Методы очистки питьевой воды

Безик Ю.Б.

г. Краснодар
Prezentacii.com

данной проблеме;
– проведение экологического мониторинга состояния питьевой воды

в выбранных районах;
– выявление основных загрязнителей воды;
– установление соответствия качества питьевой воды санитарным нормам;
– сопоставление качества исследуемой воды;
– определение химических показателей дополнительно очищенной воды;
– составление таблиц и графиков по данному материалу

и отвечающая критериям качества - то есть вода безопасная и

приятная на вкус. В мире эти критерии были утверждены Европейским Сообществом, а затем приняты с некоторой адаптацией каждой из стран. В нашей стране c 1 января 2002 года действует документ с названием "Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01".

хорошее существование.
Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит

отходы жизнедеятельности, участвует в процессе терморегуляции и дыхания. Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день.
Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире.
Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека такие заболевания, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит.
Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления грязной воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет.

вопросы физических, химических и биологических ее изменений в процессе обработки

с целью сделать ее пригодной для питья, т.е. очистки и улучшения ее природных свойств.
Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

и фильтры. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной

скоростью, происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, к воде прибавляют раствор коагулянта (сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные

частицы, но и коллоиды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных

окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции применяют

следующие способы:
введение в воду сильных окислителей (хлор, йод, марганцево-кислый калий, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция, жидкий хлор и хлорную известь), способных убивать ферменты бактериальных клеток;
нагревание воды до температуры 80 °С (пастеризация) — 100 °С (стерилизация);
облучением воды ультрафиолетовыми лучами;
озонированием;
воздействием ультразвуком;
введением в воду серебра или других металлов, обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы.
Практическое применение нашли 1, 3 и 4-й методы.

хлором в небольших количествах аммиак (аммонизация воды). Хлор, введенный в

воду, образует хлорноватистую кислоту и соляную кислоту по уравнению Сl2 + Н2О = = НОСl + НСl. Хлорноватистая кислота НОСl — соединение нестойкое, диссоциирующее с образованием гипохлоритного иона ОСl. При этом окислительное действие на органические вещества, в том числе и бактерии, проявляют как хлорноватистая кислота, так и гипохлоритный ион. Соляная кислота соединяется с карбонатами, находящимися в воде.

запахи, применяют следующие методы ее обработки:
аэрацию (основана на летучести

большинства веществ, обуславливающих привкусы и запахи);
окисление хлором, озоном, перманганатом калия и другими окислителями (для удаления из воды запахов, обусловленных жизнедеятельностью микроорганизмов и водорослей);
сорбцию активным углем.

сульфиды, сульфаты, металлы, хлор и хлорорганические соединения, а также промышленные

загрязнения в виде хрома, никеля, ртути, свинца, мышьяка, меди, радионуклидов, большинство производителей предлагают фильтры многоступенчатой водоочистки. В процессе прохождения через такой фильтр на каждой ступени очистки вода теряет те или иные примеси.

удаляются такие инородные частицы, как песок, ил, ржавчина. Осуществляется она

с помощью полипропиленовой сетки, в зависимости от размеров отверстий в которой удерживаются только примеси (микрофильтрация) или примеси и бактерии (ультрафильтрация).

адсорбция, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым

распространенным адсорбентом является природный фильтрант уголь, также используются синтетические волокна.
Уголь очищает, поглощая остаточный хлор, органические соединения и споры бактерий, и улучшает - вкус, запах, цвет питьевой воды . Многие производители применяют активированный уголь из скорлупы кокоса, адсорбционная способность которого в 4 раза выше.
Чтобы предотвратить размножение бактерий внутри фильтра активированный уголь покрывают слоем серебра. В некоторых фильтрах используется полимерное углеродное волокно аквален - смесь угля и синтетических материалов.

от тяжелых металлов - ионный обмен. Помимо всего вышесказанного, мягкая

вода в несколько раз улучшает вкус чая, кофе и других напитков, а также более пригодна для умывания и применения в быту.

они входят в три группы методов:
- механические методы; -

физико-химические методы; - биологические методы.

Основные методы: процеживание, отстаивание и фильтрование. Применяются, как предварительные этапы.

Химическая очистка применяется для выделения из сточных вод растворимых неорганических примесей. При обработке сточных вод реагентами происходит их нейтрализация, выделение растворенных соединений, обесцвечивание и обеззараживание стоков. Физико-химическая очистка применяется для очистки сточных вод от грубо- и мелкодисперсионных частиц, коллоидных примесей, растворенных соединений. Высокопроизводительный и в то же время дорогой способ очистки. Биологические методы применяются для очистки от растворенных органических соединений. Метод основан на способности микроорганизмов разлагать растворенные органические соединения.

подвергается 68% всех стоков, физико-химической- 3%, биологической - 29%. В

перспективе предполагается повысить долю очистки биологическим методом до 80%, что улучшит качество очищаемой воды. Основным методом повышения качества очистки вредных выбросов предприятиям при рыночной экономике является система штрафов, а также система плат за пользование очистными сооружениями.

микрорайон Комсомольский, Юбилейный, Черёмушки.
Задачи исследования:

– знакомство с теорией по данной проблеме;
– проведение экологического мониторинга состояния питьевой воды в выбранных районах;
– выявление основных загрязнителей воды;
– установление соответствия качества питьевой воды санитарным нормам;
– сопоставление качества исследуемой воды;
– определение химических показателей дополнительно очищенной воды;
– составление таблиц и графиков по данному материалу

воды определяется фильтрованием воды через бумажный фильтр и последующим высушиванием

осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.
Для анализа берется 500 мл. воды. Фильтр перед работой взвешивается. После фильтрования осадок с фильтром высушивается до постоянной массы при 105ْС, охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Весы должны обладать высокой чувствительностью, лучше использовать аналитические весы.
Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяется по формуле:
(m1 – m2) • 1000/V,
где m1 – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, г;
m2 – масса бумажного фильтра до опыта, г;
V – объем воды для анализа, л.
ПДК = 10мг/г.

окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения

окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения – 10 см.
Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для определения цветности воды используется стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд набирается вода и на белом фоне бумаги определяется ее цвет (голубой, зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

глины, песка, микроорганизмов, содержания химических соединений.
Для определения

прозрачности воды используется прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливается вода, подкладывается под цилиндр на расстоянии 4 см от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм, и сливается вода до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряется высота столба оставшейся воды линейкой и выражается степень прозрачности в сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

пахнущих веществ, которые попадают естественным путем и со сточными водами.

Запах воды водоемов, обнаруживаемый непосредственно в воде или (водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования, не должен превышать 2 баллов. Определение основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 ˚ и 60˚С.

(pH).
Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7).

Значение pH воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 – 8,5.
Оценивать значение pH можно разными способами.
1. Приближенное значение pH определяют следующим образом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске раствора определяют pH:
розово-оранжевая – pH около 5;
светло-желтая – 6;
зеленовато-голубая – 8.
2. Можно определить pH с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.

обусловлена главным образом присутствием растворимых соединения кальция и магния в

воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.
Общая жесткость варьирует в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года. Значение общей жесткости в источниках централизованного водоснабжения допускается до 7 ммоль • экв./л, в отдельных случаях по согласованию с органами санитарно – эпидемиологической службы – до 10 ммоль • экв./л.
При жесткости до 4 ммоль • экв./л вода считается мягкой, 4 – 8 ммоль • экв./л – средней жесткости, 8 – 12 ммоль • экв./л – жесткой, более 12 ммоль • экв./л – очень жесткой.
Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Жо) и карбонатную (Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Жо – Жк.

90 мл H2O).
Условия проведения реакции

1. pH = 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение анализа
В пробирку помещают 10 мл пробы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100 мг/л:
Pb2+ + CrO2- = PbCrO4 жёлтый

в дистиллированной воде и довести до 100 мл); азотная кислота

(конц.); перекись водорода (ω (%) = 5 %).
Условия проведения реакции
1. pH 3,0
2. Температура комнатная.
3. Действием пероксида водорода ионы Fe (II) окисляют до Fe (III).
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды добавляют 1 каплю азотной кислоты, затем 2 – 3 капли пероксида водорода и вводят 0,5 мл тиацианата аммония.
При концентрации ионов железа более 2,0 мг/л появляется розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным: Fe3+ + 3CNS– = Fe(CNS)3
красный

растворить в 95 мл воды); азотная кислота (1:4).

Условия проведения реакции
1. pH 7,0
2. Температура комнатная.
Выполнение анализа
К 10 мл пробы воды прибавляют 3 – 4 капли азотной кислоты и приливают 0,5 мл раствора нитрата серебра.
Белый осадок выпадает при концентрации хлорид – ионов более 100 мг/л:
Cl– + Ag+ = AgCl белый

BaCl2 x 2H2O растворить в 90 г H2O); соляная кислота

(16 мл HCl (p = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100мл).

Условия проведения реакции
1. pH 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.
Выполнение анализа.
К 10 мл пробы воды прибавляют 2 – 3 капли соляной кислоты и приливают 0,5 мл раствора хлорида бария.
При концентрации сульфат – ионов более 10 мг/л выпадает садок:
Ba2+ + SO42- = BaSO4 белый

– М.-Н. Юбилейный

– М.-Н Комсомольский






– М.-Н. Черёмушки

обработки

обработку фильтром и кипячением, снижается кислотность. Наиболее очищенной явилась талая

вода, уменьшилось содержание хлорид и сульфат ионов, катионы железа в талой воде не обнаруживаются.

Краснодара можно сделать следующие выводы:
1. Качество питьевой воды по органолептическим

и большинству химических показателей соответствует нормам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), Европейского сообщества (ЕС) и Государственного стандарта (ГОСТ).
2. Питьевая вода нашей местности является водой средней жесткости, однако водопроводная вода мягче природной.
3. При движении по многокилометровым магистралям из
чугунных и стальных труб, подверженных коррозии, в водопроводной воде повышается содержание ионов железа.

непосредственно на месте потребления:
а) отстаивание водопроводной воды;

при этом улетучивается остаточный
свободный хлор, который применяют для обеззараживания воды.
б) кипячение воды; основное предназначение процесса кипячения –
обеззараживание воды и снижение карбонатной жесткости.
в) вымораживание воды; считается, что такая вода самая чистая, лучше
проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из
организма экскреторными органами.
г) фильтрование; фильтры уменьшают ее жесткость и содержание
свободного хлора.
5. Подземные воды являются основным источником питьевой воды в нашей местности, они гораздо ценнее по качеству и наиболее надежны в
санитарном отношении.

по экологии: учебное пособие. Москва, Издательство АО МДС, 1998г.
2. Ашихмина

Т.Я Школьный экологический мониторинг. Издательство
«Агар», 2000 г.
3. Браун Т., Лемей Г. Химия – в центре наук. Пер. с англ. Москва «Мир»,
1983 г.
4. Мигунов Л.Н., Мигунова М.И. Природа и общество. г. Старый Оскол,
2000 г.
5. Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества
воды полевыми методами. – СПб.: Крисмас +, 1999 г.
6. Небел Б. Наука об окружающей среде. Пер. с англ. – М., «Мир»,
1993 г.
7. Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов. –
М.: Медицина, 1990 г.
8. Паус К.Ф. Основы промышленной экологии г. Белгород, 2001 г.