Качествени показатели на природните води, методи и съоражения за пречистване. К

ВСУ „Черноризец Храбър“ – ССС Поток Б – Специалност „ВиК“

РЕФЕРАТ
на тема: Качествени показатели на природните води, методи и съоражения за пречистване.
Коагулация и флокулация.

Изготвил: ………………………………………

Качества на питейната вода ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,В зависимост от предназначението си водата трябва да притежава определени качества, които са регламентирани от БДС (Български държавен стандарт). Всички тези качества са зададени в Наредба № 9 от 16.03.2001 г. за качеството на водата, предназначена за питейно-битови цели. Издадена от министъра на здравеопазването, министъра на регионалното развитие и благоустройството и министъра на околната среда и водите. Качествата на водата се раделят на физичнии химични показатели.
Физични показатели
1.ТемператураТемпературата на повърхностните води варира от 0,1 до 25-30°C. Подземните води на дълбочина 20÷25m. имат постоянна температура, която отговаря приблизително на средно-годишнататемпература на съответната територия. От там надолу на всеки 33m. температурата се увеличава с 1°C наречен геотермичен градус. Вода с температура по-висока от 11°C не е приятна за пиене, а вода с температура по-ниска от 7 °C е вредна за организма. Същите изисквания се предявяват и към водата за животновъдство. За промишлеността – зависи от характера на производството.
2.МътностХарактеризира наличието на пясък, глина, хумус, планктон, водорасли и др във водата. Мътноста е различна през различните сезони и се измяна в ралични диапазони според вида водоем ( 10-15mg/l за езера, планински реки или язовири и 100-600mg/l за реки в долното и средното течение. Водата за пиене по Наредба №9 трябва да има мътност под 1 NTU ( 1mg/l разтворен Si = 1 NTU). Мътноста на водата се измерва чрез мътномери или с еталонни проби.

3.ПрозрачностВодата има прозрачност, която се определя от количеството на съдържащите се във водата органични и минерални вещества. Измерва се със стандартна стъкленица с деления през 1см и диск с гравиран кръст. За питейна вода видимоста трябва да е до 110см.

4.ЦвятЦвета на водата се придава от разтворените в нея соли и органични съединения. При малки дълбочини водата е безцветна, а при по-големи синьо-зеленикава. Цвета на водата е показател за замърсяването й. Измерва се чрез сравняване със стандартни разтвори. Питейната вода трябва да е безцветна.
5. Мирис и вкус мммммммммммммммммммммммммммммммммммм Вкусът на природните води може да бъде солен, горчив, сладък, кисел и т.н. Мирисът на водата може да бъде от естествен или изкуствен произход. Естествения произход се дължи на растения или животни, които измират във водата, изгниват и се утаяват. Изкуствения произход се дължи от външни фактори. За преценка на мириса се използва петобална скала.
0 - няма мирис 1 - мнаго слаб неосезаем за потребителите, но откриваем при лаб. усл.2 - слаб осезаем за потребителите мирис, ако се обърне внимание;3 - забележим леко осезаем мирис, предизвиква подозрения относно чистотата;4 - силен мирисът се усеща от потребителите и прави водата не вкусна;5 - много силен мирисът е толкова силен, че прави водата непригодна за пиене. За питейно-битови нужди водата трябва да е с бал под 2.

Химични показатели
1.ТвърдостТвърдоста на водата се дължи на калциевите и магнезиеви соли в нея.Различни видове твърдост на водата:1. Временна или карбонатна твърдост. Отстранява се чрез загряване и утаяване.2. Постоянна – Ca и Мg3. Обща – временна+постоянна – всички Ca и Мg соли във водатаРазличаваме:- много меки води Т0 ≤4 Нº- меки води Т0 = 8÷12 Нº- почти твърди води Т0 = 12÷18 Нº- твърди води Т0 = 18÷25 Нº- много твърди води Т0 = 25÷50 Нº- извънредно твърди води Т0 > 50 НºРечните и езерните води са обикновено меки. По-голяма твърдост имат подземните води, особено дълбоките. За питейно-битови нужди общата твърдост трябва да е до 30Нº.* Нº - Немски градус
3. Окисляемост на водата мммммммммммммммммммммммммммммммОсновен показател за съдържащите се във водата органични и лесно окисляеми неорганични вещества. Изразява се с количеството кислород необходим за окисляването на органичните примеси в даден обем вода. Внезапното повишаване на окисляемостта на водата е сигнал за органично замърсяване на водоизточника. За питейна вода – до 2,6 mgО2/l.
4. Алкалност на водата ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Общата алкалност е мярка за способността на водата да се съпротивлява на промени в рН. Алкалността не трябва да се проверява толкова често колкото рН. Добро ниво на Общата Алкалност ще напарави поддръжката на рН много по-леснa.
5.Aктивна реакция – pHH O ↔ H+ + OH− 2 pH+ + рОН− =141 литър съдържа 10-7 части водородни рН (log 10-7 = -7)10-7 части хидроксилни (log 10-7 = -7) При рН = 7 – неутрална реакция При рН < 7 – кисела реакция При рН > 7 – алкална реакция За питейно-битови нужди рН = 6.5÷8.5За селскостопански нужди рН = 6÷9
6.Бактереологични показатели – видове бактерии. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Във водата има безвредни (сапрофитни) и болестотворни (пато-генни) бактерии. Тяхното количество определя биологичното замърсяване.

Използват се следните показатели: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Брой колонии (микробно число) - количеството на бактериите, съдържащи се в 1 см3.вода; За питейни води не трябва да бъде повече от 100 бакт./ 1 cм3 при стандартен метод на изследване.
Бактериологични показатели на водата: Коли-титър и коли-индекс.- Коли-титър е обема вода в cм3, в които се съдържа 1 колибацил - 0/100 KOE/ml;- Коли-индекс – броя на колибацилите в един литър вода.
Методи и съоръжения за пречистване и обеззарязаване на водата
Преди водата да достигне крайният потребител тя трябва да отговаря на определени физични и химични качества, който са зададени в НАРЕДБА №9. За да се захрани дадено населено място се правят изследвания на тези качества на водата и се преценява през какви видове обработка и пречистване трябва да премине преди да достигне крайния потребител. Такива методи за обработка са:
избистряне на водата – отстраняване на мътността, дължаща се на неразтворените органични и неорганични вещества;,обезцветяване на водата – отстраняване на цветностата, дължаща се главно на колоидни вещества;,отстраняване на вкуса и мириса – дължащи се на разтворените веществагазове; подобряване на химичните качества на водата-намаляване на твърдостта, обезжелезяване, отстраняване на агресивната въглеродна киселина и др.; обеззаразяване на водата-отстраняване на бактерии и вируси. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

1. Утаяване ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Използва се за избистряне и обезцветяване на водата чрез утаяване на суспендираните вещества под действие на силата на гравитацията (т.е обемното тегло на частиците е по-голямо от това на водата).За повишаване на ефекта на утаяване, често се използва предварителна химическа обработка на водата с реагенти (коагулация). Извършва се в специални съоръжения, наречени утаители. Движението на водата е много бавно за да няма завихрения, които да пречат на процеса на утаяване. Времепрестоя на водата е около 1,5-2 часа.В зависимост от конструкцията, утаителите биват: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,• Хоризонтални - за големи пречиствателни станции (~ 30000 m3/d)• Вертикални – за малки пречиствателни станции (< 3000 m3/d).• Радиални – използват се рядко, обикновено за води с висока мътност.
2. Избистряне на водата с помощта на суспендиран слой ,,,,,,,,,,,,,, Контактна коагулация - процес на уедряване (коагулация) на суспендираните частици при наличие на суспендиран слой или зърнеста среда. При контактната коагулация колоидните и по-едри суспендирани частици във водата, преминавайки през облака от мътилка, полепват по повърхността на по-рано отложили се частици и по този начин последните се укрупняват. Процесът се извършва в специални съоръжения, наречени суспензионни сепаратори. В зависимост от конструкцията биват коридорен тип или кръгли.
3. Филтрация ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Някои вещества могат да бъдат отстранени от водата със самотечни, хоризонтални, напорни или бавни пясъчни филтри. Бавната пясъчна филтрация по същество е биохимичен процес, докато останалите процеси са физическо пречистване.
- Самотечни филтри ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Самотечните филтри обикновено се състоят от открит правоъгълен съд, съдържащ кварцов пясък (0,5-1мм), с дълбочина 0,6 – 2м. Водата преминава надолу и твърдите фракции остават в горните слоеве. Отфилтрираната вода се отлива през отвора долу на филтъра. По принцип са еднослойни, но се използват и двуслойни и многослойни филтрации. Такива филтри съдържат различни материали с груба или финна структура, през която минава водата. Типичен пример на двуслойна филтрация е антрацито-пясъчния филтър, състоящ се от 0,2 – метров слой 1.5 мм антрацит и 0.6мм кварцов пясък. Въглена, пясъка и гранита могат да се използват в многослойните филтри. Самотечните филтри обикновенно се използват за отстраняването на пяна от коагулированата вода. Те също могат да се справят с мътността ( включително абсорбирането на химически вещества) и да оксидират желязото и мангана от водата.
- Грубо филтриране ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Грубото филтриране може да се използва като предварителна филтрация преди другата преработка, например с гравитационните пясъчни филтри.
- Напорни филтри ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Напорните филтри понякога се използват като крайни в системата на водоснабдяването. Самият филтър се поставя в цилиндрично тяло. Филтри с не големи размери които могат да пречистят до 15кубм/ч се поставят в стъклопластика, а големите, до 4м в диаметър в стоманен корпус. Те действат на същия принцип като самотечните филтри и изискванията за поддръжка са същите.
- Гравитациони пясъчни филтри ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Те обикновено се състоят от съд с пясък (с диаметър на песъчинките 0.12-0.3мм) с дълбочина 0.5-1.5м. Водата преминава отгоре надолу, и малките частици и микроорганизми се утаяват в основата върху повърхността на пясъка. На повърхността на филтъра се образува особен биологичен слой, който може ефективно да отстранява микроорганизми. Горните няколко сантиметра от пясъка съдържат напластен филтрат и периодично се заменя с нов. Гравитационните пясъчни филтри имат сравнително ниска скорост на филтрация 0.1-0.3 кубм/ч. Тези филтри са подходящи само за вода с ниска мътност или вода която вече е минала през предфилтрация. Те се използват за отстраняване на водорасли и микроорганизми, включително протоза и органика, някои пестициди и амоняк.

4. Химическа коагулация ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,….Химическата водоподготовка основаваща се на коагулацията е най-разпространеният метод за пречистване на повърхностни води. Химическите коагуланти обикновено са соли на алуминий или желязо, които се дозират във водата, за да образуват неразтворими съединения – хидроокиси на метали. Типични дози на коаг