«Экология и здоровье: гигиена воды и водоснабжения» (стр. 6 )

Фильтрация - следующий после коагуляции и отстаивания технический прием для освобождения воды от взвешенных веществ, не задержанных на первых этапах очистки. Сущность фильтрации состоит в пропускании воды через мелкопористый материал, на поверхности, в верхнем слое или толще которого задерживаются взвешенные частицы.

В настоящее время распространены следующие фильтры: медленные и скорые с двусторонней фильтрацией /АКХ/ и контактные осветлители. Все фильтры представляют собой железобетонные резервуары с двойным дном: нижним сплошным и верхним дырчатым. Между ними образуется дренажное пространство, в него поступает профильтровавшаяся вода или при обратном токе вода на промывку скорого фильтра. На верхнее дно укладывают поддерживающий слой щебня и гравия, затем собственно фильтрующий слой песка.

Медленные фильтры пропускают в час слой воды высотой 10 см. По мере фильтрации на поверхности песка образуется биологическая пленка из задержанной взвеси, водного планктона, в том числе бактерий. Эта пленка играет существенную роль, так как сама служит фильтром и задерживает более мелкую взвесь и бактерии, которые прошли бы сквозь поры песка. Очистка медленных фильтров производится путем удаления вручную 2-3 см верхнего слоя песка один раз в 1,5-2 месяца и занимает 2-3 дня, в течение которых фильтр сначала включается, а затем работает на сброс до образования биологической пленки.

К достоинствам медленных фильтров относится фильтрация, близкая к естественной, через песчаные породы, отсутствие коагуляции, высокая (до 99%) задержка бактерий и простота устройства и эксплуатации: к недостаткам относится - малая производительность и большой объем сооружений и поэтому они уступили место скорым фильтрам. Медленные фильтры применяются на сельских водопроводах из открытых водоисточников.

Скорые фильтры пропускают в час столб воды высотой 5-6 м, т. е. производительность их в 50 раз больше, чем медленных, и соответственно уменьшаются площадь, объем и стоимость сооружений. Скорые фильтры, пропуская большие количества воды, естественно, быстро засоряются и требуют очистки 1-2 раза в сутки. Очистка их механизирована и производится обратным током воды.

Вместо биологической пленки здесь после промывки в несколько минут образуется пленка из мелких хлопьев коагулянта, не осевших в отстойнике. Эффективность фильтров в задержании взвеси наиболее ярко проявляется в освобождении воды от бактерий - на 95 %.

Контактный осветлитель, как и скорый фильтр, загружен гравием и песком, но совмещает в себе процессы коагуляции, осветления и фильтрации воды. Вода подается снизу через распределительную систему из дырчатых труб вместе с раствором коагулянта, а хлопья образуются в толще загрузки. Такой вид коагуляции получил название контактной. Скорость фильтрации 4-5 м/час. Основное преимущество контактных осветлителей состоит в том, что отпадает необходимость в отстойниках и камерах реакции.

1. Коагулирование воды, выбор дозы сухого коагулянта

Ход работы: в три стакана наливают по 200 мл исследуемой воды, к каждому стакану прибавляют соответственно 3,5,7 мл 1% раствора сернокислого алюминия, по 1-2 мл 1% раствора соды и оставляют отстаиваться на 10-15 минут, в течение которого следят за ходом процесса коагулирования. Выбирают ту дозу коагулянта, при которой лучше обесцвечивается исследуемая вода. Затем ведут расчет на 100 л, 1000 л и так далее.

Пример расчета: На 200 мл-------------доза 5 мл глинозема

На 1000 мл-----------Х

Х = = 25 мл

Х = 25 мл раствора, что составляет 0,25 гр. сухого коагулянта. Следовательно, для коагулирования 1 литра воды необходимо прибавить 0,25 гр. сухого коагулянта.

2. Определение процента активного хлора в хлорной извести

Хлорная известь, выпускаемая с заводов, содержит в норме до 32-35% активного хлора. При длительном хранении под влиянием влаги и света хлорная известь теряет частично (а иногда и полностью) активный хлор, поэтому необходимо определять содержание активного хлора в хлорной извести перед очередным хлорированием воды.

Обычно для хлорирования воды приготовляют 1% раствор хлорной извести. Для этого отмеряют в стакан 50 мл дистиллированной воды; на технических весах отвешивают точно 0,5 г хлорной извести и переносят ее в фарфоровую ступку. На хлорную известь, находящуюся в ступке, из стакана наливают 3-5 мл дистиллированной воды, содержимое тщательно перемешивают, т. е. растирают пестиком и образовавшуюся жидкую кашицу сливают в тот же стакан. Раствор перемешивают стеклянной палочкой и дают отстояться. В стакане получается 50 мл 1% раствора хлорной извести данного препарата. Далее в нем определяется активный хлор в процентах.

Принцип метода. В связи с тем, что индикатора, способного связать хлор с последующим определением его активности в процентах, не существует, определение процента активного хлора в хлорной извести основано на способности хлора вытеснять йод из йодистого калия. Количество свободного йода, оказавшегося в растворе, соответствует количеству активного хлора, находившегося в растворе.

Выделившийся йод титруют гипосульфитом натрия, что соответствует количеству активного хлора в данном образце хлорной извести в процентах. Реакции протекают по следующему пути:

1. Ca( Cl O)2 + 4 K I + 4 HCl = CaCl2 + 4 KCl + 2 H2O + 2 I2 ­

2. 2 I2 + 4 Na2S2O3 = 2 Na2S4O6 + 4 NaI

Таким образом, идя косвенным путем, определяется содержание активного хлора в хлорной извести и ведется дальнейший расчет. Студент оценивает качество хлорной извести, используемой для целей хлорирования, по содержанию процента активного хлора. В норме в качественной заводской хлорной извести должно содержаться не менее 32-35%% активного хлора. Если процент активного хлора в хлорной извести меньше нормы, на водопроводной станции иногда идут на увеличение количества добавляемой хлорной извести в воду, чтобы добиться желаемого эффекта. Такой метод не допустим, поскольку это выражается в ухудшении органолептических свойств воды, вплоть до отказа потребителя использовать такую воду для питья и приготовления пищи.

Ход работы: в колбу наливают пипеткой 5 мл отстоявшегося раствора хлорной извести, 50 мл дистиллированной воды, 1 мл соляной кислоты, 5 мл йодистого калия перемешивают и титруют 0,01 н раствором гипосульфита, до слабо желтого окрашивания, затем добавляют 10 капель раствора крахмала и заканчивают титрование тогда, когда раствор обесцветится. Расчет ведется по формуле:

Х = ,

где Х - количество мг активного хлора, находящегося в 1 мл 1% раствора хлорной извести, У - объем раствора извести, взятой для исследования, а - количество мл 0,01 н раствора гипосульфита.

Пример расчета: на титрование 5 мл 1% раствора хлорной извести пошло 36 мл 0,01н. раствора гипосульфита. Отсюда количество активного хлора в 1 мл 1% раствора хлорной извести:

Х = = 2,5 = 0,0025

Так как в 1 мл 1 % раствора хлорной извести содержится 0,01 сухой хлорной извести, то % содержания активного хлора в ней можно рассчитать по следующему уравнению:

0,01 ---------- 0,0025 г Х =

100 ---------- Х

Следовательно, данный образец хлорной извести содержит 25% активного хлора, что не соответствует норме и позволяет сделать вывод – данный образец хлорной извести не пригоден для целей хлорирования.

Различают несколько способов хлорирования воды:

1. Хлорирование нормальными дозами (доза хлора устанавливается по величине хлорпоглощаемости и санитарной норме остаточного хлора).

2. Хлорирование с аммонизацией (в воду одновременно вводят хлор и аммиак для образования хлораминов).

3. Гиперхлорирование (доза хлора значительно превышает хлорпоглащаемость воды).

Потребная доза хлора для хлорирования нормальными дозами составляется из величины хлорпоглащаемости воды и остаточного хлора.

Хлорпоглощаемость воды - количество хлора, которое расходуется в процессе хлорирования 1 л воды в течение 30 мин. на окисление органических веществ, легко окисляющихся неорганических веществ (соли двухвалентного железа и марганца) и соединение с протоплазмой бактериальных клеток (2-3% от общего количества хлора). Для обеспечения надежности обеззараживания необходимо, чтобы после завершения процесса хлорирования в воде содержался остаточный хлор в пределах 0,3-0,5 мг/л. Необходимая доза хлора при хлорировании нормальными дозами определяется в каждом случае путем проведения пробного хлорирования с учетом хлорпоглощаемости воды.

Минимальное время контакта хлора с водой при хлорировании нормальными дозами хлора составляет летом не менее 30 мин; зимой при низкой температуре время контакта увеличивается до 1 ч.

При гиперхлорировании воды обычно используют следующие дозы хлора: для воды хорошо оборудованных колодцев, при хороших органолептических свойствах воды - 10 мг/л активного хлора, при пониженной прозрачности колодезной воды, а также для воды рек или озер (прозрачной и бесцветной) - 15-20 мг/л, при сильном загрязнении воды любого водоисточника, а также при использовании воды из источников непитьевого назначения (вода искусственных прудов и запруд) - 25-30 мг/л. В случае опасности применения бактериологического оружия используют массивные дозы хлора - до 100 мг/л.

По истечении необходимого времени контакта избыточное количество остаточного хлора удаляют путем дехлорирования воды гипосульфитом натрия или фильтрацией её через активированный уголь (в военно-полевых условиях с помощью табельных или импровизированных фильтров).

Дать развернутое гигиеническое заключение по выполненной работе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ТЕМА: «ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЯ

Санитарного надзора за водоснабжением войск в полевых условиях»

Цель занятия: ознакомить студентов с теоретическими вопросами, связанными со спецификой организации водоснабжения войск в мирное и военное время.

Практические навыки: выполнить лабораторные работы, которые используются в военно-полевых условиях в мирное и военное время. Умение дать оценку качеству воды, зная требования, предъявляемые к ней в военно-полевых условиях