Статьи

Разведанные запасы питьевой воды, добыча воды.

Источниками питьевой воды в ФРГ служат:

71% — грунтовые воды и родники,
12% — подземные озера,
7% — пруды,
6% — прибрежная фильтрованная вода,
3% — озера,
1% — реки.

Питьевая вода должна быть прозрачной, без цвета и запаха, насыщенной кислородом и свободной от патогенных бактерий (менее 10 микроорганизмов на 1 мл). Требования к общей жесткости (карбонатной) — ок. 6 — 8° dH (= 10 мг СаО на t л воды).

Чтобы гарантировать снабжение питьевой водой, устанавливают зоны защиты водозаборов:

внутренняя зона охватывает территории, непосредственно прилегающие к источникам водозаборов;
в более узкой защитной зоне II разрешено сельскохозяйственное и лесохозяйственное использование земли;
любой вид землепользования, выходящий за рамки обычных способов обработки верхнего слоя, запрещается;
в защитной зоне III размещение жилых поселков, промышленных и ремесленных предприятий строго ограничено;
канализационное удаление стоков обязательно.

50-дкевная линия, называется гигиеническая граница, разделяет зоны (на экспериментальной основе предполагается, что все бактерии и вирусы погибают после 50 дней пребывания воды в почве с момента ее инфильтрации до момента забора). Водохозяйственные планы территорий служат для оценки предполагаемых запасов грунтовых вод.

Питьевая вода, полученная в опреснителях морской воды, — чистая наравне с большинством источников грунтовых вод.

Рисунок. Грунтовые воды (карта планируемого использования).

Обработка воды для получения питьевой воды

Производство питьевой воды Воду сначала искусственно заставляют просочиться с земной поверхности в накопители грунтовой воды (например, водосбор в Берлине). При этом все загрязняющие примеси в течение многомесячной выдержки отфильтровываются (береговая фильтрация) почвенными коллоидами, а органически вредные вещества разлагаются микроорганизмами биологическим путем. Из расположенных на берегу водозаборных колодцев вода поступает на водопроводные станции. На первом этапе очистки здесь удаляют взвеси. На ситовых решетках и в пескоуловителях удерживаются крупные частицы. В бассейне-отстойнике при пониженной скорости течения оседают вещества суспензий.

Рисунок. Береговая фильтрация и приготовление сырой воды.

Коллоиды и наиболее легкие вредные примеси остаются в стоячей воде. Их удаляют с помощью коагуляционной фильтрации флокул (хлопьевидных агрегатов), используя для процесса флотации соли Аl(III), реже Fe(III). Трехвалентные соли нейтрализуют заряженные коллоиды. Последние под действием ван-дер-ваальсовых сил и адсорбции объединяются в нефильтруемые микрофлокулы (коагуляция перикинетический эффект). Применяемый чаще сульфат алюминия расщепляется в процессе гидролиза:

Al₂ (SO₄)₃ + 6Н₂О → 2Аl(ОН)₃ + 6Н⁺ + 3SO₄^-2

Гидроксид алюминия образует крупные гелеподобньге флокулы (мицеллы), благодаря мощным силам притяжения мицеллы склеивают микрофлокулы (флокуляция) и обволакивают в условиях смачивания и адсорбции не только частицы взвеси, но и растворенные органику, соли тяжелых металлов и фосфаты (ортокинетический эффект). Макрофлокулы оседают. Остатки флокул отфильтровываются на скоростных песочных фильтрах: вода после флокуляции прохода через песочную подушку толщиной в0,5 — 1 мибак-тернологическим, а частично и физически путем очищается в процессе ад сорбции. Высокая скорость воды в фильтре (5 м/ч) достигается вследствие давления водяного столба высотой 3 м над песком. Эффективнее действуют более просто устроенные медленные песочные фильтры, предназначенные для очистки менее загрязненной сырой воды. При толщине песочного слоя в м вода проходит их со скоростью 5 — 10 см/ч.

На поверхности песка формируется тонкий слой в несколько мм из автотрофных организмов, читающихся органикой, нитратами, фосфатами и СО₂ и поставляющих O₂ редуцентам, например грибам, для окислительного разложения. Расположенный под ним слой (примерно 30 см) гетеротрофных бактерий разлагает органические вещества до N₂, СО₂, Н₂O и H₂S. Неприемлемые по гигиеническим соображениям микропримеси с неприятным привкусом и запахом могут быть удалены посредством их адсорбции активированным углем. Вредные вещества откладываются на гигантской поверхности его пор. Обедненная кислородом сырая вода часто содержит в себе ионы Fe(II), Mn(II) и NH+. Благодаря аэрации (разбрызгивающие и каскадные механизмы) ионы окисляются, могут экстрагироваться или нейтрализоваться в песчаных фильтрах.

Если в качестве окислителя применяют озон, то одновременно происходят дезактивация вирусов, уничтожение болезнетворных микробов, устранение привкуса, запаха и повышение прозрачности воды.

Обеззараживание можно проводить также применяя обработку воды хлором и его соединениями, например хлорной известью, или облучая воду УФ-лучами, относительно чего ведутся споры.

Фторирование питьевой воды Na₂(SiF₆) в целях профилактики кариеса также остается под сомнением из-за возможных побочных эффектов и возможного проникания вредного вещества в экосистемы. Концентрация СO₂ (коррекции показателя рН) поддерживается такой, чтобы слишком подкисленная вода не вызвала бы коррозии водопроводов, а известь оставалась бы растворенной в воде в виде гидрокарбоната, не оседая на стенах труб в виде накипи (карбонатная жесткость).

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О ⇔ Са(НСО₃)₂

Добавить комментарий