Тема № 11. Лабораторный контроль над коагуляцией и хлорированием воды

Тема № 11. Лабораторный контроль над коагуляцией и хлорированием воды

 

Согласно санитарным правилам и нормам «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.1074-01), введенным с 26 сентября 2001 г., питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношениях, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства

Для использования воды из рек, ручьев, озер и других источников в питьевых и промышленных целях ее сначала необходимо подвергнуть обработке и привести в соответствие с требованиями существующих стандартов на питьевую воду. Эта подготовка воды осуществляется с помощью целого ряда физических и химических процессов.

Обработка воды включает:

1. Очистку воды (освобождение от взвешенных частиц).

2. Обеззараживание (освобождение от микроорганизмов).

3. Специальные методы улучшения качества воды.

 

Методы очистки воды:

1) Седиментация (осаждение). В этом процессе происходит удаление взвешенных в воде частиц в результате их механического оседания на дно.

2) Фильтрование. В этом процессе происходит удаление из воды мелкого взвешенного материала в результате ее пропускания через слой песка (чистого или смешанного с молотым древесным углем), который находится на подложке из гравия.

3) Коагуляция. Для удаления взвешенных в воде мелких и коллоидных частиц в нее добавляют специальные коагулянты, под действием которых в воде образуются легкие взвеси. Они характеризуются достаточными размерами частиц и плотностью, чтобы их можно было удалить седиментацией. Для удаления щелочных веществ, содержащихся в воде, обычно используются такие коагулянты, как алюминат натрия и сульфат алюминия.

Методы обеззараживания воды:

1) Хлорирование

2) Озонирование

3) Облучение ультрафиолетовыми лучами

4) Использование олигодинамического действия серебра.

Коагуляция воды.

Очистка воды от мути путем простого отстаивания требует много времени и недостаточно эффективна, а потому для этой цели применяют специальные химические осадители взвешенных веществ в воде, так называемые коагулянты. При коагуляции устраняется одновременно и цветность воды, если она имелась.

Сущность механизма коагуляции

Наибольшее распространение в практике коагуляции воды получил сернокислый алюминий Al₂[S0₄]₃(глинозем). Процесс коагуляции в этом случае состоит в том, что раствор глинозема при прибавлении к воде вступает в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния (бикарбонатами) и образует с ними гидрат окиси алюминия в виде студенистых, хлопьевидных сгустков, которые оседают на дно и увлекают за собой взвешенные частицы и частично бактерии. В результате наступает осветление воды, а также устраняется и окраска воды.

Реакция протекает по уравнению:

Al₂[S0₄]₃ +3Ca[HCO₃]₂ -> 2Al[OH]₃+3CaSO₄+6CO₂

Следовательно, потребная доза коагулянта зависит главным образом от степени бикарбонатной (устранимой) жесткости воды: чем больше в воде бикарбонатов кальция и магния, тем больше требуется глинозема. Установление дозы коагулянта имеет большое практическое значение, так как при недостаточном количестве взятого коагулянта (по отношению к содержанию двууглекислых солей извести и магнезии) он остается неразложенным бикарбонатами кальция и магния, и вода приобретает кислый вкус. Кроме того, от избытка коагулянта может произойти последующее помутнение воды вследствие образования хлопьев.

В мягкой воде, имеющей устранимую жесткость менее 4-6º, процесс коагуляции протекает плохо, так как такая вода требует мало коагулянта и происходит недостаточное образование хлопьев гидрата окиси алюминия. В таких случаях приходится добавлять к очищаемой воде соду(бикарбонат натрия) или известь, то есть искусственно повысить устранимую жесткость воды, чтобы обеспечить необходимое образование хлопьев, а также обменное разложение с углекислыми солями вводимого количества глинозема.

Обычно количество прибавляемого сернокислого алюминия колеблется от 0,5 до 2 г на ведро (12 л)

Хлорирование воды

В зависимости от дозы хлора различают несколько способов хлорирования воды:

1. хлорирование нормальными дозами (по хлоропотребности воды);

2. хлорирование повышенными дозами или перехлорирование.

 

При хлорировании нормальными дозами принято различать:

1) хлорпоглощаемость т.е. то количество хлора, которое расходуется в процессе хлорирования в течение 30 мин. на окисление органических веществ, легко окисляющихся неорганических веществ и соединение с протоплазмой клеток в 1 литре воды;

2) остаточный хлор - свободный хлор, содержащийся в воде после завершения хлорирования. Остаточный хлор обеспечивает надежность обеззараживания. Санитарная норма остаточного хлора от 0,3 до 0,5 мг/л.

3) хлорпотребность воды, которая складывается из величин хлорпоглощаемости и остаточного хлора.

Этап

1. Йодид калия 5% 5 мл 5 мл 5 мл 2. Крахмал 1% 1 мл 1 мл 1 мл Результат 2 этапа Синий цвет Синий цвет Синий цвет 3 этап       1.Титрование по каплям гипосульфитом натрия 0,7% до обесцвечивания       2. Расход гипосульфита 1 капля 2 капли 3 капли 3. Расчет остаточного хлора на 1 л 0,04 х 1 = 0,04 мг 0,04 х 2 = 0,08 мг 0,04 х 3 = 0,12 мг 4. Расчет остаточного хлора на 1 л 0,04 х 5 = 0,2 мг/л 0,08 х 5 = 0,4 мг/л 0,12 х 5 = 0,6 мг/л 5. Выбор стакана с нормальной дозой Доза мала Нормальная доза Доза велика

 

Перерасчет потребности хлорной извести для хлорирования имеющегося запаса воды (например 200 литров воды).

Если для расчета выбран 2-ой стакан, где доза соответствует санитарной норме, для определения хлорпотребности возвращаются к 1 этапу.

В ходе первого этапа к 200 мл испытуемой воды во 2-ой стакан было добавлено 4 капли 1% хлорной извести, что обеспечило в дальнейшем остаточный хлор 0,4 мг/л.

Если на 200 мл потребовалось 4 капли 1% хлорной извести, то на 1 л (1000 мл) потребуется в 5 раз больше хлорной извести, т.е. 20 капель 1% хлорной извести, а на 200 литров еще в 200 раз больше капель, т.е. 4000 капель.

Известно, что 1 мл содержит 25 капель. Поэтому для перевода капель в мл необходимо 4000:25=800 мл хлорной извести.

Таким образом, на обеззараживание 200 литров воды потребуется 800 мл 1% раствора хлорной извести.

Тема № 11. Лабораторный контроль над коагуляцией и хлорированием воды

 

Согласно санитарным правилам и нормам «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.1074-01), введенным с 26 сентября 2001 г., питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношениях, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства

Для использования воды из рек, ручьев, озер и других источников в питьевых и промышленных целях ее сначала необходимо подвергнуть обработке и привести в соответствие с требованиями существующих стандартов на питьевую воду. Эта подготовка воды осуществляется с помощью целого ряда физических и химических процессов.

Обработка воды включает:

1. Очистку воды (освобождение от взвешенных частиц).

2. Обеззараживание (освобождение от микроорганизмов).

3. Специальные методы улучшения качества воды.

 

Методы очистки воды:

1) Седиментация (осаждение). В этом процессе происходит удаление взвешенных в воде частиц в результате их механического оседания на дно.

2) Фильтрование. В этом процессе происходит удаление из воды мелкого взвешенного материала в результате ее пропускания через слой песка (чистого или смешанного с молотым древесным углем), который находится на подложке из гравия.

3) Коагуляция. Для удаления взвешенных в воде мелких и коллоидных частиц в нее добавляют специальные коагулянты, под действием которых в воде образуются легкие взвеси. Они характеризуются достаточными размерами частиц и плотностью, чтобы их можно было удалить седиментацией. Для удаления щелочных веществ, содержащихся в воде, обычно используются такие коагулянты, как алюминат натрия и сульфат алюминия.

Методы обеззараживания воды:

1) Хлорирование

2) Озонирование

3) Облучение ультрафиолетовыми лучами

4) Использование олигодинамического действия серебра.

Коагуляция воды.

Очистка воды от мути путем простого отстаивания требует много времени и недостаточно эффективна, а потому для этой цели применяют специальные химические осадители взвешенных веществ в воде, так называемые коагулянты. При коагуляции устраняется одновременно и цветность воды, если она имелась.