Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка»





НазваниеУчебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка»
страница2/17
Дата публикации03.05.2015
Размер2.49 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
100-bal.ru > География > Учебно-методический комплекс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17
Тема 3. Опреснение и обессоливание воды (4 часа). Методы опреснения и обессоливания воды и их классификация. Опреснение и обессоливание дистилляцией. Устройство и работа испарительных установок. Схема выбора метода обессоливания воды в зависимости от солесодержания. Ионообменный метод опреснения и обессоливания воды. Одно-и многоступенчатые ионитовые установки. Регенерация ионитов. Опреснение электролизом.

Модуль 4 Осветление воды (выносится на самостоятельное изучение)

Осветление воды осаждением. Механизм метода. Типы отстойников и рекомендации по их применению.Обработка воды флотацией. Сущность метода. Методы флотационной обработки.Осветление воды фильтрованием. Сущность процесса. Классификация фильтров по принципу действия. Открытый скорый фильтр. Механизм процесса очистки фильтрованием. Фильтрующие материалы и рекомендации по их выбору.



  1. СТРУКТУРА И содержание практической части курса

Лабораторные работы (68 ч)

  1. Техника безопасности при проведении лабораторных работ (4 ч)

  2. Определение стабильности воды и расчет доз реагентов для стабилизационной обработки воды (12 ч)

а) Определение стабильности воды методом карбонатных отложений (4 ч)

б) Определение стабильности воды методов Ланжелье (4 ч)

в) Расчет доз реагентов для стабилизационной обработки воды (4 ч)

  1. Осветление воды коагулированием. Определение дозы коагулянта для максимального осветления с предварительным подщелачиванием, хлорированием (12 ч)

а) Определение оптимальной дозы коагулянта (4 ч)

б) Определение оптимальной дозы коагулянта с предварительным подщелачиванием (4 ч)

в) Определение оптимальной дозы коагулянта с предварительным хлорированием (4 ч)

  1. Снижение окисляемости и цветности природных вод. Определение оптимальной дозы окислителя (12)

а) Определение цветности и перманганатной окисляемости природных вод (4 ч)

б) Определение оптимальной дозы окислителя для снижения окисляемости и цветности природных вод (4 ч)

в) Дезодарация и снижение цветности природных вод углеванием (4 ч)

  1. Обеззараживание воды. Определение оптимальной дозы хлора по его остаточной концентрации (4 ч)

  2. Умягчение воды. Определение общей, временной и постоянной жесткости. Расчет доз реагентов (8 ч)

а) Определение различных видов жесткости природной воды (4 ч)

б) Расчет доз реагентов для снижения цветности природных вод (4 ч)


  1. контроль достижения целей курса


Вопросы к экзамену

  1. Характеристика состава подземных вод. Классификация подземных вод.

  2. Характеристика состава поверхностных вод. Классификация поверхностных вод.

  3. Влияние содержания растворенных газов на качество воды.

  4. Влияние содержания взвешенных и органических веществ на качество воды.

  5. Влияние содержания углекислого газа на качество воды. Формы угольной кислоты.

  6. Стабильность воды. Оценка стабильности по методу Ланжелье.

  7. Стабилизационная обработка воды с учетом индекса насыщения. Положительный и отрицательный индекс насыщения.

  8. Классификация примесей по фазовому составу и дисперсности.

  9. Технологические схемы улучшения качества воды.

  10. Физико-химические основы коагулирования примесей воды.

  11. Влияние факторов на протекание процесса коагуляции (на примере использования сульфата алюминия).

  12. Коагуляционная кривая. Определение дозы коагулянта.

  13. Реагенты, используемые для коагуляционной обработки.

  14. Флокулянты. Определение, классификация.

  15. Технологическая схема коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод.

  16. Оборудование, используемое для коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод.

  17. Электрокоагуляция.

  1. Методы обеззараживания воды.

  2. Обеззараживание воды хлорированием. Определение дозы хлора.

  3. Перехлорирование и дехлорирование воды.

  4. Реагенты, используемые для хлорирования воды.

  5. Озонирование воды. Преимущества и недостатки.

  6. Принцип действия озонаторного генератора.

  7. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. Условия применения метода.

  8. Дезодорация воды. Общие положения.

  9. Дезодорация воды аэрацией. Принцип действия барботажных, разбрызгивающих, каскадных установок.

  10. Использование озона для дезодорации воды.

  11. Использование хлора, перманганата калия для дезодорации воды.

  12. Электрохимический метод дезодорации воды. Принцип действия установок «Сапфир», «Изумруд».

  13. Сорбционный метод дезодорации воды. Углевание воды. Преимущества и недостатки.

  14. Сорбционный метод дезодорации воды. Применение угольной загрузки.

  15. Окислительно-сорбционный метод дезодорации воды.

  16. Характеристика реагентов, используемых для фторирования воды.

  17. Типы фтораторных установок и их общая характеристика.

  18. Основы технологии дефторирования воды методом сорбции осадками гидроксида алюминия, магния и фосфата кальция.

  19. Основы технологии дефторирования воды методом фильтрования воды через фторселективные материалы.

  20. Формы нахождения железа в природных водах.

  21. Общая характеристика реагентных методов обезжелезивания природных вод. Условия применения, сущность.

  22. Общая характеристика безреагентных методов обезжелезивания природных вод. Условия применения, сущность.

  23. Теоретические основы умягчения воды. Классификация методов.

  24. Термический метод умягчения воды.

  25. Умягчение воды известковым и известково-содовым методами. Сущность, расчет доз реагентов, условия применения.

  26. Содово-натриевый и бариевый методы умягчения воды. Сущность, расчет доз реагентов, условия применения.

  27. Оксалатный и фосфатный методы умягчения воды. Сущность, расчет доз реагентов, условия применения.

  28. Классификация методов опреснения и обессоливания воды.

  29. Опреснение и обессоливание воды дистилляцией.

  30. Ионообменный метод опреснения и обессоливания воды.

  31. Опреснение воды электролизом.

  32. Опреснение воды обратным осмосом.

  33. Теоретические основы процессов осаждения твердых частиц в вязкой среде.

  34. Типы отстойников. Горизонтальные. Вертикальные. Радиальные. Отстойники с малой глубиной осаждения.

  35. Осветление воды в поле центробежных сил. Открытые и напорные гидроциклоны. Центрифуги.

  36. Флотация с выделением воздуха из раствора.

  37. Напорная флотация.

  38. Флотация с механическим диспергированием воздуха.

  39. Флотация с подачей воздуха через пористые материалы.

  40. Очистка методом пенного фракционирования (пенной сепарацией).

  41. Понятие о химической, биологической и ионной флотации.

  42. Фильтрование через фильтрующие перегородки.

  43. Сетчатые барабанные фильтры.

  44. Фильтры с зернистой загрузкой.

  45. Магнитные фильтры.

  46. Фильтрование эмульгированных веществ.

  1. тематика и перечень курсовых работ и рефератов

Не предусмотрены.

  1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины


Основная литература

  1. Григорьева, Л. С. Физико-химическая оценка качества и водоподготовка природных вод : учебное пособие для вузов / Л. С. Григорьева. – Москва : Изд-во Ассоциации строительных вузов , 2011. – 44с.

  2. Практикум по водоочистке : учебное пособие /О. Д. Арефьева, В. В. Короченцев, А. В. Ковехова и др. – Владивосток : Изд-во Дальневосточного университета , 2010. – 52 с.

  3. Будыкина, Т. А. Технология подготовки питьевой воды : учебное пособие для вузов / Т. А. Будыкина, П. П. Кукин, В. М. Попов. Курск, 2006. – 203 с.

  4. Водоподготовка Электронный ресурс : справочник / под ред. С.Е. Беликова. М.: Аква-Терм , 2007. 1 электрон.опт. диск (CD-ROM)


Дополнительная

  1. Фрог, Б. Н. Водоподготовка : учеб.пособие для студ. вузов /Б. Н. Фрог; под ред. Г.И. Николадзе. – М. : Изд-во Московского университета , 2001. – 680 с.

  2. Бутилированная вода : типы, состав, нормативы : справочник /под ред. Дороти Сениор и Николаса Деге ; пер. с англ. яз. 2-го изд. Е. С. Боровиковой при участии Т. О. Зверевич.. – Санкт-Петербург :Профессия , 2006.. – 418 с.

  3. Будыкина, Т. А. Технология подготовки питьевой воды : учебное пособие для вузов / Т. А. Будыкина, П. П. Кукин, В. М. Попов. Курск, 2006. – 203 с.

  4. Григорьева, Л. С. Физико-химическая оценка качества и водоподготовка природных вод : учебное пособие для вузов / Л. С. Григорьева. – Москва : Изд-во Ассоциации строительных вузов , 2011. – 44с.

  5. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: учебник / Л.С. Алексеева. – М.:ИНФРА-М, 2004. – 154с.


Интернет-ресурсы

  1. Бочкарев В.В. Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды: учебное пособие. – Томск: Изд-во томского политехнического университета, 2012. – 320 с. http://window.edu.ru/resource/979/77979/files/tutorial5.pdf

  2. Буракаева А.Д., Русанов А.М., Лантух В.П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжёлых металлов: Методическое пособие. - Оренбург: ОГУ, 1999. - 54 с. Режим доступа:http://window.edu.ru/resource/070/19070


Дополнительные интернет-ресурсы

  1. Журнал «Водоочистка» Режим доступа: http://vodooch.panor.ru/

  2. Всероссийский экологический портал Режим доступа:http://ecoportal.ru/

  3. Библиотека ГОСТов Режим доступа:http://vsegost.com/Catalog/64/644.shtml



лого

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «Водоочистка»

Специальность 280201.65 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов"

г. Владивосток

2012

МОДУЛЬ 1
ТЕМА 1

ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИХ КАЧЕСТВУ
Характеристика источников водоснабжения
Источниками водообеспечения централизованных систем водоснабжения являются подземные и поверхностные воды и атмосферные осадки. К подземным водам относят: подрусловые, грунтовые, межпластовые, артезианские, карстовые, шахтные. Шахтными называют подземные воды, проникающие в выработанное при добыче полезных ископаемых подземное пространство и проходящие через водоотлив шахты. Состав подземных вод определяется условиями их образования и залегания.

К поверхностным относят воды рек, озер, водохранилищ, прудов, каналов, морей. Их состав определяют почвенно-геологические условия; климатические, геоморфологические и антропогенные факторы.

К атмосферным водам относят осадки, выпадающие в виде дождя и снега, аккумулирующиеся в естественных или искусственных емкостях. Их состав определяется чистотой атмосферы, количеством; гидрогеологическими свойствами грунтов бассейна водосбора, способом их накопления и хранения; условиями, сопутствующими их выпадению.

Для технического водоснабжения промышленных предприятий возможно использование доочищенных сточных вод.

Подземные воды характеризуются обычно постоянством состава и температуры, значительной минерализацией, отсутствием минеральных взвесей, низким содержанием органических веществ, присутствием растворенных газов, значительной жесткостью, повышенным содержанием железа и марганца, высокой санитарной надежностью. Часто подземные воды имеют гидравлическую связь с поверхностными, что влечет за собой изменение их химического состава: повышается концентрация органических веществ, кремниевой кислоты; изменяется минерализация, появляется растворенный кислород. С возрастанием глубины залегания увеличивается степень минерализации воды. По О. А. Алекину подземные воды подразделяют:

  • по степени минерализации: пресные – до 1 г/л; солоноватые – 1-3 г/л; засоленные – 3-10 г/л; соленые – 10-50 г/л;

  • по величине рН: щелочные – 11-14; слабощелочные – 8-10; нейтральные – 7; слабокислые – 4-6; кислые – 1-3;

  • по общей жесткости (мэкв/л): очень мягкие до 1,5; мягкие – 1,5-3; умеренно жесткие – 3-6; жесткие – 6-9; очень жесткие – свыше 9.

Пресные поверхностные воды отличаются значительными колебаниями их состава и температуры в течение года, что объясняется характером их питания (поверхностное и подземное). Они характеризуются наличием диспергированных минеральных, коллоидных и растворенных веществ. СНиП 2.04.02-84 дает следующие классификации поверхностных вод:

  • по минерализации: очень малой – до 100 мг/л; малой – 100-200 мг/л; средней – 200—500 мг/л; повышенной – 500-1000 мг/л и высокой – свыше 1000 мг/л;

  • по наличию гумусовых (в т.ч. фульвокислот): малоцветные – до 35 град; средней цветности – 35—120 град; высокой цветности – 120 град;

  • по количеству взвешенных веществ: маломутные – до50 мг/л; средней мутности – 50-250 мг/л; мутные – 250-1500 мг/л; высокомутные – свыше 1500 мг/л;

  • по степени бактериальной загрязненности (коли-индекс): сильно загрязненные – свыше 10000; загрязненные – более 1000; слабо загрязненные – свыше 100; удовлетворительные – более 10; хорошие – до 3.

Наблюдается определенная закономерность: воды рек Севера характеризуются малой или средней мутностью, высокой цветностью и малым солесодержанием, а реки Юга – высокой мутностью и минерализацией, бесцветностью. Воды поверхностных источников, как правило, имеют значительную бактериальную загрязненность.

Состав природных вод постоянно изменяется в результате протекающих в них процессов оксидации и восстановления, седиментации диспергированных и коллоидных примесей и солей, как следствие изменения давления и температуры; ионообмена между водой и донными отложениями; обогащения вод микроэлементами вследствие биохимических процессов; смешения вод различного питания. В поверхностных водотоках наблюдается самоочищение воды за счет физических, химических и биологических процессов, чему способствует аэрация, перемешивание, декантация взвесей, разбавление загрязнений в большой массе воды. Под действием простейших водных организмов, микробовантагонистов, бактериофагов и антибиотиков биологического происхождения, под влиянием биохимических и оксидационных процессов — погибают патогенные бактерии и вирусы. Самоочищение воды, как правило, не обеспечивает необходимого ее качества для производственных и хозяйственно-питьевых целей. Поэтому практически всегда поверхностная вода нуждается в кондиционировании ее свойств с их доведением до требований потребителя.

Таким образом, при выборе технологии водоподготовки необходимо определить качество воды источника, т. е. состав и концентрацию содержащихся в ней примесей, а затем сопоставить с предъявляемыми требованиями.
Влияние примесей воды на ее качество

Природные воды представляют собой сложную многокомпонентную динамическую систему.

По О. А. Алекину, химический состав природных вод, под которым понимается сложный комплекс минеральных и органических веществ в разных формах иономолекулярного и коллоидного состояния, подразделяется на пять групп: главные ионы, содержащиеся в наибольшем количестве (натрий Na+, калий К+, кальций Са2+, магний Mg2+, сульфаты SO42-, карбонаты СО32-, хлориды С1-, гидрокарбонаты НСО3-); растворенные газы (азот N2, кислород О2, оксид углерода (IV) СО2, сероводород H2S и др.); биогенные элементы (соединения фосфора, азота, кремния); микроэлементы – соединения всех остальных химических элементов; органические вещества.

Л. А. Кульским предложена классификация примесей воды, основанная на их фазовом состоянии и дисперсности. Примеси воды разделены на четыре группы.

Примеси первой группыпроникают в воду вследствие эрозии слагающих ложе водоема пород и смыва с поверхности почв. Они представляют собой нерастворимые в воде суспензии и эмульсии (а также планктон и бактерии), кинетически неустойчивые и находящиеся во взвешенном состоянии, благодаря гидродинамическому воздействию водного потока. В состоянии покоя эти примеси выпадают в осадок.

Примеси второй группы представляют собой гидрофобные и гидрофильные органические и минеральные коллоидные частицы, вымытые водой из грунтов и почв, а также нерастворимые и недиссоциированные формы гумусовых веществ, детергенты и вирусы, которые по своим размерам близки к коллоидным примесям.

Примеси третьей группы – это молекулярно-растворенные вещества (органические соединения, растворимые газы и т. п.).

Примеси четвертой группы представляют собой вещества, диссоциированные на ионы.

Концентрация отдельных примесей в воде определяет ее свойства, т. е. качество. Показатели качества воды делятся на физические (температура, взвешенные вещества, цветность, запах, вкус и др.), химические (жесткость, щелочность, активная реакция, окисляемость, сухой остаток и др.), биологические (гидробионты), бактериологические (общее количество бактерий, коли-индекс и др.).

Для определения качества воды производят физические, химические, бактериологические, биологические и технологические анализы в наиболее характерные для данного водного источника периоды года.

Из растворенных в природных водах газов существенное влияние на их свойства оказывают: оксид углерода (IV), кислород, сероводород, метан, азот. Их содержание в воде определяется природой и парциальным давлением газа, составом водной среды, температурой. Рассмотрим более подробно влияние газов и других примесей воды на ее свойства.

Кислород, оксид углерода, сероводород придают воде при определенных условиях коррозионные свойства по отношению к металлам и бетону. Кислород попадает в воду при ее контакте с воздухом. В артезианских водах кислород отсутствует, а в поверхностных водах содержание кислорода меньше теоретического за счет потребления его различными организмами, брожения, гниения органических остатков и т. п. Резкое снижение содержания кислорода в воде указывает на ее загрязнение.

Азот в природные воды проникает из воздуха, при разложении органических остатков, а также при восстановлении соединений азота денитрифицирующими бактериями. Растворимость азота в воде значительно меньше, чем кислорода, но в связи с его высоким парциальным давлением в воздухе, в природных водах азота больше, чем кислорода.

Метан в природных водах, используемых для централизованного водоснабжения, обычно присутствует в незначительных количествах. Однако, в подземных водах газонефтеносных районов и в болотных водах содержание метана доходит до50 мг/л.

Оксид углерода (IV) присутствует во всех природных водах ют нескольких мг/л (поверхностные воды) до сотен мг/л (подземные и шахтные воды). Оксид углерода (IV) в сочетании с гидрокарбонатами обусловливает буферные свойства воды. Угольная кислота встречается в природных водах в форме недиссоциированных молекул Н2СО3, гидрокарбонатных НСОз- и карбонатных СО32- ионов. Форму содержащейся в воде угольной кислоты, диссоциирующей ступенчато, можно определить по константам диссоциации:

I. H2CO3H++HCO3-



  1. HCO3-H++CO32-



Количественные соотношения между Н2СО3, СО2, НСО3- и СО32- определяются значениями рН воды.

Угольная кислота может находиться в свободном и в связанном состояниях. Под свободной угольной кислотой понимают сумму Н2СО3и СО2. Поскольку в природных водах концентрация недиссоциированных молекул угольной кислоты составляет лишь доли процента от общего количества свободной угольной кислоты, в качестве последней принимают концентрацию СО2.

В воде поверхностных источников содержание СО2 не превышает 20-30 мг/л, в подземных деминерализованных водах – 90 мг/л. В подземных водах СО2 появляется в результате процессов разложения органических соединений, а также в результате биохимических процессов.

Связанная угольная кислота входит в состав гидрокарбонатов и карбонатов. В природных водах содержание карбонатов обычно невелико, за исключением содовых вод и зависит от растворимости карбоната кальция. Поэтому под связанной угольной кислотой понимают кислоту, входящую в состав гидрокарбонатов. Содержание их в воде обусловливает щелочность воды.

Различные формы угольной кислоты в водных растворах связаны динамическим углекислотным равновесием:

CO2+H2OH2CO3H++HCO3-2H++CO32-

При наличии ионов Са2+углекислотное равновесие выражается уравнением:

Ca2++2HCO3_CaCO3+CO2+H2O

По закону действующих масс константа равновесия этой реакции:



Если учесть, что концентрация Н2О и СаСО3 - постоянные величины и могут быть введены в константу, а [Ca2+]=2[HCO3_], то



Из этого выражения видно, что ионы НСО3_ существуют в растворе только при наличии свободной угольной кислоты. Часть свободной угольной кислоты, находящейся в равновесии с гидрокарбонатами, называется равновесной. Она связана с гидрокарбонатами и поэтому не вступает в химические реакции.

Избыточная свободная угольная кислота, в отличие от равновесной, очень активна и называется агрессивной. Однако, не вся избыточная свободная угольная кислота агрессивна. Часть ее, действуя на карбонат кальция, превращает его в гидрокарбонат, а другая часть переходит в равновесную угольную кислоту для удержания в растворе вновь образовавшегося гидрокарбоната

В водах открытых водоемов из-за низкого содержания в атмосферном воздухе присутствие агрессивной угольной кислоты маловероятно. В подземных водах, наоборот, ее содержание иногда бывает весьма значительным.

При увеличении концентрации гидрокарбоната кальция в воде количество равновесной угольной кислоты значительно повышается. Поэтому вероятность наличия агрессивной угольной кислоты для мягких вод больше, чем для жестких.

Увеличение степени минерализации воды приводит к уменьшению в ней количества свободной угольной кислоты, необходимой для поддержания углекислотного равновесия. Это обусловливает большую агрессивность воды, содержащей много солей, при равном содержании свободной угольной кислоты.

Особенно благоприятные условия для накопления агрессивной угольной кислоты создаются в период весеннего паводка, когда из-за высокой мутности или цветности очищаемой воды приходится вводить повышенные дозы коагулянта.

Агрессивные свойства угольной кислоты объясняются ее способностью взаимодействовать с карбонатными породами и переводить их в растворимые в воде гидрокарбонаты

CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3),

а также некоторым снижением рН среды, в результате чего усиливается электрохимическая коррозия металлов, например, железа.

Действие агрессивной угольной кислоты на бетон состоит в растворении карбоната кальция, образующегося при твердении цемента и переходе его в хорошо растворимый гидрокарбонат.

Растворение карбоната кальция нарушает равновесие и приводит к разложению других компонентов цемента. Аналогично действует угольная кислота на металлические трубы. Вначале в ней растворяются карбонаты, являющиеся составной частью ржаво-карбонатных отложений в водопроводной сети, затем материал труб подвергается электрохимической коррозии с образованием новых отложений.

Присутствие в воде агрессивной угольной кислоты может ухудшать работу очистных сооружений за счет усиленного зарастания отстойников сине-зелеными водорослями и засорения фильтров пузырьками газа.

Об агрессивности или стабильности воды по отношению к металлу или бетону можно судить по концентрации агрессивной углекислоты. О стабильности воды по методу Ланжелье судят по соотношению рН исходной воды и рН равновесного насыщения воды карбонатом кальция (pHS). pHS находят по результатам химического анализа из выражения
где К2 – константа второй ступени диссоциации угольной кислоты; ПРсасо3 – произведение растворимости карбоната кальция; (Са2+) и (Щ) – содержание кальция и щелочность воды; μ – ионная сила раствора, зависящая от общего солесодержания; р – символ отрицательного логарифма.

При рН меньше pHS вода содержит агрессивную углекислоту и разрушающе действует на металлы и бетон, при рН больше pHS - вода способна к отложению карбоната кальция.

Сероводород встречается в основном в подземных водных источниках, образуясь в результате разложения некоторых минеральных солей (гипса, серного колчедана и др.). В поверхностных водах он почти не встречается, так как легко окисляется. Появление его в поверхностных источниках может быть следствием протекания гнилостных процессов или сброса неочищенных сточных вод.

В зависимости от величины рН кроме газообразного растворенного H2S в воде могут присутствовать ионы HS- и S2-.

Форму сероводорода можно определить также по константам его диссоциации (при 25° С K1 = 6∙10-8, К2=10-14).

Наличие в воде сероводорода придает ей неприятный запах, ощущаемый уже при его концентрации 0,5 мг/л, интенсифицирует процесс коррозии трубопроводов и вызывает их зарастание вследствие развития серобактерий.

Взвешенные вещества попадают в воду в результате смыва твердых частичек (глины, песка, лесса, илистых веществ) верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время весенних и осенних паводков, а также в результате размыва русел рек. Наименьшая мутность водоемов наблюдается зимой, когда они покрыты льдом, наибольшая – весной в период паводка, а также летом вследствие выпадения дождей, таяния снега в горах. Повышение мутности воды может быть вызвано выделением некоторых карбонатов, гидроксидов алюминия, марганца.

На территории России зона водоемов с содержанием взвешенных веществ менее 50 мг/л соответствует географическим зонам тундры и тайги. В степных районах содержание взвешенных веществ в реках достигает 150-500 мг/л. Наибольшей мутностью характеризуются воды рек, вытекающих из гор Кавказа и Средней Азии. На территории России самую высокую среднегодовую мутность имеет вода реки Аксай – 11,7 г/л.

Наличие в воде взвешенных веществ, препятствует использованию ее для хозяйственно-питьевых целей, в теплоэнергетике, на заводах для приготовления пищевых продуктов, при производстве бумаги, тканей, кинопленки и пр. Согласно СанПиН 2.1.1.1074-01, мутность питьевой воды по стандартной шкале должна составлять не более 1,5 г/л.

Органические вещества, присутствующие в природных водах, влияют на органолептические показатели. Самыми значительными поставщиками органических веществ в природную воду являются почвенный и торфяной гумус, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов, сточные воды бытовых и промышленных предприятий. Для технологии очистки воды наибольший интерес представляют гумусовые вещества, окрашивающие природные воды в различные оттенки желтого и бурого цветов.

Главные ионы, присутствующие в природных водах, существенно влияют на их качество. О содержании в природных водах солей можно судить по количеству сухого остатка и потере массы при прокаливании. Основными ионами речных вод, содержащих до 500-600 мг/л растворенных солей, являются ионы Са2+, Mg2+, Na+, HCO3-, SO42-, Cl-. Маломинерализованные воды рек содержат преимущественно ионы Са2+ и НСО3-. По мере повышения степени минерализации речных вод увеличивается содержание в них ионов Na+, SO42-, Cl-, а относительное содержание ионов Са2+ уменьшается, поскольку СаСО3 и CaSO4 осаждаются из-за малой растворимости.

Подземные воды разнообразны по химическому составу. В пресных артезианских водах преобладают ионы Са2+ и НСО3-. По мере повышения степени минерализации подземных вод возрастает относительное содержание ионов Na+, SO42-, Cl-.

Большое количество растворенных в воде солей ухудшает вкусовые качества воды, в результате чего она может приобретать соленый, горький, сладкий и кислый вкус, а также различные привкусы. Порог вкусового восприятия солевых добавок в воде характеризуется следующими концентрациями:

Ионы Na+ и К+ попадают в природные воды в результате растворения коренных пород. Так, большое количество Na+ поступает в воду в результате растворения залежей NaCl. Преобладание ионов Na+ над ионами К+ в природных водах объясняется большим поглощением калия почвами и извлечением его из воды растениями.

Источником ионов Ca 2+ и Mg 2+ являются природные залежи известняков, гипса и доломитов.

Содержание ионов SО42- и С1- в природных водах колеблется в широких пределах (от долей миллиграмма до нескольких граммов на литр) и обусловлено вымыванием солесодержащих пород или сбросом в водоемы промышленных и бытовых сточных вод. Наличие в воде более 350 мг/л хлоридов или 500 мг/л сульфатов придает ей солоноватый привкус и приводит к нарушению функционирования пищеварительной системы у людей. Вода с большим содержанием ионов SO42- и С1- имеет также повышенную коррозионную активность, более высокую некарбонатную жесткость, разрушающе действует на железобетонные конструкции.

Соединения азота встречаются в природной воде в виде ионов NO2-, NO3- и NH4+. Появление этих ионов в природных водах связано с разложением различных сложных органических веществ животного и растительного происхождения, а также с разложением белковых веществ, попадающих в водоемы с бытовыми сточными водами.

Нитраты содержатся главным образом в поверхностных водах (до 0,001-0,003 мг/л), нитриты – в артезианских (десятые доли миллиграмма в литре). При использовании питьевой воды с нитратами в количестве свыше 45 мг/л в организме человека синтезируются нитрозамины, способствующие образованию злокачественных опухолей, перерастающих в рак желудка, у детей возникает заболевание водно-нитратной метгемоглобинемией (нарушение окислительной функции крови).

Конечный продукт разложения белковых веществ – аммиак. Наличие в воде аммиака растительного или минерального происхождения не опасно в санитарном отношении. Если же аммиак образуется в результате разложения белка сточных вод, такая вода непригодна для питья. Содержание азота аммонийных солей в речной воде в зависимости от степени ее загрязнения колеблется от 0 до 1 мг/л.

Кремний присутствует в природных водах в виде ионов, молекул и коллоидных частичек. Форма содержания кремниевой кислоты в воде зависит от многих факторов, но в основном, от ее ионного состава и значения рН.

Кремниевая кислота H2SiO3 диссоциирует в две стадии. Содержание кремния в природных водах в пересчете на SiO32- - обычно достигает 0,6-40 мг/л и лишь в отдельных случаях может повышаться до 65 мг/л. Кремниевая кислота не вредна для здоровья, однако, повышенное содержание ее в воде делает воду непригодной для питания паровых котлов из-за образования силикатной накипи.

Соединения фосфора встречаются в природных водах в виде суспендированных частиц минерального и органического происхождения, в виде ионов ортофосфорной кислоты или сложного органического комплекса. В природных водах соединения фосфора присутствуют в малых количествах, но оказывают существенное влияние на водную растительность. Концентрация соединений фосфора в питьевой воде не регламентирована.

Ионы Мп2+, Fe2+, Fe3+ в истинно растворенном состоянии находятся в очень небольших концентрациях. Большая часть железа и марганца в природных водах содержится в виде коллоидов и суспензий. В подземных водах преобладают соединения железа и марганца в виде гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов, в поверхностных – в виде органических комплексных соединений (например, гуминовокислых) или в виде высокодисперсной взвеси.

Железо и марганец придают воде неприятную красновато-коричневую или черную окраску, ухудшают ее вкус, вызывают развитие железобактерий, отложение осадка в трубопроводах и их засорение. Избыток железа в организме увеличивает риск инфарктов, длительное употребление человеком железосодержащей воды вызывает заболевание печени, оказывает негативное влияние на репродуктивную функцию организма. Марганецсодержащие воды отличаются вяжущим привкусом, окраской, оказывают гонадотоксическое воздействие на организм человека.

Бор в питьевой воде в концентрации выше 0,5 мг/л негативно воздействует на человека, ухудшая обмен веществ и вызывая заболевание печени и желудочно-кишечного тракта.

Бром в питьевой воде при содержании свыше 0,2 мг/л уменьшает скорость проведения импульса по нервным волокнам, отрицательно сказывается на функции печени и почек, обусловливает снижение калия в крови и увеличивает содержание азота в мочевине.

Фтор в природных водах содержится до 12 мг/л (артезианские воды) и более. Однако, подавляющее большинство источников централизованного водоснабжения в нашей стране характеризуется содержанием фторид-иона до 0,5 мг/л. Фтор является активным в биологическом отношении микроэлементом содержание которого в питьевой воде во избежание кариеса или флюороза зубов должно быть 0,7-1,5 мг/л.

Иод в природных водах находится в ничтожно малых количествах. Он является очень важным биологическим микроэлементом, содержание которого в питьевой воде не должно быть менее 10-8 мг/л во избежание эндемического зоба.

Гидробионты, населяющие природные воды, в процессе жизнедеятельности влияют не только на состав окружающей водной среды, но и на качество воды. Они подразделяются на планктон – обитатели, пребывающие в толще воды от дна до поверхности; среди них различаю плавающие, пассивно парящие и полуподводные (плейтон) организмы; взвешенные в воде остатки их органического и неорганического происхождения называют детритом; бентос – обитатели, находящиеся на дне водоема; среди них встречаются подвижно или неподвижно прикрепленные, свободно лежащие и ползающие по дну организмы, сверлящие дно, закапывающиеся. Нейстон – организмы, населяющие поверхностную пленку воды и адаптировавшиеся к жизни в специфических условиях ее поверхностного натяжения; пагон – организмы (моллюски, ракообразные, коловратки и др.), пребывающие зимой в толще льда в состоянии анабиоза, оживающие весной и находящиеся среди бентоса или планктона.

На процессы формирования качества воды и ее самоочищения гидрофация оказывает значительное влияние, так как многие ее представители (зоопланктон и зообентос) используют растворенные органические вещества, некоторые животные – фильтраторы употребляют для питания бактерии, водоросли и т. п.

Гидрофлора водоемов определяется макрофагами (высшая водная растительность) и микрофитами (водоросли – фитопланктон и фитобентос). При отмирании и разложении макрофитов вода обогащается органическими веществами, появляются пахнущие вещества, которые ухудшают органолептические показатели качества воды.

Микрофиты, подразделяемые на зеленые, сине-зеленые, эвгленовые, диатомовые и др., не только поглощают углекислоту, кислород (а сине-зеленые – азот, включая аммиак), но и продуцируют кислород. Массовое развитие микрофитов в периоды цветения воды создает значительные трудности в технологии улучшения ее качества, особенно для питьевых целей, так как возникает необходимость в дезодорации и микрофильтровании воды.

Бактерии и вирусы из числа патогенных, т. е. паразитов, живущих на живом субстрате, развивающихся в воде, могут вызвать заболевания брюшным тифом, паратифом, дизентерией, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, холерой, полиомиелитом, туляремией, конъюнктивитом и т. д.

В связи с тем, что при биологическом анализе воды определение патогенных бактерий затруднено, при бактериологических анализах выявляют общее число бактерий в 1 мл воды, растущих при 37° С, и кишечных палочек – бактерий коли, наличие которых свидетельствует о загрязнении воды выделениями людей и животных и т. п. Минимальный объем испытуемой воды, мл, приходящийся на одну кишечную палочку, называется коли-титром, а количество кишечных палочек в 1 л воды – коли-индексом. Согласно СанПиН 2.1.1.1074-01, допускается коли-индекс до 3, коли-титр – не менее 300, а общее число бактерий в 1 мл – до 100.

Качество воды природных источников определяют по наличию в ней веществ неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмов и характеризуют различными физическими, химическими, бактериологическими и биологическими показателями.

Основные показатели качества хозяйственно-питьевой воды регламентированы ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая» и СанПиН 2.1.1.1074-01.

Отдельные производства пищевой промышленности предъявляют к воде дополнительные требования. Так, в воде, используемой в пивоварении, не должны содержаться сульфаты, а концентрация железа не должна превышать 0,1 мг/л; в воде для винокуренного производства не должно содержаться хлористых магния и кальция; в воде для сахарного производства должно быть минимальное солесодержание и т. д.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Похожие:

Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методических материалов по курсу "Оценка земли" в соответствии...
В соответствии с программой курса в комплект учебно-методических материалов включены
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методических материалов по курсу "Макроэкономика" в соответствии...
В соответствии с программой курса в комплект учебно-методических материалов включены
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методических материалов курса «Инвестиции в эколого-экономические...
Комплект учебно-методических материалов курса «Инвестиции в эколого-экономические проекты»
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Конституционное право зарубежных стран»
Учебно-методический комплекс дисциплины является частью образовательной программы высшего учебного заведения, разрабатываемый по...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и...
Комплект учебно-методических материалов курса «Экологическое страхование и оценка риска»
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс Направление подготовки 030900 Юриспруденция квалификация «бакалавр»
Банковское право: комплекс учебно-методических материалов для студентов заочного обучения – Калининград: 2013. 37с
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» icon3. Учебно-методический комплекс: состав и структура
Мгоу, университет и представляет собой совокупность материалов, регламентирующих содержание учебной и методической работы по организации...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс материалов по дисциплине «Философия»
Учебно-методический комплекс включает учебную программу курса, планы проведения семинарских занятий, список основной и дополнительной...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
«Теория физической культуры» представляет собой совокупность учебно-методических материалов, способствующих эффективному освоению...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета...
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов I курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201 «Биология...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс материалов по дисциплине «Физиология центральной нервной системы»
Комплекс включает учебно-тематический план изучения дисциплины, учебную программу курса, планы проведения семинарских занятий, структуру...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
Учебно-методический комплекс представляет собой комплект учебно-методических и контролирующих материалов по дисциплине «Водоочистка» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск