Реферат: Технологiя пiдготовки питноi води з пiдземних джерел

Децентралiзоване водопостачання

Добова потреба однiєi людини у питній воді становить10 л. Це близько 5% загального об’єму використовуваної води мешканцем міста за централiзованого водопостачання. Така кiлькiсть якiсної питної води може бути забезпечена за рахунок підземних вод із глибоких, надійно захищених горизонтiв. Нині переважна бiльшість сільського населення, а також мешканцiв селищ мiського типу та деяка частина городян користуються джерелами підземних вод. У населення міст усе більшим попитом користується високоякiсна питна вода, розлитау місткості на 5 i 10 лiтрiв.

На всіх материках розвідано великі водоносні горизонти, які є головним джерелом питної води для 1,5-2 млрд людей на всій планеті.Частку підземних джерел у структурi використання питної води по регiонах наведено в табл. 1.

Таблиця 1. Частка підземних джерел у структурі використання питної води по регіонах ( дані кінця 1990-х років).

Регіон	Частка питної води з підземних джерел,%	Кількість споживачів,млн
			Азія	32	1000-1200
Європа	75	200-500
Латинська Америка	29	150
США	51	135
Австралія	15	3
Усього	1500-2000

Водопостачання деяких найбільших мiст країни, що розвиваються, таких як Дакка, Джакарта, Лiма й Мехiко, здебільшого залежить від наявностi водоносних горизонтiв. У сiльських районах, у яких централізоване водопостачання малорозвинене, пiдземнi води зазвичай є єдиним джерелом. Так, майже 99 % сiльського населення в США і 80% — в Індii використовує підземну питну воду.

Заслуговує на увагу децентралiзоване водопостачання з бюветів на базi спецiальних артезiанських свердловин, розміщених безпосередньо в житлових кварталах мiста. Свердловинний водозабір— це спеціально обладнана свердловина iз занурювальною помпою та накопичувальними резервуарами. При цьому її облаштовують за певними вимогами зони санiтарної охорони та з урахуванням зручностi пiдходу. Пролита вода вiдводиться в зливову систему мiської каналiзацiї.Якщо в підземних водах понаднормативний вмiст залiза, мангану або фтору, системи децентралiзованого водопостачання обладнують установками для очищення води вiд цих елементiв.

Системи локального водопостачання на базi підземних водних джерел використовують також i в промисловостi, особлiво в харчовій, та у сiльському господарствi для зрошення угiдь i напування тварин. За певних умов економічні розрахунки свідчать про доцільність використання підземних вод. Системи децентралізованого водопостачання розглядають як альтернативні джерела і є доповненням до централізованих систем водозабезпечення, що гарантує стійкість систем життєзабезпечення. Проте у деяких випадках вони є єдиними системами. Тому мають бути передбачені всі заходи для їх надійної гарантованої експлуатації.Технологія децентралізованого питного водопостачання має такі переваги:

· населення гарантовано забезпечується якісною питною водою;

· економічно витрачається високоякісна артезіанська питна вода;

· для питних цілей використовується вода високої якості, затрати на приготування якої і постачання населенню значно менші,ніж у разі приготування високоякісної питної води з поверхневих джерел;

· незалежна, надійно захищена система питного водопостачання на випадок аварії та інших надзвичайних ситуацій.

Отже, можуть розглядатися такі варіанти децентралізованого водопостачання: організація водозбірних пунктів і бюветів у житлових кварталах, приготування води зі свердловин з наступним пакетуванням,бутилюванням або доставкою спеціальними автомашинами в місткості споживача.

Гiгiнiчнi вимоги до якостi питної води з пiдземних джерел

Для господарсько-питного водопостачання як джерела можна використовувати підземні води. Останнi подiляють на верховодку, грунтові та міжпластові. Верховодка знаходиться в першому вiд землi водоносному шарі, якнйi iснує непостійно і є фільтром атмосферної води. Це так звана інфільтраційна вода, яка найзабрудненiша змивами iз земноi поверхнi i з погляду санітарії непридатна для органiзації водопостачання.

Грунтовi води, розміщенi в першому водоносному горизонтi, мають досить сталий склад завдяки наявностi пласта водонепроникних порiд — вапняку, глини, гранiту тощо. Цi води характеризуються достатньою прозорiстю та незначним забарвленням. Їх можна використовувати для органiзацiї питного водопостачання за умови проведения постiйного санiтарного контролю.

Найпридатнiшим джерелом питного водопостачання є мiжпластовi пiдземнi води, що залягають у другому та нижчих водоносних горизонтах і характеризуються наявнiстю водотривких порід, що формують, водотривкi ложе і дах. Міжластовi води мають найкращi органолептичні, хімічні й бактерiологiчні показники. Вони можуть бути безнапiрними і напiрними (артезiанськими). Останнi самостiйно виливаються на поверхню землi.

Залежно вiд рiвня вмiсту рiзних речовин у водi та потрiбного ступеня її оброблення з метою задоволення вимог до якостi питної води пiдземнi джерела подiляють ва три класи. До першлго класу належать джерела пiдземних вод, вода з яких за всiма гiгiєнiчними показниками вiдповiдає вимогам державного стандарту на питну воду (табл. 2). Ці джерела характеризуються сталістю складу впродовж року, внаслідок чого вода не потребує додаткового оброблення.

Таблиця 2. Показники якостi води пiдземних джерел водопостачання

Показник	Класс джерела підземної води
	перший	другий	третій
Сухий залишок, мг/дм³,не більше	1000(1500)	1000(1500)	1000(1500)
Вміст, мг/дм³,не більше:
Хлоридів	350	350	350
Сульфатів	500	500	500
Твердість загальна, ммоль/л, не більше	7(10)	7(10)	7(10)
Каламутність, мг/дм³, не більше	1,5	1,5	10
Кольоровість, град, не більше	20	20	50
Водневий показник, pH	6 – 9	6 – 9	6 – 9
Вміст, мг/дм³,не більше:
Заліза	0,3	10	20
Мангану	0,1	1	2
Сірководню	Немає	3	10
Фтору	1,5 – 0,7	1,5 – 0,7	5
Окиснюваність перманганатна, мг О2 / л, не більше	2	5	15
Число бактерій групи кишкових паличок в 1 л, не більше	3	100	1000

До джерела другого класу належить вода з вiдхиленнями від вимог державного стандарту на питну воду за хiмiчним складом (ковцентрація заліза до 10 мг/л, мангану до 1, сірководню до 3 мг/л) або за мiкробiологiчними показниками (число бактерiй групи кишкових паличок до 100 в 1 л ).Якість води може бути доведена до вимог нормативів питної води за допомогою таких способів оброблення,як аерацiя, фiльтрування i знезараження. Крім того, до ругого класу належать пiдземнi джерела, якiсть води в яких відповідає вимогам на питну воду, але показники вмiсту солей є несталими впродовж року. Такi коливання солевмiсту пiдземного джерела свiдчать про його недостатню захищеність вiд поверхневого забруднення та його епідеміологічну ненадійність. Вода з такого джерела обов'язково потребує профiлактичного знезараження.

Пiдземнi води джерел третього класу мають певнi вiдхилення вiд нормативiв питної води і потребують складнішого технологiчного оброблення iз застосуванням реагентних способiв. Наприклад, для видалення сірководню,залiза і мангану використовують спецiальнi аератори або окиснення перед фiльтруванням, а для видалення фтору — контактно-сорбцiiйну коагуляцiю тощо.

Вибiр i охорона вiд забруднення джерел питного водопостачання

У разi використання пiдземних джерел для питного водопостачання великою небезпекою є вiрогiднiсть забруднення пiдземних вод патогенною мікрофлорою. Можливі два шляхи забруднення мiкробами пiдземних вод у водоносному горизонтi. В першому випадку забруднення у воду потрапляють унаслiдок мiграції субстратiв, що мiстять мiкроорганiзми, з поверхнi грунту вертикально вниз. Забруднення проникають крiзь грунтовий шар i пiдстилаючi грунти, в яких завдяки фiзико-хiмiчним та мiкробiологiчним процесам їхня кількість значно зменшується. Основна маса бактерiй (до 90 %) затримується шаром грунту 0,4 м. Найбільша глибина проникнення бактерiй за вертикальної фiльтрацiї становить 4-5 м за умови непорушеностi грунтового покривуі підстилаючих порід.Якщо порушення грунтового покриву і пiдстилаючих порiд вiдбулося в результатi антропогенної дiяльностi або природних явищ (розвиток донних вiдкладень рiчок, озер, ставкiв, водоймищ або карстовi явища), мiкробне забруднення може вiдбуватися до бiльшої глибини. Глибина проникнення бактерiй залежить також вiд потужностi поверхневого джерела забруднення.

Пiсля потрапляння бактерiального забруднення у пiдземний водоносний горизонт воно поширюється вниз потоком, причому швидкiсть і дальнiсть поширення в горизонтальному напрямi залежить від виду водоносних порiд. Зокрема, в пiщано-гравiйних грунтах ентерококи поширилися на вiдстань 15 м за 70 дiб за швидкостi руху потоку 0,61 м/добу. Мiкроорганiзми перемiщувалися повiльнiше, нiж вода, спочатку зi швидкiстю 0,3 м/добу, а потiм 0,13 м/добу. В гравiйно-галькових вiдкладеннях, в яких швидкiсть потоку надзвичайно велика i становить десятки й сотнi метрiв за добу, бактерії можуть перемiщуватися на вiдстань 500-850 м/добу. Дальнiсть поширення мікроорганiзмiв iз зони забруднення у кiлька разiв менша, нiж дальнiсть поширення йонних домiшок, хлоридiв i нiтратiв. Данi щодо термiнiв виживання мiкроорганiзмiв у пiдземних водах дуже обмеженi. Вiдомо, що в рiзних гiдрогеологiчних умовах виживанiсть кишкової палички ставовить 90-210 дiб, а тривалiшi термiни виживаностi мають ентерококи.

Для першого шляху забруднення характерна наявнiсть летентного перiоду мiж часом прояву поверхневого осередку мiкробного забруднення (вигрiбна й помийна ями, неорганізоване звалище тощо) i надходженням забруднення у водоносний горизонт, сталiсть забруднення пiсля закiнчення латентного перiоду та залишкове надходження забруднення пiсля лiквiдацiї поверхневого осередку.

Другий шлях — це надходженя мiкробного забруднення через водозабiрнi споруди (обсаднi труби, мiжтрубний i затрубний простори, енергетичнi пiдземнi кабелi до занурювальних насосiв тощо) за їх неправильного монтажу, порушень у процесi експлуатації споруд, недотримання зон санiтарної охорони. В цьому випадку забруднення води вiдбувається миттєво, але пiсля виявлевння може бути швидко призупинене. Пiд час вибору джерел постачання пiдземних вод перевагу вiдають джерелам першого i другого класiв. Джерела пертшого класу можна експлуатувати без використання будь-яких споруд для очищення. При експлуатацiї пiдземних джерел другого класу пiдготовку води зазвичай завершують її знезараженням.

Використання джерел третього класу пов’язане з великими капiтальними витратами на будiвництво й експлуатацiю очисних споруд. Для них характерна ненадiйнiсть системи та потреба утримання спецiального квалiфiкованого iнженерно—технiчного персоналу. З метою забезпечення гарантованого постачання якiсної води з пiдземних джерел потрібна органiзацiя зон санiтарної охорони (ЗСО). Останнi повиннi насамперед забезпечити санiтарну надiйнiсть джерел водопостачання. Цi зони мають три пояси. Розмiри першого поясу ЗСО пiдземного джерела водопостачання залежать вiд ступеня його захищеностi. Пояс має охоплювати територiю, яка вiдповiдає найкрутiшiй воронцi депресії, в якiй створюється реальна можливiсть для надходження води з поверхні землі через дефекти в гiрських породах. Останнi можуть бути пов'язані з процесом бурiння свердловини. Величина радiуса ЗСО для безнапiрних горизонтiв становить 50 м, для мiжпластових напiрних—30 м. Територiя першого поясу має бути огороджена. На неї не допускаються стороннi особи та забороняється будiвництво будь-яких об’єктiв, не пов'язаних з потребами водопроводу. У разi будiвництва на територiї цього поясу вигрiбних туалетiв їх слiд облаштовувати водонепроникними вигрiбними ямами.

Завданням другого i третього поясiв ЗСО пiдземних джерел є збереження сталостi природного складу води. До водоносного горизонту поверхневi забруднення можуть проникнути з дiлянки живлення горизонту, де він виходить на поверхню землi, через дефекти водонепроникної покрiвлі або через порушенi пiд час бурiння свердловин геологiчнi структури. В таких випадках створюється зв’язок мiж горизонтами, розміщеними на різних глибинах.

Другий пояс ЗСО ефективно захищає пiдземнi води вiд мiкробного забруднення.Межадругого поясу визначається гiдродинамiчнимирозрахунками. При цьому допустима тривалiсть просування фронту мiкробного забруднення для грунтових вод становить 400 діб, а для мiжпластових — 200 дiб. За цей час патогеннi бактерiї й вiруси втрачають життєздатнiсть i вiрулентнiсть.

Межу третього поясу ЗСО пiдземного джерела визначають також за допомогою гiдродинамiчних розрахункiв. Основною умовою є те, щоб хiмiчнi забруднення, які потрапили у водоносний горизонт у межах цього поясу, не досягли водозабору або досягли його не раніше розрахункового термiну. Останнiй визначається прийнятою середньою тривалiстю його технічної експлуатацiї—не менше 25 рокiв, або 9000 дiб. Орiєнтовний радiус третього поясу досягає кiлькох кiлометрiв.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--