Обеззараживание и доочистка
Завершающим этапом подготовки воды для питьевых целей является её обеззараживание, которое может быть осуществлено с помощью хлорирования, озонирования, бактерицидного облучения и других способов. В современной практике очистки воды наиболее широкое распространение получило хлорирование. На водопроводных очистных станциях для хлорирования используют жидкий хлор, а на станциях небольшой производительности – хлорную известь.
Для осветлённой речной воды доза хлора обычно колеблется в пределах 1,5-3,0 мг/л; при хлорировании подземных вод она не превышает 1-1,5 мг/л, но в отдельных случаях может потребоваться увеличение дозы хлора из-за присутствия в воде гуминовых веществ, закисного железа. Показателем правильно определённой дозы хлора служит наличие в воде хлора, остающегося в ней от введённой дозы после окисления находящихся в воде веществ. Согласно современным требованиям концентрация остаточного хлора в воде перед поступлением её в сеть должна находиться в пределах 0,3-0,5 мг/л. За расчётную следует принимать ту дозу хлора, которая обеспечивает указанное количество остаточного хлора. Расчётная доза назначается в результате пробного хлорирования.
В последние годы для обеззараживания всё чаще стали использовать озонирование. Озон весьма эффективен, но быстро разлагается. Несомненным достоинством озонирования является снижение запахов и привкусов, а также цветности воды. Средняя доза озона составляет 1 мг/л. Для получения 1 кг озона затраты электроэнергии составляют около 25-30 кВт/ч.
Введение озона в воду осуществляют в специальных смесителях, куда озон подаётся через распределительную систему, выполненную, например, в виде пористых труб. Наилучший эффект получается при контактировании озона с водой в виде мельчайших пузырьков.
В некоторых случаях для уничтожения микроорганизмов воду обрабатывают ультрафиолетовыми лучами. Вода, подвергаемая облучению, должна быть максимально прозрачной для ультрафиолетовых лучей. Для больших городов, с большой протяжённостью водопроводных сетей, пока этот способ не используется из-за отсутствия длительного действия ультрафиолетового излучения, которое не позволяет гарантировать качество воды от вторичного микробиологического загрязнения.
Давно известен способ обеззараживания воды с использованием соединений серебра, который может быть использован, например, в походных условиях. Бактерицидное действие серебра проявляется при концентрации более 0,04 мг/л, а при концентрации 0,1-0,3 мг/л кишечная палочка отмирает в течение часа. При повышении температуры такое бактерицидное действие возрастает. Преимущество серебра перед остальными обеззараживающими реагентами состоит в более длительном бактерицидном действии.
Современные технологии очистки воды предусматривают многократное обеззараживание и доочистку на фильтрах с гранулированным активированным углём, что позволяет улучшить качество питьевой воды, особенно в весенний период года. Такая новейшая технология очистки воды используется на Рублёвской водопроводной станции в г. Москве. Для доочистки воды в бытовых условиях применяются фильтры различных конструкций, из которых наибольшее распространение получили фильтры типа «кувшин». Это фильтры наливного типа, в которых основным элементом является фильтрующий элемент – картридж. Основу фильтрующей загрузки картриджа составляет в большинстве случаев активированный уголь. В отечественных бытовых фильтрах в качестве адсорбента чаще всего используют активированный уголь марки АГ-8С, на поверхности гранул которого имеются ионы серебра, что уменьшает вероятность проскока живых микроорганизмов.
Наряду с обеспечением населения питьевой водой, важнейшее значение имеет также обеспечение технической водой промышленных предприятий. В большинстве случаев вода в промышленности используется в технологических процессах, требования к её качеству определяются, как правило, характером технологического процесса. На предприятиях, кроме того, требуется вода для хозяйственно-питьевых целей и ликвидации различных чрезвычайных ситуаций, например для тушения пожаров. Требования к технической воде определяются стандартами и нормативами корпораций и предприятий. При этом выделяются наиболее крупные источники водопотребления – производства для охлаждения, промывки, парообразования, гидротранспорта, технологические процессы, в значительных количествах использующие техническую воду, и т. д.
В большинстве случаев качество питьевой воды удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воде, используемой в промышленности. Однако ряд современных производственных потребителей предъявляют к качеству используемой воды столь высокие требования, что им не может удовлетворить ни один природный источник водоснабжения. Эти требования могут быть выполнены только в результате искусственной обработки воды (например, для паровых котлов высокого давления, полупроводниковой промышленности и др.).