki bakteryjnej, a co za tym idzie bezproduktywnymi stratami środków dezynfekcyjnych. Po drugie, dla niektórych środków dezynfekcyjnych przeszkodą staje się obecność pierwotnej otoczki hydratacyjnej na powierzchni DNA. W szczególności ta powłoka hydratacyjna jest nieprzepuszczalna dla kationów.

Do inaktywacji rybosomów i polisomów zawierających rRNA konieczna jest znaczna ilość środka dezynfekcyjnego, co wynika z ich wysokiego stężenia w komórce bakteryjnej (w porównaniu z DNA).

Chemiczne środki dezynfekcyjne muszą mieć możliwie najszersze spektrum działania bakteriobójczego i minimalną toksyczność dla organizmu. Biorąc pod uwagę mechanizm interakcji z komórkami bakteryjnymi, chemiczne środki dezynfekcyjne dzieli się na dwie grupy:

1. Substancje oddziałujące na struktury komórkowe na skutek działania chemicznego i fizycznego, tj. substancje o budowie polarnej zawierające grupy lipofilowe i hydrofilowe (alkohole, fenole, krezole, detergenty, antybiotyki polipeptydowe). Rozpuszczają fragmenty struktur komórkowych - błon, naruszając ich integralność i odpowiednio ich funkcje. Posiadając szerokie spektrum działania bakteriobójczego ze względu na podobieństwo budowy błon komórkowych u różnych prokariotów, ta klasa środków dezynfekcyjnych jest skuteczna tylko w wysokich stężeniach - od 1 do 10 M.

2. Substancje uszkadzające struktury komórkowe w wyniku interakcji chemicznych. Można je podzielić na 2 podklasy: 1) substancje, które jedynie hamują rozwój bakterii; 2) substancje powodujące ich śmierć. Granica między nimi jest dość dowolna i w dużej mierze zależy od koncentracji. Do środków dezynfekcyjnych powodujących śmierć komórek zaliczają się prawie wszystkie metale ciężkie tworzące trudne do dysocjacji kompleksy z grupami sulfhydrylowymi, a także aniony cyjankowe, które tworzą trudne do dysocjacji kompleksy z żelazem, blokując w ten sposób funkcję końcowego enzymu oddechowego cytochromu oksydaza. Środki dezynfekcyjne hamujące rozwój bakterii, oddziałując z grupami funkcyjnymi związków komórkowych, albo prowadzą do ich transformacji (w określonych warunkach odwracalnej) do innych grup, albo je hamują ze względu na strukturalne podobieństwo środków dezynfekcyjnych do normalnych metabolitów komórkowych.

Skuteczność chemicznych środków dezynfekcyjnych zależy także od możliwości ich transportu przez struktury komórkowe do miejsca docelowego w komórce. Bakterie Gracilicute (Gram-ujemne) i Firmicute (Gram-dodatnie) mają różne struktury błonowe, z tą główną różnicą, że bakterie Gracilicute mają dodatkową warstwę zewnętrzną składającą się z fosfolipidów, lipoprotein i białek. Zarówno dwu-, jak i trójwarstwowe struktury otoczkowe zapewniają wysoką selektywność wnikania obcych substancji z zewnątrz do wnętrza komórki.

Oprócz ograniczeń transportowych na skuteczność chemicznych środków dezynfekcyjnych może mieć wpływ skład elektrolitowy dezynfekowanej wody. Na przykład, gdy do dezynfekcji stosuje się kationy metali ciężkich, obecność pewnych anionów (C1~, Br", I", SO^~, POJ" itp.) oraz środowisko zasadowe może prowadzić do tworzenia się dobrze rozpuszczalnych, słabo zdysocjowane związki.

Oddziaływanie środków dezynfekcyjnych z metabolitami komórkowymi i zawartymi w nich związkami chemicznymi może również prowadzić do zmiany właściwości fizykochemicznych środka dezynfekcyjnego. Zatem zdaniem L.A. Kulsky’ego (1988) płyn wewnątrzkomórkowy zawiera prawie 3 mEq/L anionów, do 100 mEq/L HPOj” i prawie 20 mEq/L SOj”, co jest w zupełności wystarczające do przekształcenia wielu środków dezynfekcyjnych, na przykład ciężkich kationów metali w lekko zdysocjowane związki.

Mechanizm działania bakteriobójczego pozwala wyjaśnić efekty synergistyczne, które obserwuje się doświadczalnie podczas dezynfekcji wody kombinacjami chemicznych środków dezynfekcyjnych lub poprzez wpływ fizyczny i działanie chemicznego środka dezynfekcyjnego. Z punktu widzenia rozpatrywanego mechanizmu działanie jednej z kombinacji środków dezynfekcyjnych neutralizuje system „obrony ofiarnej” komórki bakteryjnej, po czym drugi środek dezynfekcyjny uzyskuje niemal nieskrępowany dostęp do głównych celów i wchodząc z nimi w interakcję z nimi inaktywuje komórka.

Zatem kombinacje chemicznych środków dezynfekcyjnych powinny charakteryzować się optymalnymi właściwościami bakteriobójczymi, w których jeden jest w stanie nieodwracalnie związać grupy sulfhydrylowe białek otoczki, a drugi, posiadający wysoce selektywne właściwości transportowe, szybko dyfunduje do cytoplazmy komórki i oddziałując z DNA i RNA, inaktywuje komórkę bakteryjną.Takimi wysoce skutecznymi kombinacjami środków dezynfekcyjnych są systemy C12:H202, C12:03, C12:Ag+, I2:Ag+ itp. Gdy połączenie oddziaływania fizycznego i działania chemicznego środka dezynfekcyjnego, w wyniku fizyczne oddziaływanie na błonę komórkową bakterii, następuje dezorganizacja lub częściowe zniszczenie jej struktury. Ułatwia to transport chemicznego środka dezynfekcyjnego do celów komórkowych i jego dalszą inaktywację. Stosowanie kombinacji środków dezynfekcyjnych bardzo skutecznie inaktywuje zmutowane komórki bakteryjne, które występują w populacjach komórkowych w ilości 10-40%.

Rozważany mechanizm działania bakteriobójczego chemicznych środków dezynfekcyjnych pozwala wyjaśnić wzorce inaktywacji wirusów i bakteriofagów. W szczególności zwiększoną oporność bakteriofagów na chemiczne środki dezynfekcyjne w porównaniu z komórkami bakteryjnymi tłumaczy się ich obecnością w cytoplazmie bakterii i tym samym małą dostępnością dla większości chemicznych środków dezynfekcyjnych. Inaktywacja wirusów i bakteriofagów poza komórką bakteryjną przez chemiczne środki dezynfekcyjne jest prawdopodobnie spowodowana denaturacją otoczek białkowych wirusa i interakcją z jego układami enzymatycznymi znajdującymi się pod otoczkami białkowymi.

Dezynfekcja wody za pomocą promieniowania ultrafioletowego (UV). Dezynfekcja wody promieniami UV jest metodą fizyczną (bezodczynnikową). Metody bezodczynnikowe mają wiele zalet: po zastosowaniu nie zmieniają się skład i właściwości wody, nie pojawiają się nieprzyjemne smaki i zapachy, nie ma potrzeby transportu i przechowywania odczynników.

Działanie bakteriobójcze wywiera część UV widma optycznego w zakresie fal od 200 do 295 nm. Maksymalne działanie bakteriobójcze występuje przy 260 nm. Promienie takie przenikają przez 25-centymetrową warstwę czystej i bezbarwnej wody. Woda jest dezynfekowana promieniami UV dość szybko. Po 1-2 minutach naświetlania formy wegetatywne drobnoustrojów chorobotwórczych giną. Zmętnienie, a zwłaszcza sole barwiące, barwiące i żelaza, zmniejszające przepuszczalność wody dla bakteriobójczego promieni UV, spowalniają ten proces. Oznacza to, że warunkiem niezawodnej dezynfekcji wody promieniami UV jest jej wstępne klarowanie i wybielanie.

Wodę ze ujęć podziemnych, której wskaźnik coli nie przekracza 1000 CFU/l, a zawartość żelaza nie przekracza 0,3 mg/l, poddaje się dezynfekcji poprzez naświetlanie promieniami UV przy użyciu lamp bakteriobójczych. Instalacje bakteriobójcze instaluje się na rurociągach ssawnym i tłocznym pomp drugiego podnośnika

Ryż. 26. Instalacja do dezynfekcji wody promieniami UV (OB AKX-1):

Sekcja; b - schemat ruchu wody przez komorę; 1 - okno widokowe; 2 - ciało; 3 - przegrody;

4 - zaopatrzenie w wodę; 5 - lampa rtęciowo-kwarcowa PRK-7; 6 - osłona kwarcowa w poszczególnych budynkach lub pomieszczeniach. Jeżeli wydajność wodociągu wynosi do 30 m3/h, stosuje się instalacje z niezatapialnym źródłem promieniowania w postaci niskociśnieniowych lamp argonowo-rtęciowych. Jeżeli wydajność stacji wynosi 30-150 m3/h, stosuje się instalacje z zanurzalnymi wysokoprężnymi lampami rtęciowo-kwarcowymi (rys. 26).

Przy zastosowaniu niskociśnieniowych lamp argonowo-rtęciowych w wodzie nie tworzą się toksyczne produkty uboczne, natomiast pod wpływem wysokoprężnych lamp rtęciowo-kwarcowych skład chemiczny wody może się zmieniać na skutek przemian fotochemicznych substancji rozpuszczonych w wodzie.

Dezynfekujące działanie bakteriobójczego promieni UV wynika przede wszystkim z reakcji fotochemicznych, których efektem jest nieodwracalne uszkodzenie DNA komórki bakteryjnej. Oprócz DNA promienie UV uszkadzają także inne części strukturalne komórki, w szczególności rRNA i błony komórkowe. Wydajność energetyczna bakteriobójcza wynosi 11% przy optymalnej długości większości emitowanych fal.

Tym samym promienie bakteriobójcze nie powodują denaturacji wody i nie zmieniają jej właściwości organoleptycznych, a także mają szerszy zakres działania abiotycznego - działają szkodliwie na zarodniki, wirusy i jaja robaków robaków odpornych na chlor. Jednocześnie zastosowanie tej metody dezynfekcji wody komplikuje operacyjną kontrolę skuteczności, ponieważ wyniki oznaczania liczby drobnoustrojów i wskaźnika coli w wodzie można uzyskać dopiero po 24 godzinach inkubacji upraw, a metoda szybka, co jest podobne do oznaczania resztkowego wolnego lub związanego chloru lub resztkowego ozonu, nie istnieje w tym przypadku.

Dezynfekcja wody ultradźwiękowa. Bakteriobójcze działanie ultradźwięków tłumaczy się głównie mechanicznym niszczeniem bakterii w polu ultradźwiękowym. Dane z mikroskopu elektronowego wskazują na zniszczenie błony komórkowej bakterii. Działanie bakteriobójcze ultradźwięków nie zależy od zmętnienia (do 50 mg/l) i barwy wody. Dotyczy to zarówno form wegetatywnych, jak i przetrwalnikowych mikroorganizmów i zależy jedynie od intensywności wahań.

Wibracje ultradźwiękowe, które można wykorzystać do dezynfekcji wody, wytwarzane są metodami piezoelektrycznymi lub magnetostrykcyjnymi. Aby uzyskać wodę spełniającą wymagania GOST 2874-82 „Woda pitna. Wymagania higieniczne i kontrola jakości”, natężenie ultradźwięków powinno wynosić około 2 W/cm2, a częstotliwość oscylacji powinna wynosić 48 kHz na 1 s. Ultradźwięki o częstotliwości 20-30 kHz niszczą bakterie w ciągu 2-5 sekund.

Termiczna dezynfekcja wody. Metodę tę stosuje się do dezynfekcji niewielkich ilości wody w sanatoriach, szpitalach, na statkach, w pociągach itp. Całkowita dezynfekcja wody i śmierć bakterii chorobotwórczych następuje po 5-10 minutach zagotowania wody. Do tego rodzaju dezynfekcji stosuje się specjalne typy kotłów.

Dezynfekcja promieniowaniem rentgenowskim. Metoda polega na naświetlaniu wody krótkofalowym promieniowaniem rentgenowskim o długości fali 60-100 nm. Promieniowanie krótkofalowe wnika głęboko w komórki bakteryjne, powodując ich istotne zmiany i jonizację. Metoda nie została wystarczająco zbadana.

Dezynfekcja poprzez odkurzanie. Metoda polega na inaktywacji bakterii i wirusów pod zmniejszonym ciśnieniem. Pełny efekt bakteriobójczy osiąga się w ciągu 15-20 minut. Optymalny tryb przetwarzania to temperatura 20-60°C i ciśnienie 2,2-13,3 kPa.

Inne fizyczne metody dezynfekcji, takie jak promieniowanie Y, wyładowania wysokiego napięcia, wyładowania elektryczne małej mocy, prąd przemienny, są stosowane w ograniczonym zakresie ze względu na ich dużą energochłonność, złożoność sprzętu, a także ze względu na ich niewystarczająca wiedza i brak informacji o możliwości powstawania szkodliwych związków ubocznych. Większość z nich jest obecnie na etapie rozwoju naukowego.

Dezynfekcja wody na polu. System zaopatrzenia w wodę w terenie musi gwarantować otrzymanie wysokiej jakości wody pitnej, niezawierającej patogenów chorób zakaźnych. Spośród środków technicznych odpowiednich do poprawy jakości wody w warunkach polowych na szczególną uwagę zasługują filtry tkaninowo-węglowe (TCF): przenośne, przenośne, proste i wysoce wydajne.

Projekt TUF autorstwa M.N. Klyukanov przeznaczone są do użytku tymczasowego (zaopatrzenie w wodę w warunkach polowych, na obszarach wiejskich,

nowe budynki, podczas wypraw). Woda jest oczyszczana i dezynfekowana według M.N. Klyukanova poprzez jednoczesną koagulację i dezynfekcję zwiększonymi dawkami chloru (superchlorowanie) z dalszą filtracją przez TUV (ryc. 27). Zawieszone cząstki są zatrzymywane na warstwie filtra tkaninowego, co oznacza, że ​​uzyskuje się klarowanie i odbarwianie wody, a na warstwie filtra węglowego przeprowadza się odchlorowanie.

Do koagulacji stosuje się siarczan glinu - A12(S04)3 w ilości 100-200 mg/l. Dawka aktywnego chloru do dezynfekcji wody (przechlorowania) wynosi co najmniej 50 mg/l. Koagulant i wybielacz lub DTSGK (dwie trzecie zasadowej soli hipo-

chloryn wapnia) w dawkach odpowiednio 150 i 50 mg/l. W tym przypadku zasadowość wody nie ma wpływu na koagulację:

A) z wybielaczem -

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

B) z DTSGK -

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

Zwykle koagulacja zachodzi w wyniku reakcji siarczanu glinu z wodorowęglanami wody, która powinna wynosić co najmniej 2 mEq/l. W pozostałych przypadkach wodę należy zalkalizować.

15 minut po potraktowaniu powyższymi odczynnikami osadzoną wodę przesączono przez TUV. Pozostały chlor i właściwości organoleptyczne oznacza się w wodzie oczyszczonej.

Sieć wodociągowa i znajdujące się na niej obiekty. Sieć wodociągowa (system dystrybucji wody) to podziemny system rur, przez który woda pod ciśnieniem (co najmniej 2,5-4 atm dla pięciopiętrowego budynku) utworzona przez pompownię drugiego piętra dostarczana jest do zaludnionego obszaru i dystrybuowane na jego terytorium. Składa się z głównych wodociągów, którymi woda ze stacji wodociągowej wpływa na obszar zaludniony, oraz rozbudowanej sieci rurociągów, którymi woda dostarczana jest do zbiorników wodnych, zewnętrznych obiektów ujęcia wody (pompy uliczne, hydranty przeciwpożarowe), budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej. Budynki. W tym przypadku główny wodociąg rozgałęzia się na kilka głównych linii, które z kolei rozgałęziają się na ulice, podwórza i domy. Te ostatnie są podłączone do wewnętrznego systemu wodociągowego budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej.

Ryż. 28. Schemat sieci wodociągowej: A - schemat ślepej uliczki; B - obwód pierścieniowy; a - przepompownia; b - zaopatrzenie w wodę; c - wieża ciśnień; d - obszary zaludnione; d - sieć dystrybucyjna

Zgodnie z konfiguracją sieć wodociągowa może być: 1) pierścieniowa; 2) ślepy zaułek; 3) mieszane (ryc. 28). Sieć ślepa składa się z oddzielnych ślepych linii, do których woda wpływa z jednej strony. Jeżeli taka sieć ulegnie uszkodzeniu w jakimkolwiek obszarze, dopływ wody do wszystkich odbiorców podłączonych do linii znajdującej się za punktem uszkodzenia w kierunku przepływu wody zostanie zatrzymany. W ślepych zaułkach sieci dystrybucyjnej może nastąpić stagnacja wody i pojawienie się osadu, co stanowi korzystne środowisko dla namnażania się mikroorganizmów. Wyjątkiem jest ślepa sieć wodociągowa instalowana w małych gminnych i wiejskich wodociągach.

Najlepsza z higienicznego punktu widzenia jest zamknięta sieć wodociągowa, która składa się z systemu sąsiadujących ze sobą obiegów zamkniętych, czyli pierścieni. Uszkodzenie w jakimkolwiek obszarze nie powoduje zatrzymania dopływu wody, ponieważ może ona przepływać innymi liniami.

System dystrybucji wody musi zapewniać nieprzerwane dostarczanie wody do wszystkich punktów jej poboru i zapobiegać zanieczyszczeniu wody na całej drodze jej zaopatrzenia od głównych urządzeń wodociągowych do odbiorców. Aby to zrobić, sieć wodociągowa musi być wodoodporna. Zanieczyszczenie wody w sieci wodociągowej podczas scentralizowanego zaopatrzenia w wodę spowodowane jest: nieszczelnością rur wodociągowych, znacznym spadkiem ciśnienia w sieci wodociągowej, co prowadzi do zasysania zanieczyszczeń w nieszczelnych obszarach oraz obecnością źródła zanieczyszczenia w pobliżu miejsca wycieku rur wodociągowych. Niedopuszczalne jest łączenie sieci wodociągowych bytowych i pitnych z sieciami dostarczającymi wodę niezdatną do picia (woda techniczna).

Rury wodociągowe wykonywane są z żeliwa, stali, żelbetu, tworzyw sztucznych itp. Rury z materiałów polimerowych, a także wewnętrzne powłoki antykorozyjne, można stosować wyłącznie po przeprowadzeniu oceny higienicznej i uzyskaniu pozwolenia Ministra Zdrowia. Rury stalowe stosowane są w obszarach o ciśnieniu wewnętrznym powyżej 1,5 MPa, na skrzyżowaniach z liniami kolejowymi, autostradami, zbiornikami powierzchniowymi (rzekami), na skrzyżowaniach wodociągów i kanalizacji. Muszą chronić powierzchnie zewnętrzne i wewnętrzne przed korozją. Średnica rur wodociągowych w osiedlach miejskich musi wynosić co najmniej 100 mm, na obszarach wiejskich - ponad 75 mm. Hermetyczne połączenie poszczególnych odcinków rur o długości 5-10 m uzyskuje się za pomocą kołnierzy, kielichów lub złączy (ryc. 29). Połączenia kołnierzowe stosuje się wyłącznie przy układaniu rur w stanie otwartym (na powierzchni gruntu), gdzie istnieje możliwość ich oględzin zewnętrznych i sprawdzenia szczelności.

Układanie linii wodociągowych do zaopatrzenia w wodę użytkową i pitną musi być poprzedzone oceną sanitarną terytorium o co najmniej 40 m w obu kierunkach, gdy wodociąg znajduje się na terenie niezabudowanym i o 10-15 m na terenie zabudowanym obszar w górę. Gleba, na której zostanie ułożona trasa wodociągowa, musi być niezanieczyszczona. Trasy nie należy prowadzić przez bagna, wysypiska śmieci, cmentarze, miejsca pochówku bydła, czyli tam, gdzie gleba jest zanieczyszczona. Należy zorganizować sanitarny pas ochronny wzdłuż wodociągów (por. s. 129, 130).

Rury wodociągowe należy układać 0,5 m poniżej poziomu zerowej temperatury w glebie (stopnia zamarzania gleby). Ponadto, w zależności od regionu klimatycznego, głębokość układania rur waha się od 3,5 do 1,5 m. W regionach południowych, aby zapobiec przegrzaniu wody w lecie, głębokość układania rur wodociągowych powinna być taka, aby warstwa gleby powyżej grubość rury wynosi co najmniej 0,0 m. 5 m.

Linie wodne należy układać 0,5 m wyżej niż rury kanalizacyjne. Jeżeli rury wodociągowe układane są na tym samym poziomie co równoległe przewody kanalizacyjne, odległość między nimi musi wynosić co najmniej 1,5 m dla rur wodociągowych o średnicy do 200 mm i co najmniej 3 m dla średnicy powyżej 200 mm. W takim przypadku konieczne jest użycie rur metalowych. Metalowe rury wodociągowe stosuje się również w miejscach skrzyżowań z rurami kanalizacyjnymi. W takim przypadku rury wodociągowe należy ułożyć o 0,5 m wyżej niż rury kanalizacyjne. Wyjątkowo na skrzyżowaniach rury wodociągowe mogą być zlokalizowane pod rurami kanalizacyjnymi. W takim przypadku dopuszczalne jest stosowanie wyłącznie rur wodociągowych stalowych, dodatkowo zabezpieczając je specjalną metalową osłoną o długości co najmniej 5 m po obu stronach skrzyżowania w glebach gliniastych i co najmniej 10 m w glebach o dużej zdolności filtracyjnej (na przykład piaszczysty). Rury kanalizacyjne na określonym obszarze muszą być żeliwne.

Na wodociągach i wodociągach instalowane są: przepustnice (śruby) w celu odizolowania miejsc naprawy; tłoki - do uwalniania powietrza podczas pracy rurociągu; zawory - do uwalniania i wpuszczania powietrza podczas opróżniania rurociągów z wody podczas napraw i późniejszego napełniania; wyloty - do odprowadzania wody podczas opróżniania rurociągów; regulatory ciśnienia, zawory chroniące przed uderzeniami wodnymi, w przypadku nagłej potrzeby wyłączenia lub włączenia pomp itp. Długość odcinków naprawczych przy układaniu rurociągów wodnych w jednej linii nie powinna przekraczać 3 km, w dwóch lub więcej liniach - 5 km .

W studniach inspekcyjnych wodociągów instalowane są zawory odcinające, sterujące i bezpieczeństwa. Studnie inspekcyjne instalowane są także na wszystkich połączeniach wodociągów głównych, głównych i ulicznych. Studnie to wodoszczelne, żelbetowe szyby umieszczone pod ziemią. Aby zejść do studni inspekcyjnej, znajduje się właz z hermetycznie zamkniętą pokrywą, która jest izolowana w zimnych porach roku; W ścianie wbudowane są wsporniki żeliwne lub stalowe. Niebezpieczeństwo skażenia wody w sieci wodociągowej przez studnie rewizyjne powstaje w przypadku napełnienia szybu wodą. Może to nastąpić na skutek przedostania się wody przez nieszczelne ściany i dno, wody deszczowej przez nieszczelną pokrywę lub wody z sieci wodociągowej przez nieszczelne złącza rur i kształtek. Gdy ciśnienie w sieci spadnie, woda zebrana w studni rewizyjnej może zostać zassana do rur.

Zbiorniki ciśnieniowe (zapasowe) wody mają na celu utworzenie rezerwy wody, która kompensuje ewentualne rozbieżności pomiędzy dostawą wody a jej zużyciem w określonych porach dnia. Zbiorniki napełniane są głównie w nocy, natomiast w ciągu dnia, w godzinach intensywnego użytkowania wody, woda z nich przedostaje się do sieci normalizując ciśnienie.

Zbiorniki na wodę instalowane są w najwyższym punkcie płaskorzeźby na wieżach wznoszących się nad najwyższymi budynkami osady (ryc. 30). Teren wokół wież ciśnień jest ogrodzony. Zbiorniki muszą być wodoodporne, wykonane z żelaza lub żelbetu. Do czyszczenia, naprawy i dezynfekcji wewnętrznej powierzchni zbiornika

Ryż. 30. Wieża ciśnień: a - wygląd; b - odcinek: I - rura zasilająca i rozdzielcza; 2 - rura przelewowa

Dostarczane są włazy ze szczelnie zamkniętymi i uszczelnionymi pokrywami. W celu wymiany powietrza zbiorniki wyposażone są w otwory wentylacyjne przykryte siatkami i zabezpieczone przed opadami atmosferycznymi. Na rurach doprowadzających i odprowadzających wodę instaluje się krany w celu pobrania próbek wody w celu kontroli jej jakości przed i za zbiornikiem. Zbiorniki na wodę wymagają okresowej (1-2 razy w roku) dezynfekcji.

Na dużych rurociągach wodnych zbiorniki zapasowe - zbiorniki czystej wody - instalowane są pod ziemią. Z nich woda dostarczana jest do sieci wodociągowej poprzez przepompownie trzeciego podnośnika.

Krany. Ludność pobiera wodę z sieci wodociągowej lub poprzez przydomowe dopływy i krany z wewnątrzdomowej sieci wodociągowej lub poprzez zewnętrzne urządzenia wodociągowe – rury kanalizacyjne.

Krany uliczne są najbardziej wrażliwym elementem sieci wodociągowej. Znanych jest wiele przypadków epidemii chorób zakaźnych, które nazywane są epidemiami „jednokolumnowymi”.

Istnieją różne konstrukcje kolumn, ale najczęstsze są systemy typu Czerkunow i Moskwa. Instaluje się je w obszarach budynków bez wprowadzania do budynków scentralizowanych rur wodociągowych. W takim przypadku promień serwisowy kolumny nie powinien przekraczać 100 m. Ostatnio w miastach o scentralizowanym zaopatrzeniu w wodę z poborem wody ze zbiorników powierzchniowych kolumny są szeroko stosowane do organizacji zaopatrzenia w wodę artezyjską w pijalniach1.

Krótka rura systemu Czerkunowa (ryc. 31) składa się z części nadziemnej i podziemnej. Część podziemna (studzienka inspekcyjna) wygląda jak szyb z wodoodpornymi, żelbetowymi ścianami i dnem. Znajduje się tam eżektor (montowany na drodze przepływu wody od sieci wodociągowej do wewnętrznej rury wodnej kolumny) oraz zbiornik spustowy z rurą powietrzną. W żelbetowym stropie szybu znajduje się hermetyczny właz. W części szlifowanej kolumny znajduje się rura wylotowa i uchwyt, który połączony jest za pomocą pręta z zaworem umieszczonym przed wyrzutnikiem na wylocie wody z sieci wodociągowej. Wokół kolumny w promieniu 1,5-2 m zainstalowana jest ślepa powierzchnia z nachyleniem od kolumny, pod rurą wylotową znajduje się taca do odprowadzania wody rozlanej podczas użytkowania.

Po naciśnięciu uchwytu zawór otwiera się, a woda z sieci wodociągowej podnosi się pod ciśnieniem przez rurę wodną i wylewa się przez rurę wylotową kolumny. Po zwolnieniu uchwytu zawór zamyka się. Ponieważ woda pozostająca w rurze wodnej zamarza i pęka rurę w zimnych porach roku, jest ona odprowadzana do metalowego zbiornika na dnie studni inspekcyjnej. W takim przypadku powietrze ze zbiornika wchodzi do wału przez rurkę powietrzną. Po ponownym naciśnięciu uchwytu i otwarciu zaworu, woda wypływająca pod ciśnieniem przez zwężony otwór w wodociągu do rury wodociągowej uruchamia wyrzutnik. Efekt wyrzutu (zasysania), który pojawia się w pierwszych sekundach po otwarciu zaworu i nie trwa długo, zasysa wodę ze zbiornika do rurki wodnej. Zbiornik napełniany jest powietrzem z wału poprzez rurę odpowietrzającą. Tym samym pierwsze porcje wody wypływające z kolumny zaraz po naciśnięciu uchwytu to mieszanina wody z sieci wodociągowej i zbiornika spustowego. W wyniku zasysania wody ze zbiornika ciśnienie w eżektorze wyrównuje się, efekt wyrzutu zanika, po czym woda dostarczana jest do konsumenta wyłącznie z sieci wodociągowej. Po zwolnieniu uchwytu zbiornik ponownie napełnia się wodą z rury wodnej kolumny.

Realne zagrożenie skażenia wody w dystrybutorze może powstać w przypadku napełnienia wału dystrybutora wodą. Drogi przedostawania się wody do kopalni mogą być różne. Zatem opady atmosferyczne i spływ powierzchniowy

*Zaopatrzenie pompowni w wodę odbywa się z lokalnego wodociągu. Jego elementami są: 1) podziemne źródło międzystratalne (najlepiej artezyjskie) I klasy według GOST 2761-84; 2) studnia artezyjska; 3) przepompownia podziemna z zatapialną pompą odśrodkową; 4) wodociąg ciśnieniowy; 5) pijalnia z dystrybutorami wody (głównie typu moskiewskiego). Zaopatrzenie w wodę artezyjską pijalni jest szeroko rozpowszechnione w Kijowie, gdzie scentralizowane zaopatrzenie w wodę odbywa się za pośrednictwem rzek Dniepr i Desnyansky oraz wodociągów artezyjskich.*

Ryż. 31. Dozownik wody systemu Czerkunowa: 1 - część wyrzutnika i zbiornika; 2 - wtryskiwacz; 3 - sprzęgło; 4 - zwężony koniec rury wodnej; 5 - przeciwwaga; 6 - taca; 7 - tynk; 8 - podłoga z desek; 9 - rurka powietrzna; 10 - fajka wodna; 11 - wyrzutnik; 12 - zszywki; 13 - pręt; 14 - piasek; 15 - zawór (38 mm); 16 - zawór odcinający; 17 - czołg

Mogą przedostać się do wnętrza rewizji przez nieszczelny sufit lub nieszczelny właz. W przypadku naruszenia integralności żelbetowych ścian i dna szybu, woda może przedostawać się z gruntu (wilgoć gleby powstająca podczas filtracji wody atmosferycznej i roztopowej), szczególnie przy wysokim poziomie wód gruntowych. Kopalnia może zostać zalana wodą z sieci wodociągowej. Dzieje się tak, gdy ciśnienie w sieci spadnie poniżej 1 atm. W której

Przezroczystość i podwyższona barwa pogarszają właściwości organoleptyczne wody studniowej i źródlanej, ograniczają jej wykorzystanie, a czasami wskazują na zanieczyszczenie wody na skutek błędów w wyposażeniu obiektów ujęć wody (studni lub zlewni źródlanych), ich niewłaściwego umiejscowienia względem potencjalnych źródeł zanieczyszczenie lub niewłaściwa obsługa. Czasami przyczyną zmniejszenia przezroczystości i zwiększenia barwy wody studniowej i źródlanej może być wysokie stężenie soli żelaza (powyżej 1 mg/l).

W wodzie studziennej, która jest epidemiologicznie bezpieczna, wskaźnik coli zwykle nie przekracza 10 (miano coli wynosi co najmniej 100), liczba drobnoustrojów nie przekracza 400 na 1 cm3. Przy takich wskaźnikach sanitarnych i mikrobiologicznych patogeny infekcji jelitowych, które mają współczynnik przenoszenia wody, nie są wykrywane w wodzie.

Zawartość azotanów w wodzie studniowej i źródlanej nie powinna przekraczać 45 mg/l, w przeliczeniu na azot azotanowy – 10 mg/l. Przekroczenie podanego stężenia może spowodować methemoglobinemię wodno-azotanową (ostrą toksyczną sinicę) u niemowląt karmionych mieszanką na skutek stosowania do sporządzania preparatów odżywczych wody o dużej zawartości azotanów. Nieznaczny wzrost poziomu methemoglobiny we krwi bez groźnych objawów niedotlenienia można zaobserwować także u dzieci w wieku od 1 do 6 lat, a także u osób starszych.

Wzrost zawartości soli amonowych, azotynów i azotanów w wodzie studniowej i źródlanej może wskazywać na zanieczyszczenie gleby, przez którą filtrowana jest woda zasilająca, a także na to, że wraz z tymi substancjami mogły przedostać się mikroorganizmy chorobotwórcze. Przy świeżym zanieczyszczeniu wody wzrasta zawartość soli amonowych. Obecność azotanów w wodzie przy braku amoniaku i azotynów wskazuje na stosunkowo starożytne pobieranie do wody substancji zawierających azot. Przy systematycznym zanieczyszczeniu wody wykrywane są zarówno sole amonowe, jak i azotyny i azotany. Intensywne stosowanie nawozów azotowych w rolnictwie prowadzi także do wzrostu zawartości azotanów w wodach gruntowych. Wzrost utlenienia nadmanganianów wód gruntowych powyżej 4 mg/l wskazuje na możliwe zanieczyszczenie łatwo utleniającymi się substancjami pochodzenia mineralnego i organicznego.

Jednym ze wskaźników skażenia lokalnych źródeł wody są chlorki. Jednocześnie wysokie stężenia (powyżej 30-50 mg/l) chlorków w wodzie mogą być spowodowane ich wymywaniem z gleb zasolonych. W takich warunkach 1 litr wody może zawierać setki i tysiące miligramów chlorków. Woda o zawartości chlorków powyżej 350 mg/l ma słony smak i negatywnie wpływa na organizm. Aby prawidłowo ocenić pochodzenie chlorków, należy wziąć pod uwagę ich obecność w wodzie sąsiadujących ze sobą ujęć tego samego rodzaju, a także inne wskaźniki zanieczyszczenia.

W niektórych przypadkach każdy z tych wskaźników może mieć inny charakter. Na przykład substancje organiczne mogą być pochodzenia roślinnego. Dlatego wodę z lokalnego źródła można uznać za zanieczyszczoną tylko pod następującymi warunkami: 1) podwyższony jest nie jeden, ale kilka sanitarnych i chemicznych wskaźników zanieczyszczenia; 2) jednocześnie podwyższono wskaźniki sanitarne i mikrobiologiczne bezpieczeństwa epidemicznego – liczbę drobnoustrojów i wskaźnik coli; 3) możliwość skażenia potwierdzają dane z inspekcji sanitarnej studni lub ujęcia źródlanego.

Wymagania higieniczne dotyczące lokalizacji i budowy studni kopalnianych. Studnia kopalniana to konstrukcja, za pomocą której ludność gromadzi wodę gruntową i podnosi ją na powierzchnię. W lokalnych warunkach zaopatrzenia w wodę pełni jednocześnie funkcje obiektów poboru wody, podnoszenia i dystrybucji wody.

Wybierając lokalizację studni, oprócz warunków hydrogeologicznych, należy wziąć pod uwagę warunki sanitarne terenu i łatwość obsługi studni. Odległość od studni do konsumenta nie powinna przekraczać 100 m. Studnie umieszcza się wzdłuż zbocza terenu nad wszystkimi źródłami zanieczyszczeń zlokalizowanymi zarówno na powierzchni, jak iw grubości gleby. Z zastrzeżeniem tych warunków odległość studni od źródła zanieczyszczeń (miejsca filtracji podziemnej, szamba, kompostu itp.) musi wynosić co najmniej 30-50 m. Jeżeli potencjalne źródło zanieczyszczeń znajduje się wyżej w terenie niż studni, wówczas odległość między nimi wynosi. W przypadku gleby drobnoziarnistej powinna ona wynosić co najmniej 80-100 m, a czasem nawet 120-150 m.

Wielkość luki sanitarnej między studnią a potencjalnym źródłem zanieczyszczenia gleby można naukowo uzasadnić za pomocą wzoru Saltykowa-Belickiego, który uwzględnia lokalne warunki glebowe i hydrogeologiczne. Obliczenia opierają się na fakcie, że zanieczyszczenia przemieszczające się wraz z wodami gruntowymi w kierunku studni nie powinny dotrzeć do punktu poboru wody, to znaczy powinno być wystarczająco dużo czasu na zdezynfekowanie zanieczyszczeń. Obliczenia dokonuje się za pomocą wzoru:

Gdzie L to dopuszczalna odległość źródła zanieczyszczeń od punktu poboru wody (m), k to współczynnik filtracji1 (m/dobę) wyznaczony doświadczalnie lub z tablic, p to poziom wód gruntowych w obszarze skażenia warstwy wodonośnej, określonej doświadczalnie przez poziom; n2 to poziom wody w warstwie wodonośnej w miejscu poboru wody; t to wymagany czas przepływu wody pomiędzy źródłem zanieczyszczeń a miejscem poboru wody (przyjmuje się, że czas ten wynosi 200 dni w przypadku zanieczyszczenia bakteryjnego i 400 dni w przypadku zanieczyszczenia chemicznego); ts – aktywna porowatość gruntu2.

*Współczynnik filtracji to odległość, jaką woda pokonuje w glebie, przemieszczając się pionowo w dół pod wpływem grawitacji. Zależy od składu mechanicznego gleby. Dla piasków średnioziarnistych wynosi 0,432, dla piasków drobnoziarnistych – 0,043, dla iłów – 0,0043 m/dobę.*

*Porowatość aktywna to stosunek objętości porów próbki skały wodonośnej do całkowitej objętości próbki. Zależy od składu mechanicznego gleby: dla piasków gruboziarnistych - 0,15, dla piasków drobnoziarnistych - 0,35.*

Wzór ten nadaje się do obliczeń tylko wtedy, gdy skałą wodonośną jest piasek drobno- i średnioziarnisty. Jeżeli warstwę wodonośną reprezentują piaski gruboziarniste lub nawet gleby żwirowe, do znalezionej wartości należy dodać współczynnik bezpieczeństwa A:

Współczynnik wyznacza się ze wzoru: A = ai + a2 + a3, gdzie a! - promień lejka depresyjnego1 jest maksymalny dla piasków gruboziarnistych 300-400 m, dla żwiru średniego - 500-600 m; a2 to odległość, na jaką rozprzestrzenia się smuga zanieczyszczeń (w zależności od mocy źródła zanieczyszczeń wynosi od 10 do 100 m); a3 to wielkość strefy bezpieczeństwa, która zakłóca połączenie hydrauliczne pomiędzy smugą zanieczyszczeń a obwodowym końcem promienia leja depresyjnego (10-15 m).

Studnia to pionowy szyb o przekroju kwadratowym lub okrągłym (o powierzchni około 1 m2), który dochodzi do poziomu wodonośnego (ryc. 33). Dno pozostaje otwarte, a ściany boczne zabezpieczone materiałem wodoodpornym (beton, żelbet, cegła, drewno itp.). Na dno studni wylewa się warstwę żwiru o grubości 30 cm. Ściany studni muszą wznosić się ponad powierzchnię gruntu na co najmniej 1 m. Wokół studni instaluje się gliniany zamek i ślepą powierzchnię, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń wzdłuż ścian studni (na zewnątrz), które są wypłukiwane z powierzchniowych warstw gleby. Aby zbudować gliniany zamek, wokół studni wykopuje się dół o głębokości 2 mi szerokości 1 m i wypełnia go bogatą gliną. W przypadku ślepego obszaru wokół naziemnej części studni, na szczycie glinianego zamku, w promieniu 2 m, wykonuje się zasypkę z piasku i wypełnia cementem lub betonem ze spadkiem, aby odwrócić opady atmosferyczne i wodę rozlewającą się podczas korzystania ze studni z dala od studni. Aby odprowadzić wodę deszczową, instaluje się rów przechwytujący. W promieniu 3-5 m wokół studni publicznych należy wykonać ogrodzenie, aby ograniczyć dostęp pojazdów.

Wskazane jest podnoszenie wody ze studni za pomocą pompy. Jeśli nie jest to możliwe, wyposaż huśtawkę w przymocowane do niej publiczne wiadro. Niedopuszczalne jest używanie własnego wiadra, gdyż stwarza to największe ryzyko zanieczyszczenia wody w studni. Rama studni jest szczelnie zamknięta pokrywą, a nad ramą i ramą wykonany jest baldachim.

Captage to specjalna konstrukcja do gromadzenia wody źródlanej (ryc. 34). Odpływ wody musi być ogrodzony wodoodpornymi ścianami i zamknięty od góry. Aby zapobiec przedostawaniu się spływu powierzchniowego do źródła, instaluje się rowy dywersyjne. Wokół ścian niewoli zainstalowano zamek z tłustej gliny i ślepą powierzchnię. Mogą być materiały na konstrukcje przechwytujące

* Lejek depresyjny to strefa niskiego ciśnienia, która tworzy się w skale wodonośnej, gdy woda jest wypompowywana ze studni na skutek oporu wywieranego przez skałę. Zależy od składu mechanicznego skały i szybkości wypompowywania wody.*

Ryż. 33. Widok ogólny studni kopalnianej: 1 - dolny filtr trójwarstwowy; 2 - pierścienie żelbetowe wykonane z porowatego betonu; 3 - pierścienie żelbetowe; 4 - pokrywa; 5 - zaciski studzienek; 6 - obszar niewidomych kamieni; 7 - obrót; 8 - gliniany zamek; 9 - osłona baldachimu

Bądź betonem, żelbetem, cegłą, kamieniem, drewnem. Aby zapobiec podnoszeniu się wody w zlewni powyżej określonego poziomu, na tym poziomie instalowana jest rura przelewowa.

Sanityzacja studni kopalnianych. Sanitacja studni kopalnianej to zestaw środków mających na celu naprawę, oczyszczenie i dezynfekcję studni w celu zapobiegania zanieczyszczeniu znajdującej się w niej wody.

W celach profilaktycznych studnia jest dezynfekowana przed oddaniem do użytku, a następnie, jeśli sytuacja epidemiczna będzie sprzyjać, nie dochodzi do zanieczyszczeń i nie ma skarg ludności na jakość wody, okresowo raz w roku po oczyszczeniu i rutynie remont. Wykonanie jest obowiązkowe

Ryż. 34. Proste ujęcie opadającego źródła: 1 - warstwa wodonośna; 2 - warstwa wodoodporna; 3 - filtr żwirowy; 4 - komora odbiorcza; 5 - studnia inspekcyjna; 6 - właz rewizyjny z pokrywą, 7 - właz wentylacyjny, 8 - przegroda; 9 - zrzut do kanalizacji lub rowu; 10 - rura dostarczająca wodę do konsumenta

Dezynfekcja zapobiegawcza po większych naprawach studni. Sanitacja zapobiegawcza składa się z dwóch etapów: 1) czyszczenia i naprawy; 2) dezynfekcja.

Jeżeli istnieją podstawy epidemiologiczne, aby uznać studnię za źródło szerzenia się ostrych chorób zakaźnych przewodu pokarmowego, a także gdy istnieje podejrzenie (w szczególności dane) skażenia wody odchodami, zwłokami zwierząt lub innymi ciałami obcymi, sanitację przeprowadza się zgodnie z art. wskazania epidemiologiczne. Sanitacja według wskazań epidemiologicznych odbywa się w trzech etapach: 1) dezynfekcja wstępna; 2) czyszczenie i naprawa; 3) dezynfekcja końcowa.

Metodyka oczyszczania studni kopalnianych. Sanitacja zgodnie ze wskazaniami epidemiologicznymi rozpoczyna się od dezynfekcji podwodnej części studni metodą wolumetryczną. Aby to zrobić, określ objętość wody w studni i oblicz wymaganą ilość wybielacza lub podchlorynu wapnia, korzystając ze wzoru:

Gdzie P to ilość wybielacza lub podchlorynu wapnia (g), E to objętość wody w studni (m3); C to określone stężenie aktywnego chloru w wodzie studziennej (100-150 g/m3), wystarczające do dezynfekcji ścian domu z bali i znajdującego się na dnie filtra żwirowego, H to zawartość aktywnego chloru w wybielaczu lub podchlorynie wapnia (%); 100 to stały współczynnik numeryczny. Jeżeli woda w studni jest bardzo zimna (+4°C...+6°C) ilość preparatu zawierającego chlor do dezynfekcji studni metodą objętościową podwaja się. Obliczoną ilość środka dezynfekcyjnego rozpuszcza się w małej objętości wody w wiadrze aż do uzyskania jednolitej mieszaniny, sklarowanej poprzez osiadanie i roztwór ten wlewa się do studzienki. Wodę w studni dobrze miesza się przez 15-20 minut za pomocą żerdzi lub poprzez częste opuszczanie i podnoszenie wiadra na linie. Następnie studzienkę przykrywa się pokrywką i pozostawia na 1,5-2 godziny.

Po wstępnej dezynfekcji woda jest całkowicie wypompowywana ze studni za pomocą pompy lub wiader. Zanim człowiek zejdzie do studni, sprawdza, czy nie zgromadził się w niej CO2, w tym celu zapaloną świecę opuszcza się do wiadra na dnie studni. Jeśli zgaśnie, możesz pracować tylko w masce gazowej.

Następnie dno jest oczyszczane z mułu, brudu, gruzu i przypadkowych przedmiotów. Ściany domu z bali są mechanicznie oczyszczane z brudu i zanieczyszczeń i, jeśli to konieczne, naprawiane. Wybrany ze studni brud i muł umieszcza się w otworze w odległości co najmniej 20 m od studni na głębokość 0,5 m, wypełnia 10% roztworem wybielacza lub 5% roztworem podchlorynu wapnia i zakopuje.

W celu ostatecznej dezynfekcji zewnętrzne i wewnętrzne powierzchnie domu z bali są nawadniane z konsoli hydraulicznej 5% roztworem wybielacza lub 3% roztworem podchlorynu wapnia w ilości 0,5 dm3 na 1 m2 powierzchni. Następnie czekają, aż studnia napełni się wodą do zwykłego poziomu, po czym część podwodna jest dezynfekowana metodą wolumetryczną w ilości 100-150 mg aktywnego chloru na 1 litr wody w studni przez 6-8 godzin Po upływie określonego czasu kontaktu ze studni pobiera się próbkę wody i sprawdza na obecność pozostałości chloru lub wykonuje badanie zapachu. Jeżeli nie ma zapachu chloru, dodać 1/4 lub 1/3 pierwotnej ilości leku i pozostawić na kolejne 3-4 godziny, po czym pobiera się próbkę wody i wysyła do terenowego laboratorium SES w celu przeprowadzenia badań bakteriologicznych i analiza fizykochemiczna. Należy przeprowadzić co najmniej 3 badania, każde 24 godziny później.

Dezynfekcja studni w celach profilaktycznych rozpoczyna się od określenia objętości wody w studni. Następnie wypompowują wodę, oczyszczają i naprawiają studnię, dezynfekują zewnętrzną i wewnętrzną część domu z bali metodą nawadniania, czekają do napełnienia studni wodą i dezynfekują część podwodną metodą wolumetryczną.

Dezynfekcja wody w studni za pomocą wkładów dozujących. Wśród działań mających na celu poprawę lokalnego zaopatrzenia w wodę ważne miejsce zajmuje ciągła dezynfekcja wody w studni za pomocą wkładów dozujących. Wskazaniami do tego są: 1) niezgodność wskaźników mikrobiologicznych jakości wody w studni z wymogami sanitarnymi; 2) obecność oznak skażenia wody według wskaźników sanitarno-chemicznych (dezynfekcja do czasu ustalenia źródła skażenia i uzyskania pozytywnych wyników po sanitacji); 3) niewystarczająca poprawa jakości wody po dezynfekcji (sanacji) studni (miano coli poniżej 100, wskaźnik coli powyżej 10); 4) w ogniskach infekcji jelitowych na obszarze zaludnionym po dezynfekcji studni do czasu usunięcia ogniska choroby. Tylko specjaliści z terytorialnej SES dezynfekują wodę w studni za pomocą wkładu dozującego, zawsze monitorując jakość wody zgodnie ze wskaźnikami sanitarno-chemicznymi i mikrobiologicznymi.

Kartusze dozujące to cylindryczne pojemniki ceramiczne o pojemności 250, 500 lub 1000 cm3. Wykonywane są z: gliny szamotowej, ziemi infuzorowej (ryc. 35). Do wkładów wlewa się wybielacz lub podchloryn wapnia i zanurza w studzience. Ilość

Ryż. 35. Wkład dozujący

Substancje zawierające chlor wymagane do dezynfekcji wody zależą od wielu czynników. Należą do nich: jakość początkowa wód podziemnych, rodzaj, stopień zanieczyszczenia i objętość wody w studni, intensywność i sposób poboru wody, natężenie dopływu wód gruntowych oraz natężenie przepływu studni. Ilość aktywnego chloru zależy również od stanu sanitarnego studni: ilości osadu dennego, stopnia zanieczyszczenia domu z bali itp. Wiadomo, że patogeny infekcji jelitowych w osadzie dennym znajdują korzystne warunki i utrzymują aktywność życiową przez długi czas. Dlatego też długoterminowa dezynfekcja (chlorowanie) wody za pomocą wkładów dozujących nie będzie skuteczna bez uprzedniego oczyszczenia i dezynfekcji studni.

Ilość podchlorynu wapnia o aktywności co najmniej 52% niezbędną do długotrwałej dezynfekcji wody w studni oblicza się ze wzoru:

X, = 0,07 X2 + 0,08 X3+ 0,02 X4 + 0,14 X5,

Gdzie X to ilość leku potrzebna do załadowania wkładu (kg), X2 to objętość wody w studni (m3), obliczona jako iloczyn pola przekroju poprzecznego studni i wysokości wody kolumna; X3 - natężenie przepływu studni (m3/h), określone doświadczalnie; X4 – pobór wody (m3/dobę), ustalony na podstawie badania populacji; X5 - absorpcja chloru w wodzie (mg/l), określona doświadczalnie.

Podano wzór na obliczenie ilości podchlorynu wapnia zawierającego 52% aktywnego chloru. W przypadku dezynfekcji wybielaczem (25% aktywnego chloru) obliczoną ilość leku należy podwoić. Podczas dezynfekcji wody w studni zimą obliczona ilość leku jest również podwojona. Jeżeli zawartość aktywnego chloru w środku dezynfekcyjnym jest niższa od obliczonej, to przeliczenia dokonuje się według wzoru:

Gdzie P to ilość wybielacza lub podchlorynu wapnia (kg); X! - ilość podchlorynu wapnia obliczona według poprzedniego wzoru (kg); H, to uwzględniona zawartość aktywnego chloru w podchlorynie wapnia (52%o); H2 to faktyczna zawartość aktywnego chloru w preparacie – podchlorynu wapnia lub wybielacza (%). Ponadto podczas dezynfekcji wody w studni zimą obliczona ilość leku jest podwojona. Aby określić natężenie przepływu - ilość wody (w 1 m3), którą można uzyskać ze studni w ciągu 1 godziny, jest ona szybko wypompowywana przez określony czas.

Z niego mierzy się wodę, mierzy się jej ilość i rejestruje czas przywrócenia początkowego poziomu wody. Oblicz natężenie przepływu studni, korzystając ze wzoru:

Gdzie D to natężenie przepływu studni (m3/h), V to objętość pompowanej wody (m3); t to czas całkowity, na który składa się czas pompowania i przywrócenia poziomu wody w studni (min); 60 to stały współczynnik.

Przed napełnieniem wkład należy zanurzyć w wodzie na 3-5 godzin, następnie napełnić obliczoną ilością środka dezynfekcyjnego zawierającego chlor, dodać 100-300 cm3 wody i dokładnie wymieszać (aż do uzyskania jednolitej mieszaniny). Następnie wkład zamyka się korkiem ceramicznym lub gumowym, zawiesza w studni i zanurza w słupie wody około 0,5 m poniżej górnego poziomu wody (0,2-0,5 m od dna studni). Ze względu na porowatość ścianek wkładu aktywny chlor przedostaje się do wody.

Stężenie aktywnego chloru resztkowego w wodzie studziennej jest monitorowane 6 godzin po zanurzeniu wkładu dozującego. Jeżeli stężenie aktywnego chloru resztkowego w wodzie jest mniejsze niż 0,5 mg/l, należy zanurzyć dodatkowy wkład, a następnie przeprowadzić odpowiednią kontrolę skuteczności dezynfekcji. Jeżeli stężenie aktywnego chloru resztkowego w wodzie jest znacznie wyższe niż 0,5 mg/l, należy wyjąć jeden z wkładów i przeprowadzić odpowiednią kontrolę skuteczności dezynfekcji. W przyszłości przynajmniej raz w tygodniu monitorowane będzie stężenie aktywnego chloru resztkowego, sprawdzając także mikrobiologiczne wskaźniki jakości wody.

Podczas oczyszczania wody należy stosować metody dezynfekcji eliminujące zagrożenie ze strony bakterii chorobotwórczych pozostających w niej po filtracji i koagulacji. Do najważniejszych z nich zalicza się: chlorowanie, ozonowanie, stosowanie soli metali ciężkich oraz fizyczne metody narażenia (ultradźwięki i ultrafiolet). W dużych oczyszczalniach stosuje się chlorowanie i czyszczenie substancjami zawierającymi chlor. Czy jednak jest to metoda skuteczna i bezpieczna?

Stosowanie chloru i substancji go zawierających

Istotą tej metody dezynfekcji wody jest stworzenie warunków do wystąpienia reakcji chemicznych typu redoks. Oddziaływanie chloru na związki organiczne zaburza metabolizm komórek bakteryjnych, co prowadzi do ich śmierci.

Skuteczność odczynnika zależy od obecności w jego składzie wolnego lub związanego chloru, a także od jego stężenia. Optymalną opcją jest dopasowanie ilości odczynnika do stężenia bakterii, co doprowadzi do całkowitego utlenienia wszelkich zanieczyszczeń różnego pochodzenia. W przypadku nadmiernego spożycia chloru w wodzie pojawiają się płatki i grudki powstałe w wyniku adsorpcji substancji zawieszonych. W rezultacie okazuje się, że znajdujące się w nich bakterie i drobnoustroje pozostają w chronionym, nienaruszonym stanie, co jest niedopuszczalne.

W procesie dezynfekcji wody dochodzi do zniszczenia, rozkładu lub mineralizacji zanieczyszczeń. Jeżeli ścieki zawierają pierwiastki rozpuszczalne i nierozpuszczalne, w wyniku reakcji może powstać nieprzyjemny zapach w wyniku rozkładu produktów zawierających chlor, a także substancji i organizmów organicznych. Za najbardziej nieprzyjemne uważa się fenole i związki aromatyczne, gdyż smak wody zmienia się, jeśli występują w zaledwie jednej dziesięciomilionowej części. Sytuacja może się jeszcze bardziej pogorszyć, gdy temperatura wzrośnie w postaci utrzymującego się zapachu.

Składniki zawierające chlor pomagają również filtrować i klarować ścieki:

1. Kwas podchlorawy jest słaby i dlatego jego działanie musi być zapewnione przez działanie środowiska i odpowiedni rodzaj reakcji chemicznej.
2. Dwutlenek chloru cieszy się największym zainteresowaniem w dezynfekcji, ponieważ po zabiegu nie tworzą się fenole, a zatem gwarantowany jest brak nieprzyjemnego zapachu.

Aby uniknąć pojawienia się zapachu i smaku w wodzie, przeprowadza się chlorowanie i amoniak. W procesie hydrolizy chloramin, ze względu na powolną szybkość reakcji, ujawniają się właściwości antybakteryjne.

Jednak pomimo wszystkich zalet chlorowania, metoda ta ma poważną wadę, jaką jest brak całkowitej sterylności wody. Bakterie tworzące przetrwalniki i niektóre rodzaje niebezpiecznych wirusów pozostają w wodzie w izolowanych ilościach. Aby je zniszczyć, konieczne jest znaczne zwiększenie stężenia chloru i czasu kontaktu.

Ozonowanie wody

Metoda ozonowania polega na dużej dyfuzji ozonu przez otoczki mikroorganizmów rozpuszczonych w wodzie, a następnie ich utlenieniu i śmierci. Posiadając silne działanie antybakteryjne, ozon jest w stanie zniszczyć bakterie chorobotwórcze kilka razy szybciej niż chlor w innych identycznych warunkach. Maksymalną skuteczność osiąga się po zniszczeniu bakterii wegetatywnych. Mikroorganizmy tworzące przetrwalniki są bardzo odporne i znacznie trudniej je zniszczyć.

Ważnym punktem w tej metodzie jest dobór stężenia ozonu w wodzie, gdyż od tego bezpośrednio zależy, które bakterie zostaną zniszczone, a które nie. Przykładowo, aby zniszczyć małże zebry, potrzebna będzie dawka 3 mg/l, która jest całkowicie bezpieczna dla dalszego istnienia roztoczy wodnych i ochotkowatych. Dlatego konieczne jest określenie składu chemicznego wody oraz określenie rodzaju mikroorganizmów w niej występujących, czyli stopnia zanieczyszczenia wody. Zazwyczaj dawka mieści się w zakresie 0,5-4,0 mg/l.

Stopień dezynfekcji i klarowania wody ozonem znacznie pogarsza się wraz ze wzrostem zmętnienia. Stopień oczyszczenia jest jednak praktycznie niezależny od temperatury wody.

Wśród zalet tej metody można wymienić:

1. Poprawa smaku wody i całkowity brak dodatkowych substancji chemicznie aktywnych lub ich związków.
2. Nie ma potrzeby podejmowania dodatkowych działań w przypadku przekroczenia stężenia ozonu, jak np. w przypadku chlorowania.
3. Możliwość wytworzenia ozonu poprzez reakcję chemiczną bezpośrednio w roztworze wodnym lub przy użyciu ozonatorów.

Sądząc z powyższego, metoda jest bezpieczna i skuteczna, jednak jej powszechne zastosowanie w czyszczeniu stało się koniecznością zużycia dużej ilości energii elektrycznej, a także złożonością jej technicznego wdrożenia.

Zastosowanie jonów srebra

Dezynfekcja wody za pomocą jonów srebra opiera się na pojawiających się procesach chemicznych, które nie są do końca poznane. Postawiono jednak następujące hipotezy:

1. Jony zakłócają metabolizm bakterii ze środowiskiem zewnętrznym, co prowadzi do ich śmierci.
2. W wyniku adsorpcji na powierzchni mikroorganizmów jony pełnią rolę katalityczną i utleniają plazmę w obecności tlenu.
3. Jony wnikają do wnętrza szkodliwej komórki i niezawodnie łączą się z protoplazmą, zakłócając jej funkcjonalność, a tym samym niszcząc ją.

Szybkość reakcji chemicznej wzrasta wraz ze wzrostem stężenia reagentów i wzrostem temperatury otoczenia. Po ogrzaniu do 10 0, po pewnym czasie, szybkość reakcji wzrasta kilkakrotnie. Dlatego pełną dezynfekcję z optymalną szybkością i w możliwie najkrótszym czasie osiąga się poprzez podgrzanie do określonego poziomu temperatury, który jest zależny od stopnia zanieczyszczenia.

Srebro metaliczne wykorzystuje się także do oczyszczania wody, gdyż zawiera jony srebra o niskim stężeniu, które pełnią funkcję oczyszczającą. Ich akumulacja jest stymulowana obecnością zwiększonej powierzchni kontaktu z metalicznym srebrem. Dlatego przy zastosowaniu tej metody osiągają zwiększenie powierzchni styku w wyniku osadzania się na materiale o rozwiniętej powierzchni, przez którą przepływa woda.

Technicznie rzecz biorąc, metoda ta jest realizowana poprzez tworzenie procesów elektrolitycznych, gdy srebro działa jako materiał anodowy. Dostosowując parametry elektryczne, można uzyskać pożądane stężenie jonów i z dużą precyzją regulować proces dezynfekcji wody. Aby dokładnie dozować jony srebra, stosuje się jonizatory. Stężenie reguluje się poprzez ocenę zawartości soli, które powodują zmiany potencjału pomiędzy elektrodami. Dlatego „srebrną wodę” przygotowuje się osobno.

Porównując metodę jonizacji srebra z chlorowaniem, naukowcy zwracają uwagę na tę pierwszą, ponieważ jest ona w stanie skuteczniej zabijać bakterie i mikroorganizmy. Jednak dość trudno mu poradzić sobie z niektórymi rodzajami bakterii, na przykład coli (Escherichia coli). Jest najbardziej stabilny i dlatego po jego obecności w roztworze można jakościowo ocenić stopień oczyszczenia wody. Podobnie jak w przypadku ozonowania, na szybkość czyszczenia wpływa mętność roztworu oraz ilość zawieszonych cząstek.

Dezynfekcja wody falami ultradźwiękowymi

Dezynfekcja ultradźwiękowa polega na wytworzeniu fal sprężystych, których częstotliwość przekracza 20 kHz i ma określoną intensywność. Zmieniają właściwości cieczy i niszczą substancje organiczne, zwiększając ciśnienie otoczenia o 10 5 atmosfer (efekt kawitacji). Oznacza to, że śmierć bakterii nie następuje w wyniku zachodzącej reakcji chemicznej, ale w wyniku mechanicznego zniszczenia, powodującego rozkład białkowego składnika protoplazmy. Najbardziej narażone są mikroorganizmy jednokomórkowe, przywry monogenetyczne, a także większe organizmy zanieczyszczające wodę.

Istnieje kilka sposobów wytwarzania promieniowania:

1. Efekt piezoelektryczny. Kiedy powstaje pole elektryczne, kryształy kwarcu są zdolne do odkształcania się i emitowania fal ultradźwiękowych. Stosuje się płytki kwarcowe o tej samej grubości i określonym kształcie, wypolerowane i szczelnie nałożone po obu stronach grubej blachy stalowej. Gdy prąd zostanie przyłożony do masywnej płyty w polu elektrycznym, emituje ultradźwięki.
2. Efekt magnetostrykcji. Polega na namagnesowaniu obiektów ferromagnetycznych pod wpływem pola magnetycznego, zmieniając ich wymiary geometryczne i objętość wraz z późniejszym przesunięciem linii osiowej. Efekt zależy od kąta przyłożenia pola względem osi kryształu, jeśli mówimy o pojedynczym krysztale. Pod względem pomiarów poziomu ultradźwiękowego metoda ta jest bardziej skuteczna niż pierwsza.

W badaniach laboratoryjnych stwierdzono, że ultradźwięki są w stanie zniszczyć ponad 95% bakterii E. coli w ciągu maksymalnie dwóch minut. Warto jednak zrozumieć, że wraz ze szkodliwymi bakteriami niszczone są także pożyteczne bakterie. W szczególności stwierdzono naruszenie flory i fauny morskiego planktonu. Oznacza to, że możemy stwierdzić, że metoda jest bardzo skuteczna, ale poddana jej działaniu woda traci swoje korzystne właściwości, co jest jej główną wadą.

Obróbka cieplna

Metoda polega na zagotowaniu wody poprzez podgrzanie jej powyżej 100 0 C. Dość skuteczna metoda dezynfekcji wody, jednak powolna w porównaniu do innych metod i wymagająca znacznych nakładów energii na jej ogrzewanie. Dlatego stosuje się go tylko w przypadkach, gdy objętość wody jest minimalna. Jest prosty i nie wymaga specjalnych umiejętności i wiedzy, dlatego stał się powszechny w celu uzyskania niewielkich ilości wody pitnej w stołówkach, szpitalach itp. Ze względu na swoją objętość i niewykonalność ekonomiczną nie jest stosowany na skalę przemysłową ani na małą skalę.

Jedną z wad jest to, że obróbka cieplna wody nie jest w stanie usunąć patogennych zarodników. Dlatego tej metody nie można stosować przy dezynfekcji roztworów wodnych o nieznanym składzie chemicznym.

Lampy ultrafioletowe

Dezynfekcja ultrafioletowa odbywa się poprzez zastosowanie promieni o długości fali z zakresu 2000-2950 A, które zmieniają kształt bakterii całkowicie je niszcząc. Efekt zależy od energii promieniowania, zawartości zawiesiny w roztworze, liczby mikroorganizmów, zmętnienia i zdolności absorpcyjnej środowiska wodnego. Dlatego zwyczajowo rozróżnia się następujące stopnie wpływu narażenia na promieniowanie:

1. Bezpieczna dawka promieniowania, która nie zabija bakterii.
2. Minimalna dawka powodująca śmierć niektórych bakterii danego gatunku. Jednak bakterie, które były uśpione, zaczynają aktywnie rosnąć i namnażać się w specjalnie stymulowanym środowisku. Przy dłuższym narażeniu wymierają.
3. Pełna dawka, która prowadzi do dezynfekcji wody.

E. coli są najbardziej odporne na promieniowanie UV. Dlatego na podstawie ich ilości można jakościowo określić stopień dezynfekcji wody przy braku bakterii tworzących przetrwalniki. Jeżeli są obecne, kryterium czystości wody jest pojawienie się odporności na promieniowanie bakterii tworzących przetrwalniki.

Źródłami promieniowania UV są lampy rtęciowe, argonowo-rtęciowe lub rtęciowo-kwarcowe. Skuteczność i wykonalność ich zastosowania zależy bezpośrednio od współczynnika absorpcji. Lampy o niskim ciśnieniu mają maksymalny efekt bakteryjny, ale mają moc do 30 W, a przy wysokim - mniejszy efekt, ale zwiększoną moc.

Zalety tej metody to:

1. Nie ma potrzeby wykorzystywania właściwości fizycznych i chemicznych wody ani stosowania odczynników.
2. Brak opadów i zanieczyszczeń.
3. Spójność koloru i smaku wody, a także brak obcych zapachów.
4. Łatwość wdrożenia.

Oznacza to, że metoda UV jest najbezpieczniejsza i najskuteczniejsza przy przeprowadzaniu procesu dezynfekcji wody i jest całkowicie pozbawiona wad wszystkich opisanych powyżej metod. Jednak przed użyciem należy przeprowadzić obróbkę wstępną w celu zmniejszenia zawartości zanieczyszczeń.

Jeśli chcesz oczyścić wodę za pomocą dezynfekcji, powinieneś skontaktować się ze specjalistami, którzy mogą ocenić skład i prawidłowo wybrać najskuteczniejsze metody. Firma EGA będzie w stanie zrealizować powierzone zadania w możliwie najkrótszym czasie, dzięki skoordynowanym działaniom zespołu doświadczonych specjalistów. Dzięki temu woda będzie zdatna do spożycia jako woda pitna.

Wideo

Woda jest integralną częścią naszego życia. Codziennie pijemy określoną ilość i często nawet nie myślimy o tym, że dezynfekcja wody i jej jakość to ważny temat. Ale na próżno metale ciężkie, związki chemiczne i bakterie chorobotwórcze mogą powodować nieodwracalne zmiany w organizmie człowieka. Obecnie dużą wagę przywiązuje się do higieny wody. Nowoczesne metody dezynfekcji wody pitnej pozwalają oczyścić ją z bakterii, grzybów i wirusów. Przyjdą także na ratunek, jeśli woda będzie brzydko pachnie, będzie miała obcy smak lub będzie zabarwiona.

Preferowane metody poprawy jakości dobierane są w zależności od mikroorganizmów zawartych w wodzie, stopnia zanieczyszczenia, źródła zaopatrzenia w wodę i innych czynników. Dezynfekcja ma na celu usunięcie bakterii chorobotwórczych, które działają destrukcyjnie na organizm ludzki.

Oczyszczona woda jest przezroczysta, nie ma obcych smaków i zapachów i jest całkowicie bezpieczna. W praktyce do zwalczania szkodliwych mikroorganizmów stosuje się metody dwóch grup, a także ich kombinację:

• chemiczny;
• fizyczny;
• łączny.

Aby wybrać skuteczne metody dezynfekcji, należy przeprowadzić analizę cieczy. Wśród przeprowadzonych analiz znajdują się:

• chemiczny;
• bakteriologiczny;

Zastosowanie analizy chemicznej pozwala określić zawartość w wodzie różnych pierwiastków chemicznych: azotanów, siarczanów, chlorków, fluorków itp. Niemniej jednak wskaźniki analizowane tą metodą można podzielić na 4 grupy:

1. Wskaźniki organoleptyczne. Analiza chemiczna wody pozwala określić jej smak, zapach i kolor.
2. Wskaźniki integralne – gęstość, kwasowość i twardość wody.
3. Nieorganiczne – różne metale zawarte w wodzie.
4. Wskaźniki organiczne to zawartość substancji w wodzie, która może zmieniać się pod wpływem czynników utleniających.

Analiza bakteriologiczna ma na celu identyfikację różnych mikroorganizmów: bakterii, wirusów, grzybów. Taka analiza pozwala na wykrycie źródła skażenia i określenie metody dezynfekcji.

Chemiczne metody dezynfekcji wody pitnej

Metody chemiczne polegają na dodawaniu do wody różnych odczynników utleniających, które zabijają szkodliwe bakterie. Najpopularniejsze wśród tego typu substancji to chlor, ozon, podchloryn sodu i dwutlenek chloru.

Aby osiągnąć wysoką jakość, ważne jest prawidłowe obliczenie dawki odczynnika. Niewielka ilość substancji może nie mieć żadnego efektu, a wręcz przeciwnie, przyczynić się do wzrostu liczby bakterii. Odczynnika należy podawać w nadmiarze, zniszczy to zarówno istniejące mikroorganizmy, jak i bakterie, które przedostały się do wody po dezynfekcji.

Nadmiar należy obliczyć bardzo ostrożnie, aby nie mógł zaszkodzić ludziom. Najpopularniejsze metody chemiczne:

• chlorowanie;
• ozonowanie;
• oligodynamia;
• odczynniki polimerowe;
• jodowanie;
• bromowanie.

Chlorowanie

Oczyszczanie wody poprzez chlorowanie to tradycyjna i jedna z najpopularniejszych metod oczyszczania wody. Substancje zawierające chlor są aktywnie wykorzystywane do oczyszczania wody pitnej, wody w basenach i dezynfekcji pomieszczeń.

Metoda ta zyskała popularność ze względu na łatwość użycia, niski koszt i wysoką wydajność. Większość drobnoustrojów chorobotwórczych wywołujących różne choroby nie jest odporna na działanie chloru, który działa bakteriobójczo.

Aby stworzyć niekorzystne warunki uniemożliwiające namnażanie się i rozwój mikroorganizmów, wystarczy wprowadzić chlor w niewielkim nadmiarze. Nadmiar chloru pomaga przedłużyć efekt dezynfekcji.

Podczas uzdatniania wody możliwe są następujące metody chlorowania: wstępna i końcowa. Wstępne chlorowanie stosuje się jak najbliżej miejsca poboru wody, na tym etapie zastosowanie chloru nie tylko dezynfekuje wodę, ale także pomaga usunąć szereg pierwiastków chemicznych, w tym żelazo i mangan. Chlorowanie końcowe to ostatni etap procesu oczyszczania, podczas którego szkodliwe mikroorganizmy zostają zniszczone przez chlor.

Istnieje również rozróżnienie pomiędzy normalnym chlorowaniem i nadmiernym chlorowaniem. Do dezynfekcji cieczy pochodzących ze źródeł o dobrych właściwościach sanitarnych stosuje się chlorowanie normalne. Nadchlorowanie – w przypadku silnego zanieczyszczenia wody, a także w przypadku jej zanieczyszczenia fenolami, które w przypadku normalnego chlorowania tylko pogarszają stan wody. W takim przypadku pozostały chlor usuwa się poprzez odchlorowanie.

Chlorowanie, podobnie jak inne metody, oprócz swoich zalet, ma również swoje wady. Kiedy chlor dostaje się do organizmu człowieka w nadmiarze, prowadzi do problemów z nerkami, wątrobą i przewodem pokarmowym. Wysoka korozyjność chloru prowadzi do szybkiego zużycia sprzętu. W procesie chlorowania powstają różnego rodzaju produkty uboczne. Na przykład trihalometany (związki chloru z substancjami pochodzenia organicznego) mogą powodować objawy astmy.

W związku z powszechnym stosowaniem chlorowania wiele mikroorganizmów uodporniło się na chlor, dlatego nadal możliwe jest pewne procentowe zanieczyszczenie wody.

Do najczęściej stosowanych środków dezynfekujących wodę zalicza się chlor gazowy, wybielacz, dwutlenek chloru i podchloryn sodu.

Chlor jest najpopularniejszym odczynnikiem. Stosowany jest w postaci płynnej i gazowej. Niszcząc patogenną mikroflorę, eliminuje nieprzyjemny smak i zapach. Zapobiega rozwojowi glonów i prowadzi do poprawy jakości płynu.

Do oczyszczania chlorem stosuje się chloratory, w których gazowy chlor absorbowany jest przez wodę, a następnie powstałą ciecz dostarcza się na miejsce użycia. Pomimo popularności tej metody, jest ona dość niebezpieczna. Transport i przechowywanie wysoce toksycznego chloru wymaga przestrzegania środków ostrożności.

Chlorek wapna to substancja powstająca w wyniku działania gazowego chloru na suche wapno gaszone. Do dezynfekcji płynów stosuje się wybielacz, którego zawartość procentowa chloru wynosi co najmniej 32-35%. Odczynnik ten jest bardzo niebezpieczny dla człowieka i powoduje trudności w produkcji. Z powodu tych i innych czynników wybielacz traci swoją popularność.

Dwutlenek chloru działa bakteriobójczo i praktycznie nie zanieczyszcza wody. W przeciwieństwie do chloru nie tworzy trihalometanów. Główną przyczyną utrudniającą jego stosowanie jest wysokie zagrożenie wybuchem, co komplikuje produkcję, transport i magazynowanie. Obecnie technologia produkcji na miejscu została opanowana. Niszczy wszelkiego rodzaju mikroorganizmy. Do wad Może to obejmować zdolność do tworzenia związków wtórnych – chloranów i chlorynów.

Podchloryn sodu stosuje się w postaci płynnej. Procent aktywnego chloru jest w nim dwukrotnie wyższy niż w wybielaczu. W przeciwieństwie do dwutlenku tytanu jest stosunkowo bezpieczny podczas przechowywania i stosowania. Wiele bakterii jest odpornych na jego działanie. W przypadku długotrwałego przechowywania traci swoje właściwości. Dostępny jest na rynku w postaci płynnego roztworu o zróżnicowanej zawartości chloru.

Warto zaznaczyć, że wszystkie odczynniki zawierające chlor są silnie żrące, dlatego nie zaleca się ich stosowania do oczyszczania wody dostającej się do wody przez metalowe rurociągi.

Ozonowanie

Ozon, podobnie jak chlor, jest silnym środkiem utleniającym. Przenikając przez błony mikroorganizmów, niszczy ściany komórkowe i zabija je. zarówno przy dezynfekcji wody, jak i przy jej odbarwianiu i dezodoryzacji. Zdolny do utleniania żelaza i manganu.

Posiadając wysokie działanie antyseptyczne, ozon niszczy szkodliwe mikroorganizmy setki razy szybciej niż inne odczynniki. W przeciwieństwie do chloru niszczy prawie wszystkie znane rodzaje mikroorganizmów.

Po rozkładzie odczynnik przekształca się w tlen, który nasyca organizm ludzki na poziomie komórkowym. Wadą tej metody jest także szybki rozpad ozonu, który następuje już po 15-20 minutach. po zabiegu woda może zostać ponownie zanieczyszczona. Istnieje teoria, według której pod wpływem ozonu w wodzie grupy fenolowe substancji humusowych zaczynają się rozkładać. Aktywują organizmy, które do momentu zabiegu były uśpione.

Woda nasycona ozonem staje się żrąca. Prowadzi to do uszkodzenia rur wodociągowych, armatury sanitarnej i sprzętu AGD. W przypadku błędnej ilości ozonu może dojść do powstania produktów ubocznych, które są silnie toksyczne.

Ozonowanie ma inne wady, do których zalicza się wysoki koszt zakupu i instalacji, wysokie koszty energii elektrycznej, a także wysoką klasę zagrożenia ozonem. Podczas pracy z odczynnikiem należy zachować ostrożność i środki ostrożności.

Ozonowanie wody możliwe jest przy wykorzystaniu systemu składającego się z:

• generator ozonu, w którym zachodzi proces oddzielania ozonu od tlenu;
• system pozwalający na wprowadzenie ozonu do wody i wymieszanie go z cieczą;
• reaktor - zbiornik, w którym ozon oddziałuje z wodą;
• destruktor – urządzenie usuwające resztkowy ozon, a także urządzenia kontrolujące ozon w wodzie i powietrzu.

Oligodynamia

Oligodynamia to dezynfekcja wody poprzez ekspozycję na metale szlachetne. Najczęściej badane zastosowania złota, srebra i miedzi.

Najpopularniejszym metalem przeznaczonym do niszczenia szkodliwych mikroorganizmów jest srebro. Jego właściwości odkryto już w starożytności, umieszczając łyżkę lub srebrną monetę w naczyniu z wodą i pozwalając wodzie osiąść. Twierdzenie o skuteczności tej metody jest dość kontrowersyjne.

Teorie na temat wpływu srebra na drobnoustroje nie doczekały się ostatecznego potwierdzenia. Istnieje hipoteza, według której niszczenie komórki następuje pod wpływem sił elektrostatycznych powstających pomiędzy jonami srebra o ładunku dodatnim i komórkami bakteryjnymi naładowanymi ujemnie.

Srebro jest metalem ciężkim, który nagromadzony w organizmie może powodować szereg chorób. Działanie antyseptyczne można osiągnąć jedynie przy wysokich stężeniach tego szkodliwego dla organizmu metalu. Mniejsza ilość srebra może jedynie zatrzymać rozwój bakterii.

Ponadto bakterie przetrwalnikujące są praktycznie niewrażliwe na srebro, jego działanie na wirusy nie zostało udowodnione. Dlatego stosowanie srebra jest wskazane jedynie w celu przedłużenia trwałości początkowo czystej wody.

Kolejnym metalem ciężkim, który może mieć działanie bakteriobójcze jest miedź. Już w starożytności zauważono, że woda stojąca w miedzianych naczyniach znacznie dłużej zachowuje swoje wysokie substancje. W praktyce metodę tę stosuje się w podstawowych warunkach domowych do oczyszczania niewielkiej ilości wody.

Odczynniki polimerowe

Zastosowanie odczynników polimerowych to nowoczesna metoda dezynfekcji wody. Ze względu na swoje bezpieczeństwo znacznie przewyższa chlorowanie i ozonowanie. Płyn oczyszczony polimerowymi środkami antyseptycznymi nie ma smaku ani obcego zapachu, nie powoduje korozji metali i nie ma wpływu na organizm ludzki. Metoda ta stała się powszechna w oczyszczaniu wody w basenach. Woda oczyszczona odczynnikiem polimerowym nie ma koloru, obcego smaku ani zapachu.

Jodowanie i bromowanie

Jodowanie to metoda dezynfekcji wykorzystująca związki zawierające jod. Odkażające właściwości jodu znane są medycynie już od czasów starożytnych. Pomimo tego, że metoda ta jest powszechnie znana i wielokrotnie podejmowano próby jej zastosowania, zastosowanie jodu jako środka do dezynfekcji wody nie zyskało na popularności. Metoda ta ma istotną wadę: rozpuszczając się w wodzie, powoduje specyficzny zapach.

Brom jest dość skutecznym odczynnikiem, który niszczy większość znanych bakterii. Jednak ze względu na wysoki koszt nie jest popularny.

Fizyczne metody dezynfekcji wody

Fizyczne metody oczyszczania i dezynfekcji działają na wodę bez użycia odczynników i ingerencji w skład chemiczny. Najpopularniejsze metody fizyczne:

• promieniowanie UV;
• wpływ ultradźwiękowy;
• obróbka cieplna;
• metoda impulsu elektrycznego;

Promieniowanie UV

Wśród metod dezynfekcji wody coraz większą popularność zyskuje wykorzystanie promieniowania UV. Technika opiera się na fakcie, że promienie o długości fali 200-295 nm mogą zabijać mikroorganizmy chorobotwórcze. Przenikając przez ścianę komórkową, oddziałują na kwasy nukleinowe (RND i DNA), a także powodują zaburzenia w strukturze błon i ścian komórkowych mikroorganizmów, co prowadzi do śmierci bakterii.

Aby określić dawkę promieniowania, należy przeprowadzić analizę bakteriologiczną wody, która pozwoli określić rodzaje mikroorganizmów chorobotwórczych i ich podatność na promienie. Na efektywność wpływa także moc użytej lampy oraz stopień pochłaniania promieniowania przez wodę.

Dawka promieniowania UV jest równa iloczynowi natężenia promieniowania i czasu jego trwania. Im większa odporność mikroorganizmów, tym dłużej trzeba na nie oddziaływać

Promieniowanie UV nie wpływa na skład chemiczny wody, nie tworzy związków ubocznych, eliminując tym samym możliwość szkodliwego działania na człowieka.

Przy stosowaniu tej metody nie ma możliwości przedawkowania, promieniowanie UV charakteryzuje się dużą szybkością reakcji, a dezynfekcja całej objętości płynu zajmuje kilka sekund. Nie zmieniając składu wody, promieniowanie może zniszczyć wszystkie znane mikroorganizmy.

Jednak metoda ta nie jest pozbawiona wad. W przeciwieństwie do chlorowania, które ma długotrwałe działanie, skuteczność naświetlania pozostaje tak długo, jak długo promienie oddziałują na wodę.

Dobry wynik można osiągnąć tylko w wodzie oczyszczonej. Na poziom absorpcji ultrafioletu wpływają zanieczyszczenia zawarte w wodzie. Na przykład żelazo może służyć jako swego rodzaju tarcza dla bakterii i „ukrywać” je przed działaniem promieni. Dlatego zaleca się wstępne oczyszczenie wody.

System promieniowania UV składa się z kilku elementów: komory ze stali nierdzewnej, w której umieszczona jest lampa, zabezpieczona osłonami kwarcowymi. Przechodząc przez mechanizm takiej instalacji, woda jest stale narażona na promieniowanie ultrafioletowe i całkowicie dezynfekowana.

Dezynfekcja ultradźwiękowa

Dezynfekcja ultradźwiękowa opiera się na metodzie kawitacyjnej. Ze względu na to, że pod wpływem ultradźwięków zachodzą gwałtowne zmiany ciśnienia, mikroorganizmy ulegają zniszczeniu. Ultradźwięki są również skuteczne w walce z glonami.

Metoda ta ma wąski zakres zastosowań i jest w fazie rozwoju. Zaletą jest niewrażliwość na duże zmętnienie i barwę wody, a także zdolność oddziaływania na większość form mikroorganizmów.

Niestety tę metodę można zastosować tylko w przypadku małych objętości wody. Podobnie jak promieniowanie UV, działa tylko wtedy, gdy wchodzi w interakcję z wodą. Dezynfekcja ultradźwiękowa nie zyskała popularności ze względu na konieczność instalowania skomplikowanego i drogiego sprzętu.

Termiczne uzdatnianie wody

W domu dobrze znaną metodą termicznego oczyszczania wody jest gotowanie. Wysoka temperatura zabija większość mikroorganizmów. W warunkach przemysłowych metoda ta jest nieskuteczna ze względu na jej objętość, czasochłonność i małą intensywność. Ponadto obróbka cieplna nie jest w stanie pozbyć się obcych smaków i patogennych zarodników.

Metoda elektroimpulsowa

Metoda elektroimpulsowa opiera się na wykorzystaniu wyładowań elektrycznych, które tworzą falę uderzeniową. Pod wpływem szoku hydraulicznego mikroorganizmy giną. Metoda ta jest skuteczna zarówno w przypadku bakterii wegetatywnych, jak i przetrwalnikujących. Potrafi osiągnąć rezultaty nawet w mętnej wodzie. Dodatkowo właściwości bakteriobójcze uzdatnionej wody utrzymują się aż do czterech miesięcy.

Wadą jest duże zużycie energii i wysoki koszt.

Połączone metody dezynfekcji wody

Aby osiągnąć największy efekt, stosuje się metody kombinowane, z reguły metody odczynnikowe łączy się z metodami nieodczynnikowymi.

Bardzo popularne stało się połączenie naświetlania UV z chlorowaniem. Tym samym promienie UV zabijają chorobotwórczą mikroflorę, a chlor zapobiega ponownemu zakażeniu. Metodę tę stosuje się zarówno do oczyszczania wody pitnej, jak i do uzdatniania wody w basenach.

Do dezynfekcji basenów wykorzystuje się głównie promieniowanie UV wraz z podchlorynem sodu.

Chlorowanie w pierwszym etapie można zastąpić ozonowaniem

Inne metody obejmują utlenianie w połączeniu z metalami ciężkimi. Zarówno pierwiastki zawierające chlor, jak i ozon mogą działać jako środki utleniające. Istotą tej kombinacji jest to, że utleniacze zabijają szkodliwe drobnoustroje, a metale ciężkie pomagają utrzymać dezynfekcję wody. Istnieją inne metody kompleksowej dezynfekcji wody.

Oczyszczanie i dezynfekcja wody w warunkach domowych

Często konieczne jest oczyszczenie wody w małych ilościach tu i teraz. Do tych celów użyj:

• rozpuszczalne tabletki dezynfekujące;
• nadmanganian potasu;
• krzem;
• improwizowane kwiaty, zioła.

Tabletki dezynfekujące mogą okazać się pomocne w podróży. Z reguły stosuje się jedną tabletkę na 1 litr. woda. Metodę tę można zaliczyć do grupy chemicznej. Najczęściej tabletki te oparte są na aktywnym chlorze. Czas działania tabletki wynosi 15-20 minut. W przypadku silnego zanieczyszczenia ilość można podwoić.

Jeśli nagle nie ma tabletek, można użyć zwykłego nadmanganianu potasu w ilości 1-2 g na wiadro wody. Po opadnięciu wody jest gotowy do użycia.

Działanie bakteriobójcze działają także naturalne rośliny - rumianek, glistnik, dziurawiec zwyczajny, borówka brusznica.

Kolejnym odczynnikiem jest krzem. Włóż go do wody i pozostaw na 24 godziny.

Źródła zaopatrzenia w wodę i ich przydatność do dezynfekcji

Źródła zaopatrzenia w wodę można podzielić na dwa rodzaje - wody powierzchniowe i podziemne. Do pierwszej grupy zaliczają się wody z rzek i jezior, mórz i zbiorników wodnych.

Analizując przydatność wody pitnej znajdującej się na powierzchni, przeprowadza się analizę bakteriologiczną, chemiczną, ocenia się stan dna, temperaturę, gęstość i zasolenie wody morskiej, radioaktywność wody itp. Ważną rolę przy wyborze źródła odgrywa bliskość obiektów przemysłowych. Kolejnym etapem oceny źródła poboru wody jest obliczenie możliwego ryzyka zanieczyszczenia wody.

Skład wody w zbiornikach otwartych zależy od pory roku, woda taka zawiera różne zanieczyszczenia, w tym patogeny. Ryzyko skażenia zbiorników wodnych w pobliżu miast, zakładów, fabryk i innych obiektów przemysłowych jest najwyższe.

Woda rzeczna jest bardzo mętna, charakteryzuje się barwą i twardością, a także dużą liczbą mikroorganizmów, których zakażenie następuje najczęściej przez ścieki. W wodach jezior i zbiorników powszechnie występują zakwity spowodowane rozwojem glonów. Również takie wody

Cechą źródeł powierzchniowych jest duża powierzchnia wody, która styka się z promieniami słonecznymi. Z jednej strony przyczynia się to do samooczyszczania wody, z drugiej służy rozwojowi flory i fauny.

Pomimo tego, że wody powierzchniowe mogą się samooczyszczać, nie chroni to ich przed zanieczyszczeniami mechanicznymi i chorobotwórczą mikroflorą, dlatego po zebraniu woda ulega dokładnemu oczyszczeniu z dalszą dezynfekcją.

Innym rodzajem źródła poboru wody są wody gruntowe. Zawartość mikroorganizmów w nich jest minimalna. Do zaopatrzenia ludności najlepiej nadają się wody źródlane i artezyjskie. Aby określić ich jakość, eksperci analizują hydrologię warstw skalnych. Szczególną uwagę zwraca się na stan sanitarny terenu w rejonie ujęcia wody, ponieważ wpływa to nie tylko na jakość wody tu i teraz, ale także na możliwość zakażenia szkodliwymi mikroorganizmami w przyszłości.

Wody artezyjskie i źródlane przewyższają wody z rzek i jezior, są chronione przed bakteriami zawartymi w ściekach, przed działaniem promieni słonecznych i innymi czynnikami sprzyjającymi rozwojowi niekorzystnej mikroflory.

Dokumenty regulacyjne z zakresu prawa wodnego i sanitarnego

Ponieważ woda jest źródłem życia człowieka, jej jakość i stan sanitarny są przedmiotem szczególnej uwagi, w tym na poziomie legislacyjnym. Głównymi dokumentami w tym obszarze są Kodeks wodny i ustawa federalna „O dobrostanie sanitarnym i epidemiologicznym ludności”.

Kodeks wodny zawiera zasady korzystania i ochrony jednolitych części wód. Zapewnia klasyfikację wód podziemnych i powierzchniowych, określa kary za naruszenie przepisów wodnych itp.

Ustawa federalna „O dobrostanie sanitarnym i epidemiologicznym ludności” reguluje wymagania dotyczące źródeł, z których woda może być wykorzystywana do picia i prowadzenia gospodarstwa domowego.

Istnieją również państwowe standardy jakości, które określają wskaźniki przydatności i stawiają wymagania dotyczące metod analizy wody:

Standardy jakości wody GOST

• GOST R 51232-98 Woda pitna. Ogólne wymagania dotyczące organizacji i metod kontroli jakości.
• GOST 24902-81 Woda do celów domowych i pitnych. Ogólne wymagania dotyczące terenowych metod analizy.
• GOST 27064-86 Jakość wody. Warunki i definicje.
• GOST 17.1.1.04-80 Klasyfikacja wód podziemnych ze względu na cele wykorzystania wody.

SNiP i wymagania dotyczące wody

Przepisy i przepisy budowlane (SNiP) zawierają zasady organizacji wewnętrznych systemów zaopatrzenia w wodę i kanalizacji budynków, regulują instalację wodociągów, systemów grzewczych itp.

• SNiP 2.04.01-85 Wewnętrzne zaopatrzenie w wodę i kanalizacja budynków.
• SNiP 3.05.01-85 Wewnętrzne systemy sanitarne.
• SNiP 3.05.04-85 Sieci zewnętrzne i konstrukcje wodociągowe i kanalizacyjne.

Normy sanitarne dotyczące zaopatrzenia w wodę

W Regulaminie sanitarno-epidemiologicznym (SanPiN) można znaleźć informacje o wymaganiach dotyczących jakości wody zarówno z sieci wodociągowej, jak i wody ze studni i odwiertów.

• SanPiN 2.1.4.559-96 „Woda pitna. Wymagania higieniczne dotyczące jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną. Kontrola jakości."
• SanPiN 4630-88 „MPC i TAC substancji szkodliwych w wodzie zbiorników wodnych do użytku domowego, pitnego i kulturalnego”
• SanPiN 2.1.4.544-96 Wymagania dotyczące jakości wody w niescentralizowanym zaopatrzeniu w wodę. Sanitarna ochrona źródeł.
• SanPiN 2.2.1/2.1.1.984-00 Strefy ochrony sanitarnej i klasyfikacja sanitarna przedsiębiorstw, budowli i innych obiektów.