Хлорирование воды

 В практике обеззараживания питьевой воды имеются несколько наиболее распространенных методов: хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая обработка и пр. Хлорирование является одним из самых дешевых и в то же время эффективных методов. В нашей стране повсеместно распространен метод хлорирования воды.

 Наиболее важной проблемой данного метода является высокая активность хлора, он вступает в химические реакции со всеми органическими и неорганическими веществами находящимися в воде. В воде из поверхностных источников (которые в основном являются источниками водозабора) находится огромное количество сложных органических веществ природного происхождения, а также в большинстве крупных промышленных городов в воду попадают с промышленными стоками красители, ПАВ, нефтепродукты, фенолы и пр.

 При хлорировании воды, содержащей вышеприведенные вещества, образуются ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ ТОКСИНЫ, МУТАГЕННЫЕ И КАНЦЕРОГЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА, В ТОМ ЧИСЛЕ ДИОКСИДЫ.

При обработке воды активным хлором образуются особо опасные вещества:

Хлороформ, обладающий канцерогенной активностью

Дихлорбромметан, хлоридбромметан, трибромметан, обладающие МУТАГЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ

2,4,6-трихлорфенол, 2-хлорфенол, дихлорацетонитрил, хлоргиередин, полихлорированные бифенилы, являющиеся иммунотоксичными и канцерогенными

Тригалогенметаны, канцерогенные соединения хлора.

 Данные вещества оказывают замедленное убийственное воздействие на организм человека. Многие очищают только питьевую воду, НО НЕ СТОИТ ЗАБЫВАТЬ, ЧТО БОЛЬШИНСТВО КАНЦЕРОГЕННЫХ И МУТАГЕННЫХ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОПАДАЮТ В НАШ ОРГАНИЗМ ПРИ КУПАНИИ И МЫТЬЕ ТЕЛА. По ориентировочным данным, влияния на организм человека хлорорганических веществ следующее: ЧАСОВОЕ ПРИНЯТИЕ ВАННЫ РАВНО 10 ЛИТРАМ ВЫПИТОЙ ХЛОРИРОВАННОЙ ВОДЫ.

 Ряд онкоэпидемиологических исследований, проведенных, США и Германией, позволяет предположить существование взаимосвязи между заболеваемостью населения отдельными формами раковых заболеваний и содержанием в питьевой воде хлорорганических соединений, и прежде всего встречающегося наиболее часто и в наибольшей концентрации - хлороформа.

В США получены данные, свидетельствующие о наличии статистически достоверной связи между концентрацией хлорорганики в питьевой воде и частотой случаев заболевания и смертности от рака мочевого пузыря, кожи, желудочно-кишечного тракта и других органов.

В ряде развитых стран уже установлены предельно допустимые концентрации суммы тригалогенметанов, также многие развитые страны уходят от хлорирования питьевой воды, переходя на более естественные, экологические и безопасные способы обеззараживания воды.

Но, не все так страшно как звучит на первый взгляд. Данная проблема является в большей степени глобальной проблемой водоснабжения городов.

 В квартире или коттедже решить проблему очистки воды от хлора и хлорорганических веществ возможно с помощью адсорбционного угольного фильтра, который при надлежащем обслуживании и своевременной замене угля будет служить Вашим надежным защитником !

Жесткость, жесткая вода

 Жесткостью воды называется сумма растворенных в воде ионов кальция Са2+ и магния Mg2+.

 Жесткость – это наиболее распространенная проблема качества воды. Первоначально термин «жесткая вода» применялся к воде, стирка в которой была затруднена..

 Основным источником попадания в воду солей магния и кальция являются размываемые природными водами залежи известняков, гипса и доломитов..

 В маломинерализованных водах больше всего ионов кальция. С увеличением степени минерализации содержание ионов кальция быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния в минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых водах нескольких десятков граммов.

 Ионы кальция и магния не приносят особого вреда живым организмам, однако наличие их в воде в большом количестве нежелательно, поскольку такая вода непригодна для хозяйственных нужд.

 В жесткой воде увеличивается расход мыла и порошка при стирке белья, медленно разваривается мясо и овощи, снижается моторика желудка. Жесткая вода непригодна для систем водоснабжения и питания водонагревательной техники.

 Жесткость измеряется в миллиграммах эквивалент на литр (мг-экв/л). Промышленные стандарты допустимого значения жесткости зависят от типа используемого оборудования. Обычно, считается жесткой вода с жесткостью 1 мг-экв/л и более.

Классификация воды по жесткости
Единицы измерения жесткости еоды	Грейн на галлон GPG	Миллиграмм на литр, мг/л	Миллиграмм-эквивалент на литр, мг-экв/л
Мягкая	< 1,0 gpg	< 17.1	0.35 мг-экв/л
Жестковатая	1,0 - 3.5 gpg	17,1-60 мг/л	0.35 -1.2 мг-экв/л
Средней жесткости	3.5 – 7.0 gpg	60 - 120 мг/л	2 - 2.4 м-гкв/л
Жесткая	7.0 - 10.5 gpg	120 - 180 мг/л	2.4 - 3.6 мг-экв/л
Очень жесткая	> 10.5 gpg	>180 мг/л	> 3.6 мг-экв/л

Железо в воде и его соединения. Обезжелезивание, обезжелезивание воды

Железо составляет примерно 5% всей твердой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды (поверхностных водах и скважинных).

В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды, взвеси и др.).

В поверхностных водах железо как примесь содержится главным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидные и высокодисперсные взвеси.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.

Растворенное железо – проблема скорее эстетическая, чем опасная для здоровья. Железо может находится в воде в нескольких формах. При нагреве, окислении или хлорировании растворенное железо переходит из одной формы в другую и выпадает в осадок.

СИМПТОМЫ:

• Металлический привкус

• Рыжий налет на сантехнике, арматуре

• В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок

• Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды)

• Студенистый осадок не оседает на дно

• Темный (черный) легко удаляемый налет

• Цветные материалы обесцвечиваются после стирки

• Напитки (компоты) темнеют

Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л). Уровень железа 0.3 мг/л и более приводит к появлению рыжего налета.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо – это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.

Двухвалентное железо

• Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++). Оно растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.

Наиболее часто встречается в подземных водах. Для удаления необходимо окислить данную форму железа до Fe3+. Наиболее частый способ удаления (в диапазоне производительности от 0,5 м3/ч до 50 м3/ч) на напорных фильтрах загруженных Марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия).

Трехвалентное железо

• Трехвалентное железо (Fe3+ or Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии – нерастворимого и не оседающего осадка. Данную форму железа легче всего удалять. Чаще всего удаляется на фильтрах с марганцевым зеленым песком, МТМ или BIRM. Также, при незначительном содержании возможно удалять на обычных песчаных фильтрах.

Коллоидное железо

• Коллоидное железо – это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами. Такое железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. Удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.

Органическое железо

• Органическое железо – это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным. Такое железо является наиболее сложно удаляемым из-за своей органической природы. Спрособы удаления: ионный обмен, адсорбция, окисление.

Бактериальное железо

• Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встерчается редко.

 

Марганец, удаление марганца из воды

 Марганец ( Mn ) распространен не так сильно как железо, но очень похож на него по своим свойствам. Он редко встречается самостоятельно – обычно вместе с растворенным железом Fe2+. Отложения марганца накапливаются в трубах и заметны при включении воды. «Марганцевые» бактерии также существуют и могут становиться причиной закупорки труб. По сравнению с железом, марганец окисляется медленнее и требует большее количество кислорода.

СИМПТОМЫ

• Черный осадок

• Мутная темная вода

• Иногда упоминается как «черная вода»

Концентрация марганца измеряется в мг/л. Концентрация редко превышает 2 мг/л, однако даже при малых концентрациях (0.05 мг/л) марганец может создать проблемы. Окись марганца имеет темно-коричневый цвет, на поверхности переходящий в черный. Процедура удаления марганца из воды аналогична процедуре удаления железа.

 

Запахи и привкусы воды

 Запахи и привкусы в воде объясняются присутствием в ней определенных веществ, обуславливающих эти явления. Природа запахов и привкусов очень различна, и может быть обусловлена как наличием в воде определенных растворенных солей так и содержанием разных химических и органических соединений.

 Наиболее распространенные причины запахов и привкусов в воде:

Запах гнилистый, рыбный или землистый. Наиболее часто встречается в воде забираемой из открытых водоемов. Обусловлен присутствием в воде природных органических соединений. Из таких природных соединений наиболее известны геосмин и 2-метилизоборнеол. Данные соединения, чаще всего безопасны для человека, хотя иногда могут быть обусловлены наличием в воде сине-зеленых водорослей и бактерий. Наиболее сильно вода обогащается данными соединениями в период цветения водоемов.

Удаление: фильтры с активированным углем (адсорбция). Для питьевого использования - бытовой обратный осмос.

Запах хлора. Встречается в основном в муниципальной воде. Обусловлен сильным хлорированием воды на муниципальных очистных сооружениях.

Удаление: фильтры с активированным углем (адсорбция). Для питьевого использования - бытовой обратный осмос.

Запах тухлых яиц. Наличие в воде растворенного сероводорода (Н2S). Иногда наличием сульфурных бактерий, которые вырабатывают сероводород. Наиболее распространенное явления для подземных вод.

Удаление: фильтры с загрузкой MGS (марганцевый зеленый песок). Для удаления бактерий необходимо хлорирование воды.

Химический запах, запах фенола. Данный вид запахов обусловлен попаданием в сточных вод в систему водоснабжения либо в водоносный горизонт (в случае забора подземных вод).

Удаление: фильтр с активированным углем (адсорбция).

Другие неестественные запахи. Обусловлены попаданием бытовых и производственных сточных вод и других продуктов деятельности человека в водоемы и подземные водоносные горизонты.

Удаление: устранение причины попадания данных веществ в воду. В некоторых случаях возможно использование фильтров с активированным углем (адсорбция).

Солоноватый привкус. Обусловлен повышенным содержанием в воде солей: NaCl, NaSO4, MgSO4

Удаление: обессоливание воды (деионизация или обратный осмос). Для питьевого использования - бытовой обратный осмос.

Металлический привкус. Содержание в воде железа.

Удаление: системы обезжелезования с MGS, MTM, BIRM. Другие методы обезжелезования.

Щелочной привкус. Обусловлен высоким показателем щелочности воды.

Удаление: системы деионизации (Н катионирование) или обратного осмоса. Для питьевого использования - бытовой обратный осмос.

 Сероводород (H2S)

 Сероводород (H2S) – это газ, источником которого является гниющая растительность. Сероводород может содержаться в воде, как добываемой из глубоких скважин, так и в поверхностных водах. Сероводород является причиной неприятно вкуса и запаха (запах «тухлых яиц»). При больших концентрациях сероводород становится ядовитым, легковоспламеняющимся и приводит к коррозии большинства металлов.

СИМПТОМЫ:

• Неприятный запах

• Бесцветные напитки (чай, компот)

• Искаженный вкус пищи

• Желтый или черный налет на сантехнике и белье

• Иногда называют «серной водой»

Концентрация сероводорода обычно измеряется в мг/л. Газ может содержаться как в горячей, так и в холодной воде. Запах становится ощутимым уже при концентрации 0,5 мг/л. Обычно концентрация растворенного H2S не превышает 10 мг/л, но иногда встречаются концентрации 50 мг/л и более.

ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ СЕРОВОДОРОДА

Различают 3 концентрации:

Уровень 1

• Запах не ощущается, если специально не принюхиваться

Уровень 2

• Запах сероводорода не ощущается до тех пор, пока вода не течет из крана

Уровень 3

• Запах сероводорода ощущается даже при закрытых кранах

Запах сероводорода становится менее ощутимым, если pH = 8.0 или более. В некоторых районах сероводород появляется в определенные времена года. Наиболее часто это происходит весной и осенью.

 

 Цветность воды

 Часто вода имеет желтоватый, бурый или другой оттенок. А иногда желтоватый цвет появляется после умягчения воды. Это объясняется наличием в воде органических соединений, придающих воде цвет. В основном это гумусовые вещества и таннины (смесь органических веществ, гумусовых кислот). Гумусовые вещества представляют собой высокомолекулярные органический соединения.

 Самыми значительными поставщиками в природные воды органических веществ являются - почвенный и торфяной гумус, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов, сточные воды бытовых и промышленных предприятий.

 Степень окраски природных вод, измеряется в градусах платиново-кобальтовой шкалы и называется цветностью.

 Наличие в воде органических соединений придает воде цветность, запах, резко ухудшает органолептические показатели воды, повышает вспениваемость воды и оказывает неблагоприятное действие на организм человека и животных.

СИМПТОМЫ:

• Желтоватый или бурый оттенок воды

• Появление оттенков после прохождения воды через умягчители или другие фильтры

В основном для удаления цветности применяют сорбционные фильтры с активированным углем или ионообменные фильтры.

 Мутность, мутная вода, удаление мутности

Причиной мутности могут быть как органические, так и неорганические взвешенные вещества. Взвешенные вещества попадают в воду в результате размыва твердых частичек (глины, песка, лесса, илистых веществ). Повышение мутности воды может быть вызвано выделением некоторых карбонатов, гидроксидов алюминия, марганца, высокомолекулярных органических соединений гумусового происхождения, появлением фито- или зоопланктона, окислением соединений железа, сбросом неочищенных производственных сточных вод. В большинстве случаев «муть» оседает на дно в виде осадка, кроме случаев мельчайших коллоидных примесей.

 Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав (размер), который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек.

Взвешенное вещество	Приблизительный размер частичек, мм	Длительность осаждения частичек на глубину 1 м
Песок: - крупный - средний - мелкий	1.0 0,5 0,1	10 сек 20 сек  2,5 мин
Ил: - крупный - мелкий	0.05-0.027 0.01 -0.005	10 - 30 мин  4- 18 час
Глина: - крупная - тонкая	0,0027 0.0001 -0.0005	2 сут 0.5-2 меc
Коллоидные частички	0.0002 - 0.000001	4 года

Основные симптомы:

- взвеси ила, грязи, глины в воде

- песок, мелкий гравий или грязевой осадок

- красноватые хлопья и рыжий осадок (мутность обусловленная окисленным железом)

- тонко дисперсная (коллоидная) не оседающая взвесь

- вода молочного цвета

Степень мутности воды оценивают по ее прозрачности – способности пропускать/поглощать солнечный свет. Мутность питьевой воды не должна превышать 1,5 мг/л.

 Основным способом удаления мутности является фильтрация. Для удаления крупных частичек песка или мелкого гравия можно использовать сетчатые промывные фильтры Honeywell.

 Для удаления более мелких взвесей используют засыпные фильтры. Для улучшения эффекта фильтрации используют многослойные засыпные фильтры. В зависимости от вида примесей и необходимого эффекта возможно использовать различные многоцелевые фильтры.