جمال

طرق تحسين نوعية المياه. الطرق الأساسية لتحسين جودة المياه وتنقيتها وطرق تحسين الخواص الحسية للمياه

قسم النظافة العامة

فلاديكافكاز 2011

جمعتها:

Ø مساعد ف.ك. خودالوفا،

Ø مساعد أ.ر. نانييفا.

المراجعون:

تمت الموافقة عليها من قبل TsKUMS GBOU VPO SOGMA وزارة الصحة والتنمية الاجتماعية في الاتحاد الروسي

"____" ___________ 2011، البروتوكول رقم.

الغرض من الدرس:دراسة طرق تنقية المياه وتطهيرها، وتعلم كيفية إجراء تجربة التخثر والكلور التجريبي للمياه.

يجب على الطالب أن يعرف:

طرق تحسين نوعية المياه (إجراء الكلورة التجريبية، وتطهير المياه باستخدام طرق الكلورة المختلفة)؛

يجب أن يكون الطالب قادرا على:

تقييم جدوى وفعالية أساليب تحسين نوعية المياه؛

استخدام الوثائق التنظيمية الأساسية ومصادر المعلومات ذات الطبيعة المرجعية لوضع توصيات صحية لتطبيق نظام تنقية المياه المخصصة للاستخدام المنزلي والشرب، وطرق معالجة المياه اللازمة، مع مراعاة جودة مياه المصدر وحالتها الصحية والمنطقة المحيطة به.

الأدب الرئيسي:

Ø روميانتسيف جي. النظافة القرن الحادي والعشرون، م، 2008.

Ø بيفوفاروف يوب، كوروليك في، زينيفيتش إل إس. النظافة والبيئة البشرية الأساسية. م، 2004.

Ø لاكشين أ.م.، كاتيفا ف.أ. النظافة العامة مع أساسيات البيئة البشرية: كتاب مدرسي. - م: الطب، 2004 (كتاب مدرسي لطلاب الجامعات الطبية).

Ø أفشينيكوف أ.ف. التقييم الصحي للطرق الحديثة لتطهير مياه الشرب // النظافة والصرف الصحي. - 2001.-.س. 11-20.

Ø كراسوفسكي جي إن، إيجوروفا إن إيه. كلورة المياه كعامل زيادة الخطر على الصحة العامة // النظافة والصرف الصحي - 2003. - رقم 1.

الأدب الإضافي:

Ø بيفوفاروف يو.بي. دليل المختبر وأساسيات علم البيئة البشرية، 2004.

Ø كاتاييفا ف.أ.، لاكشين أ.م. دليل للدراسات العملية والمستقلة حول النظافة العامة وأساسيات البيئة البشرية. م: الطب، 2005

Ø SanPiN 2.1.4.1074-01 "مياه الشرب. المتطلبات الصحية لجودة المياه لأنظمة إمدادات مياه الشرب المركزية. رقابة جودة"

إن جودة مياه الشرب هي أساس السلامة الوبائية والصحة العامة. المياه الحميدة في خصائصها الكيميائية والميكروبيولوجية والحسية والجمالية هي مؤشر على الرفاهية الصحية العالية ومستويات المعيشة للسكان. بالنظر إلى الأهمية الهائلة لنوعية وكمية مياه الشرب المقدمة لصحة السكان وظروفهم المعيشية، وضمان الأداء الطبيعي لمؤسسات الأطفال والطبية والوقائية والثقافية والرياضية وغيرها من المؤسسات والمرافق العامة والمؤسسات الصناعية وغيرها من المرافق ويبدو من المهم إدخال تدابير تقدمية في مجال توفير مياه الشرب.

الهدف الرئيسي لطرق تحسين جودة مياه الشرب هو حماية المستهلك من الكائنات المسببة للأمراض والشوائب التي قد تشكل خطراً على صحة الإنسان أو لها خصائص غير سارة (اللون والرائحة والطعم وما إلى ذلك). يجب اختيار طرق المعالجة مع الأخذ في الاعتبار جودة وطبيعة إمدادات المياه.

الطرق الأساسية لتحسين نوعية المياه

الطرق الرئيسية لتحسين نوعية المياه من مصادر المياه السطحية هي التفتيح والتبييض والتطهير.

توضيح المياه - وهو إزالة المواد العالقة منه.

التبييض - القضاء على الغرويات الملونة.

التطهير - تحييد مصدر البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض الموجودة في الماء.

يتم استخدام الطرق التالية للتفتيح والتبييض:

Ø الترسيب والترشيح الطبيعي على المرشحات البطيئة؛

Ø التخثر والترسيب والترشيح على المرشحات السريعة.

Ø التخثر والترشيح في أجهزة تنقية الاتصال.

طرق تنقية المياه

إن المهمة الرئيسية لتنقية المياه هي تحريرها بالكامل من التعليق (العكارة)، وجعلها شفافة (تفتيح) وتقليل اللون إلى مستوى غير محسوس. الظروف الحديثةمن الأهمية بمكان الإزالة الأولية للعوالق الحيوانية (أصغر الكائنات الحية) والعوالق النباتية (أصغر الكائنات النباتية) من الماء. ولهذا الغرض، يتم استخدام المرشحات الدقيقة وشبكات الأسطوانة، التي يتم من خلالها تصفية المياه.

للتصفية وإزالة اللون، يشتمل مجمع مرافق معالجة المياه على: خزانات الترسيب، والخلاطات، وغرف التفاعل، والمرشحات، وما إلى ذلك.

خزانات الصرف الصحي(أفقي، عمودي) - هياكل مصممة لترسيب الجزيئات الكبيرة الحجم والكتلة المعلقة في الماء تحت تأثير الجاذبية.

مخطط خزان التسوية الأفقي

عيب الترسيب الطبيعي للمواد العالقة في خزانات الترسيب هو مدة هذه العملية، والتي لا تضمن ترسيب الجزء الرئيسي من المادة العالقة الدقيقة وجميع الجزيئات الغروية. من أجل تسريع وزيادة كفاءة ترسيب المواد الصلبة العالقة وإزالة المواد الغروية في خزانات الترسيب، يتم تخثر الماء قبل الترسيب.

مخطط خزان الترسيب العمودي:

1 - إمدادات المياه.

2 - تصريف المياه.

3 - تصريف الرواسب.

4 - غرفة التلبد.

5 - صينية جمع الحلقات.

6- مخروط عاكس .

تجلط الدمهي عملية توسيع وتجميع شوائب الماء الغروية والمتناثرة بدقة، والتي تحدث نتيجة للالتصاق المتبادل تحت تأثير قوى الجذب الجزيئية. تنتهي عملية التخثر بتكوين كتل مرئية للعين المجردة - رقائق.

يحدث التخثر تحت تأثير الكواشف الكيميائية - مواد التخثر، والتي تشمل أملاح الألومنيوم (كبريتات الألومنيوم A1 2 (SO 4) 3) والحديد (كبريتات الحديد، كلوريد الحديد). لتسريع عملية التخثر، يتم استخدام المواد الندفية.

الترشيح- وهي العملية التالية بعد التخثر والترسيب لتحرير الماء من المواد العالقة المتبقية بعد مراحل التنقية الأولى. جوهر الترشيح هو تمرير المياه من خلال مادة مسامية بدقة، على السطح، في الطبقة العلياأو في سمكها يتم الاحتفاظ بالجزيئات العالقة.

الفلتر عبارة عن خزان من الخرسانة المسلحة مملوء بمادة الفلتر، وعادة ما يكون في طبقتين. يتم استخدام رمل الكوارتز ورقائق الأنثراسايت والطين الممتد (المكسر وغير المكسر) وبعض الخبث البركاني والبوليسترين الممدد وغيرها كمواد ترشيح.

هناك طريقتان لتصفية المياه.

1. يتضمن ترشيح الفيلم تكوين فيلم بيولوجي من الشوائب المحتجزة مسبقًا في الطبقة العليا من وسط الترشيح. في البداية، بسبب الترسب الميكانيكي للجزيئات العالقة والتصاقها بسطح مادة التحميل (على سبيل المثال، الرمل)، يتناقص حجم المسام. ثم تتطور على سطح الرمال الطحالب والبكتيريا وغيرها من الكائنات الحية مما يؤدي إلى ظهور رواسب غرينية مكونة من مواد معدنية وعضوية (فيلم بيولوجي). يصل سمك الفيلم إلى 0.5-1 مم أو أكثر. إنه يلعب دورًا حاسمًا في تشغيل المرشحات البطيئة، ويحتفظ بأصغر المواد العالقة، 95-99٪ من البكتيريا، ويوفر تقليل الأكسدة بنسبة 20-45٪ واللون بنسبة 20٪.

2. يتم الترشيح الحجمي على المرشحات السريعة وهو عملية فيزيائية وكيميائية تخترق فيها الشوائب الميكانيكية للمياه سمك وسط المرشح ويتم امتصاصها على سطح جزيئاته ورقائق التخثر. نتيجة لانخفاض حجم المسام، تزداد مقاومة الحمل أثناء الترشيح وفقدان الضغط. تحتفظ عملية الترشيح الحجمي بحوالي 95% من البكتيريا. المرشحات السريعة، التي تسمح بمرور كميات أكبر من الماء، تصبح مسدودة بسرعة وتتطلب التنظيف في كثير من الأحيان.

مرشح طبقة مزدوجة

لتنقية المياه ذات العكارة المنخفضة والمحتوى العالي من المركبات العضوية، والتي يصعب معالجتها في خزانات الترسيب والمصفيات، يعد التعويم طريقة معالجة فعالة.

التعويم- هذه عملية يتمثل جوهرها في دمج الشوائب الغروية والمشتتة مع فقاعات الهواء المتناثرة جيدًا في الماء. تطفو المجمعات المتكونة على السطح وتشكل رغوة على سطح جهاز التعويم. يؤدي انخفاض التوتر السطحي عند السطح البيني للماء والهواء إلى زيادة كفاءة تنقية المياه عن طريق التعويم. للقيام بذلك، تتم إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي (كواشف التعويم) إلى الماء.

في حالة تنظيم إمدادات مركزية من مياه الشرب للأشياء الصغيرة (القرى والبيوت الداخلية وبيوت العطلات، وما إلى ذلك)، عند استخدام الخزانات السطحية كمصدر لإمدادات المياه، يمكن استخدام الهياكل المدمجة ذات السعة الصغيرة لتنقية المياه. وهي تشمل: خزان ترسيب أنبوبي، ومرشح مع تحميل حبيبي، ومعدات لتحضير الكواشف وجرعاتها، وخزان لمياه الشطف.

في محطات معالجة المياه الحديثة، في حالة استخدام المخططات التكنولوجية الكاشفة، يتم إدخال الكواشف الكيميائية في المياه المعالجة بواسطة أنظمة الجرعات الأوتوماتيكية. وتشمل هذه الخزانات الكاشفة، ومضخات الجرعات مع أدوات التحكم في المعالجات الدقيقة وصمامات الحقن.

مضخة الجرعات الكيميائية مع وحدة تحكم المعالجات الدقيقة وصمام الحقن

طرق تعقيم المياه

يتم إجراء تطهير (تطهير) مياه الشرب من أجل ضمان السلامة الوبائية لمياه الشرب ومنع انتقال مسببات الأمراض المعدية عبر المياه. يهدف التطهير إلى تدمير الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والانتهازية. لأغراض التطهير يتم استخدامه كاشف(كيميائية) و خالية من الكواشفالأساليب (المادية).

تعتمد طرق الكاشف على استخدام عوامل مؤكسدة قوية (الكلور والمواد المحتوية على الكلور والأوزون) وأيونات الفضة ومواد أخرى.

تشمل الطرق غير الكاشفة: التشعيع فوق البنفسجي، والتعرض للموجات فوق الصوتية، والفراغ، والإشعاع الإشعاعي، أي الطرق الفيزيائية، وكذلك المعالجة الحرارية. في أنظمة إمدادات المياه، عادة ما يتم تطهير المياه في المرحلة الأخيرة من تنقيتها قبل دخولها إلى خزانات المياه النظيفة وشبكة توزيع إمدادات المياه. يعتمد اختيار طريقة تطهير محددة على جودة وكمية مياه المصدر وطرق تنقيتها الأولية وشروط توريد الكواشف وعوامل أخرى.

الكلورة- معالجة مياه الشرب بمحلول مائي من الكلور بغرض تطهيرها. أصبحت هذه الطريقة هي الأكثر انتشارًا بين جميع طرق تعقيم المياه. ويرجع ذلك إلى الرخص النسبي للكلور، وبساطة المعدات المستخدمة وموثوقية تأثير التطهير.

في درجات الحرارة والضغوط العادية، يكون الكلور غازًا أصفر مخضرًا ذو رائحة حادة ومحددة. تهيج الأغشية المخاطية والعينين، وتصنف على أنها مادة شديدة السمية، وعندما يتم إطلاقها في الهواء، يمكن أن تسبب التسمم للناس.

يمكن استخدام الكلور لتطهير المياه في مختلف الهياكل - من بئر منجم إلى نظام كبير لإمدادات المياه. لتطهير المياه يمكن استخدام غاز الكلور (المقدم في اسطوانات سائلة)، والمبيض، وهيبوكلوريت الكالسيوم، والكلورامينات، وثاني أكسيد الكلور وغيرها من المواد التي تحتوي على الكلور.

الشروط الرئيسية لعمل الكلور هي: الإزالة الكاملة للمواد الصلبة العالقة من الماء، جرعة كافية من الكلور، خلط الكلور بشكل كامل وسريع مع كامل حجم الماء المراد تطهيره وملامسة الكلور للماء لمدة 30- على الأقل. 60 دقيقة من الوقت اللازم لظهور تأثير مبيد للجراثيم. لضمان التطهير الموثوق به، من الضروري إدخال مثل هذه الكمية لتغطية كامل قدرة امتصاص الكلور في الماء والحصول على بعض الفائض من الكلور النشط الحر. يتم الحكم على نجاح كلورة الماء من خلال الكلور النشط المتبقي. لقد ثبت أن جرعات الكلور في الماء بمقدار 1-3 ملغم/لتر عادةً ما توفر تأثيرًا كافيًا للجراثيم. وفي الوقت نفسه المحتوى الكلور الحر المتبقيفي الماء بعد أن تكون خزانات المياه النظيفة بالداخل 0,3-0,5 ملغم/لتر. تسمى هذه الكلورة بالكلورة التقليدية، أو بالكلورة مع مراعاة الطلب على الكلور.

امتصاص الكلور للماء -كمية الكلور التي يتم إنفاقها عند معالجة 1 لتر من الماء بالكلور على أكسدة المواد العضوية وغير العضوية التي تتأكسد بسهولة وتطهير البكتيريا في غضون 30 دقيقة.

متطلبات الكلور من الماء -الكمية الإجمالية للكلور المطلوبة لتلبية قدرة امتصاص الكلور في الماء وتوفير الكمية المطلوبة من الكلور المتبقي.

أنواع الكلورة

أنواع الكلورة في أنظمة إمدادات المياه هي الكلورة المزدوجة والكلورة الفائقة (إعادة الكلورة).

في الكلورة المزدوجةيتم إدخال الكلور إلى الماء مرتين: المرة الأولى في الخلاط قبل خزانات الترسيب والمرة الثانية بعد الفلاتر، ويستخدم مثلاً في حالة الاستخدام لمياه الشرب ماء النهرمع نسبة عالية من التلوث البكتيري.

الكلورة الفائقة- كلورة الماء بجرعات زائدة من الكلور (5-20 ملغم/لتر) مع محتوى نشط متبقي: يصل إلى 1-5 ملغم/لتر. يتم استخدامه مؤقتًا في حالة التقلبات الحادة في التلوث البكتيري للمياه، وفي حالة وجود حالة وبائية خاصة وعندما يكون من المستحيل ضمان الاتصال الكافي بالمياه بالكلور.

إذا كان هناك نسبة عالية من الكلور المتبقي، تعتبر المياه غير صالحة للاستهلاك المباشر وتتطلب إزالة الكلور لاحقًا بالمواد الكيميائية (هيبوسلفايت أو ثاني أكسيد الكبريت) أو طريقة الامتصاص (الكربون المنشط).

إحدى طرق تطهير المياه هي الأمونيا (الكلورة مع الأمونيا المسبقة)،حيث يتم إدخال الأمونيا ثم الكلور بالتتابع إلى الماء. يتم استخدام الكلورة مع المعالجة المسبقة لمنع ظهور روائح معينة في حالة كلورة الماء المحتوي على الفينول أو البنزين، وكذلك لمنع تكوين المواد المسببة للسرطان (الكلوروفورم، وما إلى ذلك) أثناء كلورة الماء في وجود الدبالية و مواد أخرى فيه.

وعلى الرغم من الجوانب الإيجابية لاستخدام الكلور في تطهير مياه الشرب، إلا أن السنوات الاخيرةكما تم تحديد العواقب السلبية لكلورة المياه على الصحة العامة.

نتيجة تفاعل الكلور مع المركبات الدبالية الموجودة في الماء وفضلات بعض الكائنات والمواد التي من صنع الإنسان يمكن أن تتكون في الماء مواد شديدة السمية ومسببة للسرطان ومطفرة. وتشمل هذه: ثلاثي الهالوميثان (THMs)، بما في ذلك الكلوروفورم، والبروموفورم، وثنائي بروموكلوروميثان وغيرها.

ومن الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن بعض المواد الضارة التي تتشكل في الماء تدخل الجسم ليس فقط أثناء استهلاك الماء والمنتجات الغذائية (معويا)، ولكن أيضا من خلال الجلد السليم أثناء الاستحمام والاستحمام والسباحة في حوض السباحة. ولذلك فإن الاتجاه المهم في حل المشكلة الملحة هو استخدام طرق أخرى بديلة للكلور لتطهير مياه الشرب.

الأوزون- معالجة المياه بالأوزون لقتل الكائنات الحية الدقيقة والقضاء على الروائح الكريهة.

الأوزون (O 3) هو غاز مزرق ذو رائحة محددة، قابل للذوبان بشدة في الماء. وله قدرة أكسدة عالية، مما يجعله مبيد للجراثيم. يعمل على بروتوبلازم الكائنات الحية الدقيقة، ويدمر الفيروسات (على وجه الخصوص، شلل الأطفال).

المعالج بالأوزون – جهاز (مولد) لإنتاج الأوزون المستخدم لتطهير المياه

الأوزون مقارنة بالكلور لديه ما يلي المزايا الرئيسية:

Ø يتم تحقيق التطهير الموثوق به في غضون دقائق قليلة، في حين أن الأوزون أكثر فعالية من الكلور في تطهير المياه من أشكال جراثيم البكتيريا ومسببات الأمراض من الالتهابات الفيروسية؛

Ø الأوزون، وكذلك منتجات اتحاده مع المواد الموجودة في الماء، لا طعم لها ولا رائحة؛

Ø يتغير لون الماء ويتم التخلص من الروائح الموجودة سابقًا من أصول مختلفة؛

Ø يتحول الأوزون الزائد بعد بضع دقائق إلى أكسجين، وينطلق في الهواء الجوي، وبالتالي ليس له أي تأثير على جسم الإنسان؛

Ø في هذه الحالة، يتم تشكيل مواد سامة جديدة أقل بكثير مما كانت عليه أثناء عملية الكلورة؛

Ø تعتمد عملية الأوزون بدرجة أقل من الكلورة على الرقم الهيدروجيني والعكارة ودرجة الحرارة وغيرها من خصائص الماء؛

Ø إنتاج الأوزون في الموقع يلغي الحاجة إلى تسليم وتخزين الكواشف.

عيوب الأوزون.الأوزون عبارة عن كاشف متفجر وسام، وهو طريقة أكثر تكلفة مقارنة بالكلور. التحلل السريع في مياه الصرف الصحي (في 20-30 دقيقة) يحد من استخدامه بعد الأوزون، وغالبا ما يتم ملاحظة زيادة كبيرة في البكتيريا بسبب إعادة تنشيط البكتيريا والتلوث الثانوي. حتى الجرعات العالية من الأوزون (20 ملجم/ لتر) والتعرض الطويل (1.5-2 ساعة) لا توفر تطهيرًا فعالًا تمامًا ضد الجراثيم البكتيرية. عند معالجة المياه بالأوزون، يمكن أن تتشكل منتجات ثانوية سامة: البرومات والألدهيدات والكيتونات والأحماض الكربوكسيلية ومركبات أخرى. قد تسبب هذه المنتجات تأثيرات مطفرة وغيرها من الآثار الضارة.

تطهير الماء بأيونات الفضةعلى أساس عمل قليل الديناميكية لهذا المعدن. تتمتع الفضة بخاصية الحفاظ على الماء لفترة طويلة. وفقا للبيانات المنشورة، فإن المياه المعالجة بالفضة بتركيز 0.1 ملغم / لتر تحافظ على مؤشرات صحية وصحية عالية لمدة عام أو أكثر.

يتم التطهير بالفضة مباشرة عن طريق ملامسة الماء للسطح المعدني أو عن طريق إذابة أملاح الفضة في الماء باستخدام طريقة التحليل الكهربائي. وفي الحالة الثانية يتم استخدام المؤينات لضمان إذابة الفضة تحت تأثير التيار الكهربائي المباشر.

تستخدم الأيونات لتطهير المياه على متن السفن الكبيرة. وأشاد رواد الفضاء بالمياه المعالجة بالفضة. أظهرت الممارسة أن معالجة إمدادات مياه الشرب على متن الطائرة بالفضة تضمن الحفاظ على خصائصها الحسية والصحية أثناء الرحلات الفضائية لفترات مختلفة. كما تبين أن الفضة مادة حافظة ممتازة للمياه المعدنية. لذلك، في مصانع إنتاج المشروبات الغازية المرموقة مياه معدنيةتطهيرها بالفضة.

ومع ذلك، على الرغم من وفرة المعلومات حول خصائص الفضة المضادة للميكروبات، فإن إدخالها على نطاق واسع في ممارسة إمدادات المياه قد أعاقته أسباب مختلفة، بما في ذلك عدم كفاية المعلومات حول سميتها.

التشعيع فوق البنفسجي.إن التأثير المبيد للجراثيم للأشعة فوق البنفسجية معروف على نطاق واسع وقد تم إثباته مرارًا وتكرارًا في التجارب. تخترق الأشعة فوق البنفسجية طبقة سمكها 25 سم من الماء الصافي عديم اللون. تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، تحدث عمليات لا رجعة فيها في خلايا الكائنات الحية الدقيقة في الماء، مما تسبب في تعطيل الروابط الجزيئية والجزيئية. وهذا يؤدي إلى تمسخ (تدمير) بروتينات الخلايا البروتوبلازمية، على وجه الخصوص، تلف الحمض النووي، الحمض النووي الريبي (RNA)، أغشية الخلايا، ونتيجة لذلك، موت الكائنات الحية الدقيقة. تؤثر جزيئات الأوزون قصيرة العمر والأكسجين الذري والجذور الحرة ومجموعات الهيدروكسيل المتكونة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية أيضًا على الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء.

لا تغير طريقة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية التركيب الكيميائي والصفات الحسية للمياه. وميزة الطريقة أيضًا هي سرعة التطهير (بضع ثواني) وغياب الرائحة والطعم عند استخدام الأشعة فوق البنفسجية. للأشعة تأثير ضار ليس فقط على الأشكال النباتية للبكتيريا المسببة للأمراض، والتي تموت بعد التشعيع خلال 1-2 دقيقة، ولكن أيضًا على الجراثيم المقاومة للكلور والفيروسات وبيض الديدان الطفيلية. أظهرت العديد من الدراسات عدم وجود آثار ضارة حتى عند تناول جرعات من الأشعة فوق البنفسجية أعلى بكثير مما هو ضروري عمليًا. وبالتالي، وعلى النقيض من تكنولوجيا الكلورة والأوزون، لا يوجد أي خطر من جرعة زائدة من الأشعة فوق البنفسجية. في الوقت نفسه، هناك معلومات تفيد أنه إذا تم اختيار جرعة الأشعة فوق البنفسجية بشكل صحيح، فلن يتم ملاحظة تنشيط الكائنات الحية الدقيقة، مما يسمح باستخدام التطهير بالأشعة فوق البنفسجية دون إدخال جرعات حافظة من الكلور لاحقًا.

تعد تقنية تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية هي الأسهل في التنفيذ والصيانة. يتميز تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية بتكاليف طاقة ضئيلة (أقل بـ 3-5 مرات من تكلفة الأوزون) وعدم الحاجة إلى كواشف باهظة الثمن.

لتطهير المياه، يتم استخدام التركيبات التي تحتوي على مصابيح الكوارتز الزئبقية عالية الضغط ومصابيح الأرجون الزئبق منخفضة الضغط. توضع المصابيح فوق تدفق الماء المشعع أو في الماء نفسه. في الحالة الأولى تكون مجهزة بعاكس للإشعاع الاتجاهي، وفي الحالة الثانية تنتشر الأشعة حول الدائرة في كل الاتجاهات.

تركيب جهاز تعقيم بالأشعة فوق البنفسجية لمياه الشرب

على الرغم من الجوانب الإيجابية العديدة لاستخدام الأشعة فوق البنفسجية لتطهير مياه الشرب، إلا أنه يجب الأخذ في الاعتبار أن زيادة التعكر واللون وأملاح الحديد تقلل من نفاذية الماء للأشعة فوق البنفسجية المبيدة للجراثيم. ولذلك، فإن المياه من المصادر الجوفية التي تحتوي على نسبة حديد لا تزيد عن 0.3 ملغم/لتر، وذات عكارة منخفضة ولون منخفض، تكون أكثر ملاءمة للتطهير عن طريق الأشعة فوق البنفسجية. إذا كان التطهير بالأشعة فوق البنفسجية للمياه من السطح وبعض المصادر الجوفية ضروريًا، فإن تنقية المياه الأولية (التصفية، وإزالة اللون، والتأجيل، وما إلى ذلك) مطلوبة.

تعقيم المياه بالموجات فوق الصوتية.يتم تفسير تأثير الموجات فوق الصوتية المبيد للجراثيم بشكل أساسي عن طريق التدمير الميكانيكي لغشاء الخلية للبكتيريا في مجال الموجات فوق الصوتية. في هذه الحالة، يرتبط تأثير مبيد الجراثيم بكثافة الاهتزازات فوق الصوتية ولا يعتمد على التعكر (حتى 50 ملغم/لتر) واللون. لا يمتد تأثير التطهير إلى النباتات فحسب، بل يمتد أيضًا إلى أشكال جراثيم الكائنات الحية الدقيقة.

للحصول على الاهتزازات فوق الصوتية اللازمة لتطهير المياه، يتم استخدام الأجهزة الكهرضغطية والمغناطيسية. مدة تأثير التطهير بالموجات فوق الصوتية تستمر ثواني.

تعقيم المياه بالفراغيوفر تطهير البكتيريا والفيروسات عن طريق الضغط المنخفض. في هذه الحالة، يمكن تحقيق التأثير الكامل للجراثيم خلال 15-20 دقيقة.

التطهير الإشعاعي للمياه.الإشعاع المؤين (المخترق) هو أشعة سينية قصيرة الموجة وإشعاع جاما، وهو تيار من الجسيمات المشحونة عالية الطاقة (الإلكترونات والبروتونات والديوترونات وجسيمات ألفا والنوى الارتدادية)، بالإضافة إلى النيوترونات السريعة (الجسيمات التي لا تحتوي على رسوم). من خلال التفاعل مع الأغلفة الإلكترونية للذرات وجزيئات الوسط، فإنها تنقل جزءًا من طاقتها إليها، مما يؤدي إلى تأين الجزيئات. تتمتع الإلكترونات المنبعثة في هذه الحالة، كقاعدة عامة، بطاقة كبيرة، والتي تنفق على تأين العديد من جزيئات الماء.

يعد الإشعاع المؤين عاملاً قويًا غير كاشف، حيث يؤدي تأثيره إلى موت الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض الموجودة في المياه المشععة وتطهيرها. المنتجات الأساسية للتحليل الإشعاعي للمياه تعطل عملية التمثيل الغذائي في الخلية البكتيرية.

تتمتع تنقية المياه وتطهيرها بالإشعاع بالمزايا التالية مقارنة بطرق المعالجة التقليدية:

ü التنوع، أي القدرة على تحييد العديد من الملوثات العضوية وأي ملوثات ميكروبية؛

ü درجة عالية من التطهير والتنظيف.

ü سرعة معالجة عالية وإمكانية التشغيل الآلي الكامل.

ومع ذلك، نظرًا لتلوث المسطحات المائية بمواد تكنولوجية معينة ولأسباب أخرى، أصبحت الطرق المشتركة منتشرة على نطاق واسع في الممارسة العملية، عندما يتم استخدام المعالجة الإشعاعية للمياه بالتزامن مع طرق التطهير التقليدية (الكلور أو الأوزون).

تعقيم المياه الحراريةتستخدم بشكل رئيسي للتطهير كمية كبيرةالمياه في مؤسسات الأطفال (المدارس، مؤسسات ما قبل المدرسةوالمعسكرات الرائدة والصيفية) والمصحات والمستشفيات وعلى متن السفن وكذلك في المنزل.

لقد ثبت أن التطهير الكامل للأزياء (تدمير جميع أنواع وأشكال الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض) لا يتم إلا عن طريق غليان الماء لمدة 5-10 دقائق. ومع ذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الماء المغلي لا يخلو من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض فحسب، بل أيضًا من الكائنات الحية الدقيقة غير الضارة أو حتى المفيدة للإنسان. وفي مثل هذه المياه تتكاثر بسهولة الكائنات الحية الدقيقة التي دخلتها بعد الغليان والتبريد، مما يؤدي إلى تدهور سريع في جودتها. لذلك يجب تخزين الماء المغلي في عبوات مغلقة بإحكام في مكان بارد لمدة لا تزيد عن 24 ساعة.

إبريق التصفية

الإيجابيات: إبريق الفلتر سهل الاستخدام للغاية، ولا يحتاج إلى توصيل بمصدر مياه، ولا تحتاج عملية التنظيف إلى التحكم.

السلبيات: كمية صغيرة من الماء النقي (من 1 إلى 2 لتر)، سرعة تنقية منخفضة.

ماص ممتاز - الفحم - يمتص الكلور والكلور العضوي والملوثات العضوية، كما أن معالجته الإضافية بالفضة تمنع نمو البكتيريا.

كل من الفلتر والغلاية

كان الحل الطبيعي تمامًا هو الجمع بين غلاية ومرشح لملئها بالماء في وعاء واحد. تجمع الغلاية الكهربائية بين وظيفتي الترشيح وتنعيم المياه، مع فلاتر تنقية المياه، والتي تتيح لك تنقية مياه الصنبور بسرعة وكفاءة من الكلور والشوائب الأخرى، مما يمنع تكوين الترسبات الكلسية.

مرفق على الرافعة

مبدأ التشغيل: يتم وضع جهاز تنقية المياه مباشرة على الصنبور، ويتم توفير الماء فيه تحت الضغط.

الايجابيات: السعر المنخفض، مريحة للاستخدام.

السلبيات: إنتاجية منخفضة (0.3-0.5 لتر/دقيقة)، من الضروري استخدام وعاء لتخزين المياه النقية. إذا لم يكن الفلتر مزودًا بمفتاح، فسيتعين عليك تشغيله وإيقاف تشغيله يدويًا في كل مرة.

العمل العملي رقم 1

اختبارات التحكم والتدريب

1. الطريقة الأكثر شيوعًا لتطهير مياه الشرب في محطات المياه:

أ) الكلورة.

ب) الأشعة فوق البنفسجية؛

ج) الأوزون.

2. عند تطهير مياه الشرب بمستحضرات تحتوي على الكلور، فإن الخصائص الحسية للماء يمكن أن:

أ) تحسين؛

ب) تزداد سوءا.

ج) لا تتغير.

3. تشمل الطرق الفيزيائية للتطهير ما يلي:

أ) استخدام بيروكسيد الهيدروجين.

ج) الغليان.

ه) التأثير قليل الديناميكية للفضة.

4. طرق خاصة لتحسين جودة مياه الشرب:

أ) التطهير؛

ب) التوضيح؛

ج) إزالة الروائح الكريهة.

د) التفريغ.

د) التنظيف.

5. قيم جرعة الكلور التقريبية للكلور بالجرعات العادية:

أ) 1-5 ملغم/لتر؛

ب) 10-15 ملغم/لتر؛

ج) 20-30 ملغم/لتر.

6. طرق تطهير مياه الشرب:

أ) التخثر.

ب) الكلورة.

ج) الفلورة.

د) الأوزون.

ه) العلاج بالأشعة فوق البنفسجية.

7. مؤشرات استخدام طريقة الكلورة مع المعالجة المسبقة هي:

أ) التلوث الميكروبي العالي؛

ب) منع إثارة الروائح.

ج) الوضع الوبائي غير المواتي للالتهابات المعوية.

د) شبكة واسعة من إمدادات المياه؛

هـ) استحالة ضمان وقت اتصال كافٍ بين الماء والكلور.

8. مميزات الأوزون على الكلور عند تطهير مياه الشرب:

أ) يحسن الخصائص الحسية للمياه.

ب) يحسن الخصائص الحسية للمياه ويتطلب وقت اتصال أقل؛

ج) يحسن الخصائص الحسية للمياه، ويتطلب وقت اتصال أقل، وأكثر فعالية ضد الكائنات الأولية المسببة للأمراض.

9. عند تطهير مياه الشرب بالأشعة فوق البنفسجية، فإن الخصائص الحسية للمياه يمكن أن:

أ) تحسين؛

ب) تزداد سوءا.

ج) لا تتغير.

10. عند تطهير الماء بمستحضرات تحتوي على الكلور فإن خواصه الحسية:

أ) تتفاقم؛

ب) لا تتغير؛

ج) تتحسن.

أسئلة التحكم

1. كيف يتم تصنيف طرق تحسين جودة مياه الشرب؟

2. كيف يتم تخثر الماء؟ ما هي التخثرات التي تعرفها؟

3. كيف يتم تسوية الماء؟

4. ما هي المرشحات التي تعرفها، وكيف تختلف عن بعضها البعض؟

5. وصف الطرق الكاشفة لتطهير مياه الشرب.

6. اذكر طرق الكلورة. ما هي مزايا وعيوب كل منها؟

7. ما هو امتصاص الكلور واحتياجات الكلور من الماء؟

8. ما هي الأهمية الصحية للكلور المتبقي في مياه الشرب؟

9. كيف يتم تحديد محتوى الكلور النشط في مادة التبييض؟

10. كيف يتم تحديد جرعة المبيض بواسطة الكلور المتبقي؟

11. وصف الطرق الفيزيائية لتحسين جودة مياه الشرب.

12. ما هي الطرق الإضافية التي تعرفها لتحسين جودة مياه الشرب؟

13. إجراء تقييم مقارن للطرق الفيزيائية والكيميائية لتحسين جودة مياه الشرب.

14. ما هي الطرق المشتركة التي تعرفها لتحسين جودة مياه الشرب؟

وزارة الصحة والتنمية الاجتماعية في الاتحاد الروسي"

قسم النظافة العامة

طرق تحسين جودة مياه الشرب

فلاديكافكاز 2011

جمعتها:

Ø دكتور في العلوم الطبية البروفيسور أ.ر. كوسوفا،

Ø مساعد ف.ك. خودالوفا،

Ø مساعد أ.ر. نانييفا.

المراجعون:

Ø ف.ف. كالاجوفا - أستاذ دكتور في العلوم الطبية رئيسا. قسم الكيمياء العامة والعضوية الحيوية.

Ø تويفا آي.ش. - مرشح العلوم الطبية، أستاذ مشارك في قسم النظافة بكلية الطب الوقائي مع دورة علم الأوبئة و FPDO

كيفية تحسين نوعية المياه. كيفية تحسين نوعية مياه الشرب في المنزل. قائمة طرق تحسين جودة البيئة المائية. طرق محددة. طرق الاستخدام المنزلي . مزايا وعيوب كل طريقة منزلية. ميزات استخدامها. الأوزون. الغليان. التفريغ. تجميد. سيسمح لك تحسين جودة المياه بحماية نفسك من العديد من المشاكل الناجمة عن شرب سوائل منخفضة الجودة. سنخبرك بكيفية تحسين جودة مياه الشرب في مقالتنا.

طرق تحسين نوعية المياه

كما تفهم أنت بنفسك، فإن الوضع البيئي والعدد الكبير من الملوثات التي من صنع الإنسان تؤدي إلى تدهور نوعية المياه الطبيعية. وإمكانيات مرافق معالجة المياه ليست كبيرة كما نود. ونتيجة لذلك، فإننا نشرب تقريبا نفس المياه الموجودة في الأنهار والبحيرات في منطقتنا.

وفي مثل هذه الحالة، يصبح تحسين نوعية المياه أمرا ضروريا بكل بساطة. ولهذا الغرض تم تطوير طرق تنقية المياه، مما يجعل من الممكن إعادة نوعية المياه التي يتم جمعها من أي مصدر إلى وضعها الطبيعي.

تضمن طرق المعالجة التالية تحسنًا كبيرًا في جودة المياه:

تقنية التسوية
توضيح البيئة المائية
طرق الترشيح الغشائي
الكواشف المؤكسدة الكيميائية
الامتزاز
إزالة الحديد المذاب
إزالة الكلور من البيئة المائية
تليين البيئة المائية (تقليل تركيز الملح)
السيطرة على النترات
تكييف سائل
تنقية من الشوائب ذات الأصل العضوي
تطهير البيئة المائية

هناك أيضًا طرق محددة لتحسين جودة البيئة المائية:

تفريغ الماء
إزالة الروائح السائلة
السخرية من البيئة المائية
فلورة المياه
تحلية السائل
تليين المياه

وبدورها تنقسم طريقة تعقيم المياه إلى عدة طرق:

تتضمن الطريقة الكيميائية إجراءات المعالجة بالكلور الهيدروكلوري، والكلورة التقليدية، والتنقية بسبب خصائص أملاح المعادن الثقيلة.
تتضمن الطريقة الفيزيائية التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية.
يستخدم التطهير الميكانيكي طريقة ترشيح خاصة باستخدام شموع خاصة.

طرق تحسين جودة المياه التي يمكنك استخدامها بنفسك:

الأوزون في البيئة المائية
التفريغ والماء المغلي
سائل متجمد
استخدام أجهزة التصفية

ما هو الأوزون؟

يمكن استخدام هذه الطريقة لتحسين جودة المياه بدلاً من الكلورة التقليدية. عادة، يتم تطبيق الأوزون في المرحلة الأخيرة من العملية. لتعظيم تأثير الإجراء، تحتاج إلى استخدام تركيز الأوزون يتراوح من 0.4 إلى 1 ملغم / لتر. يجب الحفاظ على هذا التركيز لمدة أربع دقائق.

كما يمكن استخدام طريقة الأوزون في المرحلة الأولية لمعالجة المياه. يساعد على تحويل المكونات المذابة إلى شكل غرواني. ونتيجة لذلك، يتم إيداعها بسهولة في أجهزة التصفية.

فوائد الأوزون:

إزالة اللون وتطهير المياه في وقت واحد.
تم تحسين المؤشرات الحسية للذوق والرائحة للبيئة المائية.
ولا يغير الأوزون المتبقي تركيبة الماء، لأنه يتحول بسرعة إلى أكسجين.
تسمح لك طريقة الأوزون بإزالة الطعم الترابي للبيئة المائية.

عيوب الأوزون:

لم تتم دراسة الطريقة إلا قليلاً.
يتطلب الكثير من الكهرباء.
غالبًا ما يؤدي استخدام هذه الطريقة لتحسين جودة المياه إلى زيادة نمو الكتلة الحيوية في أجهزة تصفية التبادل الأيوني.

تجميد

يعد تحسين جودة مياه الشرب أكثر ملاءمة للاستخدام المنزلي، لأنه لأغراض الإنتاج من الضروري إنشاء جهاز ضخم للغاية.

ويستند مبدأ التنقية على قانون الفيزياء الذي ينص على أنه عندما يتجمد السائل، يتجمد المكون الرئيسي أولا، ثم تتجمد الشوائب المختلفة والرواسب والملوثات أخيرا. يظهر هذا القانون بوضوح شديد في مثال تجميد الحليب: أولاً، يتجمد الماء الموجود على جدران العبوة، وبعد ذلك فقط تتجمد الدهون والمواد المغذية الأخرى الموجودة في وسطها.

ووفقا لهذه الطريقة، يجب تجميد الماء عند درجة حرارة -1-6 درجة مئوية، وإزالة الجليد، وتصريف البقايا غير المجمدة. ثم يمكن إذابة هذا الجليد وأكله. عادة يتم تصريف حوالي 1/3 أو 1/2 من الماء. تذكر: الماء الأكثر شيوعًا هو الذي تجمد أولاً.

إذا قمت بتحليل مثل هذا السائل المتجمد، فسوف يظهر أن 16 ملجم / لتر فقط من الكالسيوم بقي في الماء. وبطبيعة الحال، إذا قمت بتسخين الماء يتغير هيكله، ولكن تبقى درجة النقاء والجودة عالية، مما يحسن صحتك ويزيد من طول العمر.

التفريغ والغليان

سيكون تحسين جودة المياه باستخدام التفريغ في المنزل أمرًا صعبًا، لأن ذلك يتطلب تخليص السائل من الغازات الزائدة تحت الفراغ. لكن التجارب أثبتت أن السائل المتحرر من الغازات يمتصه الكائنات الحية بشكل مثالي، مما يزيد من نشاطها الحيوي.

أما الماء المغلي أي تسخينه إلى درجة حرارة 100 درجة فهذا يسمح لك بالتخلص من جميع الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا الضارة تقريبًا. تتيح هذه العملية أيضًا التخلص من عدد من السموم والمكونات السامة. والغليان لمدة 10-15 دقيقة يضمن موت حتى الفيروسات المقاومة للحرارة. سوف تموت جراثيم الفطريات المختلفة إذا تم غلي الماء لمدة ساعتين. سيحدث نفس التأثير عند تسخين الوسط المائي في الأوتوكلاف.

مزايا تقنية الغليان:

توافرها وسهولة تنفيذها.
كفاءة وموثوقية عالية.
تأثير الغليان لا يعتمد على تكوين البيئة المائية.
عند الغليان، لا تتغير الخصائص الحسية ولا الفيزيائية والكيميائية للسائل.

عيوب الطريقة:

ربحية منخفضة.
يتطلب تنفيذه على نطاق عالمي الكثير من الطاقة.
المعدات المطلوبة ستكون كبيرة جدًا.
أداء منخفض عند استخدام عناصر التسخين المتوفرة.

قبل اختيار طريقة لتحسين جودة المياه، تحتاج إلى تحليل السائل في المختبر للحصول على فكرة عن تركيبته. يمكنك طلب مثل هذا التحليل في مختبرنا.

عند استخدام المياه لأغراض الشرب والأغراض المنزلية، يجب استبعاد تأثيرها السلبي على الجسم في شكل أمراض معدية وغير معدية، ولذلك ينبغي تقليل الاحتياجات من المياه إلى ما يلي:

1. يجب أن يلبي الماء احتياجات السكان من حيث خصائصه الحسية.

إن استخدام المياه الطبيعية من الخزانات المفتوحة، وأحيانا المياه الجوفية للأغراض المنزلية وإمدادات مياه الشرب، أمر مستحيل عمليا دون تحسين خصائص المياه وتطهيرها أولا.

لتحسين نوعية المياه يتم استخدام ما يلي: طُرق:

1) التنظيف - إزالة الجزيئات العالقة.

2) التطهير - تدمير الكائنات الحية الدقيقة.

3) طرق خاصة لتحسين الخواص الحسية للماء وتليينه وإزالة بعض المواد الكيميائية والفلورة وما إلى ذلك.

تنقية المياه.تعد عملية التنقية خطوة مهمة في المجموعة الشاملة من الطرق لتحسين جودة المياه، حيث إنها تعمل على تحسين خصائصها الفيزيائية والعضوية. في الوقت نفسه، في عملية إزالة الجزيئات العالقة من الماء، تتم إزالة جزء كبير من الكائنات الحية الدقيقة. يتم التنظيف الطرق الميكانيكية (الترسيب) والفيزيائية (الترشيح) والكيميائية (التخثر).

المناصرة، حيث يحدث التنقية وتغير لون الماء جزئيًا، يتم تنفيذه في هياكل خاصة - خزانات الترسيب. تستمر عملية الترسيب فيها لمدة 2-8 ساعات، ومع ذلك، فإن أصغر الجزيئات، بما في ذلك جزء كبير من الكائنات الحية الدقيقة، ليس لديها الوقت للاستقرار. ولذلك، لا يمكن اعتبار الترسيب الطريقة الرئيسية لتنقية المياه.

الترشيح- عملية تحرير أكثر اكتمالا للمياه من الجزيئات العالقة. يتم تمرير الماء من خلال مادة مرشحة مسامية بدقة، في أغلب الأحيان الرمل. كمرشحات للمياه، فإنها تترك جزيئات عالقة على السطح وفي أعماق مادة الترشيح. في محطات إمدادات المياه، يتم استخدام الترشيح بعد التخثر.

حاليًا، يتم استخدام مرشحات الكوارتز والجمرة الخبيثة، مما يزيد بشكل كبير من معدل الترشيح.

تجلط الدمهي طريقة كيميائية لتنقية المياه. فهو يسمح لك بتحرير المياه من الملوثات التي تكون على شكل جزيئات عالقة، والتي من المستحيل إزالتها عن طريق الترسيب والترشيح. جوهر التخثر هو إضافة مادة كيميائية إلى الماء - مادة تخثر يمكن أن تتفاعل مع البيكربونات الموجودة فيه. ونتيجة لهذا التفاعل، يتم تشكيل رقائق كبيرة وثقيلة إلى حد ما. وعندما تستقر بسبب جاذبيتها، فإنها تحمل معها جزيئات عالقة من الملوثات في الماء. وهذا يساعد على تنقية المياه بسرعة كبيرة. ونتيجة لهذه العملية، يصبح الماء شفافًا ويتحسن مؤشر اللون.

تستخدم كبريتات الألومنيوم كمادة تخثر، وتشكل رقائق كبيرة من هيدرات أكسيد الألومنيوم مع بيكربونات الماء.

التطهير.

إن تدمير الكائنات الحية الدقيقة هو المرحلة الأخيرة والأخيرة من معالجة المياه، مما يضمن سلامتها الوبائية. يستخدم لتطهير المياه الطرق الكيميائية (الكاشفة) والفيزيائية (الخالية من الكاشف). .

المواد الكيميائية(الكاشف) تعتمد طرق التطهير على إضافة مواد كيميائية مختلفة إلى الماء، مما يتسبب في موت الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء. هذه الأساليب فعالة للغاية. يمكن استخدام عوامل مؤكسدة قوية مختلفة ككواشف: الكلور ومركباته والأوزون واليود وبرمنجنات البوتاسيوم وبعض أملاح المعادن الثقيلة والفضة.

في الممارسة الصحية، الطريقة الأكثر موثوقية وثباتًا لتطهير المياه هي الكلورة. ويتم إنتاجه في محطات المياه باستخدام غاز الكلور ومحاليل التبييض.

تعتمد عملية الكلورة على بقاء الكائنات الحية الدقيقة. الأكثر استقرارًا هي تلك التي تشكل البوغ. من بين غير الجراثيم، يختلف الموقف تجاه الكلور، على سبيل المثال، عصية التيفوئيد أقل استقرارا من عصية نظيرة التيفية، وما إلى ذلك. إن ضخامة التلوث الميكروبي أمر مهم: كلما زاد ارتفاعه، زادت الحاجة إلى الكلور لتطهير المياه. تعتمد فعالية التطهير على نشاط المستحضرات المحتوية على الكلور المستخدمة. وبالتالي فإن غاز الكلور أكثر فعالية من مواد التبييض.

إن تكوين الماء له تأثير كبير على عملية الكلورة؛ تتباطأ العملية في وجود كمية كبيرة من المواد العضوية، حيث يتم إنفاق كمية أكبر من الكلور على أكسدتها، وفي درجات حرارة منخفضة للمياه. كلما زادت جرعة الكلور وطال ملامسته للماء، زاد تأثير التطهير.

لتحقيق تأثير مبيد للجراثيم الكامل، يتم تحديد الجرعة المثلى من الكلور، والتي تتكون من كمية الكلور النشط الضروري من أجل:

أ) تدمير الكائنات الحية الدقيقة.

ب) أكسدة المواد العضوية، وكذلك كمية الكلور التي يجب أن تبقى في الماء بعد الكلورة لتكون بمثابة مؤشر على موثوقية الكلورة.

تسمى هذه الكمية الكلور المتبقي النشط . المعيار هو 0.3-0.5 ملغم / لتر. عند الجرعات التي تزيد عن 0.5 ملغم/لتر، يكتسب الماء رائحة كلور خاصة كريهة.

تشمل الطرق الكيميائية لتطهير المياه الأوزون. الأوزون مركب غير مستقر. وفي الماء، يتحلل لتكوين الأكسجين الجزيئي والذري، المرتبط بقوة الأكسدة القوية للأوزون. أثناء تحللها، تتشكل الجذور الحرة OH وHO 2، والتي لها خصائص مؤكسدة واضحة. يتمتع الأوزون بقدرة عالية على الأكسدة والاختزال، لذا فإن تفاعله مع المواد العضوية في الماء يكون أكثر اكتمالاً من تفاعل الكلور. آلية عمل الأوزون التطهيري تشبه عمل الكلور: كونه عامل مؤكسد قوي، الأوزون يدمر الإنزيمات الحيوية للكائنات الحية الدقيقة ويسبب موتها.

يُعرف بيروكسيد الهيدروجين منذ فترة طويلة بأنه عامل مؤكسد. يرتبط تأثيره المبيد للجراثيم بإطلاق الأكسجين أثناء التحلل.

الطرق الكيميائية أو الكاشفة لتطهير المياه لها عدد من العيوب، والتي تتمثل في حقيقة أن معظم هذه المواد تؤثر سلبًا على تكوين الماء وخصائصه الحسية. بالإضافة إلى ذلك، يظهر تأثير مبيد للجراثيم لهذه المواد بعد ذلك فترة معينةالاتصال ولا ينطبق دائمًا على جميع أشكال الكائنات الحية الدقيقة. كل هذا كان سبب التطور بدنيطرق تعقيم المياه والتي لها عدد من المزايا مقارنة بالطرق الكيميائية. لا تؤثر الطرق الخالية من الكواشف على تركيبة وخصائص الماء المطهر ولا تضعف خصائصه الحسية. إنهم يعملون بشكل مباشر على بنية الكائنات الحية الدقيقة، ونتيجة لذلك لديهم مجموعة واسعة من عمل مبيد للجراثيم. مطلوب فترة قصيرة من الوقت للتطهير.

الطريقة الأكثر تطوراً هي تشعيع الماء بمصابيح مبيد للجراثيم (الأشعة فوق البنفسجية). تتمتع الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 200-280 نانومتر بأكبر خصائص مبيد للجراثيم. يحدث الحد الأقصى لتأثير مبيد الجراثيم عند الطول الموجي 254-260 نانومتر. مصدر الإشعاع هو مصابيح الأرجون والزئبق منخفضة الضغط ومصابيح الكوارتز الزئبق. يتم تطهير المياه بسرعة، في غضون 1-2 دقيقة. عندما يتم تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية، لا يتم قتل الأشكال النباتية من الميكروبات فحسب، بل يتم أيضًا قتل أشكال الجراثيم، وكذلك الفيروسات وبيض الديدان الطفيلية المقاومة للكلور. إن استخدام المصابيح المبيدة للجراثيم ليس ممكنًا دائمًا، حيث أن تأثير تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية يتأثر بتعكر الماء ولون الماء ومحتوى أملاح الحديد فيه. لذلك، قبل تعقيم المياه بهذه الطريقة، يجب تنظيفها جيداً.

من بين جميع الطرق الفيزيائية المتاحة لتطهير المياه، يعتبر الغليان هو الأكثر موثوقية. نتيجة الغليان لمدة 3-5 دقائق، تموت جميع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه، وبعد 30 دقيقة يصبح الماء معقمًا تمامًا. على الرغم من التأثير العالي للجراثيم، إلا أن هذه الطريقة لا تستخدم على نطاق واسع لتطهير كميات كبيرة من المياه. عيب الغليان هو تدهور طعم الماء، والذي يحدث نتيجة لتطاير الغازات، وإمكانية التطور السريع للكائنات الحية الدقيقة في الماء المغلي.

تشمل الطرق الفيزيائية لتطهير المياه استخدام التفريغ الكهربائي النبضي والموجات فوق الصوتية والإشعاع المؤين. حاليا، هذه الأساليب لا تستخدم على نطاق واسع في الممارسة العملية.

طرق خاصة لتحسين نوعية المياه.

بالإضافة إلى الطرق الأساسية لتنقية المياه وتطهيرها، في بعض الحالات تكون هناك حاجة لإجراء معاملة خاصة. في الأساس، يهدف هذا العلاج إلى تحسين التركيب المعدني للمياه وخصائصه الحسية.

إزالة الروائح الكريهة - إزالة الروائح والأذواق الغريبة. يتم تحديد الحاجة إلى مثل هذه المعالجة من خلال وجود الروائح المرتبطة بنشاط حياة الكائنات الحية الدقيقة والفطريات والطحالب ومنتجات التحلل وتحلل المواد العضوية في الماء. ولهذا الغرض، يتم استخدام طرق مثل الأوزون، والكلور، ومعالجة المياه ببرمنجنات البوتاسيوم، وبيروكسيد الهيدروجين، والفلورة من خلال مرشحات الامتصاص، والتهوية.

تفريغ الماء هو إزالة الغازات الذائبة ذات الرائحة الكريهة منه. ولهذا يتم استخدام التهوية، أي رش الماء في قطرات صغيرة في غرفة جيدة التهوية أو في الهواء الطلق، مما يؤدي إلى إطلاق الغازات.

تليينالماء - الإزالة الكاملة أو الجزئية لكاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم منه. يتم إجراء التليين باستخدام كواشف خاصة أو باستخدام التبادل الأيوني والطرق الحرارية.

تحلية المياه (تحلية المياه)غالبًا ما يتم إنتاج المياه عند تحضيرها للاستخدام الصناعي.

تتم تحلية المياه جزئيًا لتقليل محتوى الملح فيها إلى المستوى الذي يمكن عنده استخدام المياه للشرب (أقل من 1000 ملجم / لتر). تتم التحلية عن طريق تقطير المياه التي يتم إنتاجها في محطات التحلية المختلفة (الفراغ، متعدد المراحل، الطاقة الشمسية الحرارية)، ومنشآت التبادل الأيوني، وكذلك بالطريقة الكهروكيميائية وطريقة التجميد.

التأجيل- تتم إزالة الحديد من الماء عن طريق التهوية يليها الترسيب، والتخثر، والجير، والكاتيون. حاليًا، تم تطوير طريقة لتصفية المياه من خلال المرشحات الرملية. وفي هذه الحالة يتم الاحتفاظ بالحديد الحديدي على سطح حبيبات الرمل.

إزالة الفلورايد— تحرير المياه الطبيعية من الكميات الزائدة من الفلور. ولهذا الغرض، يتم استخدام طريقة الترسيب، على أساس امتصاص الفلور بواسطة راسب من هيدروكسيد الألومنيوم.

إذا كان هناك نقص في الفلورايد في الماء الفلوريد .

إذا كانت المياه ملوثة بالمواد المشعة، فإنها تخضع ل إزالة التلوث أي إزالة المواد المشعة.

المحاضرة رقم 3. طرق تحسين جودة المياه

إن استخدام المياه الطبيعية من الخزانات المفتوحة، وأحيانا المياه الجوفية للأغراض المنزلية وإمدادات مياه الشرب، أمر مستحيل عمليا دون تحسين خصائص المياه وتطهيرها أولا. للتأكد من أن نوعية المياه تلبي المتطلبات الصحية، يتم استخدام المعالجة المسبقة، ونتيجة لذلك يتم تحرير المياه من الجزيئات العالقة والرائحة والطعم والكائنات الحية الدقيقة والشوائب المختلفة.

لتحسين جودة المياه، يتم استخدام الطرق التالية: 1) تنقية - إزالة الجزيئات العالقة؛ 2) التطهير - تدمير الكائنات الحية الدقيقة. 3) طرق خاصة لتحسين الخواص الحسية للماء وتليينه وإزالة بعض المواد الكيميائية والفلورة وما إلى ذلك.

تنقية المياه. تعد عملية التنقية خطوة مهمة في المجموعة الشاملة من الطرق لتحسين جودة المياه، حيث إنها تعمل على تحسين خصائصها الفيزيائية والعضوية. في الوقت نفسه، في عملية إزالة الجزيئات العالقة من الماء، يتم أيضًا إزالة جزء كبير من الكائنات الحية الدقيقة، ونتيجة لذلك فإن التنقية الكاملة للمياه تجعل إجراء التطهير أسهل وأكثر اقتصادا. يتم التنظيف بالطرق الميكانيكية (الترسيب) والفيزيائية (الترشيح) والكيميائية (التخثر).

يتم الترسيب، الذي يحدث خلاله التنقية والتغير الجزئي للمياه، في هياكل خاصة - خزانات الترسيب. يتم استخدام تصميمين لخزانات الترسيب: الأفقي والرأسي. مبدأ عملها هو أنه بسبب تدفق المياه من خلال ثقب ضيق والتدفق البطيء للمياه في الحوض، فإن الجزء الأكبر من الجزيئات العالقة يستقر في القاع. تستمر عملية الترسيب في خزانات الترسيب ذات التصميمات المختلفة لمدة 2-8 ساعات، ومع ذلك، فإن أصغر الجزيئات، بما في ذلك جزء كبير من الكائنات الحية الدقيقة، ليس لديها الوقت الكافي للاستقرار. ولذلك، لا يمكن اعتبار الترسيب الطريقة الرئيسية لتنقية المياه.

الترشيح هو عملية تحرير المياه بشكل كامل من الجزيئات العالقة، والتي تتمثل في تمرير الماء من خلال مادة ترشيح مسامية دقيقة، في أغلب الأحيان من خلال الرمال ذات حجم جسيم معين. كمرشحات للمياه، فإنها تترك جزيئات عالقة على السطح وفي أعماق مادة الترشيح. في محطات المياه، يتم استخدام الترشيح بعد التخثر.

حاليًا، بدأ استخدام مرشحات الكوارتز والجمرة الخبيثة، مما أدى إلى زيادة كبيرة في معدل الترشيح.

لترشيح المياه مسبقًا، تُستخدم المرشحات الدقيقة لالتقاط العوالق الحيوانية - أصغر الحيوانات المائية والعوالق النباتية - أصغر النباتات المائية. يتم تركيب هذه المرشحات أمام نقطة سحب المياه أو أمام محطة المعالجة.

التخثر هو طريقة كيميائية لتنقية المياه. وميزة هذه الطريقة هي أنها تسمح لك بتحرير المياه من الملوثات التي تكون على شكل جزيئات عالقة لا يمكن إزالتها بالترسيب والترشيح. جوهر عملية التخثر هو إضافة مادة كيميائية مخثرة إلى الماء يمكن أن تتفاعل مع البيكربونات الموجودة فيه. ونتيجة لهذا التفاعل، يتم تشكيل رقائق كبيرة وثقيلة إلى حد ما تحمل شحنة موجبة. وعندما تستقر بسبب جاذبيتها، فإنها تحمل معها جزيئات ملوثة سالبة الشحنة معلقة في الماء، وبالتالي تساهم في تنقية المياه بسرعة إلى حد ما. ونتيجة لهذه العملية، يصبح الماء شفافًا ويتحسن مؤشر اللون.

تُستخدم كبريتات الألومنيوم حاليًا على نطاق واسع كمواد تخثر؛ فهي تشكل رقائق كبيرة من هيدرات أكسيد الألومنيوم مع بيكربونات الماء. لتحسين عملية التخثر، يتم استخدام الندفات عالية الجزيئية: النشا القلوي، الندف الأيونية، حمض السيليك المنشط وغيرها من المستحضرات الاصطناعية المشتقة من حمض الأكريليك، على وجه الخصوص بولي أكريلاميد (PAA).

التطهير.إن تدمير الكائنات الحية الدقيقة هو المرحلة النهائية الأخيرة من معالجة المياه، مما يضمن سلامتها الوبائية. تُستخدم الطرق الكيميائية (الكاشفة) والفيزيائية (الخالية من الكاشف) لتطهير المياه. في ظروف المختبر، يمكن استخدام الطريقة الميكانيكية لكميات صغيرة من الماء.

تعتمد طرق التطهير الكيميائي (الكاشف) على إضافة مواد كيميائية مختلفة إلى الماء، مما يتسبب في موت الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء. هذه الأساليب فعالة للغاية. يمكن استخدام عوامل مؤكسدة قوية مختلفة ككواشف: الكلور ومركباته والأوزون واليود وبرمنجنات البوتاسيوم وبعض أملاح المعادن الثقيلة والفضة.

في الممارسة الصحية، الطريقة الأكثر موثوقية وثباتًا لتطهير المياه هي الكلورة. ويتم إنتاجه في محطات المياه باستخدام غاز الكلور ومحاليل التبييض. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مركبات الكلور مثل هيبوكلوريت الصوديوم وهيبوكلوريت الكالسيوم وثاني أكسيد الكلور.

آلية عمل الكلور هي أنه عند إضافته إلى الماء، فإنه يتحلل، مما يؤدي إلى تكوين أحماض الهيدروكلوريك وهيبوكلوروس:

C1 2 + H 2 O=HC1+HOC1.

يتفكك حمض هيبوكلوروس في الماء إلى أيونات الهيدروجين (H) وأيونات هيبوكلوريت (OC1)، والتي، إلى جانب جزيئات حمض هيبوكلوروس المنفصلة، لها خاصية مبيد للجراثيم. يسمى المركب (HOC1 + OC1) بالكلور النشط الحر.

يرجع تأثير الكلور المبيد للجراثيم بشكل أساسي إلى حمض الهيبوكلوروس، الذي تكون جزيئاته صغيرة ولها شحنة محايدة وبالتالي تمر بسهولة عبر غشاء الخلية البكتيرية. يؤثر حمض الهيبوكلوروس على الإنزيمات الخلوية، وخاصة مجموعات SH، ويعطل عملية التمثيل الغذائي للخلايا الميكروبية وقدرة الكائنات الحية الدقيقة على التكاثر. في السنوات الأخيرة، ثبت أن تأثير الكلور المبيد للجراثيم يعتمد على تثبيط محفزات الإنزيمات وعمليات الأكسدة والاختزال التي تضمن استقلاب الطاقة في الخلية البكتيرية.

يعتمد التأثير المطهر للكلور على العديد من العوامل، من بينها العوامل المهيمنة هي الخصائص البيولوجية للكائنات الحية الدقيقة، ونشاط مستحضرات الكلور النشطة، وحالة البيئة المائية والظروف التي تتم فيها عملية الكلورة.

إن تكوين الماء له تأثير كبير على عملية الكلورة؛ تتباطأ العملية في وجود كمية كبيرة من المواد العضوية، حيث يتم إنفاق المزيد من الكلور على أكسدتها، وفي درجات حرارة منخفضة للمياه. الشرط الأساسي للكلور هو الاختيار الصحيح للجرعة. كلما زادت جرعة الكلور وطال ملامسته للماء، زاد تأثير التطهير.

تتم عملية الكلورة بعد تنقية المياه وهي المرحلة النهائية لمعالجتها في محطات المياه. في بعض الأحيان، لتعزيز تأثير التطهير وتحسين تخثر الدم، يتم إدخال جزء من الكلور مع مادة التخثر، والجزء الآخر، كالعادة، بعد الترشيح. تسمى هذه الطريقة بالكلورة المزدوجة.

يتم التمييز بين الكلورة التقليدية، أي الكلورة بجرعات عادية من الكلور، والتي يتم تحديدها في كل مرة تجريبيًا، والكلورة الفائقة، أي الكلورة بجرعات متزايدة.

يتم استخدام الكلورة بجرعات عادية في الظروف العادية في جميع محطات المياه. وفي هذه الحالة فإن الاختيار الصحيح لجرعة الكلور له أهمية كبيرة، وهو ما يحدد درجة امتصاص الكلور للماء في كل حالة على حدة.

لتحقيق تأثير مبيد للجراثيم كاملة، يتم تحديد الجرعة المثلى من الكلور، والتي تتكون من كمية الكلور النشط، وهو ضروري من أجل: أ) تدمير الكائنات الحية الدقيقة؛ ب) أكسدة المواد العضوية، وكذلك كمية الكلور التي يجب أن تبقى في الماء بعد الكلورة لتكون بمثابة مؤشر على موثوقية الكلورة. وتسمى هذه الكمية بالكلور النشط المتبقي. المعيار هو 0.3-0.5 ملغم/لتر، مع الكلور الحر 0.8-1.2 ملغم/لتر. وترجع الحاجة إلى توحيد هذه الكميات إلى أنه إذا كان وجود الكلور المتبقي أقل من 0.3 ملغم/لتر، فقد لا يكون كافياً لتطهير المياه، وعند الجرعات التي تزيد عن 0.5 ملغم/لتر، تكتسب المياه نكهة خاصة غير سارة. رائحة الكلور.

الشروط الرئيسية للكلورة الفعالة للمياه هي خلطها بالكلور، وملامسة مياه التطهير والكلور لمدة 30 دقيقة في الموسم الدافئ و60 دقيقة في موسم البرد.

وفي محطات المياه الكبيرة، يُستخدم غاز الكلور لتطهير المياه. للقيام بذلك، يتم تحويل الكلور السائل، الذي يتم تسليمه إلى محطة إمداد المياه في خزانات أو اسطوانات، إلى حالة غازية قبل استخدامه في منشآت الكلورة الخاصة، والتي توفر الإمداد التلقائي وجرعات الكلور. كلورة الماء الأكثر شيوعًا هي محلول مبيض بنسبة 1٪. المبيض هو نتاج تفاعل الكلور وهيدرات أكسيد الكالسيوم نتيجة التفاعل:

2Ca(OH) 2 + 2C1 2 = Ca(OC1) 2 + CaC1 2 + 2HA

تتم عملية الكلورة الفائقة (فرط الكلورة) للمياه لأسباب وبائية أو في ظروف يتعذر فيها ضمان الاتصال الضروري للمياه بالكلور (خلال 30 دقيقة). يستخدم عادة في الظروف الميدانية العسكرية والبعثات وغيرها من الحالات ويتم إنتاجه بجرعات أعلى بـ 5-10 مرات من قدرة امتصاص الكلور للماء، أي 10-20 ملغم/لتر من الكلور النشط. يتم تقليل وقت الاتصال بين الماء والكلور إلى 15-10 دقيقة. للكلور الفائق عدد من المزايا. وأهمها هو التخفيض الكبير في وقت المعالجة بالكلور، وتبسيط تقنيتها، حيث ليست هناك حاجة لتحديد الكلور المتبقي والجرعة، وإمكانية تطهير المياه دون تحريرها أولاً من التعكر والتصفية. عيب فرط الكلورة هو رائحة الكلور القوية، ولكن يمكن التخلص منها عن طريق إضافة ثيوكبريتات الصوديوم والكربون المنشط وثاني أكسيد الكبريت ومواد أخرى إلى الماء (إزالة الكلور).

في محطات المياه، يتم في بعض الأحيان إجراء عملية الكلورة والتطهير المسبق. وتستخدم هذه الطريقة في الحالات التي تحتوي فيها المياه التي يتم تطهيرها على مادة الفينول أو مواد أخرى تعطيها رائحة كريهة. للقيام بذلك، يتم أولاً إدخال الأمونيا أو أملاحها في الماء ليتم تطهيره، ثم الكلور بعد 1-2 دقيقة. وهذا ينتج الكلورامينات التي لها خصائص قوية للجراثيم.

تشمل الطرق الكيميائية لتطهير المياه الأوزون. الأوزون مركب غير مستقر. في الماء، يتحلل لتكوين الأكسجين الجزيئي والذري، والذي يرتبط بقدرة الأكسدة القوية للأوزون. أثناء تحللها، تتشكل الجذور الحرة OH وHO 2، والتي لها خصائص مؤكسدة واضحة. يتمتع الأوزون بقدرة عالية على الأكسدة والاختزال، لذا فإن تفاعله مع المواد العضوية في الماء يكون أكثر اكتمالاً من تفاعل الكلور. آلية عمل الأوزون التطهيري تشبه عمل الكلور: كونه عامل مؤكسد قوي، الأوزون يدمر الإنزيمات الحيوية للكائنات الحية الدقيقة ويسبب موتها. هناك اقتراحات بأنه يعمل كسم بروتوبلازمي.

تتمثل ميزة الأوزون على الكلورة في أن طريقة التطهير هذه تعمل على تحسين طعم ولون الماء، لذلك يمكن استخدام الأوزون في نفس الوقت لتحسين خصائصه الحسية. ليس للأوزون تأثير سلبي على التركيب المعدني ودرجة الحموضة في الماء. يتم تحويل الأوزون الزائد إلى أكسجين، وبالتالي فإن الأوزون المتبقي لا يشكل خطرا على الجسم ولا يؤثر على الخواص الحسية للمياه. يعد التحكم في الأوزون أقل تعقيدًا من الكلورة، نظرًا لأن الأوزون لا يعتمد على عوامل مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة في الماء وما إلى ذلك. لتطهير المياه، تبلغ الجرعة المطلوبة من الأوزون في المتوسط 0.5-6 ملغم/لتر مع التعرض لمدة 3-5 دقائق. يتم تنفيذ عملية الأوزون باستخدام أجهزة خاصة - أجهزة الأوزون.

تستخدم الطرق الكيميائية لتطهير المياه أيضًا التأثيرات قليلة الديناميكية لأملاح المعادن الثقيلة (الفضة والنحاس والذهب). إن التأثير قليل الديناميكية للمعادن الثقيلة هو قدرتها على ممارسة تأثير مبيد للجراثيم على مدى فترة طويلة من الزمن بتركيزات منخفضة للغاية. آلية العمل هي أن أيونات المعادن الثقيلة المشحونة بشكل إيجابي تتفاعل في الماء مع الكائنات الحية الدقيقة التي لها شحنة سالبة. يحدث الامتزاز الكهربائي، ونتيجة لذلك تخترق عمق الخلية الميكروبية، وتشكل ألبومات معدنية ثقيلة فيها (مركبات تحتوي على أحماض نووية)، ونتيجة لذلك تموت الخلية الميكروبية. تستخدم هذه الطريقة عادةً لتطهير كميات صغيرة من الماء.

يُعرف بيروكسيد الهيدروجين منذ فترة طويلة بأنه عامل مؤكسد. يرتبط تأثيره المبيد للجراثيم بإطلاق الأكسجين أثناء التحلل. لم يتم بعد تطوير طريقة استخدام بيروكسيد الهيدروجين لتطهير المياه بشكل كامل.

الطرق الكيميائية أو الكاشفة لتطهير المياه، والتي تعتمد على إضافة مادة كيميائية أو أخرى إليها بجرعة معينة، لها عدد من العيوب، والتي تتمثل بشكل رئيسي في حقيقة أن معظم هذه المواد تؤثر سلبًا على التركيبة والخصائص الحسية للمياه. ماء. بالإضافة إلى ذلك، يظهر التأثير المبيد للجراثيم لهذه المواد بعد فترة معينة من التلامس ولا ينطبق دائمًا على جميع أشكال الكائنات الحية الدقيقة. كل هذا كان السبب وراء تطوير الطرق الفيزيائية لتطهير المياه، والتي لها عدد من المزايا مقارنة بالطرق الكيميائية. لا تؤثر الطرق الخالية من الكواشف على تركيبة وخصائص الماء المطهر ولا تضعف خصائصه الحسية. أنها تعمل بشكل مباشر على بنية الكائنات الحية الدقيقة، ونتيجة لذلك يكون لها مجموعة واسعة من آثار مبيد للجراثيم. مطلوب فترة قصيرة من الوقت للتطهير.

الطريقة الأكثر تطوراً ودراسة تقنية هي تشعيع الماء بمصابيح مبيد للجراثيم (الأشعة فوق البنفسجية). تتمتع الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 200-280 نانومتر بأكبر خصائص مبيد للجراثيم. يحدث الحد الأقصى لتأثير مبيد الجراثيم عند الطول الموجي 254-260 نانومتر. مصدر الإشعاع هو مصابيح الأرجون والزئبق منخفضة الضغط ومصابيح الكوارتز الزئبق. يتم تطهير المياه بسرعة، في غضون 1-2 دقيقة. عندما يتم تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية، لا يتم قتل الأشكال النباتية من الميكروبات فحسب، بل يتم أيضًا قتل أشكال الجراثيم، وكذلك الفيروسات وبيض الديدان الطفيلية المقاومة للكلور. إن استخدام المصابيح المبيدة للجراثيم ليس ممكنًا دائمًا، حيث أن تأثير تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية يتأثر بتعكر الماء ولون الماء ومحتوى أملاح الحديد فيه. لذلك، قبل تعقيم المياه بهذه الطريقة، يجب تنظيفها جيداً.

طرق خاصة لتحسين نوعية المياه.بالإضافة إلى الطرق الأساسية لتنقية المياه وتطهيرها، يصبح من الضروري في بعض الحالات إجراء معاملة خاصة. يهدف هذا العلاج بشكل أساسي إلى تحسين التركيب المعدني للمياه وخصائصها الحسية.

إزالة الروائح الكريهة - إزالة الروائح والأذواق الغريبة. يتم تحديد الحاجة إلى مثل هذا العلاج من خلال وجود روائح في الماء مرتبطة بالنشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة والفطريات والطحالب ومنتجات التحلل وتحلل المواد العضوية. ولهذا الغرض، يتم استخدام طرق مثل الأوزون، والكربنة، والكلور، ومعالجة المياه ببرمنجنات البوتاسيوم، وبيروكسيد الهيدروجين، والفلورة من خلال مرشحات الامتصاص، والتهوية.

تفريغ الماء هو إزالة الغازات الذائبة ذات الرائحة الكريهة منه. ولهذا الغرض يتم استخدام التهوية، أي رش الماء في قطرات صغيرة في غرفة جيدة التهوية أو في الهواء الطلق، مما يؤدي إلى إطلاق الغازات.

تليين الماء هو الإزالة الكاملة أو الجزئية لكاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم منه. يتم إجراء التليين باستخدام كواشف خاصة أو باستخدام التبادل الأيوني والطرق الحرارية.

غالبًا ما تتم تحلية (تحلية) المياه عند تحضيرها للاستخدام الصناعي.

تتم تحلية المياه جزئيًا لتقليل محتوى الملح فيها إلى المستوى الذي يمكن عنده استخدام المياه للشرب (أقل من 1000 ملجم / لتر). وتتم عملية التحلية عن طريق تقطير المياه التي يتم إنتاجها في محطات التحلية المختلفة (الفراغ، متعدد المراحل، الحرارية الشمسية)، ومنشآت التبادل الأيوني، وكذلك بالطرق الكهروكيميائية وطريقة التجميد.

التأجيل - تتم إزالة الحديد من الماء عن طريق التهوية تليها الترسيب، والتخثر، والجير، والكاتيونية. حاليًا، تم تطوير طريقة لتصفية المياه من خلال المرشحات الرملية. وفي هذه الحالة يتم الاحتفاظ بالحديد الحديدي على سطح حبيبات الرمل.

إزالة الفلوريد هي إطلاق المياه الطبيعية من الفلور الزائد. ولهذا الغرض، يتم استخدام طريقة الترسيب، على أساس امتصاص الفلور بواسطة راسب من هيدروكسيد الألومنيوم.

إذا كان هناك نقص في الفلورايد في الماء، فإنه مفلور. إذا كانت المياه ملوثة بمواد مشعة، فإنها تخضع للتطهير، أي إزالة المواد المشعة.

الموضوع 11. فسيولوجيا العمل البدني والعقلي. التقييم الصحي لشدة وإجهاد عملية المخاض

الموضوع 12. التقييم الصحي للعوامل الفيزيائية لبيئة الإنتاج ومبادئ معاييرها الصحية. الوقاية من الأمراض المهنية الناجمة عن عوامل الطبيعة الفيزيائية

الموضوع 13. التقييم الصحي للعوامل الكيميائية والبيولوجية لبيئة الإنتاج ومبادئ معاييرها الصحية. الوقاية من الأمراض المهنية الناجمة عن العوامل ذات الطبيعة الكيميائية والبيولوجية

الموضوع 14. التقييم الصحي لبناء وتخطيط وتشغيل المنظمات الصيدلية (الصيدليات)

الموضوع 15. المتطلبات الصحية لظروف عمل العاملين في الصيدلة

الموضوع 16. التقييم الصحي لبناء وتخطيط وتشغيل مؤسسات بيع الأدوية بالجملة (مستودعات الصيدليات) ومختبرات المراقبة والتحليل

الموضوع 6. طرق تحسين جودة المياه

الغرض من الدرس:دراسة طرق تنقية وتطهير المياه، والتعرف على كيفية إجراء تجربة التخثر والكلور التجريبي للمياه.

في التحضير للدرس، يجب على الطلاب العمل من خلال ما يلي: القضايا النظرية.

1. طرق تنقية المياه: أ) الفيزيائية (الترسيب، الترشيح)؛ تركيب خزانات الترسيب الأفقية والرأسية؛ ب) الكيميائية (تجلط الدم)؛ مخططات محطات معالجة المياه في المناطق الحضرية والريفية.

2. طرق تطهير المياه: أ) المادية (خالية من الكواشف)؛ ب) الكيميائية (الكاشف). تقييمهم الصحي.

3. كلورة الماء. مفهوم متطلبات الكلور وامتصاص الكلور والكلور المتبقي.

4. طرق كلورة المياه: أ) الكلورة بالجرعات العادية من الكلور. ب) الكلورة بجرعات الكلور قبل وبعد التداول؛ ج) الكلورة مع preammonization. د) الكلورة الزائدة.

5. الطرق الخاصة لتحسين جودة مياه الشرب.

بعد إتقان الموضوع يجب على الطالب أن يعرف:

طرق تحسين نوعية المياه (إجراء الكلورة التجريبية، وتطهير المياه باستخدام طرق الكلورة المختلفة)؛

يكون قادرا على:

تقييم جدوى وفعالية أساليب تحسين نوعية المياه؛

المواد التدريبية لإكمال المهمة

يتطلب استخدام المياه الطبيعية من الخزانات المفتوحة لتوفير المياه المنزلية ومياه الشرب تحسينًا أوليًا لخصائص المياه وتطهيرها. وسائل تحسين نوعية مياه الشرب تشمل الأساليب تنقية المياه،تحسين الخواص الحسية للماء وطرقه تطهيرها،والغرض منه هو تدمير الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، أي. ضمان السلامة الوبائية للمياه.

تستخدم محطات معالجة المياه الطرق الفيزيائية (الترسيب والترشيح) والكيميائية (التخثر) لتنقية المياه. إنها تجعل من الممكن تحرير المياه من الجزيئات العالقة والمركبات الدبالية وبيض الديدان الطفيلية جزئيًا من الكائنات الحية الدقيقة والأملاح الزائدة والمواد الكيميائية والمشعة والغازات ذات الرائحة الكريهة. لتسريع عملية التنقية وتغير اللون في محطات المياه، غالبًا ما يتم استخدام المعالجة الكيميائية الأولية للمياه باستخدام مواد التخثر (كبريتات الألومنيوم - Al2(SO4)3، كلوريد الحديديك - FeCl3، كبريتات الحديديك - FeSO4) والمواد الندفية التي تشكل محلول غرواني. من هيدرات أكسيد الألومنيوم عند التفاعل مع بيكربونات الماء، والتي تتخثر أكثر لتشكل رقائق:

A1 2 (SO 4) 3 + Ca(HCO 3) 2 → 2A1(OH) 3 + 3CaSO 4 + 6CO 2.

تكون عملية الترسيب مصحوبة بامتصاص الشوائب العضوية، والكائنات الحية الدقيقة، وبيض الديدان الطفيلية، وما إلى ذلك. وتستخدم المركبات عالية الجزيئات القابلة للذوبان في الماء، مثل بولي أكريلاميد، كمندفات. يعتمد تأثير التخثر على صلابة بيكربونات الماء وجرعة مادة التخثر. إذا كانت كمية مادة التخثر غير كافية، فلن يتم الحصول على تصفية كاملة للمياه، وإذا كان هناك فائض، يكتسب الماء طعمًا حامضًا ومن الممكن تكوين رقائق ثانوية. وتنجح عملية التخثر عندما لا تزيد درجة حرارة الماء عن 5 درجة مئوية وعسر البيكربونات لا يقل عن 4-7 درجة مئوية. الترشيح هو عملية تحرير الماء بشكل كامل من الجزيئات العالقة عن طريق تمريره عبر مادة ترشيح دقيقة المسام (الرمل).

تطهير المياه

يتم استخدام طرق فيزيائية وكيميائية مختلفة لتطهير المياه في أنابيب المياه. تشمل الطرق الكيميائية (الكاشفة) الكلورة والأوزون ومعالجة المياه بأيونات الفضة. الطريقة الأكثر شيوعًا حتى الآن هي معالجة المياه بمركبات الكلور: الكلور الغازي Cl2، ثاني أكسيد الكلور ClO2، المبيض Ca(OC1)2 . ساو . H2O، هيبوكلوريت الكالسيوم Ca(OC1)2، الكلورامينات. وفي جميع الأحوال، عند ملامسة هذه المركبات المحتوية على الكلور مع الماء، يتحرر حمض الهيبوكلوروز HOC1، الذي يتفكك جزئياً في الماء مع إطلاق هيبوكلوريثيون OC1 - والكلوريون C1 -:

C1 2 + H 2 O → HOC1 + HC1؛

HOC1 → OC1 - + H + ; OCl - →Cl- + O.

أيون هيبوكلوريت OC1 وحمض هيبوكلوروس غير المنفصل لهما تأثير مطهر ويعتبران "كلورًا نشطًا". يرتبط التأثير المبيد للجراثيم للكلور النشط بتأثيره التأكسدي على الإنزيمات الخلوية التي تشكل جزءًا من الخلية البكتيرية، وبشكل أساسي على مجموعات SH الموجودة في جدار الخلية البكتيرية، والتي تنظم عمليات التنفس والتكاثر. عند تطهير المياه بالكلور، يمكن استخدام طرق مختلفة لكلورة المياه: الكلورة العادية (الكلورة حسب طلب الكلور)، الكلورة مع الأمونيا المسبقة، الكلورة مع مراعاة نقطة التحول، الكلورة الزائدة. في أنظمة إمدادات المياه الكبيرة، يتم استخدام غاز الكلور للكلور، ويتم توفيره في شكل مسال في أسطوانات أو خزانات فولاذية. كقاعدة عامة، يتم استخدام طريقة الكلورة العادية، أي. طريقة الكلورة حسب طلب الكلور. من المهم اختيار الجرعة التي تضمن التطهير الموثوق. عند إدخال كاشف يحتوي على الكلور في الماء، يتم إنفاق الكمية الرئيسية (أكثر من 95٪) على أكسدة المواد العضوية وسهلة الأكسدة (أملاح الحديد والمنغنيز) غير العضوية الموجودة في الماء، و2-3٪ من يتم إنفاق الكمية الإجمالية للكلور على تأثير مبيد للجراثيم. كمية الكلور النشط بالملليجرام، والذي عند كلورة الماء يتفاعل مع المواد العضوية وبعض الأملاح، كما يذهب إلى أكسدة وتطهير الكائنات الحية الدقيقة في 1 لتر من الماء لمدة 30 دقيقة، ويسمى

يعتمد على امتصاص الكلور. يتم تحديد قدرة الماء على امتصاص الكلور بشكل تجريبي عن طريق إجراء اختبار الكلورة، حيث أن كميته تعتمد على درجة تلوث الماء. ويشير ظهور الكلور النشط المتبقي في المياه إلى اكتمال عملية كلورة المياه ويكون بمثابة مؤشر غير مباشر على سلامتها من الناحية الوبائية. إن وجود الكلور النشط المتبقي بتركيزات 0.3-0.5 ملغم/لتر هو ضمان للتطهير الفعال. بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود الكلور المتبقي ضروري لمنع التلوث الثانوي للمياه في شبكة إمدادات المياه. إن متطلبات الكلور في الماء هي الكمية الإجمالية للكلور النشط بالملليجرام، والتي توفر تأثيرًا كافيًا لتطهير المياه ويتم تحديدها من خلال امتصاص الكلور للماء ووجود كمية متبقية من الكلور النشط (0.3-0.5 مجم / لتر). في الماء. تعتبر معالجة المياه بالكلور باستخدام طريقة الكلورة العادية مقبولة أكثر لإمدادات المياه المركزية، حيث أن الكميات الصغيرة من الكلور المتبقي لا تغير الخصائص الحسية للمياه (الطعم والرائحة) ولا تتطلب إزالة الكلور لاحقًا.

يتم استخدام الكلورة مع المعالجة المسبقة لتطهير المياه الملوثة بمياه الصرف الصناعي بوجود الفينول والمركبات العضوية الأخرى التي تحتوي على الفينول والتي عند تفاعلها مع الكلور الحر تشكل الكلوروفينول ولو بكميات ضئيلة مما يعطي للمياه رائحة دوائية قوية. وبهذه الطريقة تتم معالجة الماء أولاً بمحلول الأمونيا، وبعد 0.5-2 دقيقة تتم معالجته بالكلور، مما يؤدي إلى تكوين الكلورامينات التي لا تحتوي على روائح كريهة. يجب أن تكون الكمية المتبقية من الكلور النشط في الماء بعد التطهير بالكلورامين، بسبب التأثير الأضعف للكلورامين، أعلى من الكلور الحر وأن لا تقل عن 0.8-1.2 ملجم/لتر.

إذا كان من المستحيل تحديد امتصاص الكلور للماء بشكل تجريبي، يتم استخدام طريقة إعادة الكلور. تتم عملية إعادة الكلور بجرعات زائدة من عامل الكلورة بناءً على تقييم نوع وحالة مصدر إمدادات المياه، ونوعية معالجة المياه والوضع الوبائي في المنطقة المحظورة حول مصدر إمدادات المياه. عادة ما يتم استخدام تطهير المياه بجرعات متزايدة من الكلور في الظروف الميدانية، خاصة عندما تكون الخواص الحسية للمياه غير مرضية أو أن التضاريس الصحية غير مناسبة.

حالة المنطقة المحيطة بمصدر المياه، وكذلك وجود حالات أمراض معدية في المنطقة. يتم اختيار جرعة الكلور النشط لإعادة الكلورة بحيث تتجاوز بشكل واضح قدرة امتصاص الكلور في الماء وتوفر كمية زائدة من الكلور المتبقي. يتيح لك ذلك تقليل وقت ملامسة الكلور للماء إلى 10-15 دقيقة في الصيف وما يصل إلى 30 دقيقة في الشتاء. لتطهير المياه بجرعات متزايدة من المياه النظيفة نسبيا، يتم اختيار جرعة الكلور النشط عادة بحوالي 5-10 ملغم / لتر؛ وبالنسبة للمياه الأكثر تلوثا ذات اللون العالي والشفافية المنخفضة، يتم استخدام جرعة من 10-20 ملغم / لتر في حالة تلوث المياه الشديد والظروف الصحية غير المرضية - في حالات الوباء، يتم استخدام جرعات تتراوح بين 20-30 ملغم / لتر وما فوق.

تستخدم إعادة الكلور لتطهير آبار المناجم في حالة تفشي الالتهابات المعوية في منطقة مأهولة بالسكان، أو دخول مياه الصرف الصحي، أو البراز، أو جثث الحيوانات، وما إلى ذلك إلى مياه البئر، أو لأغراض وقائية بعد الانتهاء من بناء البئر، بعد تنظيفه أو إصلاحه. ولهذا الغرض عادة ما يستخدم 100-150 ملغ من الكلور النشط لكل 1 لتر من الماء، يليه التحريك والترسيب لمدة 1.5-2-6 ساعات وضخ الماء حتى تختفي رائحة الكلور القوية. عند تطهير المياه عن طريق إعادة الكلور، عادة ما يتم استخدام مادة التبييض، ويتم حساب الكمية المطلوبة منها على أساس الجرعة المقصودة من الكلور النشط ونسبة الكلور النشط في مادة التبييض. نظرًا لأن محتوى الكلور المتبقي أثناء الكلورة الزائدة يمكن أن يتجاوز الجرعات المسموح بها بشكل كبير ويكتسب الماء طعمًا ورائحة كريهة، فمن الضروري إزالة الكلور الزائد، أي. إزالة الكلور من الماء. لهذا، عادة ما يتم استخدام 0.01 ن. محلول هيبوسلفيت الصوديوم أو ترشيح المياه من خلال الكربون المنشط.

تتمثل عيوب طريقة الكلورة في تدهور الخواص الحسية للمياه، وتكوين مواد سامة في الماء (مركبات الكلور العضوية، والديوكسينات، والكلوروفينول)، ووقت تفاعل الماء الطويل مع الكلور وصعوبة اختيار الجرعة عند الكلورة. الجرعات العادية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التأثير المبيد للجراثيم للكواشف الكيميائية لا ينطبق على جميع أشكال الكائنات الحية الدقيقة. ومع ذلك، فإن الكفاءة العالية والموثوقية التكنولوجية تجعل طريقة الكلورة هي الأكثر انتشارًا في ممارسة تطهير مياه الشرب في بلدنا وفي الخارج.

أيونات الفضة لها تأثير جراثيم واضح. يؤدي إدخال حتى كمية صغيرة من أيونات الفضة إلى تعطيل الإنزيمات في بروتوبلازم الخلايا البكتيرية (تأثير قليل الديناميكي)، وفقدان القدرة على التكاثر والموت التدريجي. يمكن تنفيذ عملية فض الماء طرق مختلفة: تصفية المياه من خلال الرمال المعالجة بأملاح الفضة؛ التحليل الكهربائي للماء بأنود الفضة لمدة ساعتين مما يؤدي إلى انتقال كاتيونات الفضة إلى الماء. ميزة هذه الطريقة هي تخزين المياه الفضية على المدى الطويل. نظرًا لتكلفتها العالية، يتم استخدام الفضة لتطهير وحفظ كميات صغيرة من مياه الشرب في أنظمة دعم الحياة المستقلة. لا يتم استخدام هذه الطريقة للمياه التي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية العالقة وأيونات الكلور. تعتمد عملية الأوزون على أكسدة المواد العضوية وملوثات المياه الأخرى باستخدام الأوزون O3، وهو عامل مؤكسد قوي. ترجع خصائص الأوزون المبيدة للجراثيم إلى وجود الأكسجين الذري في الماء والجذور الحرة قصيرة العمر و OH التي تتشكل أثناء تحلل الأوزون في الماء. مؤشر فعالية الأوزون هو الأوزون المتبقي في الماء (0.1-0.3 ملغم / لتر). تتمثل مزايا هذه الطريقة في أن الأوزون يعمل على تحسين الخواص الحسية للمياه ويضمن تطهيرًا موثوقًا للمياه في وقت اتصال قصير يصل إلى 10 دقائق. ومع ذلك، فإن كثافة الطاقة العالية لعملية إنتاج الأوزون تجعل من الصعب تنفيذ هذه الطريقة على نطاق واسع.

الطرق الفيزيائية (غير الكاشفة) لتطهير المياه: الغليان، العلاج بالأشعة فوق البنفسجية، التعرض للموجات فوق الصوتية، التيارات عالية التردد، أشعة جاما- يتم استخدامها حسب الأغراض والظروف المحددة لمعالجة المياه. تتمتع طرق التطهير غير الكاشفة بمزايا مقارنة بالطرق الكاشفة: فهي لا تغير التركيب الكيميائي للمياه ولا تؤدي إلى تكوين مواد سامة، ولا تضعف الخواص الحسية، ولها مجموعة واسعة من التأثيرات المبيدة للجراثيم، لأنها تعمل بشكل مباشر على هيكل الكائنات الحية الدقيقة.

الطريقة الأكثر استخدامًا في محطات المياه هي تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 200-275 نانومتر؛ الحد الأقصى لتأثير مبيد الجراثيم للأشعة فوق البنفسجية يقع في نطاق الطول الموجي 260 نانومتر. يؤدي تشعيع الماء بالأشعة فوق البنفسجية إلى الموت السريع للأشكال النباتية والفيروسات وجراثيم الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك تلك المقاومة للكلور.

بالنسبة لإمدادات المياه المحلية، فإن الطريقة الأكثر موثوقية لتطهير المياه هي الغليان. نتيجة الغليان لمدة 3-5 دقائق، تموت جميع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء، وبعد 30 دقيقة يصبح الماء معقمًا تمامًا (تموت جراثيم العصوية).

تُستخدم طرق خاصة لتحسين جودة المياه، عادة من مصادر تحت الأرض بسبب تمعدنها العالي، لإزالة بعض المواد الكيميائية منها وتحسين خصائصها الحسية جزئيًا. تشمل الطرق الخاصة لمعالجة مياه الشرب ما يلي: إزالة الروائح الكريهة، والتليين، وتحلية المياه، والتأخير، وإزالة التلوث وعدد من الطرق الأخرى. تتم إزالة الروائح الكريهة (القضاء على الروائح الكريهة) عن طريق معالجة المياه بالعوامل المؤكسدة (الأوزون، جرعات كبيرة من الكلور، برمنجنات البوتاسيوم) أو الترشيح من خلال الكربون المنشط. يتم تحقيق تليين الماء العسر (أكثر من 20 درجة صلابة) عن طريق الترشيح من خلال راتنجات التبادل الأيوني المحملة بمبادلات الأيونات الموجبة (مرشح تبادل الأيونات الموجبة) لتبادل الأيونات الموجبة، أو مبادلات الأنيونات (مرشح تبادل الأيونات) لتبادل الأيونات. ونتيجة لذلك، يتم استبدال أيونات الكالسيوم Ca 2 + والمغنيسيوم Mg 2 + بأيونات الهيدروجين H + أو الصوديوم Na +. تتم تحلية المياه التي تحتوي على أملاح معدنية زائدة (على سبيل المثال، مياه البحر أو المياه في المناطق ذات ملوحة التربة العالية) عن طريق ترشيحها أولاً من خلال مبادل كاتيوني ثم من خلال مبادل أنيوني، مما يسمح بتحرر المياه من جميع الأملاح يذوب فيه. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام التقطير يليه إضافة أملاح الجير إلى التركيزات الطبيعية المميزة لمياه الشرب، ثم التبخر يليه التكثيف والتجميد والتحليل الكهربائي. تتم عملية تأجيل المياه المحتوية على أيونات الحديد بتراكيز تزيد عن الحد الأقصى المسموح به (0.3 ملغم/لتر) عن طريق تهويتها عن طريق رش الماء في أجهزة خاصة – أبراج التبريد. تعتمد الطريقة على أكسدة أملاح الحديد ثنائي التكافؤ القابلة للذوبان وتكوين هيدرات أكسيد الحديد غير القابلة للذوبان في الماء Fe(OH) 3، والتي يتم ترسيبها بعد ذلك في خزان الترسيب والاحتفاظ بها في المرشح. يتم تقليل محتوى المواد المشعة في الماء (إزالة التلوث) باستخدام الطرق الأساسية لتنقيته؛ مع درجة أعلى من التلوث بالنويدات المشعة، يتم ترشيح المياه من خلال راتنجات التبادل الأيوني.

العمل المخبري "تحديد جرعة مادة التخثر في عينة المياه، وإجراء اختبار كلورة الماء لتحديد الطلب على الكلور، وامتصاص الكلور وكمية الكلور المتبقي"

مهام الطلاب

1. حدد صلابة البيكربونات في عينة الماء، وإذا لزم الأمر، أضف محلول الصودا إلى الماء.

2. تحديد جرعة مادة التخثر المطلوبة لتوضيح عينة المياه هذه؛ احسب جرعة المادة المخثرة لكل 1 لتر من الماء.

3. تحديد محتوى الكلور النشط في المبيض الجاف.

4. تحديد الجرعة "العادية" من الكلور لتطهير عينة مياه الاختبار؛ حساب امتصاص الكلور والطلب على الكلور من الماء.

5. حل مشكلة ظرفية تتمثل في اختيار جرعة الكلور النشط وحساب كمية المبيض لتطهير مياه المصدر باستخدام طريقة إعادة الكلور.

طريقة العمل

تحديد جرعة التخثر

تعتمد جرعة مادة التخثر (كبريتات الألومنيوم) اللازمة لتنقية المياه بشكل فعال على صلابة بيكربونات الماء، أي محتوى بيكربونات الكالسيوم Ca(HCO 3) 2 وبيكربونات المغنيسيوم Mg(HCO 3) 2، حيث أن كبريتات الألومنيوم هي تستهلك جزئيا في التفاعل مع هذه المركبات. ولذلك، فإن الشرط الضروري لاختيار جرعة فعالة من مادة التخثر هو التحديد الأولي لصلابة الماء على أساس البيكربونات. المرحلة الأولى:تحديد عسر بيكربونات الماء يعتمد تحديد عسر بيكربونات الماء على تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع بيكربونات الكالسيوم والمغنيسيوم حسب التفاعل:

HC1 + Ca(HCO 3) 2 → CaC1 2 + H 2 O + CO 2

صب 100 مل من ماء الاختبار، و3 قطرات من محلول الميثيل البرتقالي 0.15% في الدورق ثم عايره بـ 0.1 ن. بمحلول HC1 حتى يظهر لون وردي باهت. يجب ضرب عدد الملليلترات من HC1 المستخدمة للمعايرة في 2.8 للحصول على القيمة

صلابة البيكربونات بالدرجات. إذا كانت درجة عسر الماء أعلى من 4 درجات، يمكنك البدء في تحديد الجرعة المطلوبة من مادة التخثر. عندما تكون عسر بيكربونات الماء أقل من 4؟ قبل اختبار التخثر، من الضروري إضافة محلول صودا 1٪ إلى الماء بكمية تساوي نصف جرعة التخثر (1.0، 1.5، و 2.0 مل).

المرحلة الثانية:اختيار الجرعة المطلوبة من التخثر

صب 200 مل من الماء العكر في 3 أكواب. أضف 2 مل إلى الكأس الأول، و 3 مل إلى الثاني، و 4 مل من محلول ألومينا 1٪ - Al2(SO4)3 - إلى الثالث. امزج محتويات الكؤوس بقضيب زجاجي ولاحظ طبيعة التلبد لمدة 10 دقائق. يتم اختيار كوب يحتوي على أقل جرعة من مادة التخثر، مما يتسبب في تكوين الرقائق بسرعة وترسيبها خلال 10 دقائق. إذا حدثت العملية بسرعة كبيرة جدًا في جميع الأكواب (أقل من 5 دقائق) ولم يكن لدى الرقائق الكبيرة وقت للتشكل، فيجب تكرار الاختبار باستخدام كمية أقل من الألومينا. إذا لم يكن هناك تخثر ملحوظ في جميع النظارات، فيجب تكرار التجربة بجرعات أكبر من مادة التخثر.

مثال لحساب جرعة التخثر: إذا كان التخثر يعمل بشكل أفضل في الكأس الثاني، حيث تمت إضافة 3 مل من محلول الألومينا 1٪ لكل 200 مل من الماء، فإن تخثر 1 لتر من الماء سيتطلب 3 مل. 5 = 15 مل من محلول 1%. بما أن 1 مل من محلول 1% يحتوي على 0.01 جم من المادة، فإن هذا يتوافق مع 0.15 جم من الألومينا لكل 1 لتر من الماء (0.01 جم. 15 مل = 0.15 جم).

تعقيم المياه بالكلور

المرحلة الأولى:تحديد الكلور النشط في مادة التبييض يتم إنتاج هذا المركب بمحتوى 32-35% من الكلور النشط. عند تخزينه تحت تأثير الرطوبة وأشعة الشمس ودرجة الحرارة المرتفعة، ينخفض محتوى الكلور النشط في مادة التبييض. لتطهير المياه، يُسمح باستخدام مبيض يحتوي على 25% على الأقل من الكلور النشط، لذلك من الضروري تحديد محتوى الكلور النشط فيه قبل الاستخدام. يعتمد مبدأ تحديد الكلور النشط على قدرة الكلور على إزاحة اليود من محاليل يوديد البوتاسيوم.

Ca(OC1)2 + 4KI + 4HC1 → CaCl2 + 4KS1 + 2H2O + 2I2.

إن إطلاق اليود في المحلول بكميات كافية يحوله إلى اللون البني بكميات صغيرة، وهو ما يحدث عندما

تركيز ضئيل من الكلور النشط في المبيض، يتحول إلى اللون الأصفر الباهت. إن إضافة النشا إلى محلول يحتوي على اليود الحر يحوله إلى اللون الأزرق، وهو ما يمكن أن يكون بمثابة مؤشر نوعي على وجود الكلور النشط في مادة التبييض. تتم معايرة اليود المتحرر باستخدام هيبوكبريتيت الصوديوم Na2S2O3 في وجود النشا حتى يختفي لون المحلول. يستمر التفاعل وفقا للمعادلة:

أنا 2 + 2Na2S 2 O 3 → Na2S 4 O 6 + 2NaI.

تحتاج أولاً إلى تحضير محلول مبيض بنسبة 1٪. للقيام بذلك، قم بإذابة 1 جرام من المبيض في ملاط بعد طحنه جيدًا في كمية صغيرة من الماء المقطر، ثم اسكبه في دورق حجمي ليصل إلى حجم 100 مل. يخلط المحلول جيداً ويترك لمدة 10 دقائق ليصفى. صب 50 مل من الماء المقطر، 5 مل من محلول التبييض المحضر 1٪، 5 مل من محلول يوديد البوتاسيوم 5٪ و 1 مل من حمض الهيدروكلوريك المخفف بنسبة 1: 3 في الدورق. مزيج الحل مرة أخرى. نتيجة للتفاعل بين الكلور والمبيض ويوديد البوتاسيوم، يتم إطلاق كمية معينة من اليود، أي ما يعادل محتوى الكلور. عاير اليود 0.01 ن. محلول هيبوكبريتيت الصوديوم حتى يصبح أصفر قليلاً، ثم يضاف 1 مل من محلول النشا 1% ويعاير حتى يختفي اللون الأزرق. لاحظ العدد الإجمالي للمليلتر من الهيبسلفيت المستخدم في المعايرة.

حساب النسبة المئوية للكلور النشط تم تنفيذها مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن 1 مل من 0.01 ن. يتوافق محلول الهيبسلفيت مع 0.355 مجم من الكلور النشط.

مثال لحساب نسبة الكلور النشط في مادة التبييض. لمعايرة 5 مل من محلول التبييض 1٪، تم استخدام 34.2 مل من 0.01 ن. محلول هيبوسلفيت الصوديوم. 5 مل من محلول التبييض 1٪ يحتوي على:

34.2 0.355 = 12.4 ملغ من الكلور النشط،

وفي 1 مل - 12.4:5 = 2.428 ملجم، أو 0.0024 جرام من الكلور النشط.

بما أن 1 مل من مبيض 1% يحتوي على 0.01 جم من المادة الجافة، يتم حساب نسبة الكلور النشط في المبيض الجاف من النسبة:

0.01 جرام الجير الجاف - 0.0024 جم من الكلور النشط؛

100 جرام الجير الجاف - X جم الكلور النشط،

وبالتالي: X = 100 0.0024 / 0.01 = 24%.

المرحلة الثانية:تحديد جرعة الكلور للكلورة العادية للمياه (الكلورة حسب طلب الكلور)

عند تطهير المياه بالجرعات العادية من الكلور، فإن الاختيار الصحيح لهذه الجرعة له أهمية كبيرة. للقيام بذلك، من الضروري تناول مثل هذه الكمية من مركب يحتوي على الكلور (على سبيل المثال، مادة التبييض) التي يمكن أن توفر تأثيرًا جيدًا مبيد للجراثيم ووجود 0.3-0.5 ملغم / لتر من الكلور المتبقي في الماء بعد 30 دقيقة. ملامسة الماء للكلور في الصيف و1-2 ساعة في الشتاء.

يتم تحديد جرعة المركب الذي يحتوي على الكلور النشط (المبيض في هذه التجربة) اللازمة لتطهير 1 لتر من الماء عن طريق الكلورة التجريبية للمياه وتحديد التحكم اللاحق للكلور المتبقي فيها. يعتمد التحديد التجريبي لقدرة امتصاص الكلور في الماء على نفس التفاعلات الكيميائية كما هو الحال عند تحديد تركيز الكلور النشط في مادة التبييض. يتم تقييم فعالية الكلورة من خلال المحتوى المتبقي من الكلور النشط، والذي يجب أن يكون موجودًا في الماء بعد 30 دقيقة من ملامسة الكلور. يتم تحديد هذا المبلغ تجريبيا. صب 200 مل من الماء في 3 أكواب. أضف محلول 1٪ من المبيض مع نسبة معينة من الكلور النشط إلى كل كوب باستخدام ماصة تمت معايرتها بعناية، يحتوي 1 مل منها على 20 قطرة من المحلول: في الزجاج الأول - 2، في الثاني - 4 وفي الثالث - 6 قطرات. ثم تخلط جيدا وتترك لمدة 30 دقيقة. خلال هذا الوقت، تخضع المواد العضوية والأجسام الميكروبية للأكسدة. بعد 30 دقيقة، ابدأ في تحديد الكلور المتبقي. أضف 5 مل من محلول 5% من يوديد البوتاسيوم KI، و1 مل من المحلول المائي لحمض الهيدروكلوريك HC1 (1:3) و1 مل من محلول النشا 1% في كل كأس من الثلاثة. امزج محتويات الأكواب ولاحظ ظهور لون أزرق، مما يدل على وجود بقايا الكلور في الماء. استنادًا إلى كمية المبيض المضاف إلى الزجاج الذي ظهر فيه اللون الأقل كثافة، احسب تقريبًا جرعة محلول مبيض 1% المطلوبة للكلورة العادية بالملليلتر أو الجرام من المادة الجافة. ويعتبر غياب اللون الأزرق دليلاً على عدم وجود الكلور المتبقي، مما يدل على عدم كفاية كمية الكلور في عينة المياه هذه، والتي تم استهلاكها بالكامل للتطهير.