Основни начини за подобряване на качеството на водата

Основните начини за подобряване на качеството на водата са: избистряне (отстраняване на суспендирани твърди вещества), избелване (отстраняване на оцветени колоиди; разтворени вещества), дезинфекция (унищожаване на патогенни микроорганизми) и специални методи за третиране (отстраняване или въвеждане на необходимите елементи във водата). Типична диаграма на процеса на пречистване на вода е показана на фигурата.

Избистрянето на водата се извършва чрез механично утаяване, последвано от филтриране на водата от частици по-големи от 1 микрон чрез подходящи устройства. За да се увеличи ефектът от избистряне в утаителните резервоари, се извършва предварителна химическа обработка (коагулация с използване на алуминиев сулфат като коагулант), което води до грубо образуване на суспендирани във вода частици (те се слепват и се утаяват под формата на люспи). При коагулацията е обещаващо да се използват нови химикали, създадени благодарение на напредъка в химията (флокуланти, по-специално полиакриламид), които позволяват да се ускори тази работа. Някои от микроорганизмите също се утаяват.

Типична схема на процеса на пречистване на водата

След утаяване и коагулация водата постъпва във филтрацията (обикновено кварцов пясък). Най-често използваният "бърз филтър": резервоар, пълен с пясък, а под него слой чакъл. Филтърът улавя по-малки частици и някои микроорганизми. Разглежданите пречиствателни съоръжения, чиято основна функция е избистряне и обезцветяване на водата, са в състояние да задържат до 90% от микроорганизмите във водата.

Този процес се състои в сорбция на бактерии и вируси на повърхността на суспендирани частици и люспи, тяхното последващо утаяване в утаителни резервоари или филтриране, което зависи от параметрите на суспензиите, които имат огромно разсейване. Не е установеносуспендираните микроорганизми проникват през всички елементи на пречиствателните съоръжения. За предотвратяване на предаването на чревни инфекции чрез вода и окончателното им унищожаване в практиката на общинското водоснабдяване се използват реагентни (хлориране, озониране) или безреагентни (ултравиолетово, лазерно или гама-облъчване) методи.

Хлорирането на водата на настоящия етап е най-често срещаното поради простотата на процеса, надеждността и ниската цена. При правилно избрана доза хлориране и достатъчно предварително пречистване водата е напълно освободена от патогенни микроби: това се фиксира от наличието на свободен хлор, т.е. не се изисква анализ на пречистена вода. Недостатъците на процеса на хлориране включват трудността при транспортиране на хлор (силно токсично вещество, което образува органохлорни съединения във водата, които са вредни за тялото, изисква строги мерки за безопасност и дългосрочен контакт, за да се постигне ефектът на пречистване на водата).

Процесът на озониране (директен контакт на газ с вода) е алтернатива на хлорирането. Озонът е силен окислител, който унищожава микроорганизмите. По време на озонирането не се образуват въглеводороди (както се наблюдава при хлорирането), а въглеводородите, присъстващи във водата, се разрушават от озона чрез окисление, настъпва обезцветяване и елиминиране на външни вкусове и миризми. Озонът подобрява органолептичните свойства на водата и осигурява бактерициден ефект при по-кратък контакт (до 10 минути).

Дори и при въвеждане на излишно количество озон, в пречистената вода не остават следи от свободен озон, но това не гарантира напълно унищожаването на микроорганизмите: необходим е допълнителен анализ на взетите проби (изследването за наличие на бактерии изисква 24 часа). Ако микроорганизми попаднат във водата след обработка с озон,тогава те не умират. А това налага използването на допълнителен дезинфектант, т.е. отново хлор. Широкото въвеждане на озонирането е възпрепятствано от високата енергийна интензивност на процеса на производство на озон.

Качеството на природните води се влияе от природни и антропогенни фактори. Естествените (естествени) фактори включват условията за образуване на повърхностен или подземен воден отток, различни природни явления, натрупване на органична материя поради смъртта на растителни и животински организми. Антропогенните фактори включват човешка дейност, която води до химическо, физическо и (или) биологично замърсяване на водата.

Влиянието на примесите върху състоянието на водното тяло

Въздействие върху водното тяло

Пясък, глина, шлака, рудни включвания

Намаляване на реката, затлачване на резервоара, недостиг на кислород, забавяне на развитието на водните организми

Минерални, химически (разтвори, колоиди, суспензии)

Тежки метали, минерални торове, хранителни вещества (азот, фосфор, въглерод)

Токсични ефекти върху водни организми. Водят до "цъфтеж" на водоеми

Органични, лесно окисляеми (разтвори, колоиди, суспензии)

Органични вещества в отпадъчни води от хранителни и селскостопански съоръжения, битови отпадъци

Поради недостиг на кислород, pH се променя, органолептичните свойства се влошават, синьо-зелените водорасли процъфтяват.

Органични, трудно окисляеми (разтвори, колоиди, суспензии)

Петролни продукти, фенолни съединения, тежки повърхностно активни вещества, устойчиви пестициди

Поради високата си устойчивост и токсичност, те придават на водата неприятен мирис и вкус, ограничавайки годността й за пиене; трудно се отстранява от водата

Бактерии, водорасли, протозои, червеи, яйца на хелминти, гъбички

Образувайте стабилни суспензии. Получава се замърсяване на подводни обекти. Участват в самопречистването и вторичното замърсяване на резервоара

Причината за химическото замърсяване на водните тела обикновено е изхвърлянето на непречистени или недостатъчно пречистени промишлени или битови отпадъчни води: органично или неорганично естество, синтетични повърхностноактивни вещества (повърхностноактивни вещества).

Физическото замърсяване се определя от топлинни, механични или радиоактивни примеси. Биологичното замърсяване е промяна в свойствата на водната среда в резултат на увеличаване на броя на необичайни видове микроорганизми, които обикновено идват с битовите отпадъчни води (вода от кухни, тоалетни, болници, перални).

Отпадъчните води са сложна разнородна система от замърсители в разтворено, колоидно или неразтворено състояние.

Отпадъчните води могат да бъдат разделени на битови, промишлени и дъждовни (дъждовни), като се различават една от друга по произход, състав и биологична активност.

Битовите отпадъчни води се образуват в резултат на човешка дейност и се характеризират с наличие на замърсители от минерален (амониеви соли, фосфати, хлориди, хидрокарбонати) и органичен (безазотни и азотсъдържащи) произход. Минералите в отпадъчните води могат да бъдат в неразтворена форма (5%), в суспензия (5%), колоиди (2%) и разтворени (до 30%). Безазотни органични вещества са въглеводороди и мазнини, азотсъдържащи - протеини и продукти от тяхната хидролиза. Съдържанието на органични неразтворени замърсители в отпадъчните води е 15%, под формата на суспензия 5%, колоиди 8% и разтворени 20%. Микроорганизмите са специална група замърсители.

Състав на промишлени отпадъчни водизависи от характера на производствения процес в съответния обект на икономиката:

отпадъчни води от металургични предприятия и подобни индустрии (например галванопластика), съдържащи неорганични примеси под формата на соли на тежки метали, които могат да повлияят токсично на обитателите на водни тела;
отпадъчни води от рудообогатителни и циментови предприятия, DSC с неорганични примеси, които нямат токсичен ефект (тук примесите са в суспензия);
отпадъчни води от предприятия на химическата и нефтохимическата промишленост, органичен синтез, съдържащи органични вещества с токсичен ефект (повърхностноактивни вещества, феноли, ацетон, формалдехид, неорганични киселини, мазнини, нефтопродукти, хлориди);
води, съдържащи нетоксични органични вещества, навлизането на които във водни обекти води до намаляване на концентрацията на разтворен кислород, повишаване на окислителност и VPC.

Дъждовната вода също се характеризира с огромно разнообразие от примеси, в зависимост от много фактори (общото санитарно състояние на зоната за събиране на бури, видовете и характеристиките на индустрията в региона, режимът на снеготопене и естеството на валежите).