Современные методы обеззараживания питьевой воды. 2
Министерство образования и науки Российской Федерации
Северный
Арктический Федеральный
Кафедра менеджмента
РЕФЕРАТ
по дисциплине:
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖЕЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Современные методы обеззараживания питьевой воды
Специальность – Менеджмент
Дурапова Елизавета
Преподаватель – Экономова Татьяна Павловна
Коряжма
2013
Введение.
1. Гигиенические
задачи обеззараживания
2. Реагентные (химические)
методы обеззараживания
2.1 Хлорирование.
2.1.1 Хлор.
2.1.2 Диоксид хлора.
2.1.3 Гипохлорит натрия.
2.1.4 Хлорсодержащие препараты.
2.2 Озонирование.
2.3 Другие реагентные способы дезинфекции воды.
3. Физические методы обеззараживания питьевой воды.
3.1 Кипячение.
3.2 Ультрафиолетовое облучение.
3.3 Электроимпульсный способ.
3.4 Обеззараживание ультразвуком.
3.5 Радиационное обеззараживание.
3.6 Другие физические методы.
4. Комплексное обеззараживание.
Заключение.
Список литературы.
Введение
Среди многих отраслей
современной техники, направленных
на повышение уровня жизни людей,
благоустройства населенных мест и
развития промышленности, водоснабжение
занимает большое и почетное место.
Ведь вода – это непременная часть
всех живых организмов, жизнедеятельность
которых без воды невозможна. Для
нормального течения
Проблема питьевого
водоснабжения затрагивает
Питьевая вода –
это вода, отвечающая по своему качеству
в естественном состоянии или
после обработки (очистки, обеззараживания)
установленным нормативным
Конечно, в реках
и других водоёмах происходит естественный
процесс самоочищения воды. Однако
он протекает очень медленно. Реки
уже давно не справляются со сбросами
сточных вод и другими
Обеззараживанием
воды называется процесс уничтожения
находящихся там
При полной очистке
поверхностных вод
1. Гигиенические задачи обеззараживания питьевой воды
Вода природных
источников питьевого водоснабжения,
как правило, не соответствует гигиеническим
требованиям к питьевой воде и
требует перед подачей
Очистка воды, включающая
её осветление и обесцвечивание , является
первым этапом в подготовке питьевой
воды. В результате её из воды удаляются
взвешенные вещества, яйца гельминтов
и значительная часть микроорганизмов.
Но часть патогенных бактерий и вирусов
проникает через очистные сооружения
и содержится в фильтрованной
воде. Для создания надёжного и
управляемого барьера на пути возможной
передачи через воду кишечных инфекций
и других не менее опасных болезней
применяется её обеззараживание, т.е.
уничтожение живых и
В практике коммунального водоснабжения используют реагентные (хлорирование, озонирование, воздействие препаратами серебра), безреагентные (ультрафиолетовые лучи, воздействие импульсными электрическими разрядами, гамма-лучами и др.) и комбинированные методы обеззараживания воды. В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений. Безреагентные методы обеззараживания подразумевают обработку воды физическими воздействиями. А в комбинированных методах используются одновременно химическое и физическое воздействия.
При выборе метода
обеззараживания следует
При химических способах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой. Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчетными методами. Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду некоторое время после обеззараживания.
При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта.
Существуют и другие ограничения в использовании того или иного метода обеззараживания воды. На этих ограничениях, а также на достоинствах и недостатках методов обеззараживания мы подробно остановимся ниже.
2. Реагентные (химические) методы обеззараживания питьевой воды
2.1 Хлорирование
Самый распространенный
и проверенный способ дезинфекции
воды – первичное хлорирование.
В настоящее время этим методом
обеззараживается 98,6 % воды. Причина
этого заключается в повышенной
эффективности обеззараживания
воды и экономичности
Существенный недостаток
хлорирования – присутствие в
обработанной воде свободного хлора, ухудшающее
ее органолептические свойства и
являющееся причиной образования побочных
галогенсодержащих соединений (ГСС).
Бόльшую часть ГСС составляют
тригалометаны (ТГМ) – хлороформ, дихлорбромметан,
дибромхлорметан и бромоформ. Их
образование обусловлено
Для хлорирования воды используются такие вещества как собственно хлор (жидкий или газообразный), диоксид хлора и другие хлорсодержащие вещества.
2.1.1 Хлор
Хлор является наиболее
распространённым из всех веществ, используемых
для обеззараживания питьевой воды.
Это объясняется высокой
Очень важным и ценным
качеством использования хлора
является его последействие. Если количество
хлора взято с некоторым
Однако, хлор является сильнодействующим токсическим веществом, требующим соблюдения специальных мер по обеспечению безопасности при его транспортировке, хранении и использовании; мер по предупреждению катастрофических последствий в чрезвычайных аварийных ситуациях. Поэтому ведется постоянный поиск реагентов, сочетающих положительные качества хлора и не имеющих его недостатков.
Одновременно с обеззараживанием воды протекают реакции окисления органических соединений, при которых в воде образуются хлорорганические соединения, обладающие высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью. Последующая очистка воды на активном угле не всегда может удалить эти соединения. Кроме того, что эти хлорорганические соединения, обладающие высокой стойкостью, становятся загрязнителями питьевой воды, они, пройдя через систему водоснабжения и канализации, вызывают загрязнение рек вниз по течению.
Присутствие в воде побочных соединений – один из недостатков использования в качестве дезинфектанта газообразного, а равно и жидкого хлора (Cl2 ).
2.1.2 Диоксид хлора
В настоящее время
для обеззараживания питьевой воды
также предлагается применение диоксида
хлора (ClO2), который обладает рядом
преимуществ, таких как: более высокое
бактерицидное и дезодорирующее
действие, отсутствие в продуктах
обработки хлорорганических соединений,
улучшение органолептических
Действие на болезнетворную
флору ClО2 обусловлено не только высоким
содержанием при реакции
2.1.3 Гипохлорит натрия
Технология применения
гипохлорита натрия (NaClO) основана на
его способности распадаться
в воде с образованием диоксида хлора.
Применение концентрированного гипохлорита
натрия на треть снижает вторичное
загрязнение, в сравнении с использованием
газообразного хлора. Кроме того,
транспортировка и хранение концентрированного
раствора NaClO достаточно просты и не
требуют повышенных мер безопасности.
Также получение гипохлорита
натрия возможно и непосредственно
на месте, путем электролиза. Электролитический
метод характеризуют малые
2.1.4 Хлорсодержащие препараты
Применение для обеззараживания воды хлорсодержащих реагентов (хлорной извести, гипохлоритов натрия и кальция) менее опасно в обслуживании и не требует сложных технологических решений. Правда, используемое при этом реагентное хозяйство более громоздко, что связано с необходимостью хранения больших количеств препаратов (в 3–5 раз больше, чем при использовании хлора). Во столько же раз увеличивается объем перевозок. При хранении происходит частичное разложение реагентов с уменьшением содержания хлора. Остается необходимость устройства системы притяжно-вытяжной вентиляции и соблюдения мер безопасности для обслуживающего персонала. Растворы хлорсодержаших реагентов коррозионно-активны и требуют оборудования и трубопроводов из нержавеющих материалов или с антикоррозийным покрытием.
Все большее распространение,
особенно на небольших станциях водоподготовки,
приобретают установки по производству
активных хлорсодержаших реагентов
электрохимическими методами. В России
несколько предприятий
питьевой водоснабжение обеззараживание
2.2 Озонирование
Преимущество озона (О3) перед другими дезинфектантами заключается в присущих ему дезинфицирующих и окислительных свойствах, обусловленных выделением при контакте с органическими объектами активного атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Кроме уникальной способности уничтожения бактерий, озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист и многих других патогенных микробов. Исторически применение озона началось еще в 1898 г. во Франции, где впервые были созданы опытно-промышленные установки по подготовке питьевой воды.
Количество озона,
необходимое для
С гигиенической точки зрения озонирование воды – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания воды оно обеспечивает ее наилучшие органолептические показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде.
Ограничениями для
распространения технологии озонирования
являются высокая стоимость
Метод озонирования воды технически сложен и наиболее дорогостоящ среди других методов обеззараживания питьевой воды.. Технологический процесс включает последовательные стадии очистки воздуха, его охлаждения и осушки, синтеза озона, смешения озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвода и деструкции остаточной озоновоздушной смеси, вывода ее в атмосферу. Все это ограничивает использование данного метода в повседневной жизни.
Другим существенным недостатком озонирования явялется токсичность озона. Предельно допустимое содержание этого газа в воздухе производственных помещений - 0,1 г/м3. К тому же существует опасность взрыва озоновоздушной смеси.
Существующие конструкции современных озонаторов представляют собой большое количество близко расположенных ячеек, образованных электродами, один из которых находится под высоким напряжением, а второй – заземлен. Между электродами с определенной периодичностью возникает электрический разряд, в результате которого в зоне действия ячеек из воздуха образуется озон. Полученной озоновоздушной смесью барботируют обрабатываемую воду. Подготовленная таким образом вода по вкусу, запаху и другим свойствам превосходит воду, обработанную хлором.
2.3 Другие реагентные способы дезинфекции воды
Применение тяжелых металлов (медь, серебро и др.) для обеззараживания питьевой воды основано на использовании их «олигодинамического» свойства – способности оказывать бактерицидное действие в малых концентрациях. Эти металлы могут вводиться в виде растворов солей либо методом электрохимического растворения. В обоих этих случаях возможен косвенный контроль их содержания в воде. Следует заметить, что ПДК ионов серебра и меди в питьевой воде достаточно жесткие, а требования к воде, сбрасываемой в рыбохозяйственные водоемы, еще выше.
К химическим способам обеззараживания питьевой воды относится также широко применявшееся в начале 20 в. обеззараживание соединениями брома и йода, обладающими более выраженными бактерицидными свойствами, чем хлор, но требующими и более сложной технологии. В современной практике для обеззараживания питьевой воды йодированием предлагается использовать специальные иониты, насыщенные йодом. При пропускании через них воды йод постепенно вымывается из ионита, обеспечивая необходимую дозу в воде. Такое решение приемлемо для малогабаритных индивидуальных установок. Существенным недостатком является изменение концентрации йода во время работы и отсутствие постоянного контроля его концентрации.
Применение активных углей и катионитов, насыщенных серебром, например, С-100 Ag или С-150 Ag фирмы « Purolite », преследует цели не «серебрения» воды, а предотвращения развития микроорганизмов при прекращении движения воды. При остановках создаются идеальные условиях для их размножения – большое количество органики, задержанное на поверхности частиц, их огромная площадь и повышенная температура. Наличие серебра в структуре этих частиц резко уменьшает вероятность обсеменения слоя загрузки. Серебросодержащие катиониты разработки ОАО НИИПМ – КУ-23СМ и КУ-23СП – содержат в себе значительно большее количество серебра и предназначены для обеззараживания воды в установках небольшой производительности.
3. Физические методы обеззараживания питьевой воды
3.1 Кипячение
Из физических способов обеззараживания воды наиболее распространенным и надежным (в частности, в домашних условиях) является кипячение.
При кипячении происходит
уничтожение большинства
Кроме того, при
кипячении воды удаляются растворенные
в ней газы и уменьшается жесткость.
Вкусовые качества воды при кипячении
меняются мало. Правда для надежной
дезинфекции рекомендуется
3.2 Ультрафиолетовое излучение
Обработка УФ-излучением – перспективный промышленный способ дезинфекции воды. При этом применяется свет с длиной волны 254 нм (или близкой к ней), который называют бактерицидным. Дезинфицирующие свойства такого света обусловлены их действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. При этом бактерицидный свет уничтожает не только вегетативные, но и споровые формы бактерий.
Современные установки
УФ-обеззараживания имеют
Этот способ приемлем как в качестве альтернативы, так и дополнения к традиционным средствам дезинфекции, поскольку абсолютно безопасен и эффективен.
Важно отметить, что в отличие от окислительных способов при УФ-облучении не образуются вторичные токсины, и поэтому верхнего порога дозы ультрафиолетового облучения не существует. Увеличением дозы почти всегда можно добиться желаемого уровня обеззараживания.
Кроме того УФ-облучение не ухудшает органолептические свойства воды, поэтому может быть отнесено к экологически чистым методам ее обработки.
Вместе с тем,
и этот способ имеет определенные
недостатки. Подобно озонированию,
УФ-обработка не обеспечивает пролонгированного
действия. Именно отсутствие последействия
делает проблематичным ее применение
в случаях, когда временной интервал
между воздействием на воду и ее
потреблением достаточно велик, например
в случае централизованного
Кроме того, возможны реактивация микроорганизмов и даже выработка новых штаммов, устойчивых к лучевому поражению.
Этот способ требует строжайшего соблюдения технологии,
Организация процесса
УФ-обеззараживания требует
Фактором, снижающим
эффективность работы установок
УФ-обеззараживания при
Другим фактором,
снижающим эффективность УФ-
3.3 Электроимпульсный способ
Достаточно новым способом обеззараживания воды является электроимпульсный способ - использование импульсивных электрических разрядов (ИЭР).
Сущность метода заключается в возникновении электрогидравлического удара, так называемого эффекта Л. А. Юткина.
Технологический процесс состоит из шести ступеней:
подача жидкости
в рабочий объём при
зарядку накопителя электроэнергии в режиме постоянной мощности,
инициирование одного
или серии электрических
усиление эффекта разрушения микроорганизмов за счет формирования волн растяжения при отражении волн сжатия, образованных электрическим разрядом от свободной поверхности жидкости,
подавление или гашение ударных волн в подводящих и отводящих жидкость магистралях для исключения их разрушения,
отведение обеззараженной жидкости из рабочего объёма.
Кроме того, в частном случае возможно инициирование электрических разрядов в объеме, отделенном от рабочего объема средой, сохраняющей или увеличивающей амплитуду волн сжатия. Примером материала, являющегося средой, сохраняющей амплитуду волны на границе с водой, может быть пенополистирол.
В процессе обеззараживания питьевой воды электроимпульсным способом происходит большое количество явлений: мощные гидравлические процессы, образование ударных волн сверхвысокого давления, образование озона, явления кавитации, интенсивные ультразвуковые колебания, возникновение импульсивных магнетических и электрических полей, повышение температуры. Результатом всех этих явлений является уничтожение в воде практически всех патогенных микроорганизмов. Очень важно заметить, что вода, обработанная ИЭР, приобретает бактерицидные свойства, которые сохраняются до 4 мес.
Основным преимуществом
электроимпульсного способа обеззараживания
питьевой воды является экологическая
чистота, а так же возможность
использования в больших
Однако этот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокую энергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие – дороговизну.
Электрохимический метод.
Серийно производятся
установки «Изумруд», «Сапфир», «Аквамин»
и т.п. Их работа основана на пропускании
воды через электрохимический
3.4 Обеззараживание ультразвуком
В некоторых случаях для обеззараживания воды используется ультразвук. Впервые этот метод был предложен в 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводу высказываются следующие предположения:
- ультразвук вызывает образование пустот в сильно завихренном пространстве, что ведет к разрыву клеточной стенки бактерии;
- ультразвук вызывает
выделение растворенного в

- Современные методы обеззараживания питьевой воды
- Современные методы обеззараживания питьевой воды
- Современные методы обеспечения безопасности жизнедеятельности. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата в производственны
- Современные методы обработки данных
- Современные методы обследования и диагностики больного в клинике ортопедической стоматологии
- Современные методы обучения
- Современные методы обучения персонала
- Современные методы лечения демодекоза собак
- Современные методы лечения переломов верхней, нежней челюстей и других костей лицевого скелета у детей
- Современные методы мотивации
- Современные методы мотивации
- Современные методы мотивации в таможенных органах Российской Федерации
- Современные методы мотивации и оценки персонала
- Современные методы мотивации труда персонала