Значение питьевой воды

ЗАО “СПИНОКС”

Значение чистой питьевой воды для человека

Все, наверное, знают, что человеческому организму для нормальной жизнедеятельности в первую очередь нужна чистая питьевая. Вода - это основное средство доставки питательных микроэлементов ко всем органам нашего тела. Чистая питьевая вода не заменима в процессах роста и питания организма, чистая питьевая вода обеспечивает стабильный уровень температуры в теле и в случаях потребности именно вода способна заполнить недостающие, но жизненно важные ресурсы в организме и заменить их на некоторое время.

В стремительном темпе нашей жизни довольно часто организм испытывает недостаток водного баланса в теле. Это проявляется в легкой жажде, но чаще всего из-за большого скопления дел, на это чувство мы не обращаем своего внимания, тем более, если источника с водой нет под рукой. А последствия недостачи жидкости в организме отражаются очень плачевно на нашем здоровье: как только организму перестает хватать воды - сбиваются все физиологические циклы, расходуются те ресурсы, которые организм припасает на "черный день" или же особо экстренные ситуации. Воду-то организм нашел, но чтобы восполнить недостающий потраченный на воду ресурс - организм как можно быстрее старается его обновить да еще и с запасом - отсюда "на лицо" лишний вес, да и не только на лицо, но и на все тело.

Это не единственное последствие "легкой жажды": также разбалансируются механизмы пищеварения, обмена веществ, кровообращения и даже мозговой деятельности. Все это грозит переутомлением, потерей внимания, головными болями. Но это еще не все. Если регулярно организм не дополучает воды в активный период дня - это грозит серьезными сбоями практически во всех системах организма, в итоге недостаток воды ведет не только к обострению "слабых мест" в нашем организме, но и к появлению новых недугов.

Чистая вода, как уже было сказано, имеет огромное значение в человеческой жизни, жизни животного, растительного мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток зависит от наличия воды. Исследуя то, какую роль вода играет для человека, можно увидеть, что весь наш организм является совокупностью водных растворов, коллоидов, суспензий и прочих сложных по своему составу водных систем.

Вода обогащает клетки организма питательными веществами (витамины, минеральные соли) и выводит отходы жизнедеятельности (шлаки). Помимо этого, вода задействована в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать очень сухим воздухом, но сравнительно небольшое время). Для нормальной работоспособности всех систем человеку требуется пить как минимум 1/5 литра воды в сутки.

В итоге, чистая вода, употребляемая человеком необходима для его правильной жизнедеятельности. Поэтому главным вопросом нашего питания является регулярное употребление воды путём введения в организм в свободном виде и в пище, а также обязательное использование именно чистой воды. Ни одна из естественных вод не содержит Н2О. Исследования аналитической химии в природных водах, применяемые в питьевом водоснабжении, помогли найти более 80 элементов периодической системы Д.И. Менделеева. Именно поэтому воду начали воспринимать, как сложную систему, в состав которой входят растворённые, коллоидные и взвешенные химические компоненты, биологические живые организмы, продукты их веществообмена и отмирания.

Имея свойства универсального растворителя, вода постоянно наполняет организм огромным числом самых различных ионов, состав и соотношение которых завит от условий формирования воды и от состава водовмещающих пород.

Типы загрязнений и водоочистка

Значение чистой воды для человека трудно переоценить. К сожалению, вода практически никогда не бывает чистой, то есть всегда содержит какие-то примеси и растворенные вещества. Она растворяет в себе огромное количество химических веществ, как органических, так и неорганических. Некоторые из них сами по себе возможно и не очень вредны для организма, но становятся вредными при контакте с другими. Другие же полезны, но сочетания могут приносить вред, в целом не сравнимый с пользой. Другая разновидность примесей - микроорганизмы, которые вызывают массу заболеваний: бактерии, вирусы, грибы, простейшие и т.д. Известно, что поступление в организм с питьевой водой веществ, в концентрациях выше предельно допустимых, может вызвать необратимые изменения в работе важнейших систем жизнедеятельности человека. Существуют различные методы очистки воды для приведения ее к норме. Рассмотрим наиболее распространенные из них:

Предварительная водоочистка

Если в качестве источника водоснабжения для приготовления питьевой воды используются поверхностные и подземные воды, требуется проведение тщательной предварительной водоочистки, которая включает в себя:

  • первичное отстаивание с применением или без применения реагентов, в зависимости от состава исходной воды;
  • коагуляция (т.е. введение в обрабатываемую воду солей алюминия, железа или полиэлектролитов), для укрупнения взвешенных и коллоидных частиц и перевода их в фильтруемую форму
  • механическая водоочистка с помощью фильтрования. Водоочистка с помощью фильтрования применяется для самых различных целей. Для очистки воды, подаваемой из общественных водопроводных сетей, как правило, применяется тонкое фильтрование с использованием:
  1. фильтров обратной промывки (данный тип фильтров представляет собой сетчатые фильтры, очистка в которых происходит посредством осаждения механических загрязнений на сетке фильтра и при обратной промывке водой смываются в дренаж);
  2. или патронных фильтров (данный тип фильтров представляет собой колбу со сменным фильтрующим элементом – патроном (картриджем), по истечении срока службы которого, производится замена на новый фильтрующий элемент).

В качестве элементов очистки используют сетки и картриджи со степенью фильтрации от 5мкм до 1мм, в зависимости от уровня загрязнений. В технике подготовки воды из индивидуальных подземных или поверхностных источников водоснабжения наиболее широко применяют скорые напорные фильтры. В качестве фильтрующего материала в зависимости от целей фильтрации применяется кварцевый песок, антрацит, доломит.

Водоочистка от железа

Решение проблемы очистки воды от железа представляется довольно сложной и комплексной задачей, в связи с этим вряд ли возможно установить какие-либо универсальные правила очистки.

Наиболее часто используемыми методами при очистке воды от железа являются:

  • аэрация, т. е. Нагнетание воздуха и интенсивный процесс окисления в емкости. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет около 30 л/м3.
  • обработка воды сильными окислителями – озон, хлор, гипохлорит натрия, перманганат калия.
  • фильтрование через модифицированную загрузку (пропускание воды через материалы для удаления железа, которые осуществляют не только очистку воды от окисленного железа (осадка), но и от растворенного железа с помощью химического взаимодействия).

Типичная картина, которая наблюдается при подъеме железистой воды из скважины, такова: вначале вода, выкачанная из скважины, абсолютно прозрачна и кажется чистой, но проходит несколько десятков минут и вода мутнеет, приобретая специфический желтоватый цвет. Через несколько часов муть начинает оседать, образуя рыхлый осадок. Процесс осаждения может длиться несколько дней. Скорость осаждения зависит от температуры и состава воды.

Наличие железа можно определить и на вкус. Начиная с концентрации 1,0-1,5 мг/л вода имеет характерный неприятный металлический привкус. Игнорирование проблемы железа в воде оканчиваются плохо, и стоит дорого: потеря «белизны» ванн, отказ импортной бытовой техники, систем отопления и нагрева воды. В системе горячего водоснабжения проблемы, обусловленные повышенным содержанием железа, многократно возрастают. Уже при концентрации 0,5 мг/л идет интенсивное появление хлопьев, образующих рыхлый шлам, который забивает теплообменники, радиаторы, трубопроводы, сужает их проходное сечение.

Российские санитарные нормы ограничивают концентрацию железа в воде для хозяйственно-питьевых нужд в пределах 0,3 мг/л. В подземной же воде она колеблется в пределах от 0,5 до 20 мг/л. В Центральном регионе, включая Подмосковье - от 0,5 до 10 мг/л, наиболее часто 3-5 мг/л.

Водоочистка от солей жесткости

Жесткость воды определяется суммарным содержанием в ней растворенных солей кальция и магния. Гидрокарбонаты кальция и магния образуют карбонатную или временную жесткость воды, которая полностью устраняется при кипячении воды в течение часа. В процессе кипячения растворимые гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, выпадающие в виде белого осадка или накипи, с выделением при этом углекислого газа. Соли же сильных кислот, например, сульфаты и хлориды кальция и магния - образуют некарбонатную или постоянную жесткость, не изменяющуюся при кипячении воды.

Жесткость пресных природных водоемов меняется в течение года, имея минимум в период паводка. Артезианская вода, как правило, более жесткая, чем вода из поверхностных источников.

В тех случаях, когда вода слишком жесткая и её необходимо умягчить, применяют следующие методы очистки воды:

  • термическая водоочистка, основанная на нагревании воды,
  • дистилляция или вымораживание
  • реагентная водоочистка
  • ионообменная водоочистка
  • обратный осмос
  • электродиализ
  • и комбинированный, представляющего собой различные сочетания перечисленных методов.

Водоочистка обеззараживанием

Обеззараживание питьевой воды имеет важное значение в общем цикле очистки воды и почти повсеместное применение, так как это последний барьер на пути передачи связанных с водой бактериальных и вирусных болезней. Обеззараживание воды является заключительным этапом подготовки воды питьевой кондиции. Использование для питья подземной и поверхностной воды в большинстве случаев невозможно без обеззараживания.

Обычными методами обеззараживания при очистке воды являются:

  • хлорирование путем добавления хлора, диоксида хлора, гипохлорита натрия или кальция;
  • озонирование воды;
  • ультрафиолетовое облучение.

Другие способы обеззараживания (воздействие ионов благородных металлов, ультразвук, радиоактивное излучение) крайне редко применяются в централизованных системах водоснабжения.

Конкретный способ обеззараживания определяется с учетом производительности и затрат.

Водоочистка на активированном угле

Очистка воды на активированном угле чаще всего применяется на одной из последних ступеней очистки и является одним из классических способов получения питьевой воды. Такую дополнительную очистку воды необходимо в тех случаях, когда требуется устранить незначительные нарушения показателей цветности, вкуса и запаха воды. Активные угли также используются для очистки муниципальной водопроводной воды от хлора и хлорсодержащих соединений.

Водоочистка обратным осмосом

С помощью этого метода можно проводить глубокую очистку воды. При оптимальных значениях температуры и давления подаваемой воды, степень очистки воды обратным осмосом составляет 95-98%. Разделение воды и содержащихся в ней веществ достигается с помощью полупроницаемой мембраны. Сами мембраны изготавливаются из различных материалов, например, полиамида или ацетатцеллюлозы и выпускаются в виде полых волокон или рулонов. Через микроскопически малые поры этих мембран (размер порядка 0,0001 микрона), могут пройти только молекулы воды и кислорода, а микроорганизмы, растворенные в воде соли и органические соединения и т.п. задерживаются мембраной. Степень очистки воды и связанная с этим производительность зависит от различных факторов, прежде всего от общего солесодержания сырой воды, а также солевого состава, давления и температуры.

На стадии предварительной очистки воды следует ее отфильтровать и при необходимости очистить от хлора. Особые преимущества обратного осмоса заключаются в его высокой экологической безопасности.

При очистке воды методом обратного осмоса получают питьевую воду наивысшего качества.

Канализационные очистные сооружения

Каждый город и промышленное предприятие имеют комплекс подземных самотечных трубопроводов, очистных (в т.ч. канализационных) и других сооружений, с помощью которых осуществляется отвод использованных и отработавших вод, очистка и обеззараживание их, а также обработка и обезвреживание образующихся при этом осадков с одновременной утилизацией ценных веществ. Такие комплексы называются системами водоотведения, или водоотведением. В составе таких систем мы и можем обнаружить канализационные очистные сооружения.

Системы водоотведения (канализационных очистные сооружения) устраняют все негативные последствия от воздействия сточных вод на окружающую природную среду. После очистки сточные воды обычно сбрасываются в водоемы. Наиболее совершенными системами водоотведения (КОС) являются такие, которые обеспечивают очистку и подготовку воды такого качества, при котором возможен возврат воды для повторного использования в промышленности или сельском хозяйстве. Такие системы называются бессточными или замкнутыми.

Можно отметить, что канализация и КОС в ее составе является одним из видов инженерного оборудования и благоустройства населенных пунктов, жилых общественных и производственных зданий, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические условия и высокий уровень удобства для труда, быта и отдыха населения. Под канализацией принято понимать комплекс оборудования, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления по трубопроводам за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий загрязненных сточных вод, а также для их очистки при помощи КОС и обеззараживания перед утилизацией или сбросом в водоем.

Объектами канализации являются здания общественного, производственного, служебного и специального назначения, оборудованные внутренним водопроводом и канализацией.

Выделяют наружную канализацию и внутреннюю.

  1. Внутренняя канализация служит для приема сточных вод в местах их образования и для отведения за пределы здания в наружную канализационную сеть с последующим отводом в канализационные системы очистки;
  2. Наружная канализация предназначена для транспортирования сточных вод на канализационные очистные сооружения и за пределы населенных пунктов или промышленных предприятий. Очистные сооружения служат для очистки до норм СанПиН и обеззараживания сточных вод, выпуска очищенных вод в водоем без нарушения его естественного состояния и обработки осадка в целях дальнейшей его утилизации.

Типы канализационных очистных сооружений

Для очистки сточных вод используют канализационные очистные сооружения трех основных типов: локальные, общие и районные или городские. На промышленных объектах (например, нефтебазах и насосных станциях трубопроводов) применяют канализационные очистные сооружения общего типа, а в случае попадания в сточные воды особо вредных химических веществ – КОС локального типа. В зависимости от степени очистки сточных вод на канализационных очистных сооружениях локального или общего типа и характеристики водоема сточные воды либо направляют на районные или городские КОС, либо сбрасывают в водоем.

Канализационные очистные сооружения локального типа предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно после технологических цехов, имеющих вредные химические вещества, например, после резервуарного парка технологических коммуникаций, насосных станций, хранящих и перекачивающих этилированные бензины. Применение таких установок дает возможность избежать необходимости пропускать сточные воды предприятия через установки для извлечения из воды определенных химических веществ.

Канализационные очистные сооружения общего типа включают механическую, физико-химическую и биологическую очистки. К КОС механической очистки относятся песколовки, нефтеловушки, отстойники, флотационные и фильтрационные установки и др. На этих сооружениях удаляют грубодисперсные примеси. К КОС физико-химической очистки относятся флотационные установки с применением химических реагентов, установки с применением коагулянтов для коллоидных примесей. К сооружениям биологической очистки относятся аэротенки, биофильтры, биологические пруды и др.

Канализационные очистные сооружения районного или городского типа предназначены в основном для механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод. Если на эти канализационные очистные сооружения направляют производственные сточные воды, то в них не должно быть примесей, которые могут нарушить нормальный ритм работы канализации и КОС.

Канализационные очистные сооружения: выбор

Систему и схему канализации, КОС выбирают как комплекс инженерных сооружений для надежного и длительного обслуживания жилых, производственных и сельскохозяйственных объектов с учетом принятой системы водоснабжения, рационального использования водных ресурсов, санитарно-гигиенических и технико-экономических требований. При выборе системы канализации населенных пунктов в первую очередь необходимо установить схему отведения и определить места выпуска дождевых вод. Выпуск дождевых вод при выборе любой системы канализации не допускается:

  • в поверхностные водотоки, протекающие в пределах населенных мест при скоростях течения в них меньше 0,05 м/с и расходах до 1 м3/с;
  • в водоемы в местах, отведенных для пляжей, в непроточные водоемы, в пруды, озера, в рыбные пруды (без специального согласования), в замкнутые лощины и низины, подверженные заболачиванию, в размываемые овраги, если не предусмотрено укрепление их русла и берегов.

Выпуск дождевых вод в заболоченные поймы не рекомендуется.

При выборе системы и схемы канализации, КОС руководствуются следующими рекомендациями.

Полную раздельную систему канализации и канализационные очистные сооружения следует принимать для крупных и благоустроенных городов и промышленных предприятий:

а) при возможности сброса всех дождевых вод в поверхностные водные протоки;
б) при необходимости по условиям рельефа местности устройства более трех районных насосных станций;
в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин более 80 л/с на 1 га;
г) при необходимости полной биологической очистки при помощи КОС сточных вод.

Неполную раздельную систему канализации и канализационные очистные сооружения целесообразно устраивать в городах и поселках городского и сельского типов, где применение такой системы совместимо с общим уровнем благоустройства, или допускать ее как первую очередь строительства раздельной системы канализации.

Полураздельную систему канализации и канализационные очистные сооружения целесообразно принимать:

а) для городов с числом жителей более 50 тыс.;
б) при маловодных или непроточных внутригородских водоемах и водных протоках;
в) для районов акваторий, используемых для купания и водного спорта;
г) при повышенных требованиях к защите водоемов от загрязнения дождевыми и талыми водами.

Общесплавную систему канализации и канализационные очистные сооружения применяют для городов с многоэтажной застройкой:

а) при наличии на территории канализования или вблизи нее мощных водных протоков, допускающих прием дождевых и поливочных вод;
б) при ограниченном количестве районных насосных станций с небольшой высотой подъема сточных вод;
в) при расчетной интенсивности дождя продолжительностью 20 мин менее 80 л/с на 1 га.

Комбинированная система объединяет элементы общесплавной и полной раздельной систем канализации и КОС. Ее целесообразно применять при реконструкции и расширении канализации в крупных городах (с населением более 100 тыс. человек), отдельные районы которых отличаются между собой характером застройки, степенью благоустройства, рельефом и другими местными условиями.

В системе дождевой канализации и КОС предусматривают возможность отведения наиболее загрязненной части дождевых и талых вод на КОС для очистки. На территориях промышленных предприятий могут предусматриваться сети бытовой, производственной (загрязненных вод), дождевой и производственно-дождевой (незагрязненных производственных вод) канализаций, а также специальные производственные сети для отведения кислых, щелочных, шламовых и других сточных вод.

Схемы канализации и канализационные очистные сооружения разрабатывают для любой принятой системы с учетом местных условий и перспектив народнохозяйственного развития данного объекта или района с целью достижения наиболее эффективных и комплексных решений.

При этом необходимо учитывать существующие сооружения канализации и канализационные очистные сооружения и возможность их использования. Районные (региональные) схемы канализации и канализационных очистных сооружений промышленных и густонаселенных районов разрабатывают на основании проектов районной планировки административных и промышленных узлов, схем, генеральных планов, проектов планировки и застройки населенных мест и промышленных районов в интересах рационального использования и охраны водных ресурсов.

Создание сайта - НИИ Электронных образовательных ресурсов    Design Banda-Panda
Copyright © ЗАО “СПИНОКС” 2017
625049 Тюмень, ул. Московский тракт, 140/1
Написать письмо...
(+7 3452) 30-71-72