Определение устранимой жёсткости

В колбу наливают 100 мл исследуемой воды и добавляют 2 капли метилоранжа, затем титруют 0,1 N раствором соляной кислоты до розового цвета. Число мл кислоты, затраченной на титрование, даст устранимую жёсткость в мг-экв/л.

По таблице определяют, сколько мл 1% раствора сернокислого алюминия требуется для коагуляции 200 мл воды.

В 3 стакана наливают по 200 мл исследуемой воды и при помощи пипетки добавляют нужное количество сернокислого алюминия, во второй стакан соответственно таблице 13, в первый — на 1 мл меньше, чем во второй, а в третий - на 1 мл больше, чем во второй. Например: если определили устранимую жёсткость в 5 мг-экв/л, то нужно налить в 1 стакан 10,3 мл, во второй — 11,3 мл, и в третий — 12,3 мл реактива. Содержимое стаканов перемешивают стеклянной палочкой и наблюдают скорость реакции образования хлопьев.

Удовлетворительной дозой коагулянта считается та, при которой максимальное образование хлопьев происходит через 10 мин. Если образование хлопьев идет слишком быстро во всех 3-х стаканах, то нужно сделать опыт с несколько уменьшенными дозами коагулянта. Если образование хлопьев задерживается, то к воде нужно прибавить 1% р-р соды в количестве, наполовину меньшем, чем взято коагулянта.

Пример расчёта необходимого количества коагулянта:

если лучше всего коагуляция прошла во втором стакане, куда на 200 мл воды внесено 11,3 мл 1% р-ра сернокислого алюминия, то на 1 л воды потребуется: 11,3 х 5 = 56,5 мл.

в 1 мл 1% р-ра сернокислого алюминия — 0,01 г вещества;

в 56,5 мл1% р-ра сернокислого алюминия — Х г вещества

в 1 мл 1% р-ра сернокислого алюминия - 0,01 г в-ва

Методы улучшения качества воды. Обеззараживание. Санитарная характеристика централизованной и децентрализованной системы водоснабжения. Зоны санитарной охраны. Нормы водопотребления.

Цель занятия: изучить методы обеззараживания воды; изучить специальные методы улучшения качества воды (фторирование, обесфторивание, дезодорация, дезактивация, обезжелезивание, опреснение и др.); изучить системы водоснабжения, гигиенические требования к их устройству, а также устройство водопровода; ознакомиться с зонами санитарной охраны водоисточников.

· Определить хлорпотребность воды в стационарных условиях.

· Определить остаточный хлор в водопроводной воде.

· Гигиеническая характеристика методов обеззараживания воды. Достоинства и недостатки методов.

· Хлорирование воды. Понятие о хлорпотребности, хлорпоглощаемости и остаточном хлоре.

· Специальные методы улучшения качества воды.

· Системы водоснабжения. Гигиенические требования к их устройству. Устройство водопровода.

Для обеззараживания воды на водопроводах используются различные физические и химические методы.

Физические (нереагентные) методы обеззараживания воды: кипячение, обработка ультрафиолетовым (УФ) облучением, воздействие ультразвуковыми волнами, токами высокй частоты, гамма-лучами — применяются в зависимости от конкретных целей и условий обработки воды. Нереагентные методы обеззараживания имеют преимущества перед реагентными: они не изменяют химического состава воды, не приводят к образованию токсичных веществ, не ухудшают органолептических свойств воды, имеют широкий диапазон бактерицидного действия, т.к. действуют непосредственно на структуру микроорганизмов.

Наибольшее применение на водопроводных станциях имеет метод обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200-275 нм; максимум бактерицидного действия УФ-лучами находится в диапазоне волн 260 нм. УФ-облучение воды вызывает быструю гибель вегетативных форм, вирусов, спор микроорганизмов, в том числе устойчивых к хлору.

При местном водоснабжении наиболее надёжным методом обеззараживания воды является кипячение. В результате кипячения в течение 3-5 мин погибают все имеющиеся в воде микроорганизмы, а после 30 мин вода становится стерильной (погибают споры бацилл).

К химическим (реагентным) методам относятся хлорирование, озонирование и обработка воды ионами серебра. Наиболее распространённым методом до настоящего времени является обработка воды соединениями хлора: газообразным хлором Cl2, двуокисью хлора ClО2, хлорной известью Са (ОСl)2 · СаО · Н2О, гипохлоритом кальция Са (ОСl)2, хлораминами. Во всех случаях при контакте этих хлорсодержащих соединений с водой выделяется хлорноватистая кислота, которая частично диссоциирует в воде с выделением гипохлоркатиона ОСl‾ и хлориона Сl ‾:

Обеззараживающее действие оказывает гипохлорид-ион OСl‾ и недиссоциированная хлорноватистая кислота и рассматриваются как «активный хлор». Бактерицидный эффект активного хлора связывают с его окислительным действием на клеточные ферменты, входящие в состав бактериальной клетки, и прежде всего на SH- группы клеточной оболочки бактерий, регулирующие процессы дыхания и размножения. При обеззараживании воды хлором могут применяться разные способы хлорирования воды: нормальное хлорирование (хлорирование по хлорпотребности), хлорирование с преаммонизацией, хлорирование с учётом точки перелома, перехлорирование. На крупных водопроводах для хлорирования применяют газообразный хлор, поступающий в стальных баллонах или цистернах в сжиженном виде. Как правило, используется метод нормального хлорирования, т. е. метод хлорирования по хлорпотребности. Важное значение имеет выбор дозы, обеспечивающий надёжное обеззараживание. При введении хлорсодержащего реагента в воду основное его количество(более 95%) расходуется на окисление органических и легко окисляющихся (соли двухвалентного железа и марганца) неорганических веществ, содержащихся в воде, и 2-3 % от общего количества хлора — на бактерицидное действие. Количество активного хлора в миллиграммах, которое при хлорировании воды взаимодействует с органическими веществами и некоторыми солями, а также идёт на окисление и обеззараживание микроорганизмов в 1 л воды в течение 30 мин, называется хлорпоглощаемостью. Хлорпоглощаемость воды определяется экспериментально путём проведения пробного хлорирования, т. к. её количество зависит от степени загрязнения воды. Появление в воде остаточного активного хлора свидетельствует о завершении процесса хлорирования воды и служит косвенным показателем её безопасности в эпидемиологическом отношении. Присутствие остаточного активного хлора в концентрациях 0,3-0,5 мг/л является гарантией эффективного обеззараживания. Кроме того, наличие остаточного хлора необходимо для предотвращения вторичного загрязнения воды в водопроводной сети. Хлорпотребность воды - это общее количество активного хлора в миллиграммах, обеспечивающее достаточный эффект обеззараживания воды и определяемое хлорпоглощаемостью воды и наличием остаточного количества активного хлора (0,3-0,5 мг/л) в воде. Хлорирование воды по методу нормального хлорирования наиболее приемлемо при централизованном водоснабжении, т.к. небольшие количества остаточного хлора не изменяют органолептических свойств воды (вкус и запах) и не требуют последующего дехлорирования.

Хлорирование с переаммонизацией применяется для обеззараживания воды, загрязнённой промышленными сточными водами с присутствием фенолсодержащих органических соединений, которые при реакции со свободным хлором образуют хлорфенолы, даже в ничтожных количествах придающих воде сильный аптечный запах. При этом способе вода вначале обрабатывается раствором аммиака, а через 0,5-2 мин хлорируется, в результате чего происходит образование хлораминов, не обладающих неприятными запахами. Остаточное количество активного хлора в воде после обеззараживания её хлораминами в силу более слабого действия хлораминного хлора должно быть выше, чем свободного, и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.

При невозможности экспериментального определения хлорпоглощаемости воды используется метод перехлорирования. Перехлорирование проводят избыточными дозами хлорирующего препарата на основе оценки типа и состояния источника водоснабжения, качества очистки воды и эпидемической ситуации в зоне ограничений вокруг источника водоснабжения. Обеззараживание воды повышенными дозами хлора применяется обычно в полевых условиях, особенно при неудовлетворительных органолептических свойствах воды или неблагоприятном санитарно-топографическом состоянии территории вокруг водоисточника, а также при наличии случаев инфекционных заболеваний в районе. Доза активного хлора для перехлорирования выбирается так, чтобы заведомо превысить хлорпоглощаемость воды и обеспечить избыточное количество остаточного хлора. Это позволит сократить время контакта хлора с водой до 10-15 мин летом и до 30 мин зимой. Для обеззараживания воды повышенными дозами сравнительно чистой воды доза активного хлора обычно выбирается около 5-10 мг/л, для более загрязнённых вод с высокой цветностью и низкой прозрачностью используется доза в 10-20 мг/л, при сильном загрязнении воды и неудовлетворительной санитарно-эпидемической обстановке используется доза 20-30 мг/л и более.

Перехлорирование применяется для дезинфекции шахтных колодцев при вспышке кишечных инфекций в населённом месте, попадании в воду колодцев сточных вод, фекалий, трупов животных и др. или с профилактической целью по окончании строительства колодца, после его чистки или ремонта. Для этого используется обычно 100-150 мг активного хлора на 1 л воды с последующим перемешиванием и отстаиванием в течение 1,5 -2-6 ч и откачкой воды до исчезновения резкого запаха хлора. При обеззараживании воды методом перехлорирования обычно применяется хлорная известь, необходимое количество которой вычисляется исходя из намеченной дозы активного хлора и процентного содержания активного хлора в хлорной извести. Поскольку содержание остаточного хлора при перехлорировании может намного превышать допустимые дозы и вода приобретает неприятный вкус и запах, необходимо произвести удаление избытка хлора, т. е. дехлорировать воду. Для этого обычно применяется 0,01 н раствор гипосульфита натрия или фильтрация воды через активированный уголь.

Недостатками метода хлорирования является ухудшение органолептических свойств воды, образование в воде токсичных веществ (хлорорганических соединений, диоксинов, хлорфенолов), продолжительное время контактирования воды с хлором и сложность подбора дозы при хлорировании нормальными дозами. Кроме этого, бактерицидное действие химических реагентов распространяется не на все формы микроорганизмов. Однако высокая эффективность и технологическая надёжность делают метод хлорирования самым распространённым в практике питьевой воды как в нашей стране, так и за рубежом.

Ионы серебра обладают выраженным бактериостатическим действием. Введение даже незначительного количества ионов серебра приводит к инактивации ферментов протоплазмы бактериальных клеток (олигодинамический эффект), потере способности к размножению и постепенной гибели. Серебрение воды может осуществляться различными способами: фильтрацией воды через песок, обработанный солями серебра; электролизом воды с серебряным анодом в течение 2 ч, что ведёт к переходу катионов серебра в воду. Преимуществом метода является долгое хранение посеребрённой воды. Из-за высокой стоимости серебро применяется для обеззараживания и консервации небольших объёмов питьевой воды в системах автономного жизнеобеспечения. Метод не используется для воды с большим содержанием взвешенных органических веществ и ионов хлора.

Озонирование основано на окислении органических веществ и других загрязнений воды озоном О3, являющимся сильным окислителем. Бактерицидные свойства озона обусловлены присутствием в воде атомарного кислорода и свободных короткоживущих радикалов НО2 и ОН, которые образуются при разложении озона в воде. Показателем эффективности озонирования является остаточный озон в воде (0,03 мг/л). Преимущества метода состоят в том, что озон улучшает органолептические свойства воды и обеспечивает надёжное обеззараживание воды при малом времени контакта — до 10 мин. Однако высокая энергоёмкость процесса получения озона затрудняет широкое внедрение этого метода.

Специальные методы улучшения качества воды, как правило, подземных источников, ввиду её высокой минерализации применяются с целью удаления из неё некоторых химических веществ и частичного улучшения органолептических свойств. К специальным методам обработки питьевой воды относятся: дезодорация, умягчение, опреснение, обезжелезивание, деконтаминация и др. Дезодорация (устранение неприятных запахов) достигается за счёт обработки воды окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцевокислый калий) или фильтрованием через активированный уголь. Умягчение жёсткой воды (более 20°жёсткости) достигается через ионообменные смолы, загруженные катионитами (катионный фильтр) для обмена анионов. В результате этого происходит обмен ионов кальция и магния на ионы водорода или натрия. Опреснение воды, содержащей избыток минеральных солей (например, морской воды или воды в регионах с высокой засолённостью почв), осуществляется за счет её фильтрации сначала через катионит, а затем через анионит, что позволяет освободить воду от всех растворённых в ней солей. Кроме этого, применяется дистилляция с последующим добавлением известковых солей до нормальной концентрации, характерной для питьевой воды, выпаривание с последующей конденсацией, вымораживание, электродиализ. Обезжелезивание воды, содержащей иона железа, в концентрации, превышающей ПДК (0,3 мг/л), проводится за счёт её аэрации путём разбрызгивания воды в специальных устройствах — градирнях. Метод основан на окислении растворимых солей двухвалентного железа и образовании нерастворимого в воде гидрата окиси железа, который затем осаждается в отстойнике и задерживается на фильтре. Снижение содержания радиоактивных веществ в воде (деконтаминация) осуществляется при применении основных методов её очистки, при более высокой степени загрязнения радионуклеидами воду фильтруют через ионообменные смолы.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: