Metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće. Metode za poboljšanje sastava vode Glavne metode za poboljšanje kvaliteta vode uključuju
ODELJENJE ZA OPŠTU HIGIJENU
VLADIKAVKAZ 2011
Sastavio:
Ø asistent F.K. Khudalova,
Ø asistent A.R. Nanieva.
Recenzenti:
Odobreno od strane TsKUMS GBOU VPO SOGMA Ministarstva zdravlja i socijalnog razvoja Ruske Federacije
“____” ________________2011, protokol br.
Svrha lekcije: proučavati metode prečišćavanja i dezinfekcije vode, naučiti kako izvršiti probnu koagulaciju i probno hloriranje vode.
Učenik mora znati:
Metode za poboljšanje kvaliteta vode (provođenje probnog hlorisanja, dezinfekcija vode različitim metodama hlorisanja);
Učenik mora biti sposoban da:
Procijeniti izvodljivost i djelotvornost metoda za poboljšanje kvaliteta vode;
Koristite osnovne regulatorne dokumente i izvore referentnih informacija za izradu higijenskih preporuka za korištenje šema za prečišćavanje vode namijenjenih za upotrebu u domaćinstvu i za piće, te potrebne metode pročišćavanja vode, uzimajući u obzir kvalitet izvorne vode, njeno sanitarno stanje i okolinu. to.
Glavna literatura:
Ø Rumjancev G.I. Higijena XXI vek, M., 2008.
Ø Pivovarov Yu.P., Korolik V.V., Zinevič L.S. higijena i osnovna ljudska ekologija. M., 2004.
Ø Lakshin A.M., Kataeva V.A. Opća higijena sa osnovama ljudske ekologije: Udžbenik. – M.: Medicina, 2004 (Udžbenik za studente medicinskih univerziteta).
Ø Avchinnikov A.V. Higijenska procjena modernih metoda dezinfekcije vode za piće // Higijena i sanitacija. - 2001.-.S. 11-20.
Ø Krasovski G.N., Egorova N.A. Kloriranje vode kao faktor povećane opasnosti po javno zdravlje // Higijena i sanitacija - 2003. - br. 1.
Dodatna literatura:
Ø Pivovarov Yu.P. Laboratorijski priručnik i osnove ljudske ekologije, 2004.
Ø Kataeva V.A., Lakshin A.M. Vodič za praktične i samostalne studije o opštoj higijeni i osnovama ljudske ekologije. M.: Medicina, 2005
Ø SanPiN 2.1.4.1074-01 „Voda za piće. Higijenski zahtjevi za kvalitet vode centraliziranih sistema vodosnabdijevanja. Kontrola kvaliteta"
Kvalitet vode za piće služi kao osnova za epidemiološku sigurnost i javno zdravlje. Voda koja je benigna po svojim hemijskim, mikrobiološkim, organoleptičkim i estetskim svojstvima pokazatelj je visokog sanitarnog stanja i životnog standarda stanovništva. Imajući u vidu ogroman značaj kvaliteta i količine vode za piće koja se isporučuje za zdravlje stanovništva i uslove njegovog života, obezbeđivanje normalnog funkcionisanja dečijih, medicinsko-preventivnih, kulturnih, sportskih i drugih ustanova, komunalnih preduzeća, industrijskih preduzeća i drugih objekata , čini se važnim uvođenje progresivnih mjera u oblasti vodosnabdijevanja .
Osnovni cilj metoda za poboljšanje kvaliteta vode za piće je zaštita potrošača od patogenih organizama i nečistoća koje mogu biti opasne po zdravlje ljudi ili imati neugodna svojstva (boja, miris, okus i sl.). Metode tretmana treba odabrati uzimajući u obzir kvalitetu i prirodu vodoopskrbe.
Osnovni načini poboljšanja kvaliteta vode
Glavni načini za poboljšanje kvaliteta vode površinskih izvora vode su posvjetljivanje, izbjeljivanje i dezinfekcija.
Prečišćavanje vode - ovo je uklanjanje suspendovanih supstanci iz njega.
Izbjeljivanje - eliminacija obojenih koloida.
Dezinfekcija - neutralizacija izvora patogenih bakterija i virusa sadržanih u vodi.
Za posvjetljivanje i izbjeljivanje koriste se sljedeće metode:
Ø prirodno taloženje i filtracija na sporim filterima;
Ø koagulacija, sedimentacija i filtracija na brzim filterima;
Ø koagulacija i filtracija u kontaktnim bistrilima.
Metode prečišćavanja vode
Glavni zadatak prečišćavanja vode je da je potpuno oslobodi suspendovanih materija (zamućenja), učini je prozirnom (posvijetli) i smanji boju na neprimjetan nivo.U savremenim uslovima, preliminarno uklanjanje zooplanktona (najsitnijih životinjskih organizama) i fitoplanktona ( najmanjih biljnih organizama) iz vode je od velike važnosti. U tu svrhu koriste se mikrofilteri i sita za bubnjeve kroz koje se filtrira voda.
Za bistrenje i dekolorizaciju, kompleks postrojenja za prečišćavanje vode uključuje: talože, miksere, reakcione komore, filtere itd.
Septičke jame(horizontalno, vertikalno) - strukture dizajnirane za taloženje pod gravitacijom uglavnom velikih čestica po veličini i masi suspendovanih u vodi.
Dijagram horizontalnog taložnika
Nedostatak prirodnog taloženja suspendovanih materija u taložnicima je trajanje ovog procesa, koji ne obezbeđuje taloženje glavnog dela fine suspendovane materije i svih koloidnih čestica. Da bi se ubrzala i povećala efikasnost taloženja suspendovanih materija i uklanjanja koloidnih materija u taložnicima, voda se koaguliše pre taloženja.
Shema vertikalnog taložnika:
1 - vodovod;
2 - odvod vode;
3 - ispuštanje nanosa;
4 - komora za flokulaciju;
5 - posuda za prikupljanje prstena;
6 - reflektirajući konus.
Koagulacija je proces uvećanja, agregacije koloidnih i fino dispergovanih nečistoća vode, koji nastaje kao rezultat međusobnog prianjanja pod uticajem sila molekularne privlačnosti. Proces koagulacije završava stvaranjem agregata vidljivih golim okom - ljuskica.
Koagulacija nastaje pod uticajem hemijskih reagensa - koagulanata, koji uključuju soli aluminijuma (aluminijum sulfat A1 2 (SO 4) 3) i gvožđa (gvožđe sulfat, gvožđe hlorid). Kako bi se ubrzao proces koagulacije, koriste se flokulantne tvari.
Filtracija- ovo je sljedeći proces nakon koagulacije i taloženja za oslobađanje vode od suspendiranih tvari preostalih nakon prvih faza prečišćavanja. Suština filtracije je propuštanje vode kroz fino porozan materijal, na površini, u gornjem sloju ili u čijoj debljini se zadržavaju suspendirane čestice.
Filter je armiranobetonski rezervoar napunjen filterskim materijalom, obično u dva sloja. Kao filtarski materijali koriste se kvarcni pijesak, antracitna krhotina, ekspandirana glina (zdrobljena i nedrobljena), neke vulkanske šljake, ekspandirani polistiren i drugi.
Postoje dvije metode filtriranja vode.
1. Filmska filtracija uključuje stvaranje biološkog filma od prethodno zadržanih nečistoća u gornjem sloju filterskog medija. U početku, zbog mehaničkog taloženja suspendiranih čestica i njihovog prianjanja na površinu materijala za punjenje (na primjer, pijeska), veličina pora se smanjuje. Tada se na površini pijeska razvijaju alge, bakterije i drugi živi organizmi koji stvaraju muljeviti sediment koji se sastoji od mineralnih i organskih tvari (biološki film). Film dostiže debljinu od 0,5-1 mm ili više. Ima odlučujuću ulogu u radu sporih filtera, zadržava najsitnije suspendovane materije, 95-99% bakterija, obezbeđuje smanjenje oksidacije za 20-45% i boje za 20%.
2. Volumetrijska filtracija se vrši na brzim filterima i predstavlja fizičko-hemijski proces u kome mehaničke nečistoće vode prodiru u debljinu filterskog medija i adsorbuju se na površini njegovih čestica i ljuspica koagulanta. Kao rezultat smanjenja veličine pora povećava se otpor opterećenja tokom filtracije i gubitak tlaka. Proces volumetrijske filtracije zadržava oko 95% bakterija. Brzi filteri, koji propuštaju veće količine vode, brzo se začepljuju i zahtijevaju češće čišćenje.
Dvoslojni filter
Za prečišćavanje voda niske zamućenosti i visokog sadržaja organskih jedinjenja, koje je teško obraditi u taložnicima i taložnicima, flotacija je efikasna metoda tretmana.
Flotacija- ovo je proces čija je suština da se koloidne i dispergovane nečistoće kombinuju sa mjehurićima zraka fino dispergiranim u vodi. Nastali kompleksi isplivaju na površinu i formiraju pjenu na površini uređaja za flotaciju. Smanjenje površinske napetosti na granici voda-vazduh dovodi do povećanja efikasnosti prečišćavanja vode flotacijom. Da biste to učinili, u vodu se dodaju tenzidi (flotacijski reagensi).
U slučaju organiziranja centraliziranog snabdijevanja pitkom vodom malih objekata (sela, pansiona, vikendica i sl.), pri korištenju površinskih rezervoara kao izvora vodoopskrbe, za pročišćavanje vode mogu se koristiti kompaktne strukture malog kapaciteta. Uključuju: cevasti taložnik, filter sa granularnim punjenjem, opremu za pripremu i doziranje reagensa i rezervoar za vodu za ispiranje.
U savremenim postrojenjima za prečišćavanje vode, u slučaju korišćenja reagensnih tehnoloških šema, uvođenje hemijskih reagensa u tretiranu vodu vrši se automatskim dozirnim sistemima. To uključuje rezervoare reagensa, dozirne pumpe sa mikroprocesorskim kontrolama i ventile za ubrizgavanje.
Pumpa za doziranje kemikalija s mikroprocesorskim kontrolerom i ventilom za ubrizgavanje
Metode dezinfekcije vode
Dezinfekcija (dezinfekcija) vode za piće vrši se u cilju osiguranja epidemijske ispravnosti vode za piće i sprečavanja prenošenja uzročnika zaraznih bolesti kroz vodu. Dezinfekcija je usmjerena na uništavanje patogenih i oportunističkih mikroorganizama. Koristi se u svrhu dezinfekcije reagens(hemijski) i bez reagensa(fizičke) metode.
Reagensne metode se zasnivaju na upotrebi jakih oksidacionih sredstava (hlor, supstance koje sadrže hlor, ozon), jona srebra i drugih supstanci.
Nereagensne metode uključuju: ultraljubičasto zračenje, izlaganje ultrazvuku, vakuumu, radioaktivnom zračenju, odnosno fizikalne metode, kao i termičku obradu. U sistemima vodosnabdijevanja voda se obično dezinficira u posljednjoj fazi prečišćavanja prije ulaska u rezervoare čiste vode i distributivnu vodovodnu mrežu. Izbor određene metode dezinfekcije zavisi od kvaliteta i količine izvorne vode, načina njenog prethodnog prečišćavanja, uslova snabdevanja reagensima i drugih faktora.
Kloriranje- tretman vode za piće vodenim rastvorom hlora u cilju njene dezinfekcije. Ova metoda je postala najrasprostranjenija među svim metodama dezinfekcije vode. To je zbog relativne jeftinosti klora, jednostavnosti upotrijebljene opreme i pouzdanosti dezinfekcionog učinka.
Pri normalnim temperaturama i pritiscima, hlor je žuto-zeleni gas oštrog, specifičnog mirisa. Iritira sluzokožu i oči, klasificira se kao visoko toksična supstanca i, kada se ispusti u zrak, može izazvati trovanje ljudi.
Klor se može koristiti za dezinfekciju vode u različitim objektima - od rudničkog bunara do velikog vodovoda. Za dezinfekciju vode mogu se koristiti plinoviti hlor (isporučuje se u tečnim bocama), izbjeljivač, kalcijum hipohlorit, hloramini, hlor dioksid i druge supstance koje sadrže hlor.
Glavni uslovi za delovanje hlora su: temeljito uklanjanje suspendovanih čvrstih materija iz vode, dovoljna doza hlora, potpuno i brzo mešanje hlora sa celokupnom zapreminom vode koja se dezinfikuje i kontakt hlora sa vodom najmanje 30- 60 minuta potrebnog vremena za ispoljavanje baktericidnog efekta. Da bi se osigurala pouzdana dezinfekcija, potrebno je uvesti takvu količinu da pokrije cjelokupni kapacitet apsorpcije hlora u vodi i dobije neki višak slobodnog aktivnog hlora. Uspješnost hloriranja vode procjenjuje se prema rezidualnom aktivnom hloru. Utvrđeno je da doze hlora u vodi od 1-3 mg/l obično pružaju dovoljan baktericidni efekat. Istovremeno, sadržaj rezidualnog slobodnog hlora u vodi nakon što rezervoari čiste vode trebaju biti unutar 0,3-0,5 mg/l. Takvo kloriranje se naziva konvencionalnim ili kloriranje uzimajući u obzir potražnju za hlorom.
Apsorpcija hlora iz vode - količina hlora koja se pri hloriranju 1 litre vode troši na oksidaciju organskih, lako oksidirajućih neorganskih tvari i dezinfekciju bakterija u roku od 30 minuta.
Potreba vode za hlorom - ukupna količina hlora potrebna da se zadovolji kapacitet apsorpcije hlora u vodi i obezbedi potrebna količina zaostalog hlora.
Vrste hlorisanja
Vrste hlorisanja na vodovodnim sistemima su dvostruko hlorisanje i superhlorisanje (rehlorisanje).
At dvostruko hlorisanje hlor se u vodu unosi dva puta: prvi put u mikser pre taložnika i drugi put posle filtera; koristi se, na primer, u slučaju korišćenja rečne vode sa visokom bakterijskom kontaminacijom za snabdevanje pitkom vodom.
Superhlorisanje- hlorisanje vode prekomernim dozama hlora (5-20 mg/l) sa aktivnim rezidualnim sadržajem: do 1-5 mg/l. Privremeno se koristi u slučaju naglih kolebanja bakterijske kontaminacije vode, u slučaju posebne epidemijske situacije i kada je nemoguće osigurati dovoljan kontakt vode sa hlorom.
Ukoliko postoji visok sadržaj zaostalog hlora, voda se smatra neprikladnom za direktnu potrošnju i zahteva naknadnu dehloraciju hemikalijama (hiposulfit ili sumpor dioksid) ili metodom sorpcije (aktivni ugljen).
Jedan od načina dezinfekcije vode je amonijacija (hloriranje sa predamonijacijom), u kojoj se amonijak, a zatim hlor uzastopno uvode u vodu. Kloriranje sa preamonizacijom se koristi za sprečavanje pojave specifičnih mirisa u slučaju hlorisanja vode koja sadrži fenol ili benzol, kao i za suzbijanje stvaranja kancerogenih materija (hloroform i dr.) pri hlorisanju vode u prisustvu humusnih i druge supstance u njemu.
Uprkos pozitivnim aspektima upotrebe hlora za dezinfekciju vode za piće, poslednjih godina uočene su negativne posledice hlorisanja vode po javno zdravlje.
Kao rezultat reakcije hlora sa humusnim jedinjenjima koja se nalaze u vodi, otpadnim proizvodima nekih organizama i tvarima umjetnog porijekla, u vodi mogu nastati visoko toksične, kancerogene i mutagene tvari. To uključuje: trihalometane (THM), uključujući hloroform, bromoform, dibromoklorometan i druge.
Potrebno je uzeti u obzir da neke od štetnih materija koje nastaju u vodi dospevaju u organizam ne samo tokom konzumiranja vode i prehrambenih proizvoda (enteralno), već i kroz netaknutu kožu prilikom tuširanja, kupanja, plivanja u bazenu. Stoga je važan pravac u rješavanju hitnog problema korištenje drugih, alternativnih hloriranju, metoda dezinfekcije vode za piće.
Ozoniranje- tretman vode ozonom za uništavanje mikroorganizama i uklanjanje neugodnih mirisa.
Ozon (O3) je plavkasti gas specifičnog mirisa, vrlo rastvorljiv u vodi. Ima visoku oksidacionu sposobnost, što ga čini baktericidnim. Djeluje na protoplazmu mikroorganizama, uništava viruse (posebno dječju paralizu).
Ozonizator – uređaj (generator) za proizvodnju ozona koji se koristi za dezinfekciju vode
Ozoniranje u poređenju sa hlorisanjem ima sledeće Glavne prednosti:
Ø pouzdana dezinfekcija se postiže u roku od nekoliko minuta, dok je ozon efikasniji od hlora u dezinfekciji vode od spora oblika bakterija i uzročnika virusnih infekcija;
Ø ozon, kao i proizvodi njegove kombinacije sa supstancama u vodi, nemaju ukus i miris;
Ø voda gubi boju i eliminišu se prethodno postojeći mirisi različitog porekla;
Ø višak ozona se nakon nekoliko minuta pretvara u kiseonik, ispušta se u atmosferski vazduh, te stoga nema uticaja na ljudski organizam;
Ø u ovom slučaju nastaje znatno manje novih toksičnih supstanci nego pri hloriranju;
Ø proces ozoniranja u manjoj mjeri od hloriranja zavisi od pH, zamućenosti, temperature i drugih svojstava vode;
Ø Proizvodnja ozona na licu mjesta eliminira potrebu za isporukom i skladištenjem reagensa.
Nedostaci ozoniranja. Ozon je eksplozivan i toksičan reagens; to je skuplja metoda u odnosu na kloriranje. Brza razgradnja u otpadnoj vodi (za 20-30 minuta) ograničava njenu upotrebu; nakon ozoniranja često se opaža značajno povećanje mikroflore zbog reaktivacije bakterija i sekundarnog zagađenja. Čak i visoke doze ozona (20 mg/l) i dugo izlaganje (1,5-2 sata) ne pružaju potpuno efikasnu dezinfekciju protiv bakterijskih spora. Prilikom obrade vode ozonom mogu nastati toksični nusproizvodi: bromati, aldehidi, ketoni, karboksilne kiseline i drugi spojevi. Ovi proizvodi mogu izazvati mutagene i druge štetne efekte.
Dezinfekcija vode jonima srebra na osnovu oligodinamičkog djelovanja ovog metala. Srebro ima svojstvo da dugo čuva vodu. Prema objavljenim podacima, voda tretirana srebrom u koncentraciji od 0,1 mg/l održava visoke sanitarno-higijenske pokazatelje godinu dana ili više.
Dezinfekcija srebrom se vrši direktno dovođenjem vode u kontakt sa metalnom površinom ili otapanjem soli srebra u vodi elektrolitičkom metodom. U drugom slučaju, ionizatori se koriste kako bi se osiguralo otapanje srebra pod utjecajem istosmjerne električne struje.
Jonatori se koriste za dezinfekciju vode na velikim brodovima. Kosmonauti su visoko hvalili vodu tretiranu srebrom. Praksa je pokazala da tretiranje zaliha vode za piće srebrom osigurava očuvanje njenih organoleptičkih i higijenskih svojstava tokom svemirskih letova različitog trajanja. Srebro se pokazalo i kao odličan konzervans za mineralnu vodu. Stoga se u prestižnim preduzećima za proizvodnju bezalkoholnih pića mineralna voda dezinficira srebrom.
Međutim, uprkos obilju informacija o antimikrobnim svojstvima srebra, njegovo široko uvođenje u praksu vodosnabdijevanja otežano je iz različitih razloga, uključujući nedovoljne informacije o njegovoj toksičnosti.
Ultraljubičasto zračenje. Baktericidno dejstvo ultraljubičastih (UV) zraka je nadaleko poznato i više puta je dokazano u eksperimentima. UV zraci prodiru u sloj od 25 cm čiste i bezbojne vode. Pod uticajem UV zračenja u ćelijama mikroorganizama u vodi nastaju ireverzibilni procesi koji izazivaju prekid molekularnih i međumolekulskih veza. To dovodi do denaturacije (destrukcije) protoplazmatskih ćelijskih proteina, posebno do oštećenja DNK, RNK, ćelijskih membrana i kao posljedica toga do smrti mikroorganizama. Na mikroorganizme u vodi dodatno utiču kratkotrajni molekuli ozona, atomski kiseonik, slobodni radikali i hidroksilne grupe nastale pod uticajem UV zračenja.
Metoda UV dezinfekcije ne mijenja hemijski sastav i organoleptičke kvalitete vode. Prednost metode je i brzina dezinfekcije (nekoliko sekundi) i odsustvo mirisa i okusa pri korištenju ultraljubičastih zraka. Zrake štetno djeluju ne samo na vegetativne oblike patogenih bakterija, koje umiru nakon zračenja u roku od 1-2 minute, već i na spore otporne na hlor, viruse i jajašca helminta. Brojne studije su pokazale odsustvo štetnih efekata čak i pri dozama UV zračenja mnogo većim od praktično potrebnih. Posljedično, za razliku od tehnologije hloriranja i ozoniranja, u osnovi ne postoji opasnost od predoziranja UV zračenjem. Istovremeno, postoje podaci da se, ako je doza UV zračenja pravilno odabrana, ne opaža aktivacija mikroorganizama, što omogućava korištenje UV dezinfekcije bez naknadnog uvođenja konzervansnih doza klora.
Tehnologija dezinfekcije vode UV zračenjem je najlakša za implementaciju i održavanje. Dezinfekciju vode UV zračenjem karakterišu beznačajni troškovi energije (3-5 puta niži nego kod ozoniranja) i nema potrebe za skupim reagensima.
Za dezinfekciju vode koriste se instalacije sa živino-kvarcnim lampama visokog pritiska i argon-živim lampama niskog pritiska. Lampe se postavljaju iznad toka ozračene vode ili u samoj vodi. U prvom slučaju opremljeni su reflektorom za usmjereno zračenje, u drugom se zraci šire po krugu u svim smjerovima.
Instalacija UV dezinfekcije vode za piće
Unatoč brojnim pozitivnim aspektima korištenja ultraljubičastog zračenja za dezinfekciju vode za piće, mora se uzeti u obzir da povećana zamućenost, boja i soli željeza smanjuju propusnost vode za baktericidne UV zrake. Stoga je voda iz podzemnih izvora sa sadržajem željeza ne većim od 0,3 mg/l, niske zamućenosti i boje pogodnija za dezinfekciju UV zračenjem. Ukoliko je neophodna UV dezinfekcija vode iz površinskih i nekih podzemnih izvora, potrebno je njeno prethodno prečišćavanje (bistrenje, dekolorizacija, deferizacija itd.).
Ultrazvučna dezinfekcija vode. Baktericidni učinak ultrazvuka objašnjava se uglavnom mehaničkim uništavanjem stanične membrane bakterija u ultrazvučnom polju. U ovom slučaju, baktericidni efekat je povezan sa intenzitetom ultrazvučnih vibracija i ne zavisi od zamućenosti (do 50 mg/l) i boje. Dezinfekcijski učinak se proteže ne samo na vegetativne, već i na sporne oblike mikroorganizama.
Za postizanje ultrazvučnih vibracija neophodnih za dezinfekciju vode koriste se piezoelektrični i magnetostriktivni uređaji. Trajanje dezinfekcionog efekta ultrazvuka traje nekoliko sekundi.
Vakuumska dezinfekcija vode omogućava dezinfekciju bakterija i virusa sniženim pritiskom. U ovom slučaju, puni baktericidni učinak može se postići za 15-20 minuta.
Radijacijska dezinfekcija vode. Jonizujuće (penetrirajuće) zračenje je kratkotalasno rendgensko i γ-zračenje, struja visokoenergetskih nabijenih čestica (elektrona, protona, deuterona, α-čestica i povratnih jezgara), kao i brzih neutrona (čestice koje nemaju naknade). Interagirajući s elektronskim omotačima atoma i molekula medija, oni prenose dio svoje energije na njih, proizvodeći ionizaciju molekula. Elektroni oslobođeni u ovom slučaju, u pravilu, imaju značajnu energiju, koja se troši na jonizaciju još nekoliko molekula vode.
Jonizujuće zračenje je snažan nereagensni faktor čije djelovanje dovodi do smrti patogenih mikroorganizama prisutnih u ozračenoj vodi i njene dezinfekcije. Primarni produkti radiolize vode remete metabolizam u bakterijskoj stanici.
Pročišćavanje i dezinfekcija vode zračenjem imaju sljedeće prednosti u odnosu na tradicionalne metode tretmana:
ü svestranost, odnosno sposobnost neutralizacije mnogih organskih i bilo kakvih mikrobnih zagađivača;
ü visok stepen dezinfekcije i čišćenja;
ü velika brzina obrade i mogućnost potpune automatizacije.
Međutim, s obzirom na kontaminaciju vodnih tijela specifičnim tehnogenim supstancama i iz drugih razloga, kombinovane metode postaju sve raširenije u praksi, kada se radijacijska obrada vode koristi u kombinaciji s tradicionalnim metodama dezinfekcije (hloriranje ili ozoniranje).
Termalna dezinfekcija vode Uglavnom se koristi za dezinfekciju manjih količina vode u dječjim ustanovama (škole, predškolske ustanove, pionirski i ljetni kampovi), sanatorijama, bolnicama, na brodovima, kao i kod kuće.
Utvrđeno je da se potpuna dezinfekcija mode (uništenje svih vrsta i oblika patogenih mikroorganizama) postiže samo prokuhavanjem vode 5-10 minuta. Međutim, mora se uzeti u obzir da je prokuhana voda lišena ne samo patogenih, već i saprofitnih, bezopasnih ili čak korisnih mikroorganizama za ljude. U takvoj vodi se lako razmnožavaju mikroorganizmi koji su u nju ušli nakon ključanja i hlađenja, što dovodi do brzog pogoršanja njenog kvaliteta. Stoga prokuhanu vodu treba čuvati u dobro zatvorenim posudama na hladnom mjestu ne duže od 24 sata.
Vrč za filter
Prednosti: filter vrč je vrlo jednostavan za korištenje, ne zahtijeva priključak na dovod vode, a proces čišćenja ne treba kontrolirati.
Nedostaci: mala količina prečišćene vode (od 1 do 2 l), mala brzina prečišćavanja.
Odličan upijajući ugalj - upija hlor, organoklor i organske zagađivače, a njegov dodatni tretman srebrom sprečava rast bakterija.
I filter i čajnik
Potpuno prirodno rješenje bilo je spojiti kotlić i filter za punjenje vodom u jednoj posudi. Električno kuhalo za vodu kombinira funkcije filtracije i omekšavanja vode, s filterima za pročišćavanje vode, koji vam omogućavaju brzo i efikasno pročišćavanje vode iz slavine od klora i drugih nečistoća, sprječavajući stvaranje kamenca.
Priključak na kran
Princip rada: prečistač vode se postavlja direktno na slavinu, voda se u nju dovodi pod pritiskom.
Prednosti: niska cijena, pogodan za korištenje.
Protiv: niska produktivnost (0,3-0,5 l/min), potrebno je koristiti posudu za skladištenje pročišćene vode. Ako filter nema prekidač, morat ćete ga svaki put ručno uključiti i isključiti.
Praktični rad br.1
Kontrolni i trening testovi
1. Najčešći način dezinfekcije vode za piće u vodovodu:
a) hlorisanje;
b) UV zračenje;
c) ozoniranje.
2. Prilikom dezinfekcije vode za piće preparatima koji sadrže hlor, organoleptička svojstva vode mogu:
a) poboljšati;
b) pogoršati;
c) ne mijenjati.
3. Fizičke metode dezinfekcije uključuju:
a) upotreba vodikovog peroksida;
c) ključanje;
e) oligodinamički efekat srebra.
4. Posebne metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće:
a) dekontaminacija;
b) pojašnjenje;
c) dezodoracija;
d) otplinjavanje;
d) čišćenje.
5. Približne vrijednosti doze hlora za hlorisanje sa normalnim dozama:
a) 1-5 mg/l;
b) 10-15 mg/l;
c) 20-30 mg/l.
6. Metode za dezinfekciju vode za piće:
a) koagulacija;
b) hlorisanje;
c) fluorisanje;
d) ozoniranje;
e) tretman ultraljubičastim zracima.
7. Indikacije za upotrebu metode hlorisanja sa preamonizacijom su:
a) visoka mikrobna kontaminacija;
b) sprečavanje izazivanja mirisa;
c) nepovoljna epidemiološka situacija za crijevne infekcije;
d) široka vodovodna mreža;
e) nemogućnost obezbjeđivanja dovoljnog vremena kontakta između vode i hlora.
8. Prednosti ozona u odnosu na hlor kod dezinfekcije vode za piće:
a) poboljšava organoleptička svojstva vode;
b) poboljšava organoleptička svojstva vode i zahtijeva manje vremena kontakta;
c) poboljšava organoleptička svojstva vode, zahtijeva kraće vrijeme kontakta i učinkovitije je protiv patogenih protozoa.
9. Prilikom dezinfekcije vode za piće UV zračenjem, organoleptička svojstva vode mogu:
a) poboljšati;
b) pogoršati;
c) ne mijenjati.
10. Kada se voda dezinfikuje preparatima koji sadrže hlor, njena organoleptička svojstva:
a) pogoršati;
b) ne mijenjati;
c) poboljšavaju se.
Kontrolna pitanja
1. Kako se klasifikuju metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće?
2. Kako se voda koaguliše? Koje koagulanse znate?
3. Kako se taloži voda?
4. Koje filtere poznajete, po čemu se razlikuju jedni od drugih?
5. Opišite metode reagensa za dezinfekciju vode za piće.
6. Navedite metode hlorisanja. Koje su prednosti i mane svakog od njih?
7. Šta je apsorpcija hlora i potreba vode za hlorom?
8. Kakav je higijenski značaj rezidualnog hlora u vodi za piće?
9. Kako se određuje sadržaj aktivnog hlora u izbjeljivaču?
10. Kako se doza izbjeljivača određuje prema rezidualnom hloru?
11. Opisati fizičke metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće.
12. Koje dodatne metode znate za poboljšanje kvaliteta vode za piće?
13. Izvršiti uporednu procjenu fizičko-hemijskih metoda za poboljšanje kvaliteta vode za piće.
14. Koje kombinovane metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće znate?
Ministarstvo zdravlja i socijalnog razvoja Ruske Federacije"
ODELJENJE ZA OPŠTU HIGIJENU
METODE ZA POBOLJŠANJE KVALITETA VODE ZA PIĆE
VLADIKAVKAZ 2011
Sastavio:
Ø Doktor medicinskih nauka, profesor A.R. Kusova,
Ø asistent F.K. Khudalova,
Ø asistent A.R. Nanieva.
Recenzenti:
Ø F.V. Kallagova - profesor, doktor medicinskih nauka, dr. Katedra za opštu i bioorgansku hemiju;
Ø Tuaeva I.Sh. - Kandidat medicinskih nauka, vanredni profesor Katedre za higijenu Fakulteta preventivne medicine sa epidemiologijom i smer FPDO
Uobičajeni su
1. Raščišćavanje (uklanjanje zamućenja)
2. Promjena boje
3. Dezinfekcija
Čišćenje prema 2 sheme:
1. Taloženje, spora filtracija
2. Koagulacija, sedimentacija, brza filtracija
1. Voda se vrlo sporo kreće kroz horizontalne sedimente tokom 4-8 sati, kao rezultat toga, sve velike, suspendovane čestice talože se na dno. Zatim voda ulazi u spori filter - velike strukture sa nekoliko slojeva:
a) osnovni.
b) pijesak. V = 0,1 – 0,3 m/h – filtracija.
Tokom rada filtera, on "sazreva", na njegovoj površini se formira film, efikasnost se povećava, a brzina se smanjuje. 99,5% - efikasnost dezinfekcije.
2. Voda se podvrgava koagulaciji, pahuljice koje se formiraju u vodi imaju naboj, na njima se adsorbuju suspendovane čestice i zajedno sa pahuljicama talože. Reagensi: Al, Fe sulfat. Al – stvara spojeve sa bikarbonatom.
Prva faza. Određivanje tvrdoće bikarbona (količina Al). Reakcija je spora, ima malo pahuljica - imajući višak aluminij sulfata, potrebno je uvesti lužinu kako bi se reakcija ubrzala. Kada se pusti u vodu, formira se koloidna otopina.
Nakon koagulacije, voda se šalje u brze filtere, brzina je 50-100 puta veća od sporih.
Efikasnost dezinfekcije je 95%.
dezinfekcija:
Koriste se fizičke, hemijske, mehaničke metode.
a) Hemijske metode - hlorisanje, hidrohlorisanje, upotreba soli teških metala.
b) Mehanička metoda - filtracija kroz posebne svijeće (Chamberlan)
c) Fizikalna metoda - UV zračenje.
Posebne metode
Specifične metode za dezinfekciju:
1. Dezodoracija – uklanjanje neprijatnog ukusa i mirisa.
2. Otplinjavanje
3. Fluorizacija
4. Omekšavanje
5. Gvožđe
6. Desalinizacija
Reagensi: gasoviti hlor, Cl - kreč, DTSGC - dve trećine soli Ca hipohlorida.
Kloriranje – ostaje normalna doza Cl, ali nakon toga voda se oslobađa viška F.
Zahtjev za Cl je broj ml aktivnog Cl potrebnog za standarde dezinfekcije vode.
Za dezinfekciju se koristi kombinovani hlor, ostatak slobodnog hlora je 0,5-0,3 mg/l.
0,3-0,5 – količina hlora ne menja značajno organska svojstva vode, ali ukazuje na potpunost dezinfekcije.
Povezani Cl ne više od 0,8 mg/l.
Rezidualni dušik 0,3-0,5 mg/l.
Odabir izvora vode
Godine 1948. usvojen je GOST "Izvori centraliziranog vodosnabdijevanja domaćinstava 27.84".
Podzemni izvori se dijele na klase, ovisno o metodama za poboljšanje kvaliteta vode
1. Zadovoljavanje svih SANPIN zahtjeva.
2. Postoje odstupanja u nekim pokazateljima (aeracija, filtracija, dezinfekcija).
3. Imaju iste SANPIN zahtjeve kao i prvi, ali filtriranje se odvija uz prethodno taloženje.
Površinski izvori:
Klasa 1 – dezinfekcija, filtracija, koagulacija.
Klasa 2 – koagulacija, taloženje, dezinfekcija.
Klasa 3 je ista kao i klasa 2, samo uz korištenje poliefektorskih metoda filtriranja.
Mjesta decentraliziranog vodosnabdijevanja:
U ruralnim područjima, ako postoji izvor podzemnih voda. Ugrađuju ili iskopane ili izbušene bunare.
Kopani bunari.
Tlo je zaštićeno od poplava i zalijevanja. Zidovi bunara su propusniji, nadmorska visina iznad površine je najmanje 80 cm Oko bunara se skida zemlja do dubine od 2 m i širine 100 x 70 i zasipa glinom. Unošenje vode mora biti izvedeno na način da ne dođe do kontaminacije.
Bušeni bunari– buše zemlju i na vrhu ugrađuju električnu pumpu.
Prednosti: povećana dubina, zidovi nisu propusni.
Pregled bunara:
1. Sanitarno-epidemiološki (otkrivanje bolesti koje se prenose vodom)
2. Sanitarna
Tretman vode u bunaru:
Nakon renoviranja
U prisustvu zaraznih bolesti
Privremeno hlorisanje u slučaju kontaminacije podzemnih voda 1,5 - 2 l/po 1 m bunara.
Kontinuirano - od zapremine od 0,25-1 litara u zalihu se dodaje 150-600 grama kreča, rastvor se difunduje u roku od 30 dana.
Da bi se kvalitet vode iz izvora vodosnabdijevanja doveo u skladu sa zahtjevima SanPiN - 01, postoje metode pročišćavanja vode koje se provode na vodoopskrbnim stanicama.
Postoje osnovne i posebne metode za poboljšanje kvaliteta vode.
I . TO main metode uključuju posvjetljivanje, izbjeljivanje i dezinfekcija.
Ispod osvetljavanje razumiju uklanjanje suspendiranih čestica iz vode. Ispod diskoloracija razumiju uklanjanje obojenih tvari iz vode.
Bistrenje i promena boje se postižu 1) taloženjem, 2) koagulacijom i 3) filtracijom. Nakon što voda iz rijeke prođe kroz vodozahvatne mreže, u kojima ostaju veliki zagađivači, voda ulazi u velike kontejnere - talože, sa sporim protokom kroz koje krupne čestice padaju na dno za 4-8 sati. Za taloženje malih suspendiranih tvari voda ulazi u posude u kojima se koagulira – dodaje joj se poliakrilamid ili aluminij sulfat, koji pod utjecajem vode postaje pahuljice, poput snježnih pahuljica, na koje se lijepe sitne čestice i adsorbiraju boje, nakon čega se slegne na dno rezervoara. Zatim voda ide u završnu fazu pročišćavanja - filtraciju: polako se prolazi kroz sloj pijeska i filter tkanine - ovdje se zadržavaju preostale suspendirane tvari, jaja helminta i 99% mikroflore.
Metode dezinfekcije
1.Hemijski: 2.fizički:
-hlorisanje
- upotreba natrijum hipohlorida - prokuvavanje
-ozoniranje -U\V zračenje
-upotreba srebra -ultrazvuk
tretman
- upotreba filtera
Hemijske metode.
1. Najviše se koristi metoda hlorisanja. U tu svrhu se koristi hlorisanje vode gasom (na velikim stanicama) ili izbeljivačem (na malim stanicama). Kada se klor doda u vodu, on hidrolizira, stvarajući hlorovodoničnu i hipoklornu kiselinu, koje, lako prodirući kroz membranu mikroba, ubijaju ih.
A) Kloriranje u malim dozama.
Suština ove metode je odabir radne doze na osnovu potražnje hlora ili količine zaostalog hlora u vodi. Da biste to učinili, provodi se probno kloriranje - odabir radne doze za malu količinu vode. Očigledno se uzimaju 3 radne doze. Ove doze se dodaju u 3 tikvice od 1 litre vode. Voda se hloriše 30 minuta ljeti, 2 sata zimi, nakon čega se utvrđuje rezidualni hlor. Trebalo bi da bude 0,3-0,5 mg/l. Ova količina zaostalog hlora, s jedne strane, ukazuje na pouzdanost dezinfekcije, as druge ne narušava organoleptička svojstva vode i nije štetna po zdravlje. Nakon toga se izračunava doza hlora potrebna za dezinfekciju sve vode.
B) Hiperhlorisanje.
Hiperhlorisanje – rezidualni hlor - 1-1,5 mg/l, koristi se za vreme opasnosti od epidemije. Veoma brza, pouzdana i efikasna metoda. Izvodi se velikim dozama hlora do 100 mg/l uz obaveznu naknadnu dehloraciju. Dehloracija se vrši propuštanjem vode kroz aktivni ugljen. Ova metoda se koristi u vojnim terenskim uslovima.U poljskim uslovima slatka voda se tretira tabletama hlora: pantocidom koji sadrži hloramin (1 tableta - 3 mg aktivnog hlora), ili akvacidom (1 tableta - 4 mg); a također i sa jodom - tablete joda (3 mg aktivnog joda). Broj tableta potrebnih za upotrebu izračunava se ovisno o količini vode.
B) Dezinfekcija vode je netoksična i neopasna natrijum hipohlorid koristi se umjesto hlora, koji je opasan za upotrebu i otrovan. U Sankt Peterburgu se ovom metodom dezinfikuje do 30% vode za piće, au Moskvi su 2006. godine sve vodovodne stanice počele da se prebacuju na nju.
2.Ozoniranje.
Koristi se na malim vodovodnim cijevima s vrlo čistom vodom. Ozon se dobija u posebnim uređajima - ozonizatorima, a zatim prolazi kroz vodu. Ozon je jači oksidant od hlora. Ne samo da dezinfikuje vodu, već i poboljšava njena organoleptička svojstva: obezbojava vodu, eliminiše neprijatne mirise i ukuse. Ozoniranje se smatra najboljom metodom dezinfekcije, ali je ova metoda veoma skupa, pa se hlorisanje češće koristi. Postrojenje za ozoniranje zahtijeva sofisticiranu opremu.
3.Upotreba srebra.“Posrebrenje” vode pomoću specijalnih uređaja putem elektrolitskog tretmana vode. Srebrni joni efikasno uništavaju svu mikrofloru; čuvaju vodu i omogućavaju njeno dugo skladištenje, što se koristi u dugim ekspedicijama na vodenom transportu i podmorničarima za dugotrajno očuvanje vode za piće. Najbolji kućni filteri koriste posrebrenje kao dodatnu metodu dezinfekcije i konzervacije vode
Fizičke metode.
1.Kipuće. Vrlo jednostavna i pouzdana metoda dezinfekcije. Nedostatak ove metode je što se ova metoda ne može koristiti za prečišćavanje velikih količina vode. Stoga se vrenje naširoko koristi u svakodnevnom životu;
2.Korištenje kućnih aparata- filteri koji obezbeđuju nekoliko stepeni prečišćavanja; adsorbirajući mikroorganizmi i suspendirane tvari; neutralisanje niza hemijskih nečistoća, uklj. krutost; osiguravanje apsorpcije hlora i organoklornih supstanci. Takva voda ima povoljna organoleptička, hemijska i bakterijska svojstva;
3. Ozračivanje UV zracima. To je najefikasnija i najrasprostranjenija metoda fizičke dezinfekcije vode. Prednosti ove metode su brzina djelovanja, djelotvornost uništavanja vegetativnih i spornih oblika bakterija, jajašca helminta i virusa. Zraci sa talasnom dužinom od 200-295 nm imaju baktericidni efekat. Argon-živine lampe se koriste za dezinfekciju destilovane vode u bolnicama i apotekama. Na velikim vodovodnim cjevovodima koriste se snažne živino-kvarcne lampe. Na malim vodovodima koriste se nepotopljene instalacije, a na velikim potopljene, kapaciteta do 3000 m 3 /sat. Izlaganje UV zračenju u velikoj meri zavisi od suspendovanih čvrstih materija. Za pouzdan rad UV instalacija potrebna je visoka prozirnost i bezbojnost vode, a zraci djeluju samo kroz tanak sloj vode, što ograničava primjenu ove metode. UV zračenje se češće koristi za dezinfekciju vode za piće u artiljerijskim bunarima, kao i reciklirane vode u bazenima.
II. Poseban metode za poboljšanje kvaliteta vode.
-desalinizacija,
-omekšavanje,
-fluorizacija - Ukoliko nedostaje fluora, sprovodi se fluorizacija vode do 0,5 mg/l dodavanjem natrijum fluorida ili drugih reagensa u vodu. U Ruskoj Federaciji trenutno postoji samo nekoliko sistema za fluorizaciju vode za piće, dok u Sjedinjenim Državama 74% stanovništva prima fluorisanu vodu iz slavine,
-defluorizacija - Ako postoji višak fluora, voda se podvrgava defloracija metode precipitacije fluora, razblaživanja ili sorpcije jona,
dezodoracija (uklanjanje neprijatnih mirisa),
-otplinjavanje,
-deaktivacija (oslobađanje od radioaktivnih supstanci),
-odlaganje - Za smanjenje rigidnost Za dobijanje vode iz arteških bunara koriste se kipuća voda, metode reagensa i metoda jonske izmjene.
Uklanjanje jedinjenja gvožđa iz artiljerijskih bunara (deferrizacija) i vodonik sulfid ( otplinjavanje) vrši se aeracijom praćenom sorpcijom na posebnom tlu.
Na niskomineraliziranu vodu dodaju se minerali supstance. Ova metoda se koristi u proizvodnji flaširane mineralne vode koja se prodaje preko maloprodajnog lanca. Inače, u cijelom svijetu raste potrošnja vode za piće koja se kupuje u trgovačkim lancima, što je posebno važno za turiste, ali i za stanovnike ugroženih područja.
Za smanjenje totalna mineralizacija Za destilaciju podzemne vode koriste se jonska sorpcija, elektroliza i zamrzavanje.
Treba napomenuti da su ove posebne metode tretmana (kondicioniranja) vode visokotehnološke i skupe i koriste se samo u slučajevima kada nije moguće koristiti prihvatljiv izvor za vodosnabdijevanje.
Praktična lekcija
MINISTARSTVO ODBRANE RUSKE FEDERACIJE GLAVNA VOJNO-MEDICINSKA UPRAVA
VOJNO-MEDICINSKA AKADEMIJA
(VMedA)
br.
Državna registracija br.
Inv. br.____________
ODOBRIO samŠef Akademije zaslužni naučnik Ruske Federacije, doktor medicinskih nauka, profesor general-major medicinske službe B. Gaidar
Doktor medicinskih nauka, doktor medicinskih nauka, profesor pukovnik medicinske službe | S. Peleshok |
|
VrID Načelnik Istraživačkog instituta za ishranu i vodosnabdijevanje Naučno-istraživačkog centra VMA Kandidat medicinskih nauka pukovnik sanitetske službe | V. Maidan |
|
Naučni direktor VrID-a, zamenik načelnika Istraživačkog instituta za ishranu i vodosnabdevanje Nacionalnog istraživačkog centra VMA, kandidat medicinskih nauka, major medicinske službe | ||
Odgovorni izvršilac, viši naučni saradnik, Istraživački institut za ishranu i vodosnabdevanje, Naučno-istraživački centar VMA, kandidat bioloških nauka | E. Sorokaletova |
SANKT PETERBURG 2002
SPISAK IZVOĐAČA
Naučni rukovodilac |: VrID Zamenik načelnika Istraživačkog instituta za ishranu i vodosnabdevanje Kandidat medicinskih nauka Major medicinske službe | ||
Odgovorni izvršilac: viši istraživač u Istraživačkom institutu za ishranu i vodosnabdijevanje, kandidat bioloških nauka | E. Sorokaletova (sažetak, uvod, 18. 03. 2002. odjeljci 1, 2, 3, zaključak) |
|
E. Guardina |
||
Mlađi istraživač, Istraživački institut za ishranu i vodosnabdijevanje | E. Kravchenko (odjeljak 1) |
|
Mlađi istraživač, Istraživački institut za ishranu i vodosnabdijevanje | I. Konovalova |
|
Vanredni profesor Katedre za opšte medicinske nauke, kandidat medicinskih nauka | V. Narykov 18.03.2002 (odjeljak 1, sažetak, uvod, zaključak) |
|
Načelnik Odjeljenja za istraživanje Doktor medicinskih nauka Profesor Pukovnik medicinske službe | S. Matveev |
SAŽETAK
Izveštaj - 77 strana, 1 knjiga, 20 tabela, 146 izvora.
KVALITETA VODE, PROČIŠĆAVANJE VODE, PRIRODNO
MINERALNI SORBENTI
Predmet istraživanja bili su prirodni mineralni sorbenti (NMS), perspektivni za upotrebu u procesima prečišćavanja i kondicioniranja vode: šungit, kremen, glaukonit krečnjak.
Cilj rada
Provođenjem istraživanja korištenjem savremenih bioloških i fizičko-hemijskih metoda pokazalo se da PMS efikasno pročišćava vodu od zagađivača. Za pročišćavanje vode od jona teških metala, kremen i glaukonit krečnjak su se pokazali kao PMS-ovi koji najviše obećavaju. Njihova efikasnost je superiornija od aktivnog uglja (AC) i šungita.
Svi proučavani PMS uklanjaju fenol iz vode u koncentracijama do 50 MAC. Pri većim koncentracijama fenola, efikasnost šungita je veća od kremena i glaukonitnog krečnjaka za sve parametre modelne vode.
PMS pročišćavaju vodu od viška jona gvožđa, i Šungit je 2 puta efikasniji od AC, kremena i glaukonitnog krečnjaka.
PMS ima izražena sorpciona svojstva protiv bakterija E. coli soja K12, spora B. subtilis i C. perfringes, smanjujući sadržaj mikrobnih agenasa ne manje od hiljadu puta.
Šungit ispoljava specifičnu aktivnost u uklanjanju čestica radikalne i radikalno jonske prirode iz vode, značajno nadmašujući u tom pogledu i kremen i glaukonit krečnjak, odnosno AC (56, 36 i 31 puta).
Voda tretirana PMS-om poboljšava svoj kvalitet zahvaljujući dubinskom prečišćavanju od hemijskih zagađivača, smanjenoj toksičnosti, a takođe povećava biološku aktivnost zbog obogaćivanja esencijalnim makro- i mikroelementima.
Tehnologije i uređaji za liječenje koji koriste PMS nisu inferiorni, au nekim slučajevima i bolji od AC po efikasnosti, a po cijeni su za red veličine jeftiniji. Rusija ima moćnu sirovinsku bazu PMS-a, što čini njihovu upotrebu perspektivnom u tretmanu vode.
SPISAK SKRAĆENICA, KONVENCIJA,
SIMBOLI, JEDINICE I POJMOVI
Aktivni ugljen |
|
Svjetska zdravstvena organizacija |
|
indeks zagađenja vode |
|
surfaktanti |
|
maksimalno dozvoljena koncentracija |
|
prirodni mineralni sorbenti |
|
organoklornih pesticida |
UVOD................................................................ ........................................ | |
1. KVALITET VODE ZA PIĆE I NAČINI POBOLJŠANJA (Izbor smjera istraživanja) ................................................ ........ | |
1.1. Kvalitet vode izvorišta ................................................. ...... | |
1.2. Postojeći i obećavajući načini za poboljšanje kvaliteta vode.................................................. ........................................................ | |
1.3. Prirodni mineralni sorbenti - materijali koji obećavaju u procesima poboljšanja kvaliteta vode................................. .............. | |
1.3.1. Stene koje sadrže ugljenik - šungiti................. | |
1.3.2. Silicijumske i silicijumske stene..................... | |
1.3.1. Karbonatne stene.................................................................. ... | |
2. MATERIJALI I METODE ISTRAŽIVANJA.................................. | |
3. EKOLOŠKA I HIGIJENSKA STUDIJA PRIMJENE PRIRODNIH MINERALNIH SORBENATA ZA POBOLJŠANJE KVALITETA VODE.................................. ................................... | |
3.1. Utjecaj prirodnih mineralnih sorbenata na organoleptička svojstva vode................................. .............. ... | |
3.2. Uticaj prirodnih mineralnih sorbenata na hemijski sastav vode................................................ .............................................. | |
3.2.1. Neorganski otrovi ................................................................ ... | |
3.2.2. Organski otrovi ................................................................. ......... | |
3.3. Utjecaj prirodnih mineralnih sorbenata na mikrobiološke parametre vode................................. .............. | |
3.4. Toksično-higijenska procjena vode filtrirane kroz filtere koji sadrže prirodne mineralne sorbente................................. .............................................................. .. | |
3.5. Biološki efekat vode aktivirane silicijumom ................. | |
ZAKLJUČAK................................................................ .............................. | |
SPISAK KORIŠĆENIH IZVORA ................................................ ...... |
UVOD
Relevantnost ovog istraživanja vezana je za sve veći antropogeni i tehnogeni uticaj na biosferu Ruske Federacije /1-7/.
Vodeni okoliš doživljava najveći pritisak ekotoksičnosti, budući da je konačni rezervoar većine zagađivača. U proteklih 30 godina, struktura korištenja voda se promijenila, što se ogleda u naglom porastu društvene komponente korištenja voda. Udio vodosnabdijevanja za domaćinstvo i vodu porastao je sa 9% u 1970. godini na 21% u 1999. godini /8/. S tim u vezi, postoji realan problem kvaliteta vode za piće, determinisan zagađenjem prirodne vode, njenim nezadovoljavajućim prečišćavanjem na vodovodnim stanicama i sekundarnim zagađenjem u distributivnim mrežama. U trenutnoj situaciji, najperspektivniji pristup pružanju stanovništvu Ruske Federacije i osoblju Oružanih snaga visokokvalitetnom pitkom vodom je korištenje sredstava i metoda dodatnog pročišćavanja i pripreme vode na mjestu upotrebe, uključujući i mesta razmeštaja snaga vojske i mornarice /9/.
Trenutačno prečišćavanje vode postaje jedan od najčešćih tehnoloških procesa. Ovo određuje posebnu aktuelnost pitanja smanjenja troškova prečišćavanja pijaće, tehničkih i otpadnih voda. U tom smislu, upotreba prirodnih sorbenata, čija su nalazišta dostupna na teritoriji Ruske Federacije, čini se vrlo obećavajućom. U literaturi je sve više izvještaja o efikasnosti upotrebe prirodnih sorbenata za uklanjanje iz vode dispergovanih nečistoća, nafte i naftnih derivata, tenzida, boja, radioaktivne kontaminacije i dr. /10÷16/.
Danas, kada se koriste prirodni sorbenti za uklanjanje ovih supstanci iz vode, najčešće prevladava empirijski pristup, što otežava izvođenje tehnoloških procesa u optimalnim uslovima.
S tim u vezi, potrebno je razviti naučnu osnovu za upotrebu prirodnih sorbenata u tretmanu vode, za šta je potrebno sumirati dostupne podatke o njihovoj upotrebi, kao i navesti racionalne načine njihove upotrebe u konkretnim tehnološkim procesima. tretman vode.
Cilj rada sastojao se od eksperimentalne procjene efikasnosti korištenja prirodnih mineralnih sorbenata za prečišćavanje i kondicioniranje vode.
Za postizanje ovog cilja potrebno je riješiti sljedeće zadaci:
1. Procijeniti efikasnost prirodnih mineralnih sorbenata u procesima prečišćavanja vode za piće od hemijskih i mikrobioloških kontaminanata.
2. Proučiti toksične i higijenske pokazatelje vode koja je pročišćena prirodnim mineralnim sorbentima (PMS).
3. Proučite biološki efekat vode tretirane PMS-om.
4. Procijeniti mogućnost korištenja PMS-a za individualno i kolektivno prečišćavanje vode za piće.
Ovaj rad je izveden u Istraživačkoj laboratoriji naprednih tehnologija prečišćavanja vode Istraživačkog instituta za ishranu i vodosnabdijevanje Nacionalnog istraživačkog centra VMA od januara 2000. do marta 2002. godine u skladu sa Direktivom Državnog vojnomedicinskog univerziteta. Ministarstva odbrane Ruske Federacije br. 000/7/4/3979 od 05.08.99.
U istraživačkom radu razvijeno je istraživanje sprovedeno na VMA u periodu 1993–2001. godine i koje se ogleda u nizu izveštaja, članaka i monografija /17÷24/.
1. KVALITET VODE ZA PIĆE I NAČINI POBOLJŠANJA(Izbor smjera istraživanja)
1.1. Kvalitet vode izvorišta
Prema podacima Državnog katastra voda, najčešći zagađivači površinskih voda kopna su naftni derivati, fenoli, organoklorni pesticidi (OCP), lako oksidirajuće organske tvari, jedinjenja bakra i cinka. U pojedinim područjima nalaze se kompleksi nikla, amonijum i nitritni azot, kao i specifični zagađivači karakteristični za pojedine industrije - lignin, lignosulfonati, ksantogenati, metil merkaptan, anilin /25/.
Posljednjih godina, u pozadini blagog smanjenja bruto zapremine odvođenja otpadnih voda, postoji tendencija povećanja udjela neprečišćenih otpadnih voda koje se ispuštaju u vodna tijela /8/. Prema podacima Ministarstva prirodnih resursa, ukupna količina kontaminirane otpadne vode koja se ispušta u vodna tijela iznosi 28 km3/godišnje, od čega se samo 10% (2,8 km3) tretira u skladu sa regulatornim zahtjevima. Samo 13% otpadnih voda se tretira u komunalnim službama. Godišnje se u vodena tijela zemlje ispusti 1000 tona cinka, 700 tona nikla, 150 tona bakra i hroma i 120 tona kadmijuma. Ova količina otrovnih materija dovoljna je da zagadi više od 500 km3 vode, što je uporedivo sa godišnjim protokom ruskih rijeka /26÷28/.
Na više mjesta, prosječna godišnja koncentracija zagađivača prelazi 5 MPC za tri ili više pokazatelja (u rijeci Nevi - selo Novosaratovka, rijeci Narvi - Ivan-Gorod, rijeci Onega - selu Porog, rijeci Sjevernoj Dvini - Ust-Pinega) /25/.
U rezervoaru Proletarskoe - Rostovska oblast, r. Pelymma, r. Ob i dr., prosječna godišnja koncentracija naftnih derivata, fenola, jedinjenja bakra iznosila je najmanje 30 MAC /25/.
U rijeci su uočeni slučajevi izuzetno visokog nivoa zagađenja vode. Purtse (fenoli 213÷240 MPC), r. Kosve (jedinjenja željeza - 157 MPC, jedinjenja bakra - 160 MPC), r. Chusovoy (jedinjenja hroma - 720 MPC), Bratsk rezervoar. (metil merkaptan - 300-500 MAC), r. Klyazma (naftni proizvodi - 176 MPC), r. Okhinka (naftni proizvodi - 120 MPC) /25/.
Posebnu opasnost predstavljaju havarije u industriji kada štetne materije dospeju u vodu u koncentracijama do 1000 MAC /29, 30/.
Zagađenju izvora vode doprinosi i poljoprivredna proizvodnja.
Od ukupne količine OCP koje se koriste u poljoprivredi, 1÷5% ulazi u površinske vode, oko 5% migrira u niže horizonte tla i podzemne vode. Najveći nivo zagađenja vode OCP-ima primijećen je u basenima Volge, Ob, Amur, Ural, Dnjepar, Terek i Pjasina. Visoke koncentracije OCP su uočene u vodnim tijelima ne samo u područjima intenzivne poljoprivrede i proizvodnje OCP, već iu područjima gdje je njihova upotreba izostala ili je bila minimalna, što ukazuje na globalnu rasprostranjenost OCP /31/.
Većina vodnih tijela u Ruskoj Federaciji služe kao izvori snabdijevanja pijaćom vodom, stoga povećanje zagađenja prirodnih voda sve više otežava problem snabdijevanja stanovništva kvalitetnom vodom za piće /7/.
Istraživanje gradskih vodozahvata pokazalo je da neke od njih karakteriše zagađenje vode klasifikovano kao „veliko” i „ekstremno visoko”. Posebna opasnost nastaje tamo gdje je zagađenje uzrokovano prisustvom visokotoksičnih jedinjenja (vodozahvati Tomsk, Tjumenj, Kurgan) /29/.
Problemi sa snabdijevanjem vodom za piće postoje iu sjeverozapadnom regionu Ruske Federacije. Izvor vodosnabdijevanja stanovništva Sankt Peterburga i dijela Lenjingradske regije je jezero Ladoga. Istovremeno, otpadne vode iz industrijskih preduzeća i agroindustrijskog kompleksa ogromnih teritorija (Lenjingradska, Pskovska, Novgorodska, Tverska, Arhangelska i Vitebska regija, Republika Karelija i dio Finske) ulaze u jezero Ladoga. Ukupna količina zagađene otpadne vode koja ulazi u jezero iznosi 400 miliona m3 godišnje. Efluent sadrži više od 600, od kojih je 300 toksično. Zbog toga se stanje jezerskog ekosistema približilo kritičnom /32/.
Pod uticajem ekonomskih aktivnosti koje se odvijaju na obalama jezera Ladoga i njegovog sliva, sredinom 80-ih godina 20. veka akumulacija je prešla iz oligotrofnog u mezatrofno stanje. Ukoliko antropogeno opterećenje ostane na sadašnjem nivou, jezero bi se u narednim decenijama moglo pretvoriti u eutrofni rezervoar, što će imati katastrofalne posljedice po vodosnabdijevanje Sankt Peterburga. Već sada je rijeka Neva, kao praktično jedini izvor snabdijevanja pitkom vodom Sankt Peterburga, zagađena cijelom svojom dužinom. Čak i na izvoru, kao rezultat eutrofikacije jezera Ladoga, uočen je povećan sadržaj otrovnih tvari. Višak MPC utvrđen je za naftne derivate, olovo, kadmijum, kobalt, nikl, hrom, cink, arsen, berilijum, titanijum, živu /33 ÷ 35/.
Osim toga, Neva je važna transportna arterija i nije ni na koji način zaštićena od nesreća koje je napravio čovjek. Tako je, kao rezultat nesreće s tankerom za naftu na ušću Neve u jesen 1999. godine, cijelo vodno područje rijeke zagađeno mazutom, a na dnu je stvoreno skladište otrovnih tvari. /24/.
Brzo pogoršanje kvaliteta vode jezera Ladoga i kontinuirani protok kontaminiranih otpadnih voda određuju kvalitet vode Neve koja ulazi u Sankt Peterburg. Klasa kvaliteta vode u pozadini 2 km iznad grada je smanjena i okarakterisane su kao IV klasa („zagađene“). Povećanje indeksa zagađenja vode (WPI) uglavnom je uzrokovano povećanjem prosječnih godišnjih koncentracija hlapljivih fenola. Tako je koncentracija fenola u pozadinskom dijelu iznosila 7 MAC, a općenito za rijeku. Neva - 10 MPC. Najveće zagađenje vode fenolima uočeno je na ušću Neve: u uzorcima uzetim u februaru, junu i avgustu. Njihove koncentracije su bile 40÷50 MAC /ZZ/. Maksimalna koncentracija fenola (70 MAK) zabilježena je u vodama Neve na dijelu ispod ušća rijeke. Izhora.
Vode Neve su gotovo na svim dijelovima zagađene bakrom i manganom. Tako su prosječne godišnje koncentracije: bakra - 4,7÷6,45 MPC, mangana - 1,1÷3,3 MPC. Maksimalna koncentracija bakra (19 MPC) zabilježena je u jednoj od najprljavijih dionica, koja se nalazi ispod ušća rijeke. Okhta, mangan (9,5 MPC) - na ušću Neve /36/.
Hronični efekti toksičnih supstanci na vodne sisteme u regionu su široko rasprostranjeni. U vodenim organizmima dolazi do intenzivnog nakupljanja otrovnih tvari i njihovog prijenosa kroz lance ishrane. Prema GosNIORKH-u, u Volhovskom zalivu jezera Ladoga, 70-80% sige, smuđa, deverike, plotica i ruža ispoljava toksikozu, koja dostiže 2-4 stepena ozbiljnosti. Na istom području tkivo 20-60% ispitivanih riba ima miris naftnih derivata. U zaljevu Svirskaya trovanje je uočeno kod 50-60% riba. Hronična intoksikacija zabilježena je kod 30-60% riba iz ušća rijeke. Vidlitsa. Ribe pokazuju izražene ireverzibilne patološke promjene u vitalnim organima: kardiomiopatija, hiperemija mozga, granularna degeneracija jetre, neoplazme u različitim organima. Postoji visoka stopa mortaliteta i poremećaja u razvoju maloljetnika /36/.
Zbog navedenog, pouzdaniji izvor vodosnabdijevanja su podzemne vode /37÷39/. Kvalitet podzemnih voda određuju dvije grupe faktora: geološki i antropogeni. Prva grupa faktora određuje kvalitet podzemnih voda, koji je povezan sa sastavom vodonosnih stijena, fizičko-hemijskim uslovima njihovog formiranja i kruženja, te stepenom zaštite vodonosnih slojeva prekrivenim glinenim zaslonima od površinskog zagađenja. Druga grupa faktora odnosi se na stepen tehnogenog opterećenja, ekonomske uslove i prisustvo izvora zagađenja /40/. Trenutno je zagađenje hidrosfere uticalo ne samo na izvore površinske vode, već i na podzemne vode. Kao rezultat prodiranja različitog komunalnog otpada, materija sa velikih deponija hemijskog otpada i sl. (posebno u područjima gdje su koncentrisana preduzeća gasne i naftne industrije) /41÷44/.
Korištenje podzemnih voda u sjeverozapadnom regionu zaostaje za evropskim prosjekom, iako region ima potrebne vodne resurse za to. Prirodni kvalitet podzemnih voda u regionu je izuzetno raznovrstan – od ultraslatke vode sa nedovoljnim sadržajem niza komponenti do blago mineralizovane vode, koja je na ivici moguće upotrebe za piće /43, 44/.
Podzemne vode imaju niz specifičnih karakteristika. S jedne strane, sposobni su za samočišćenje, s druge strane, akumuliraju i distribuiraju zagađujuće elemente na značajnim udaljenostima. Vodonosni slojevi u sjeverozapadnom regionu su zaštićeni u različitom stepenu od površinskog zagađenja. Uz područja gdje su prekrivena vodootpornim sedimentima i na taj način zaštićena od zagađenja (Karelski prevlaka, Devonsko polje Lenjingradske oblasti, itd.), izdvajaju se područja s praktično nezaštićenim vodnim resursima (Karelija, Ižorska visoravan). Podzemne vode su posebno značajno zagađene u Gatčinskom, Volosovskom, Lomonosovskom, Slancevskom, Kingisepskom okrugu, gde su rasprostranjene pukotinsko-kraške podzemne vode, koje imaju slab stepen zaštite od agensa zagađivanja sa površine /43, 44/.
Za poboljšanje vodosnabdijevanja gradova i ostalih naseljenih mjesta predlažu se sljedeće dugoročne mjere /14/:
Unapređenje stanja i poštovanje režima zona sanitarne zaštite i vodozaštitnih zona izvora pijaće vode;
Jačanje kontrole kvaliteta vode na izvorištu vodosnabdijevanja, stvaranje sistema automatske i operativne kontrole, razvoj metoda i sredstava za određivanje šireg spektra i kompleksnih indikatora zagađenja voda na izvorištu;
Izrada i implementacija ciljanog programa za eliminaciju glavnih izvora zagađenja izvora vode;
Izrada automatskog kontrolnog sistema za ispuštanje zagađenja;
Izrada mjera za smanjenje uticaja površinskog oticanja na izvorište;
Izrada matematičkog modela izvora vode, uzimajući u obzir hidrohemijske podatke i biohemijske procese samoprečišćavanja, u cilju predviđanja kvaliteta vode pri promjeni ulaznih parametara, povećanju ili smanjenju ispuštanja zagađenja, akcidentima i drugim situacijama;
Određivanje prioritetnih mjera zaštite voda sa njihovom tehničko-ekonomskom ocjenom na osnovu matematičkog modeliranja različitih situacija;
Odabir opcija za alternativne vodozahvate, povećanje broja vodozahvatnih objekata;
Korištenje dodatnih izvora za vodosnabdijevanje grada, posebno podzemnih voda.
Sve ove aktivnosti zahtijevaju značajna materijalna sredstva i dovoljan vremenski interval za njihovu realizaciju.
1.2. Postojeći i obećavajući načini za poboljšanje kvaliteta vode
Centralizovano vodosnabdijevanje većine naseljenih područja u Rusiji se uglavnom vrši iz površinskih izvora vode, koje karakteriše visok stepen zagađenja /45/.
Postojeći objekti za prečišćavanje vode i primijenjeni tehnološki procesi često više nisu u mogućnosti da obezbijede potreban kvalitet vode za piće, jer su projektovani za nivoe zagađenja površinskih voda koji su postojali prije 40-50 godina i uglavnom su usmjereni na poboljšanje, prije svega, organoleptički i mikrobiološki pokazatelji kvaliteta vode.
U kućnom vodosnabdijevanju za piće koriste se standardne tehnološke sheme prečišćavanja: u zavisnosti od stepena kontaminacije izvorne vode - dvostepeni (taložnici ili taložnici sa slojem suspendovanog sedimenta - u prvoj fazi i brzi filteri - na drugi stepen) ili jednostepeni (kontaktni bistri ili protočni filteri) /45, 46/. Razmatrajući ove sheme iz moderne perspektive, može se primijetiti njihov nedostatak pouzdanosti i efikasnosti. To je prvenstveno zbog činjenice da koriste zastarjela postrojenja i metode čišćenja reagensa. Korištene tehnologije pročišćavaju vodu uglavnom od dispergiranih čestica. Molekularne otopljene tvari i ioni ostaju u vodi. dakle, mnoge otrovne tvari se ne hvataju u postrojenjima za prečišćavanje vode i završavaju u vodovodnoj mreži /47/.
Treba napomenuti da postojeće tehnološke sheme mogu imati negativan utjecaj. Dakle, postupci hloriranja i ozoniranja koji se koriste prilikom tretmana vode za dezinfekciju vode, ako u vodi ima organskih spojeva, dovode do pojave visoko toksičnih tvari.
Kao rezultat hlorisanja vode koja sadrži humusne materije fenolne prirode nastaju hlorfenoli, hloroform, pa čak i dioksini /48, 49/. Pojava toksičnih produkata ozoniranja u vodi za piće - formaldehida, benzaldehida, acetaldehida, može biti i posljedica fizičko-hemijskih karakteristika prirodnih voda. Ozoniranje vode koja sadrži pesticide može dovesti do stvaranja toksičnijih i stabilnijih nedovoljno oksidiranih epoksida sa nezasićenim dvostrukim vezama. Na primjer, eldrin se oksidira u dieldrin, heptaklor u heptaklorepoksid /50/.
Studija sadržaja organoklornih jedinjenja u vodozahvatu gradova Pitkyaranta i grada Priozersk (jezero Ladoga) i u vodi iz slavine pokazala je da se u procesu obrade vode (hlorisanja) koncentracija hloroforma povećala za 39 puta, tetrahlorid ugljika za 5 puta, te ugljik tetrahlorid za 4,5 puta.Pojavio se 1,2-dihloretan, 4,4 puta - tetrahloretan, 8,3 puta - hlorobenzen, trihloretan i trihlorofenol (tabela 1.) /48/.
Tabela 1.
Supstanca | Unos vode, µg/l | Voda za piće, µg/l | MPC, µg/l |
||
Hloroform | |||||
Tetrahlorid ugljenika | |||||
1,2-dihloretan | |||||
Trihloretan | |||||
tetrakloretan | |||||
bromodikloretan | |||||
Triklorofenol | |||||
Klorobenzen |
Napomena: SZO je svjetska zdravstvena organizacija
Metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće
Metode prečišćavanja vode, uz pomoć kojih se postiže kvalitet vode iz izvora vodosnabdijevanja u skladu sa zahtjevima SanPiN 2.1.4.2496-09 „Voda za piće“. Higijenski zahtjevi za kvalitet vode centraliziranih sistema vodosnabdijevanja. Kontrola kvaliteta. Higijenski zahtjevi za osiguranje sigurnosti sistema za opskrbu toplom vodom zavise od kvaliteta izvorne vode izvora vode i dijele se na osnovne i posebne. Glavni načini su˸
Lightening
Izbjeljivanje
Dezinfekcija
Ispod posvjetljivanje i izbjeljivanje odnosi se na uklanjanje suspendiranih tvari i obojenih koloida (uglavnom humusnih tvari) iz vode. By dezinfekcija eliminirati infektivne agense sadržane u izvornoj vodi - bakterije, viruse itd.
U slučajevima kada upotreba samo osnovnih metoda nije dovoljna, koristite posebne metode čišćenja(deferizacija, defluorizacija, desalinizacija i dr.), kao i unošenje nekih supstanci neophodnih ljudskom organizmu - fluorizacija, mineralizacija desaljenih i niskomineralizovanih voda.
Što se tiče uklanjanja hemikalija, najefikasnija metoda je sorpciono prečišćavanje aktivnim ugljem; sorpciono prečišćavanje takođe značajno poboljšava organoleptička svojstva vode.
Metode dezinfekcije vode se dijele na
1. Hemikalija (reagens), koja uključuje˸
Kloriranje
Ozoniranje
Koristeći oligodinamičko djelovanje srebra
2. Fizički (bez reagensa)˸
Kipuće
Ultraljubičasto zračenje
Zračenje gama zracima itd.
Iz tehničkih i ekonomskih razloga, glavna metoda dezinfekcije vode u vodovodu je hlorisanje. Međutim, metoda ozoniranja sve se više koristi, a njena upotreba, uključujući i u kombinaciji s hloriranjem, ima prednosti za poboljšanje kvalitete dobivene vode.
Kada se u vodu unese reagens koji sadrži klor, glavna količina - više od 95% - troši se na oksidaciju organskih i lako oksidiranih anorganskih tvari sadržanih u vodi; troši se samo 2-3% ukupne količine klora na spajanje s protoplazmom bakterijskih stanica. Količina hlora koja se pri hloriranju 1 litre vode potroši na oksidaciju organskih, lako oksidirajućih neorganskih tvari i dezinfekciju bakterija u roku od 30 minuta naziva se apsorpcija hlora vode. Nakon što se završi proces vezivanja hlora od strane tvari i bakterija sadržanih u vodi, rezidualni aktivni hlor,što ukazuje na završetak procesa hlorisanja. Prisustvo rezidualnog aktivnog hlora u koncentracijama od 0,3-0,5 mg/l u vodi koja se dovodi u vodovodnu mrežu garantuje efikasnost dezinfekcije vode, neophodno je za sprečavanje sekundarnog zagađenja u distributivnoj mreži i indirektan je pokazatelj bezbednosti vode u termini epidemije.
Metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće - pojam i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije “Metode za poboljšanje kvaliteta vode za piće” 2015, 2017-2018.
