Pour amener la qualité de l'eau des sources d'approvisionnement en eau aux exigences de SanPiN - 01, il existe des méthodes de traitement de l'eau qui sont appliquées dans les stations d'approvisionnement en eau.

Il existe des méthodes de base et spéciales pour améliorer la qualité de l’eau.

je . À principal les méthodes incluent éclaircissement, blanchiment et désinfection.

Sous éclairage comprendre l'élimination des particules en suspension dans l'eau. Sous décoloration comprendre l'élimination des substances colorées de l'eau.

La clarification et la décoloration sont obtenues par 1) décantation, 2) coagulation et 3) filtration. Une fois que l'eau de la rivière traverse les grilles de prise d'eau, dans lesquelles restent les gros polluants, l'eau pénètre dans de grands conteneurs - des décanteurs, avec un écoulement lent à travers lequel les grosses particules tombent au fond en 4 à 8 heures. Pour précipiter les petites substances en suspension, l'eau pénètre dans des récipients où elle est coagulée - on y ajoute du polyacrylamide ou du sulfate d'aluminium qui, sous l'influence de l'eau, se transforment en flocons, comme des flocons de neige, auxquels de petites particules adhèrent et des colorants sont adsorbés, après quoi ils se déposer au fond du réservoir. Ensuite, l'eau passe à l'étape finale de purification - filtration : elle passe lentement à travers une couche de sable et de tissu filtrant - ici les substances en suspension restantes, les œufs d'helminthes et 99 % de la microflore sont retenus.

Méthodes de désinfection

1.Chimique: 2.Physique:

-chloration

- utilisation d'hypochlorure de sodium - ébullition

-ozonation -irradiation UV

-utilisation d'argent

traitement

- utilisation de filtres

Méthodes chimiques.

1. Le plus largement utilisé méthode de chloration. A cet effet, la chloration de l'eau est utilisée avec du gaz (dans les grandes stations) ou de l'eau de Javel (dans les petites stations). Lorsque du chlore est ajouté à l'eau, il s'hydrolyse, formant des acides chlorhydrique et hypochloreux qui, pénétrant facilement dans la coquille des microbes, les tuent.

A) Chloration à petites doses.

L'essence de cette méthode est de sélectionner une dose de travail en fonction de la demande en chlore ou de la quantité de chlore résiduel dans l'eau. A cet effet, un essai de chloration est effectué - sélection d'une dose de travail pour non grandes quantités eau. Évidemment, 3 doses de travail sont prises. Ces doses sont ajoutées à 3 flacons de 1 litre d'eau. L'eau est chlorée pendant 30 minutes en été, 2 heures en hiver, après quoi le chlore résiduel est déterminé. Il devrait être de 0,3 à 0,5 mg/l. Cette quantité de chlore résiduel, d'une part, indique la fiabilité de la désinfection et, d'autre part, n'altère pas les propriétés organoleptiques de l'eau et n'est pas nocive pour la santé. Après cela, la dose de chlore nécessaire pour désinfecter toute l'eau est calculée.

B) Hyperchloration.

Hyperchloration – chlore résiduel - 1-1,5 mg/l, utilisé en cas de danger épidémique. Une méthode très rapide, fiable et efficace. Elle est réalisée avec de fortes doses de chlore jusqu'à 100 mg/l avec déchloration ultérieure obligatoire. La déchloration est réalisée en faisant passer de l'eau sur du charbon actif. Cette méthode est utilisée dans les conditions militaires de terrain. Sur le terrain, l'eau douce est traitée avec des comprimés de chlore : un panthocide contenant de la chloramine (1 comprimé - 3 mg de chlore actif), ou un aquacide (1 comprimé - 4 mg) ; et aussi avec des comprimés d'iode - iode (3 mg d'iode actif). Le nombre de comprimés nécessaires à l'utilisation est calculé en fonction du volume d'eau.

B) La désinfection de l'eau est non toxique et non dangereuse hypochlorure de sodium utilisé à la place du chlore, dangereux à utiliser et toxique. À Saint-Pétersbourg, jusqu'à 30 % de l'eau potable est désinfectée par cette méthode, et à Moscou, en 2006, toutes les stations d'approvisionnement en eau ont commencé à y être transférées.

2.Ozonation.

Utilisé sur les petites conduites d'eau avec de l'eau très propre. L'ozone est obtenu dans des appareils spéciaux - des ozoniseurs, puis passé dans l'eau. L'ozone est un agent oxydant plus puissant que le chlore. Il désinfecte non seulement l'eau, mais améliore également ses propriétés organoleptiques : il décolore l'eau, élimine les odeurs et les goûts désagréables. L'ozonation est considérée comme la meilleure méthode de désinfection, mais cette méthode est très coûteuse, c'est pourquoi la chloration est plus souvent utilisée. Une usine d'ozonation nécessite un équipement sophistiqué.

3.Utilisation de l'argent.« Argentage » de l'eau à l'aide de dispositifs spéciaux par traitement électrolytique de l'eau. Les ions d'argent détruisent efficacement toute la microflore ; ils préservent l'eau et permettent de la stocker pendant une longue période, ce qui est utilisé lors de longues expéditions en transport fluvial et par les sous-mariniers pour conserver longtemps l'eau potable. Les meilleurs filtres ménagers utilisent le placage d'argent comme méthode supplémentaire de désinfection et de conservation de l'eau.

Méthodes physiques.

1.Ébullition. Une méthode de désinfection très simple et fiable. L’inconvénient de cette méthode est qu’elle ne peut pas être utilisée pour traiter de grandes quantités d’eau. Par conséquent, l’ébullition est largement utilisée dans la vie quotidienne ;

2.Utiliser des appareils électroménagers- des filtres offrant plusieurs degrés de purification ; adsorber les micro-organismes et les substances en suspension ; neutraliser un certain nombre d'impuretés chimiques, incl. rigidité; assurer l'absorption du chlore et des substances organochlorées. Une telle eau possède des propriétés organoleptiques, chimiques et bactériennes favorables ;

3. Irradiation aux rayons UV. Il s’agit de la méthode de désinfection physique de l’eau la plus efficace et la plus répandue. Les avantages de cette méthode sont la rapidité d'action, l'efficacité de la destruction des formes végétatives et sporulées de bactéries, des œufs d'helminthes et des virus. Les rayons d'une longueur d'onde de 200 à 295 nm ont un effet bactéricide. Les lampes à argon-mercure sont utilisées pour désinfecter l'eau distillée dans les hôpitaux et les pharmacies. Sur les grandes conduites d'eau, de puissantes lampes à quartz et mercure sont utilisées. Sur les petites conduites d'eau, on utilise des installations non submersibles, et sur les grandes, des installations submersibles, d'une capacité allant jusqu'à 3 000 m 3 /heure. L'exposition aux UV dépend fortement des matières en suspension. Pour un fonctionnement fiable des installations UV, une transparence élevée et une incolore de l'eau sont nécessaires et les rayons n'agissent qu'à travers une fine couche d'eau, ce qui limite l'utilisation de cette méthode. L’irradiation UV est plus souvent utilisée pour désinfecter l’eau potable des puits d’artillerie, ainsi que l’eau recyclée des piscines.

II. Spécial méthodes pour améliorer la qualité de l’eau.

-dessalement,

-ramollissement,

-fluoration - S'il y a un manque de fluor, on procède fluoration eau jusqu'à 0,5 mg/l, en ajoutant du fluorure de sodium ou d'autres réactifs à l'eau. En Fédération de Russie, il n'existe actuellement que quelques systèmes de fluoration de l'eau potable, tandis qu'aux États-Unis, 74 % de la population reçoit de l'eau du robinet fluorée,

-défluoration - S'il y a un excès de fluorure, l'eau est soumise à défloration méthodes de précipitation, de dilution ou de sorption d'ions du fluor,

désodorisation (élimination des odeurs désagréables),

-dégazage,

-désactivation (rejet de substances radioactives),

-déferrisation - Pour réduire rigidité L'eau bouillante, les méthodes réactives et la méthode d'échange d'ions sont utilisées pour obtenir l'eau des puits artésiens.

Élimination des composés de fer dans les puits d'artillerie (déferrisation) et le sulfure d'hydrogène ( dégazage) est réalisée par aération suivie d'une sorption sur un sol spécial.

Vers de l'eau peu minéralisée des minéraux sont ajoutés substances. Cette méthode est utilisée dans la production d’eau minérale en bouteille, vendue dans la chaîne de vente au détail. À propos, la consommation d'eau potable achetée dans les chaînes de vente au détail augmente partout dans le monde, ce qui est particulièrement important pour les touristes ainsi que pour les habitants des zones défavorisées.

Pour réduire minéralisation totale Pour la distillation des eaux souterraines, la sorption d'ions, l'électrolyse et la congélation sont utilisées.

Il convient de noter que ces méthodes spéciales de traitement de l'eau (conditionnement) sont de haute technologie et coûteuses et ne sont utilisées que dans les cas où il n'est pas possible d'utiliser une source acceptable pour l'approvisionnement en eau.

Introduction

Revue de littérature

1 Exigences relatives à la qualité de l'eau potable

2 Méthodes de base pour améliorer la qualité de l'eau

2.1 Décoloration et clarification de l'eau

2.1.1 Coagulants - floculants. Application dans les usines de traitement de l’eau

2.1.1.1 Coagulants contenant de l'aluminium

2.1.1.2 Coagulants contenant du fer

3 Désinfection de l'eau potable

3.1 Méthode chimique de désinfection

3.1.1 Chloration

3.1.2 Désinfection au dioxyde de chlore

3.1.3 Ozonation de l'eau

3.1.4 Désinfection de l'eau à l'aide de métaux lourds

3.1.5 Désinfection au brome et à l'iode

3.2 Voie physique désinfection

3.2.1 Désinfection aux ultraviolets

3.2.2 Désinfection de l'eau par ultrasons

3.2.3 Faire bouillir

3.2.4 Désinfection par filtration

Dispositions existantes

Fixer les buts et objectifs du projet

Mesures proposées pour améliorer l'efficacité des installations de traitement de l'eau à Nijni Tagil

Partie calcul

1 Part estimée des installations de traitement existantes

1.1 Gestion des réactifs

1.2 Calcul des mélangeurs et des chambres de floculation

1.2.1 Calcul d'un mélangeur vortex

1.2.2 Chambre de floculation Vortex

1.3 Calcul d'un décanteur horizontal

1.4 Calcul de filtres rapides sans pression avec chargement double couche

1.5 Calcul d'une installation de chloration pour le dosage du chlore liquide

1.6 Calcul des réservoirs d'eau propre

2 Part estimée des installations de traitement proposées

2.1 Gestion des réactifs

2.2 Calcul d'un décanteur horizontal

2.3 Calcul de filtres rapides sans pression avec chargement double couche

2.4 Calcul de l'installation d'ozonation

2.5 Calcul des filtres à charbon à sorption

2.6 Calcul des installations de désinfection de l'eau par rayonnement bactéricide

2.7 Désinfection avec NaClO (commercial) et UV

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Le traitement de l’eau est un processus complexe et nécessite une réflexion approfondie. Il existe de nombreuses technologies et nuances qui affecteront directement ou indirectement la composition du traitement de l'eau et sa puissance. Par conséquent, il est nécessaire de développer la technologie, de réfléchir très soigneusement à l’équipement et aux étapes. Il y a très peu d’eau douce sur terre. La plupart des ressources en eau de la planète sont de l'eau salée. Le principal inconvénient de l'eau salée est l'impossibilité de l'utiliser pour l'alimentation, la lessive, les besoins ménagers et les processus de production. Aujourd’hui, il n’existe pas d’eau naturelle qui puisse être immédiatement utilisée pour répondre aux besoins. Déchets ménagers, rejets de toutes sortes dans les rivières et les mers, stockages nucléaires, tout cela a un impact sur l'eau.

Le traitement de l’eau potable est très important. L’eau que les gens utilisent au quotidien doit répondre à des normes de qualité élevées et ne doit pas être nocive pour la santé. Ainsi, l’eau potable est une eau propre, sans danger pour la santé humaine et propre à l’alimentation. Aujourd’hui, obtenir une telle eau est coûteux, mais reste possible.

L'objectif principal du traitement de l'eau potable est de purifier l'eau des impuretés grossières et colloïdales et des sels de dureté.

Le but des travaux est d'analyser le fonctionnement de la station d'épuration existante de Tchernoistochinsk et de proposer des options pour sa reconstruction.

Réaliser un calcul élargi des installations de traitement des eaux proposées.

1 . Revue de littérature

1.1 Exigences relatives à la qualité de l'eau potable

DANS Fédération de Russie La qualité de l'eau potable doit répondre à certaines exigences établies par SanPiN 2.1.4.1074-01 « Eau potable ». Dans l'Union européenne (UE), les normes sont déterminées par la directive « Sur la qualité de l'eau potable destinée à la consommation humaine » 98/83/CE. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) fixe les exigences en matière de qualité de l'eau dans les Lignes directrices pour la qualité de l'eau potable de 1992. Il existe également des réglementations de l'Agence américaine de protection de l'environnement (USEPA). Les normes contiennent des différences mineures dans divers indicateurs, mais seule l'eau de composition chimique appropriée garantit la santé humaine. La présence de contaminants inorganiques, organiques et biologiques, ainsi qu'une teneur accrue en sels non toxiques en quantités dépassant celles spécifiées dans les exigences présentées, conduisent au développement de diverses maladies.

Les principales exigences relatives à l'eau potable sont qu'elle doit présenter des caractéristiques organoleptiques favorables, être inoffensive dans sa composition chimique et sûre du point de vue épidémiologique et radiologique. Avant de fournir de l'eau aux réseaux de distribution, aux points de prise d'eau, aux réseaux d'adduction d'eau externes et internes, la qualité de l'eau potable doit être conforme aux normes d'hygiène présentées dans le tableau 1.

Tableau 1 - Exigences relatives à la qualité de l'eau potable

Après avoir analysé les données du tableau, vous pouvez remarquer des différences significatives dans certains indicateurs, tels que la dureté, l'oxydabilité, la turbidité, etc.

L'innocuité de l'eau potable en termes de composition chimique est déterminée par sa conformité aux normes relatives aux indicateurs généraux et à la teneur en produits chimiques nocifs que l'on trouve le plus souvent dans les eaux naturelles de la Fédération de Russie, ainsi que par les substances d'origine anthropique qui se sont généralisées à l’échelle mondiale (voir tableau 1).

Tableau 2 - Teneur en produits chimiques nocifs entrant et formés dans l'eau lors de son traitement dans le système d'approvisionnement en eau

1.2 Méthodes de base pour améliorer la qualité de l'eau

1.2.1 Décoloration et clarification de l'eau

La clarification de l'eau fait référence à l'élimination des matières en suspension. Décoloration de l'eau - élimination des colloïdes colorés ou vrais solutés. La clarification et la décoloration de l'eau sont obtenues par des méthodes de décantation, de filtration à travers des matériaux poreux et de coagulation. Très souvent, ces méthodes sont utilisées en combinaison les unes avec les autres, par exemple la sédimentation avec filtration ou la coagulation avec sédimentation et filtration.

La filtration se produit en raison de la rétention de particules en suspension à l'extérieur ou à l'intérieur du milieu poreux filtrant, tandis que la sédimentation est le processus de précipitation des particules en suspension (pour cela, l'eau non clarifiée est retenue dans des décanteurs spéciaux).

Les particules en suspension se déposent sous l'influence de la gravité. L'avantage de la sédimentation est l'absence de coûts énergétiques supplémentaires lors de la clarification de l'eau, tandis que la vitesse du processus est directement proportionnelle à la taille des particules. Lorsqu'une diminution de la taille des particules est surveillée, une augmentation du temps de sédimentation est observée. Cette dépendance s'applique également lorsque la densité des particules en suspension change. Il est rationnel d’utiliser la sédimentation pour isoler les suspensions lourdes et volumineuses.

En pratique, la filtration peut fournir n’importe quelle qualité de clarification de l’eau. Mais cette méthode de clarification de l’eau nécessite des coûts énergétiques supplémentaires, qui servent à réduire la résistance hydraulique d’un milieu poreux, qui peut accumuler des particules en suspension et augmenter la résistance dans le temps. Pour éviter cela, il est conseillé d'effectuer un nettoyage préventif du matériau poreux, qui permet de restaurer les propriétés originales du filtre.

À mesure que la concentration de substances en suspension dans l'eau augmente, le taux de clarification requis augmente également. L'effet de clarification peut être amélioré en utilisant un traitement chimique de l'eau, qui nécessite l'utilisation de processus auxiliaires tels que la floculation, la coagulation et la précipitation chimique.

La décoloration, avec la clarification, est l’une des premières étapes du traitement de l’eau dans les stations d’épuration. Ce processus est réalisé par décantation de l'eau dans des récipients, suivie d'une filtration sur filtres à sable et à charbon. Afin d'accélérer la sédimentation des particules en suspension, des coagulants-floculants sont ajoutés à l'eau - sulfate d'aluminium ou chlorure ferrique. Pour augmenter la vitesse des processus de coagulation, le polyacrylamide chimique (PAA) est également utilisé, ce qui augmente la coagulation des particules en suspension. Après coagulation, sédimentation et filtration, l'eau devient claire et, en règle générale, incolore, et les œufs de géohelminthes et 70 à 90 % des micro-organismes sont éliminés.

.2.1.1 Coagulants – floculants. Application dans les usines de traitement de l’eau

Dans la purification de l'eau réactive, les coagulants contenant de l'aluminium et du fer sont largement utilisés.

1.2.1.1.1 Coagulants contenant de l'aluminium

Les coagulants contenant de l'aluminium suivants sont utilisés dans le traitement de l'eau : le sulfate d'aluminium (SA), l'oxychlorure d'aluminium (OXA), l'aluminate de sodium et le chlorure d'aluminium (tableau 3).

Tableau 3 - Coagulants contenant de l'aluminium

Sulfate d'aluminium (Al 2 (SO 4) 3 18H 2 O) est un composé techniquement non raffiné, constitué de fragments grisâtres-verdâtres obtenus en traitant des bauxites, des argiles ou des néphélines avec de l'acide sulfurique. Il doit contenir au moins 9 % d'Al 2 O 3, ce qui équivaut à 30 % de sulfate d'aluminium pur.

Le SA purifié (GOST 12966-85) est obtenu sous forme de dalles de couleur grisâtre-perle à partir de matières premières brutes ou d'alumine par dissolution dans de l'acide sulfurique. Il doit contenir au moins 13,5 % d'Al 2 O 3, ce qui équivaut à 45 % de sulfate d'aluminium.

En Russie, une solution à 23-25 ​​% de sulfate d'aluminium est produite pour la purification de l'eau. Lors de l’utilisation du sulfate d’aluminium, il n’est pas nécessaire d’avoir un équipement spécialement conçu pour dissoudre le coagulant, et les opérations de chargement et de déchargement ainsi que le transport deviennent également plus faciles et plus abordables.

À des températures de l'air plus basses, l'oxychlorure d'aluminium est utilisé lors du traitement de l'eau à haute teneur en composés organiques naturels. L'OXA est connu sous différents noms : chlorhydrate de polyaluminium, chlorohydroxyde d'aluminium, chlorure d'aluminium basique, etc.

Le coagulant cationique OXA est capable de former des composés complexes avec un grand nombre de substances contenues dans l'eau. Comme la pratique l'a montré, l'utilisation d'OXA présente de nombreux avantages :

– OXA – sel partiellement hydrolysé – a une plus grande capacité de polymérisation, ce qui augmente la floculation et la sédimentation du mélange coagulé ;

– OXA peut être utilisé dans une large gamme de pH (par rapport au CA) ;

– lors de la coagulation d'OXA, la diminution de l'alcalinité est insignifiante.

Cela réduit l'activité corrosive de l'eau, améliore l'état technique du réseau d'adduction d'eau de la ville et préserve les propriétés de consommation de l'eau, et permet également d'abandonner complètement les agents alcalins, ce qui permet de les économiser dans une station d'épuration moyenne jusqu'à à 20 tonnes par mois ;

– avec une dose élevée de réactif administrée, une faible teneur en aluminium résiduel est observée ;

– réduction de la dose de coagulant de 1,5 à 2,0 fois (par rapport au CA) ;

– la réduction de l'intensité du travail et des autres coûts d'entretien, de préparation et de dosage du réactif, permet d'améliorer les conditions sanitaires et hygiéniques de travail.

Aluminate de sodium NaAlO 2 sont des fragments solides blancs avec un éclat nacré au niveau de la fracture, obtenus en dissolvant de l'hydroxyde ou de l'oxyde d'aluminium dans une solution d'hydroxyde d'aluminium. Le produit commercial sec contient 35 % de Na 2 O, 55 % d'Al 2 O 3 et jusqu'à 5 % de NaOH libre. Solubilité de NaAlO 2 - 370 g/l (à 200 ºС).

Chlorure d'aluminium AlCl 3 est une poudre blanche d'une densité de 2,47 g/cm 3, avec un point de fusion de 192,40 ºС. Depuis solutions aqueuses AlCl 3 ·6H 2 O se forme avec une densité de 2,4 g/cm 3 . L'utilisation d'hydroxyde d'aluminium est applicable comme coagulant pendant les périodes d'inondation à basse température de l'eau.

1.2.1.1.2 Coagulants contenant du fer

Les coagulants contenant du fer suivants sont utilisés dans le traitement de l'eau : chlorure ferreux, sulfates de fer (II) et de fer (III), sulfate ferreux chloré (tableau 4).

Tableau 4 - Coagulants contenant du fer

Le chlorure ferrique (FeCl 3 6H 2 O) (GOST 11159-86) est des cristaux sombres avec un éclat métallique, ils sont hautement hygroscopiques, ils le transportent donc dans des conteneurs en fer scellés. Le chlorure ferrique anhydre est produit par chloration de limaille d'acier à une température de 7 000 ºC et est également obtenu comme produit secondaire dans la production de chlorures métalliques par chloration à chaud des minerais. Le produit commercial doit contenir au moins 98 % de FeCl 3 . Densité 1,5 g/cm3.

Le sulfate de fer (II) (SF) FeSO 4 · 7H 2 O (sulfate de fer selon GOCT 6981-85) sont des cristaux transparents de couleur verdâtre-bleuâtre qui virent facilement au brun dans l'air atmosphérique. En tant que produit commercial, le SF est produit en deux qualités (A et B), qui contiennent respectivement pas moins de 53 % et 47 % de FeSO 4, pas plus de 0,25 à 1 % de H 2 SO 4 libre. La densité du réactif est de 1,5 g/cm3. Ce coagulant est applicable à pH > 9-10. Afin de réduire la concentration d'hydroxyde de fer(II) dissous à de faibles valeurs de pH, le fer divalent est en outre oxydé en fer ferrique.

L'oxydation de l'hydroxyde de fer (II), qui se forme lors de l'hydrolyse du SF à un pH de l'eau inférieur à 8, se déroule lentement, ce qui conduit à sa précipitation et à sa coagulation incomplètes. Par conséquent, avant d’ajouter du SF à l’eau, de la chaux ou du chlore supplémentaire est ajouté séparément ou ensemble. À cet égard, le SF est principalement utilisé dans le processus d'adoucissement de l'eau à la chaux et à la chaux-soude, lorsqu'à une valeur de pH de 10,2 à 13,2, l'élimination de la dureté de magnésium avec des sels d'aluminium n'est pas applicable.

Sulfate de fer (III) Fe 2 (SO 4) 3 ·2H 2 O est obtenu en dissolvant de l'oxyde de fer dans de l'acide sulfurique. Le produit a une structure cristalline, absorbe très bien l’eau et est très soluble dans l’eau. Sa densité est de 1,5 g/cm3. L'utilisation de sels de fer (III) comme coagulant est préférable au sulfate d'aluminium. Lors de leur utilisation, le processus de coagulation se déroule mieux à basse température de l'eau, la réaction du pH du milieu a un léger effet, le processus de décantation des impuretés coagulées augmente et le temps de décantation est réduit. L'inconvénient de l'utilisation de sels de fer(III) comme coagulants-floculants est la nécessité d'un dosage précis, car sa violation provoque la pénétration du fer dans le filtrat. Les flocons d'hydroxyde de fer(III) se déposent différemment, de sorte qu'une certaine quantité de petits flocons restent dans l'eau, qui est ensuite acheminée vers les filtres. Ces défauts sont supprimés dans une certaine mesure en ajoutant CA.

Sulfate de fer chloré Fe 2 (SO 4) 3 + FeCl 3 est obtenu directement dans les usines de traitement de l'eau lors du traitement d'une solution de sulfate de fer chlore

L'une des principales qualités positives des sels de fer en tant que coagulants-floculants est la haute densité de l'hydroxyde, qui permet d'obtenir des flocons plus denses et plus lourds qui précipitent à grande vitesse.

La coagulation des eaux usées avec des sels de fer n'est pas appropriée, car ces eaux contiennent des phénols, ce qui donne des phénolates de fer solubles dans l'eau. De plus, l’hydroxyde de fer sert de catalyseur qui contribue à l’oxydation de certaines matières organiques.

Coagulant mixte aluminium-fer obtenu dans un rapport 1:1 (en poids) à partir de solutions de sulfate d'aluminium et de chlorure ferrique. Le rapport peut varier en fonction des conditions de fonctionnement des appareils de nettoyage. La préférence pour l'utilisation d'un coagulant mixte est d'augmenter la productivité du traitement de l'eau à basse température de l'eau et d'augmenter les propriétés de sédimentation des flocons. L'utilisation d'un coagulant mixte permet de réduire considérablement la consommation de réactifs. Le coagulant mélangé peut être ajouté séparément ou en mélangeant initialement les solutions. La première méthode est la plus préférable pour passer d’une proportion acceptable de coagulants à une autre, mais avec la seconde méthode, il est plus facile de doser le réactif. Cependant, les difficultés liées au contenu et à la production du coagulant, ainsi qu'une augmentation de la concentration en ions fer dans l'eau purifiée avec des changements irréversibles dans le processus technologique, limitent l'utilisation d'un coagulant mixte.

Certains travaux scientifiques notent que lors de l'utilisation de coagulants mixtes, ils fournissent dans certains cas un meilleur résultat dans le processus de sédimentation de la phase dispersée, une meilleure qualité de purification des contaminants et une réduction de la consommation de réactifs.

Lors de la sélection intermédiaire de coagulants-floculants à des fins de laboratoire et industrielles, vous devez prendre en compte certains paramètres :

Propriétés de l'eau purifiée : pH ; teneur en matière sèche ; rapport de substances inorganiques et organiques, etc.

Mode opératoire : réalité et conditions de mélange rapide ; durée de la réaction ; temps de stabilisation, etc.

Résultats nécessaires à l'évaluation : particules ; turbidité; couleur; MORUE; taux de stabilisation.

1.3 Désinfection de l'eau potable

La désinfection est un ensemble de mesures visant à détruire les bactéries et virus pathogènes présents dans l'eau. La désinfection de l'eau selon la méthode d'action sur les micro-organismes peut être divisée en chimique (réactif), physique (sans réactif) et combinée. Dans le premier cas, des composés chimiques biologiquement actifs (chlore, ozone, ions de métaux lourds) sont ajoutés à l'eau, dans le second - influence physique (rayons ultraviolets, ultrasons, etc.) et dans le troisième cas, à la fois physique et chimique les influences sont utilisées. Avant d’être désinfectée, l’eau est d’abord filtrée et/ou coagulée. Lors de la coagulation, les substances en suspension, les œufs d'helminthes et la plupart des bactéries sont éliminés.

.3.1 Méthode chimique de désinfection

Avec cette méthode, vous devez calculer correctement la dose du réactif administré pour la désinfection et déterminer sa durée maximale avec de l'eau. De cette manière, un effet désinfectant durable est obtenu. La dose du réactif peut être déterminée sur la base de méthodes de calcul ou d'un essai de désinfection. Pour obtenir l'effet positif souhaité, déterminez la dose de réactif en excès (chlore résiduel ou ozone). Cela garantit la destruction complète des micro-organismes.

.3.1.1 Chloration

L’application la plus courante en matière de désinfection de l’eau est la méthode de chloration. Avantages de la méthode : haute efficacité, équipement technologique simple, réactifs bon marché, facilité de maintenance.

Le principal avantage de la chloration est l’absence de repousse de micro-organismes dans l’eau. Dans ce cas, le chlore est prélevé en excès (0,3-0,5 mg/l de chlore résiduel).

En parallèle de la désinfection l'eau arrive processus d’oxydation. À la suite de l’oxydation de substances organiques, des composés organochlorés se forment. Ces composés sont toxiques, mutagènes et cancérigènes.

.3.1.2 Désinfection au dioxyde de chlore

Avantages du dioxyde de chlore : propriétés hautement antibactériennes et désodorisantes, absence de composés organochlorés, amélioration des propriétés organoleptiques de l'eau, solution au problème du transport. Inconvénients du dioxyde de chlore : coût élevé, difficile à fabriquer et utilisé dans des installations de faible capacité.

Quelle que soit la matrice de l’eau traitée, les propriétés du dioxyde de chlore sont nettement plus fortes que celles du chlore simple à même concentration. Il ne forme pas de chloramines toxiques ni de dérivés méthaniques. Du point de vue de l'odeur ou du goût, la qualité d'un produit particulier ne change pas, mais l'odeur et le goût de l'eau disparaissent.

En raison du potentiel réducteur de l'acidité très élevé, le dioxyde de chlore a un effet très puissant sur l'ADN des microbes et des virus, ainsi que sur diverses bactéries, par rapport à d'autres désinfectants. On peut également noter que le potentiel d'oxydation de ce composé est beaucoup plus élevé que celui du chlore. Par conséquent, lorsqu'on travaille avec lui, moins d'autres réactifs chimiques sont nécessaires.

La désinfection à action prolongée est un excellent avantage. Tous les microbes résistants au chlore, comme les légionelles, sont immédiatement complètement détruits par le ClO 2 . Pour lutter contre ces microbes, il est nécessaire d'appliquer des mesures spéciales, car ils s'adaptent rapidement à diverses conditions, ce qui peut être mortel pour de nombreux autres organismes, malgré le fait que la plupart d'entre eux sont extrêmement résistants aux désinfectants.

1.3.1.3 Ozonation de l'eau

Avec cette méthode, l’ozone se décompose dans l’eau, libérant de l’oxygène atomique. Cet oxygène est capable de détruire les systèmes enzymatiques des cellules des micro-organismes et d'oxyder la plupart des composés qui donnent à l'eau une odeur désagréable. La quantité d'ozone est directement proportionnelle au degré de pollution de l'eau. Lorsqu'il est exposé à l'ozone pendant 8 à 15 minutes, sa quantité est de 1 à 6 mg/l et la quantité d'ozone résiduel ne doit pas dépasser 0,3 à 0,5 mg/l. Si ces normes ne sont pas respectées, une forte concentration d’ozone détruira le métal des canalisations et donnera à l’eau une odeur spécifique. D'un point de vue hygiénique, cette méthode de désinfection de l'eau est l'une des meilleures méthodes.

L'ozonation a trouvé une application dans l'approvisionnement en eau centralisé, car elle consomme de l'énergie, utilise des équipements complexes et nécessite un service hautement qualifié.

La méthode de désinfection de l’eau à l’ozone est techniquement complexe et coûteuse. Le processus technologique comprend :

étapes de purification de l'air;

refroidissement et séchage à l'air ;

synthèse de l'ozone;

mélange ozone-air avec de l'eau traitée ;

élimination et destruction du mélange résiduel ozone-air ;

rejetant ce mélange dans l'atmosphère.

L'ozone est une substance très toxique. La concentration maximale admissible dans l'air des locaux industriels est de 0,1 g/m 3 . De plus, le mélange ozone-air est explosif.

.3.1.4 Désinfection de l'eau à l'aide de métaux lourds

L'avantage de ces métaux (cuivre, argent, etc.) est la capacité d'avoir un effet désinfectant en petites concentrations, ce qu'on appelle la propriété oligodynamique. Les métaux pénètrent dans l'eau par dissolution électrochimique ou directement à partir des solutions salines elles-mêmes.

Un exemple d'échangeurs de cations et de charbons actifs saturés d'argent sont le C-100 Ag et le C-150 Ag de Purolite. Ils empêchent les bactéries de se développer lorsque l’eau s’arrête. Les échangeurs de cations de JSC NIIPM-KU-23SM et KU-23SP contiennent plus d'argent que les précédents et sont utilisés dans des installations de faible capacité.

.3.1.5 Désinfection au brome et à l'iode

Cette méthode a été largement utilisée au début du XXe siècle. Le brome et l'iode ont des propriétés désinfectantes supérieures à celles du chlore. Cependant, ils nécessitent une technologie plus complexe. Lors de l'utilisation de l'iode dans la désinfection de l'eau, des échangeurs d'ions spéciaux sont utilisés, saturés d'iode. Pour fournir la dose requise d'iode dans l'eau, l'eau passe à travers des échangeurs d'ions, éliminant ainsi progressivement l'iode. Cette méthode de désinfection de l’eau ne peut être utilisée que pour des installations de petite taille. L'inconvénient est l'impossibilité de surveiller en permanence la concentration en iode, qui évolue constamment.

.3.2 Méthode physique de désinfection

Avec cette méthode, il faut apporter la quantité d'énergie requise à une unité de volume d'eau, qui est le produit de l'intensité de l'impact et du temps de contact.

Les bactéries coli (coliformes) et les bactéries présentes dans 1 ml d'eau déterminent la contamination de l'eau par des micro-organismes. Le principal indicateur de ce groupe est E. coli (indique une contamination bactérienne de l'eau). Les coliformes ont un coefficient de résistance élevé à la désinfection de l'eau. On le trouve dans l'eau contaminée par des matières fécales. Selon SanPiN 2.1.4.1074-01 : la somme des bactéries existantes ne dépasse pas 50, sans bactéries coliformes pour 100 ml. L'indicateur de contamination de l'eau est l'indice coli (présence d'E. coli dans 1 litre d'eau).

L'effet du rayonnement ultraviolet et du chlore sur les virus (effet virucide) selon l'indice coli a sens différent avec le même effet. Avec les UV, l’impact est plus fort qu’avec le chlore. Pour obtenir l'effet virucide maximal, la dose d'ozone est de 0,5 à 0,8 g/l pendant 12 minutes, et avec les UV - de 16 à 40 mJ/cm 3 en même temps.

.3.2.1 Désinfection aux ultraviolets

Il s’agit de la méthode de désinfection de l’eau la plus courante. L'action repose sur l'effet des rayons UV sur le métabolisme cellulaire et sur les systèmes enzymatiques de la cellule du micro-organisme. La désinfection UV ne modifie pas les propriétés organoleptiques de l'eau, mais détruit en même temps les spores et les formes végétatives des bactéries ; ne forme pas de produits toxiques ; méthode très efficace. L’inconvénient est le manque de séquelles.

En termes de valeurs en capital, la désinfection UV occupe une valeur moyenne entre la chloration (plus) et l'ozonation (moins). Parallèlement à la chloration, UFO utilise de faibles coûts d'exploitation. Faible consommation d'énergie et le remplacement des lampes ne dépasse pas 10 % du prix d'installation, et les installations UV pour l'approvisionnement en eau individuel sont les plus attractives.

La contamination des couvercles de lampes à quartz par des dépôts organiques et minéraux réduit l'efficacité des installations UV. Un système de nettoyage automatique est utilisé dans les grandes installations en faisant circuler de l'eau additionnée d'acides alimentaires dans l'installation. Dans d'autres installations, le nettoyage s'effectue mécaniquement.

.3.2.2 Désinfection de l'eau par ultrasons

La méthode est basée sur la cavitation, c'est-à-dire la capacité de générer des fréquences créant une grande différence de pression. Cela conduit à la mort de la cellule du micro-organisme par rupture de la membrane cellulaire. Le degré d'activité bactéricide dépend de l'intensité des vibrations sonores.

.3.2.3 Ébullition

La méthode de désinfection la plus courante et la plus fiable. Cette méthode détruit non seulement les bactéries, virus et autres micro-organismes, mais également les gaz dissous dans l'eau et réduit également la dureté de l'eau. Les indicateurs organoleptiques restent quasiment inchangés.

Une méthode complexe est souvent utilisée pour désinfecter l’eau. Par exemple, la combinaison de la chloration et du rayonnement ultraviolet permet un degré élevé de purification. Le recours à l'ozonation avec chloration douce garantit l'absence de pollution biologique secondaire de l'eau et réduit la toxicité des composés organochlorés.

.3.2.4 Désinfection par filtration

Vous pouvez purifier complètement l'eau des micro-organismes à l'aide de filtres si la taille des pores du filtre est inférieure à la taille des micro-organismes.

2. Dispositions existantes

Les sources d'approvisionnement en eau domestique et potable de la ville de Nijni Tagil sont deux réservoirs : Verkhne-Vyiskoye, situé à 6 km de la ville de Nizhny Tagil et Chernoistochinskoye, situé dans le village de Chernoistochinsk (à 20 km de la ville).

Tableau 5 - Caractéristiques de la qualité de l'eau de source des réservoirs (2012)

Depuis le complexe hydroélectrique de Tchernoistochinsky, l'eau est acheminée vers le massif Galyano-Gorbunovsky et le district de Dzerzhinsky après avoir traversé des installations de traitement comprenant des microfiltres, un mélangeur, un bloc de filtres et de décanteurs, une installation de réactifs et une salle de chloration. L'eau est fournie à partir des usines d'adduction d'eau par les réseaux de distribution via des stations de pompage de deuxième levée avec réservoirs et stations de pompage de surpression.

La capacité nominale du complexe hydroélectrique de Tchernoistochinsky est de 140 000 m 3 /jour. Productivité réelle - (moyenne pour 2006) - 106 mille m 3 / jour.

La station de pompage de la première montée est située sur la rive du réservoir Chernoistochinsky et est conçue pour fournir de l'eau du réservoir Chernoistochinsky via les installations de traitement des eaux jusqu'à la station de pompage de la deuxième montée.

L'eau pénètre dans la station de pompage du premier ascenseur par la tête de Riazhe par des conduites d'eau d'un diamètre de 1 200 mm. À la station de pompage, une purification mécanique primaire de l'eau des grosses impuretés et du phytoplacton a lieu - l'eau passe à travers un maillage rotatif de type TM-2000.

Il y a 4 pompes installées dans la salle des machines de la station de pompage.

Après la station de pompage de la première montée, l'eau s'écoule à travers deux conduites d'eau d'un diamètre de 1000 mm jusqu'aux microfiltres. Les microfiltres sont conçus pour éliminer le plancton de l'eau.

Après les microfiltres, l'eau s'écoule par gravité dans un mélangeur de type vortex. Dans le mélangeur, l'eau est mélangée avec du chlore (chloration primaire) et avec un coagulant (oxychlorure d'aluminium).

Après le mélangeur, l'eau pénètre dans un collecteur commun et est distribuée dans cinq décanteurs. Dans les décanteurs, de grosses matières en suspension se forment et se déposent à l'aide d'un coagulant et se déposent au fond.

Après les décanteurs, l'eau s'écoule vers 5 filtres rapides. Filtres à chargement double couche. Les filtres sont lavés quotidiennement avec l'eau du réservoir de rinçage, qui est rempli de produits prêts à l'emploi. eau potable après la station de pompage de la deuxième montée.

Après les filtres, l’eau subit une chloration secondaire. Les eaux de lavage sont évacuées vers le réservoir à boues, situé derrière la zone sanitaire du 1er tapis.

Tableau 6 - Certificat de qualité de l'eau potable de juillet 2015 du réseau de distribution de Tchernoistochinsk

3. Fixer les buts et objectifs du projet

Une analyse de la littérature et de l'état actuel du traitement de l'eau potable dans la ville de Nizhny Tagil a montré qu'il existe des excès d'indicateurs tels que la turbidité, l'oxydation du permanganate, l'oxygène dissous, la couleur, la teneur en fer, en manganèse et en aluminium.

Sur la base des mesures, les buts et objectifs suivants du projet ont été formulés.

L'objectif du projet est d'analyser le fonctionnement de la station d'épuration existante de Tchernoistochinsk et de proposer des options pour sa reconstruction.

Dans le cadre de cet objectif, les tâches suivantes ont été résolues.

Réaliser un calcul élargi des installations de traitement des eaux existantes.

2. Proposer des mesures pour améliorer le fonctionnement des installations de traitement de l'eau et élaborer un programme de reconstruction du traitement de l'eau.

Réaliser un calcul élargi des installations de traitement des eaux proposées.

4. Mesures proposées pour améliorer l'efficacité des installations de traitement de l'eau à Nijni Tagil

1) Remplacement du floculant PAA par Praestol 650.

Praestol 650 est un polymère hydrosoluble de haut poids moléculaire. Il est activement utilisé pour accélérer les processus de purification de l'eau, le compactage des sédiments et leur déshydratation ultérieure. Les réactifs chimiques utilisés comme électrolytes réduisent le potentiel électrique des molécules d'eau, ce qui fait que les particules commencent à se combiner les unes avec les autres. Ensuite, le floculant agit comme un polymère qui combine les particules en flocons – les « flocules ». Grâce à l'action du Praestol 650, les microflacons sont regroupés en macroflacons dont la vitesse de sédimentation est plusieurs centaines de fois supérieure à celle des particules ordinaires. Ainsi, l'effet complexe du floculant Praestol 650 favorise l'intensification de la sédimentation des particules solides. Ce réactif chimique est activement utilisé dans tous les processus de traitement de l'eau.

) Installation d'un répartiteur chambre-poutre

Conçu pour mélanger efficacement l'eau traitée avec des solutions réactives (dans notre cas, l'hypochlorite de sodium), à l'exception du lait de chaux. L'efficacité du distributeur chambre-faisceau est assurée par l'écoulement d'une partie de l'eau de source à travers le tuyau de circulation dans la chambre, la dilution de la solution réactive entrant dans la chambre par la ligne de réactif (prémélange) avec cette eau, une augmentation de le débit initial du réactif liquide, facilitant sa dispersion dans le flux, et la répartition uniforme de la solution diluée le long de la section de flux. L'eau de source pénètre dans la chambre par le tuyau de circulation sous l'influence d'une pression à grande vitesse, qui a la plus grande valeur dans le noyau d'écoulement.

) Équipement de chambres de floculation avec des modules à couches minces (augmentant l'efficacité du nettoyage de 25%). Pour intensifier le fonctionnement des structures dans lesquelles des processus de floculation sont effectués dans une couche de sédiments en suspension, des chambres de floculation en couche mince peuvent être utilisées. Par rapport à la floculation en vrac traditionnelle, une couche en suspension formée dans un espace confiné d'éléments en couche mince se caractérise par une concentration de solides plus élevée et une résistance aux changements dans la qualité de l'eau de source et à la charge sur les structures.

4) Refuser la chloration primaire et la remplacer par la sorption de l'ozone (ozone et charbon actif). L'ozonation et l'épuration par sorption de l'eau doivent être utilisées dans les cas où la source d'eau présente un niveau constant de pollution par des substances anthropiques ou une teneur élevée en substances organiques d'origine naturelle, caractérisées par des indicateurs : couleur, oxydation du permanganate, etc. purification par sorption ultérieure sur des filtres à charbon actif en combinaison avec La technologie traditionnelle de traitement de l'eau existante assure une purification en profondeur de l'eau des contaminants organiques et permet d'obtenir une eau potable de haute qualité et sans danger pour la santé publique. Compte tenu du caractère ambigu de l'action de l'ozone et des particularités de l'utilisation de charbons actifs en poudre et en granulés, il est nécessaire dans chaque cas de mener des études technologiques (ou enquêtes) spéciales qui montreront la faisabilité et l'efficacité de l'utilisation de ces technologies. De plus, au cours de ces études, les paramètres de conception et de conception des méthodes seront déterminés (doses optimales d'ozone dans les périodes caractéristiques de l'année, facteur d'utilisation de l'ozone, temps de contact du mélange ozone-air avec l'eau traitée, type de sorbant, vitesse de filtration, temps avant réactivation de la charge de charbon et mode de réactivation avec détermination de sa conception matérielle), ainsi que d'autres problèmes technologiques et technico-économiques liés à l'utilisation de l'ozone et des charbons actifs dans les usines de traitement de l'eau.

) Lavage eau-air du filtre. Le lavage eau-air a un effet plus fort que le lavage à l'eau, ce qui permet d'obtenir un effet de nettoyage élevé de la charge à de faibles débits d'eau de lavage, y compris ceux auxquels la pesée de la charge dans le flux ascendant ne se produit pas. Cette fonctionnalité de lavage eau-air permet de : réduire l'intensité de l'approvisionnement et la consommation totale d'eau de lavage d'environ 2 fois ; en conséquence, réduire la puissance des pompes de chasse et le volume des structures de stockage de l'eau de chasse, réduire la taille des canalisations pour son alimentation et son évacuation ; réduire le volume des installations de traitement des eaux de rinçage usées et des sédiments qu'elles contiennent.

) Remplacement de la chloration par l'utilisation combinée d'hypochlorite de sodium et de rayonnement ultraviolet. Au stade final de la désinfection de l'eau, le rayonnement UV doit être utilisé en combinaison avec d'autres réactifs chlorés pour garantir un effet bactéricide prolongé dans les réseaux de distribution d'eau. La désinfection de l'eau aux rayons ultraviolets et à l'hypochlorite de sodium dans les stations d'approvisionnement en eau est très efficace et prometteuse grâce à la création de dernières années de nouvelles installations de désinfection UV rentables avec une qualité améliorée des sources de rayonnement et des conceptions de réacteurs.

La figure 1 montre le schéma proposé pour la station d'épuration de Nizhny Tagil.

Riz. 1 Plan proposé pour la station d'épuration de Nizhny Tagil

5. Partie calcul

.1 concevoir une partie des installations de traitement existantes

.1.1 Gestion des réactifs

1) Calcul de la dose de réactifs

;

où D w est la quantité d'alcali ajoutée pour alcaliniser l'eau, en mg/l ;

e est le poids équivalent du coagulant (anhydre) en mEq/l, égal à Al 2 (SO 4) 3,57, FeCl 3,54, Fe 2 (SO 4) 3,67 ;

D k - dose maximale de sulfate d'aluminium anhydre en mg/l ;

Ш est l'alcalinité minimale de l'eau en mEq/l (pour les eaux naturelles, elle est généralement égale à la dureté carbonatée) ;

K est la quantité d'alcali en mg/l nécessaire pour alcaliniser l'eau de 1 mEq/l et égale à 28 mg/l pour la chaux, 30-40 mg/l pour la soude caustique, 53 mg/l pour la soude ;

C est la couleur de l’eau traitée en degrés sur l’échelle platine-cobalt.

ré k = ;

= ;

Puisque ˂ 0, une alcalinisation supplémentaire de l’eau n’est donc pas nécessaire.

Déterminons les doses requises de PAA et POXA

Dose calculée de PAA D PAA = 0,5 mg/l (Tableau 17) ;

) Calcul de la consommation journalière de réactifs

1) Calcul de la consommation journalière de POHA

Préparer une solution à 25 % de concentration

2) Calcul de la consommation journalière de PAA

Préparer une solution à 8 % de concentration

Préparer une solution à 1 % de concentration

) Entrepôt de réactifs

Zone d'entrepôt pour coagulant

.1.2 Calcul des mélangeurs et des chambres de floculation

.1.2.1 Calcul d'un mélangeur vortex

Un mélangeur vertical est utilisé dans les stations d'épuration de moyenne et haute capacité, à condition qu'un mélangeur ait un débit d'eau ne dépassant pas 1 200-1 500 m 3 /h. Ainsi, 5 mélangeurs doivent être installés sur la station concernée.

Consommation horaire d'eau en tenant compte des besoins propres de la station d'épuration

Consommation horaire d'eau pour 1 mélangeur

Consommation d'eau secondaire par robinet

Zone de coupe transversale horizontale en haut du mélangeur

où est la vitesse de déplacement ascendant de l’eau, égale à 90-100 m/h.

Si nous prenons la partie supérieure du mélangeur dans un plan carré, alors son côté aura la taille

Pipeline alimentant l'eau traitée en partie basse du mélangeur à la vitesse d'entrée doit avoir un diamètre intérieur de 350 mm. Puis quand l'eau coule vitesse d'entrée

Étant donné que le diamètre extérieur du pipeline d'alimentation est D = 377 mm (GOST 10704 - 63), la taille en termes de partie inférieure du mélangeur à la jonction de ce pipeline doit être de 0,3770,377 m et la superficie de la partie inférieure de la pyramide tronquée sera .

Nous acceptons la valeur de l'angle au centre α=40º. Puis la hauteur de la partie inférieure (pyramidale) du mitigeur

Volume de la partie pyramidale du mélangeur

Volume total du mélangeur

où t est la durée de mélange du réactif avec la masse d'eau, égale à 1,5 minutes (moins de 2 minutes).

Volume supérieur du mixeur

Hauteur du dessus du mélangeur

Mélangeur sur toute la hauteur

L'eau est récupérée en haut du mélangeur à l'aide d'un bac périphérique au travers de trous enfoncés. Vitesse de déplacement de l'eau dans le bac

L'eau circulant à travers les plateaux vers la poche latérale est divisée en deux flux parallèles. Le débit calculé de chaque flux sera donc :

Zone de coupe transversale dégagée du bac de collecte

Avec la largeur du bac, la hauteur estimée de la couche d'eau dans le bac

La pente du fond du bac est acceptée.

La superficie de tous les trous immergés dans les parois du bac de collecte

où est la vitesse de déplacement de l'eau à travers l'ouverture du bac, égale à 1 m/sec.

Les trous sont supposés avoir un diamètre = 80 mm, soit surface =0,00503.

Nombre total de trous requis

Ces trous sont placés sur la surface latérale du plateau à une profondeur de =110 mm du bord supérieur du plateau jusqu'à l'axe du trou.

Diamètre intérieur du plateau

Pas de l'axe du trou

Espacement des trous

.1.2.2 Chambre de floculation Vortex

Quantité d'eau estimée Q jour = 140 000 m 3 / jour.

Volume de la chambre de floculation

Le nombre de chambres de floculation est N=5.

Performances d'une seule caméra

où est le temps de séjour de l'eau dans la chambre, égal à 8 minutes.

À la vitesse du mouvement ascendant de l’eau dans la partie supérieure de la chambre La section transversale de la partie supérieure de la chambre et son diamètre sont égaux

À la vitesse d'entrée le diamètre de la partie inférieure de la chambre et sa section transversale sont égaux à :

On prend le diamètre du fond de la chambre . La vitesse d'entrée de l'eau dans la chambre sera .

La hauteur de la partie conique de la chambre de floculation à l'angle du cône

Volume de la partie conique de la chambre

Volume d'une extension cylindrique au-dessus d'un cône

5.1.3 Calcul d'un décanteur horizontal

Les teneurs en matières en suspension initiale et finale (en sortie du décanteur) sont respectivement de 340 et 9,5 mg/l.

On accepte u 0 = 0,5 mm/sec (selon le tableau 27) puis, étant donné le rapport L/H = 15, selon le tableau. 26 on trouve : α = 1,5 et υ av = Ku 0 = 100,5 = 5 mm/sec.

Superficie de tous les décanteurs en plan

F total = = 4860 m2.

La profondeur de la zone de dépôt conformément au diagramme d'altitude de la station est supposée être H = 2,6 m (H recommandé = 2,53,5 m). Le nombre estimé de décanteurs fonctionnant simultanément est N = 5.

Puis la largeur du puisard

B = = 24 m.

A l'intérieur de chaque décanteur, deux cloisons verticales longitudinales sont installées, formant trois couloirs parallèles de 8 m de large chacun.

Longueur du puisard

L = = = 40,5 m.

Avec ce rapport L:H = 40,5:2,6 15, soit correspond aux données du tableau 26.

Au début et à la fin du puisard, des cloisons perforées transversales de distribution d'eau sont installées.

La zone de travail d'une telle cloison de répartition dans chaque couloir du décanteur est de largeur bk = 8 m.

f esclave = b à (H-0,3) = 8(2,6-0,3) = 18,4 m 2.

Débit d’eau estimé pour chacun des 40 corridors

q k = Q heure:40 = 5833:40 = 145 m 3 /h, ou 0,04 m 3 /sec.

Zone de trous requise dans les cloisons de distribution :

a) au début du décanteur

Ʃ = : = 0,04:0,3 = 0,13 m 2

(où est la vitesse de déplacement de l'eau dans les ouvertures de la cloison, égale à 0,3 m/sec)

b) à l'extrémité du décanteur

Ʃ = : = 0,04:0,5 = 0,08 m 2

(où est la vitesse de l'eau dans les trous de la cloison d'extrémité, égale à 0,5 m/sec)

Nous supposons dans la cloison avant des trous d 1 = 0,05 m avec une superficie = 0,00196 m 2 chacun, alors le nombre de trous dans la cloison avant = 0,13 : 0,00196 66. Dans la cloison d'extrémité, les trous sont supposés avoir un diamètre d 2 = 0,04 m et superficie = 0,00126 m2 chacun, alors le nombre de trous = 0,08 : 0,00126 63.

Nous acceptons 63 trous dans chaque cloison, en les plaçant sur sept rangées horizontalement et neuf rangées verticalement. Distances entre les axes des trous : verticalement 2,3:7 0,3 m et horizontalement 3:9 0,33 m.

Élimination des sédiments sans arrêter le fonctionnement du décanteur horizontal

Supposons que les boues soient évacuées une fois pendant trois jours d'une durée de 10 minutes sans mettre le décanteur hors service.

La quantité de sédiments retirés de chaque bassin de décantation lors d'un nettoyage, selon la formule 40

où est la concentration moyenne de particules en suspension dans l'eau entrant dans le décanteur entre les nettoyages, en g/m 3 ;

La quantité de matières en suspension dans l'eau sortant du décanteur, en mg/l (8-12 mg/l sont autorisés) ;

Nombre de décanteurs.

Pourcentage d'eau consommée lors du rejet périodique des boues formule 41

Le facteur de dilution des boues, supposé égal à 1,3 pour un désembouage périodique avec vidange du décanteur et à 1,5 pour un désembouage continu.

.1.4 Calcul de filtres rapides sans pression avec chargement double couche

1) Dimensionnement du filtre

Surface totale des filtres avec chargement double couche à (selon la formule 77)

où est la durée de fonctionnement de la station pendant la journée en heures ;

La vitesse de filtration estimée dans des conditions normales de fonctionnement est de 6 m/h ;

Le nombre de lavages de chaque filtre par jour est de 2 ;

Intensité de rinçage égale à 12,5 l/sec.2 ;

Durée de lavage égale à 0,1 heure ;

Le temps d'arrêt du filtre dû au lavage est de 0,33 heure.

Nombre de filtres N =5.

Superficie d'un filtre

La taille du filtre en plan est de 14,6214,62 m.

Vitesse de filtration de l'eau en mode forcé

où est le nombre de filtres en réparation ().

2) Sélection de la composition de chargement du filtre

Conformément aux données du tableau. 32 et 33 filtres rapides à deux couches sont chargés (en comptant de haut en bas) :

a) anthracite avec une granulométrie de 0,8 à 1,8 mm et une épaisseur de couche de 0,4 m ;

b) sable de quartz avec une granulométrie de 0,5 à 1,2 mm et une épaisseur de couche de 0,6 m ;

c) gravier d'une granulométrie de 2 à 32 mm et d'une épaisseur de couche de 0,6 m.

La hauteur totale de l'eau au-dessus de la surface de chargement du filtre est prise en compte

) Calcul du système de distribution des filtres

Consommation d'eau de chasse entrant dans le réseau de distribution lors de chasses intensives

Le diamètre du collecteur du système de distribution est accepté basé sur la vitesse de déplacement de l'eau de lavage ce qui correspond à la vitesse recommandée de 1 à 1,2 m/sec.

Avec une taille de filtre en plan de 14,6214,62 m, la longueur du trou

où = 630 mm est le diamètre extérieur du collecteur (selon GOST 10704-63).

Le nombre de branches sur chaque filtre au pas de l'axe de branche sera

Les branches sont placées en 56 pcs. de chaque côté du collecteur.

Le diamètre des tuyaux en acier est accepté (GOST 3262-62), alors la vitesse d'entrée de l'eau de lavage dans la branche au débit sera .

Au bas des branches, à un angle de 60º par rapport à la verticale, des trous d'un diamètre de 10 à 14 mm sont prévus. Nous acceptons des trous δ = 14 mm d'une surface chacun Le rapport entre la surface de toutes les ouvertures de la branche du système de distribution et la surface du filtre est compris entre 0,25 et 0,3 %. Alors

Nombre total de trous dans le système de distribution de chaque filtre

Chaque filtre comporte 112 branches. Ensuite, le nombre de trous sur chaque branche est de 410 : 1124 pcs. Pas de l'axe du trou

4) Calcul des dispositifs de collecte et d'évacuation de l'eau lors du lavage du filtre

Lorsque l'eau de rinçage est consommée par filtre et le nombre de gouttières, la consommation d'eau par gouttière sera

0,926 m 3 /sec.

Distance entre axes des gouttières

La largeur d'une gouttière à base triangulaire est déterminée par la formule 86. A la hauteur de la partie rectangulaire de la gouttière, la valeur est .

Le facteur K pour une gouttière à base triangulaire est de 2,1. Ainsi,

La hauteur de la gouttière est de 0,5 m, et compte tenu de l'épaisseur du mur, sa hauteur totale sera de 0,5 + 0,08 = 0,58 m ; vitesse de déplacement de l'eau dans la gouttière . D'après le tableau. 40 dimensions de gouttières seront : .

La hauteur du bord de la goulotte au dessus de la surface de chargement selon la formule 63

où est la hauteur de la couche filtrante en m,

Expansion relative de la charge du filtre en % (Tableau 37).

Consommation d'eau pour le lavage des filtres selon la formule 88

La consommation d'eau pour laver le filtre sera

En général, il a fallu

Filtrer les sédiments 12 mg/l = 12 g/m3

Masse de sédiments dans l'eau de source

Masse de sédiments dans l'eau après le filtre

Particules en suspension capturées

Concentration de matières en suspension

.1.5 Calcul d'une installation d'électrolyseur pour le dosage du chlore liquide

Le chlore est introduit dans l'eau en deux étapes.

Consommation horaire estimée de chlore pour la chloration de l’eau :

Préliminaire à = 5 mg/l

: 24 = : 24 = 29,2 kg/heure ;

secondaire à = 2 mg/l

: 24 = : 24 = 11,7 kg/h.

La consommation totale de chlore est de 40,9 kg/h, soit 981,6 kg/jour.

Les doses optimales de chlore sont prescrites sur la base des données d'exploitation expérimentales par essai de chloration de l'eau traitée.

La productivité de la salle de chloration est de 981,6 kg/jour ˃ 250 kg/jour, la salle est donc divisée par un mur blanc en deux parties (la salle de chloration elle-même et le local technique) avec des sorties de secours indépendantes vers l'extérieur de chacune. traitement de l'eau désinfection coagulant chlore

En plus des électrolyseurs, trois électrolyseurs sous vide d'une capacité allant jusqu'à 10 g/h avec compteur à gaz sont installés dans le local technique. Deux chlorateurs sont opérationnels et un sert de secours.

En plus des électrolyseurs, trois bouteilles de chlore intermédiaires sont installées dans le local technique.

La productivité en chlore de l'installation concernée est de 40,9 kg/h. Cela nécessite de disposer d'un grand nombre de consommables et de bouteilles de chlore, à savoir :

n boule = Q xl : S boule = 40,9 : 0,5 = 81 pièces,

où S bille = 0,50,7 kg/h - élimination du chlore d'un cylindre sans chauffage artificiel à une température ambiante de 18 ºС.

Pour réduire le nombre de cylindres consommables dans la salle de chloration, des fûts d'évaporateur en acier d'un diamètre de D = 0,746 m et d'une longueur de l = 1,6 m sont installés. L'élimination du chlore de 1 m 2 de la surface latérale des fûts est S. hl = 3 kg/h. La surface latérale du fût aux dimensions adoptées ci-dessus sera de 3,65 m 2.

Ainsi, prélever du chlore dans un baril sera

q b = F b S chl = 3,65∙3 = 10,95 kg/h.

Pour assurer un apport de chlore de 40,9 kg/h, vous devez disposer de 40,9:10,95 3 fûts d'évaporateur. Pour reconstituer la consommation de chlore d'un baril, celui-ci est versé à partir de bouteilles standards d'une capacité de 55 litres, créant un vide dans les barils en aspirant le chlore gazeux à l'aide d'un éjecteur. Cette mesure permet d'augmenter le taux d'élimination du chlore à 5 kg/h d'un cylindre et, par conséquent, de réduire le nombre de cylindres de consommables fonctionnant simultanément à 40,9:5 8 pcs.

Au total, vous aurez besoin de 17 bouteilles de chlore liquide par jour 981,6:55.

Le nombre de cylindres dans cet entrepôt doit être de 3∙17 = 51 pièces. L'entrepôt ne doit pas avoir de communication directe avec l'usine de chloration.

Besoin mensuel en chlore

n bille = 535 cylindres de type standard.

.1.6 Calcul des réservoirs d'eau propre

Le volume des réservoirs d'eau propre est déterminé par la formule :

où est la capacité de régulation, m³ ;

Approvisionnement en eau d'urgence pour la lutte contre l'incendie, m³ ;

Alimentation en eau pour le lavage des filtres rapides et autres besoins internes de la station d'épuration, m³.

La capacité de régulation des réservoirs est déterminée (en % de la consommation journalière d'eau) en combinant les horaires de fonctionnement de la 1ère station de pompage de relevage et de la 2ème station de pompage de relevage. Dans ce travail, il s'agit de l'aire du graphique entre les lignes d'eau entrant dans les réservoirs depuis les installations de traitement à raison d'environ 4,17 % du débit journalier et pompée hors des réservoirs par la station de pompage du 2e ascenseur (5% de la journée) pendant 16 heures (de 5h à 21h). En convertissant cette surface de pourcentage en m3, nous obtenons :

ici 4,17 % est la quantité d'eau entrant dans les réservoirs en provenance des installations de traitement ;

% - la quantité d'eau pompée du réservoir ;

Temps pendant lequel le pompage a lieu, heures.

L'approvisionnement en eau de secours en cas d'incendie est déterminé par la formule :

où est la consommation horaire d'eau pour éteindre les incendies, égale à ;

Le débit horaire d'eau entrant dans les réservoirs en provenance des installations de traitement est égal à

Prenons N=10 réservoirs - la surface totale du filtre est de 120 m 2 ;

Conformément à l'article 9.21, et compte tenu également des réserves d'eau réglementaires, incendie, de contact et de secours, quatre réservoirs rectangulaires de marque PE-100M-60 (numéro de projet standard 901-4-62.83) d'un volume de 6000 m3 ont été en réalité installé à la station de traitement des eaux.

Pour assurer le contact du chlore avec l’eau du réservoir, il faut s’assurer que l’eau reste dans le réservoir pendant au moins 30 minutes. Le volume de contact des réservoirs sera :

où est le temps de contact du chlore avec l'eau, égal à 30 minutes ;

Ce volume est nettement inférieur au volume du réservoir, le contact nécessaire entre l'eau et le chlore est donc assuré.

.2 Concevoir une partie des installations de traitement proposées

.2.1 Gestion des réactifs

1) Calcul des doses de réactifs

Grâce à l'utilisation du lavage eau-air, la consommation d'eau de lavage diminuera de 2,5 fois

.2.4 Calcul de l'installation d'ozonation

1) Disposition et calcul de l'unité ozoniseur

Consommation d'eau ozonée Q jour = 140 000 m 3 / jour ou Q heure = 5833 m 3 / h. Doses d'ozone : q max =5 g/m 3 maximum et q moy annuel moyen =2,6 g/m 3.

Consommation maximale estimée d’ozone :

Soit 29,2 kg/h

Durée de contact de l'eau avec l'ozone t=6 minutes.

Un ozoniseur de conception tubulaire avec une productivité de G oz = 1 500 g/h a été adopté. Afin de produire 29,2 kg/h d'ozone, l'installation d'ozonation doit être équipée de 29 200/1 500≈19 ozoniseurs en état de marche. De plus, un ozoniseur de secours de même capacité (1,5 kg/h) est requis.

La puissance de décharge active de l'ozoniseur U est fonction de la tension et de la fréquence du courant et peut être déterminée par la formule :

L'aire de la section transversale de l'espace de décharge annulaire est trouvée par la formule :

La vitesse de passage de l'air sec à travers l'espace de décharge annulaire est recommandée dans la plage =0,15÷0,2 m/sec pour les plus grandes économies de consommation d'énergie.

Le débit d’air sec à travers un tube ozoniseur est alors :

Puisque la productivité spécifiée d'un ozoniseur G ozoniseur = 1,5 kg/h, alors avec le coefficient de concentration pondérale d'ozone K ozo = 20 g/m 3 la quantité d'air sec nécessaire à l'électrosynthèse est :

Par conséquent, le nombre de tubes diélectriques en verre dans un ozoniseur doit être

n tr =Q en /q en =75/0,5=150 pièces.

Des tubes de verre de 1,6 m de long sont placés concentriquement dans 75 tubes d'acier traversant tout le corps cylindrique de l'ozoniseur aux deux extrémités. La longueur du corps de l'ozoniseur sera alors je=3,6 m.

Performances d'ozone de chaque tube :

Production d’énergie de l’ozone :

La surface transversale totale de 75 tubes d 1 =0,092 m est ∑f tr =75×0,785×0,092 2 ≈0,5 m2.

La section transversale du corps cylindrique de l'ozoniseur doit être 35 % plus grande, c'est-à-dire

F k =1,35∑f tr =1,35×0,5=0,675 m 2 .

Par conséquent, le diamètre interne du corps de l’ozoniseur sera :

Il ne faut pas oublier que 85 à 90 % de l’électricité consommée pour produire de l’ozone est consacrée à la production de chaleur. A cet égard, il est nécessaire d'assurer le refroidissement des électrodes de l'ozoniseur. La consommation d'eau pour le refroidissement est de 35 l/h par tube soit un total de Q refroidissement =150×35=5250 l/h ou 1,46 l/sec.

La vitesse moyenne de déplacement de l’eau de refroidissement sera :

Ou 8,3 mm/sec

Température de l'eau de refroidissement t=10 °C.

Pour l'électrosynthèse de l'ozone, il est nécessaire de fournir 75 m 3 /h d'air sec à un ozoniseur de capacité acceptée. De plus, il faut prendre en compte la consommation d'air pour la régénération des adsorbeurs, qui est de 360 ​​m 3 / h pour l'unité AG-50 produite commercialement.

Débit total d’air refroidi :

V o.v =2×75+360=510 m 3 /h ou 8,5 m 3 /min.

Pour fournir de l'air, nous utilisons des surpresseurs à anneau d'eau VK-12 d'une capacité de 10 m 3 /min. Ensuite, il est nécessaire d'installer un ventilateur en état de marche et un de secours avec des moteurs électriques A-82-6 d'une puissance de 40 kW chacun.

Un filtre viscinal d'une capacité allant jusqu'à 50 m 3 /min est installé sur la canalisation d'aspiration de chaque surpresseur, qui satisfait aux conditions de conception.

2) Calcul de la chambre de contact pour le mélange du mélange ozone-air avec de l'eau.

Surface de section transversale requise de la chambre de contact en plan :

où est la consommation d'eau ozonisée en m 3 /h ;

T est la durée de contact de l'ozone avec l'eau ; pris dans les 5 à 10 minutes ;

n est le nombre de chambres de contact ;

H est la profondeur de la couche d'eau dans la chambre de contact en m ; Habituellement, 4,5 à 5 m sont acceptés.

Taille de caméra acceptée

Pour assurer une pulvérisation uniforme de l'air ozonisé, des tuyaux perforés sont placés au fond de la chambre de contact. Nous acceptons les tuyaux poreux en céramique.

Le cadre est un tube en acier inoxydable (diamètre extérieur 57 mm ) avec des trous d'un diamètre de 4 à 6 mm. Un tuyau filtrant est placé dessus - une longueur de bloc en céramique je=500 mm, diamètre intérieur 64 mm et diamètre extérieur 92 mm.

La surface active du bloc, c'est-à-dire la surface de tous les pores de 100 µm d'un tuyau en céramique, occupe 25 % de la surface intérieure du tuyau, puis

f p =0,25D dans je=0,25×3,14×0,064×0,5=0,0251 m2.

La quantité d'air ozonisé est q oz.v ≈150 m 3 /h ou 0,042 m 3 /sec. La section transversale du tuyau de distribution principal (cadre) avec un diamètre interne d = 49 mm est égale à : f tr = 0,00188 m 2 = 18,8 cm 2.

Dans chaque chambre de contact, nous acceptons quatre tuyaux de distribution principaux, posés à des distances mutuelles (entre axes) de 0,9 m. Chaque tuyau est constitué de huit blocs de céramique. Avec ce placement de tuyaux, nous supposons les dimensions de la chambre de contact en termes de 3,7 × 5,4 m.

Le débit d'air ozoné par section habitable de chacun des quatre tuyaux dans deux chambres sera :

q tr =≈0,01 m 3 /sec,

et la vitesse de déplacement de l'air dans la canalisation est égale à :

≈5,56 m/sec.

hauteur de la couche de charbon actif - 1-2,5 m;

temps de contact de l'eau traitée avec du charbon - 6-15 minutes ;

intensité de lavage - 10 l/(s×m 2) (pour les charbons AGM et AGOV) et 14-15 l/(s×m 2) (pour les charbons AG-3 et DAU) ;

Lavez la charge de charbon au moins une fois tous les 2-3 jours. La durée du rinçage est de 7 à 10 minutes.

Lors du fonctionnement des filtres à charbon, les pertes annuelles de charbon s'élèvent jusqu'à 10 %. Il est donc nécessaire de disposer d’un approvisionnement en charbon à la station pour recharger les filtres. Le système de distribution des filtres à charbon est sans gravier (constitué de tuyaux fendus en polyéthylène, bouchon ou drainage en béton polymère).

) Dimensionnement du filtre

La surface totale des filtres est déterminée par la formule :

Nombre de filtres :

Pièces + 1 de rechange.

Déterminons l'aire d'un filtre :

Le coefficient de résistance des bactéries irradiées, pris égal à 2500 μW

Option proposée pour la reconstruction de l’usine de traitement des eaux :

· équipement des chambres de floculation avec des modules en couches minces ;

· remplacement de la chloration primaire par la sorption de l'ozone ;

· utilisation du lavage eau-air des filtres 4

· remplacement de la chloration par l'utilisation combinée d'hypochlorite de sodium et de rayonnement ultraviolet ;

· remplacement du floculant PAA par Praestol 650.

La reconstruction réduira les concentrations de polluants aux valeurs suivantes :

· oxydation du permanganate - 0,5 mg/l ;

· oxygène dissous - 8 mg/l ;

· couleur - 7-8 degrés ;

· manganèse - 0,1 mg/l ;

· aluminium - 0,5 mg/l.

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Indicateurs physiques et chimiques de la qualité de l'eau. Lors du choix d'une source d'approvisionnement en eau, les éléments suivants sont pris en compte : propriétés physiques l'eau tels que la température, l'odeur, le goût, la turbidité et la couleur. De plus, ces indicateurs sont déterminés pour toutes les périodes caractéristiques de l'année (printemps, été, automne, hiver).

La température des eaux naturelles dépend de leur origine. Dans les sources d’eau souterraines, l’eau a une température constante quelle que soit la période de l’année. Au contraire, la température de l'eau des sources d'eau de surface varie au cours des périodes de l'année dans une fourchette assez large (de 0,1 °C en hiver à 24-26 °C en été).

La turbidité des eaux naturelles dépend avant tout de leur origine, ainsi que des conditions géographiques et climatiques dans lesquelles se trouve la source d'eau. Les eaux souterraines ont une turbidité insignifiante, ne dépassant pas 1,0 à 1,5 mg/l, mais l'eau provenant de sources d'eau de surface contient presque toujours des substances en suspension sous la forme de minuscules parties d'argile, de sable, d'algues, de micro-organismes et d'autres substances d'origine minérale et organique. Cependant, en règle générale, l'eau provenant des sources d'eau de surface des régions septentrionales de la partie européenne de la Russie, de la Sibérie et en partie Extrême Orient appartient à la catégorie des eaux à faible turbidité. Au contraire, les sources d’eau des régions centrales et méridionales du pays se caractérisent par une turbidité de l’eau plus élevée. Quelles que soient les conditions géographiques, géologiques et hydrologiques de l'emplacement de la source d'eau, la turbidité de l'eau des rivières est toujours plus élevée que celle des lacs et des réservoirs. La plus grande turbidité de l'eau dans les sources d'eau est observée lors des crues printanières, pendant les périodes de pluies prolongées, et la plus faible en heure d'hiver lorsque les sources d'eau sont recouvertes de glace. La turbidité de l'eau se mesure en mg/dm3.

La couleur de l'eau provenant de sources naturelles est due à la présence de substances organiques colloïdales et dissoutes d'origine humique, qui donnent à l'eau une teinte jaune ou brune. L'épaisseur de la teinte dépend de la concentration de ces substances dans l'eau.

Les substances humiques se forment à la suite de la décomposition de substances organiques (sol, humus végétal) en composés chimiques plus simples. Dans les eaux naturelles, les substances humiques sont représentées principalement par les acides organiques humiques et fulviques, ainsi que leurs sels.

La couleur est caractéristique de l'eau provenant des sources d'eau de surface et est pratiquement absente des eaux souterraines. Cependant, il arrive parfois que les eaux souterraines, le plus souvent dans les zones marécageuses de basse altitude dotées d'aquifères fiables, s'enrichissent d'eaux marécageuses et acquièrent une couleur jaunâtre.

La couleur des eaux naturelles se mesure en degrés. Selon le niveau de couleur de l'eau, les eaux de surface peuvent être de couleur faible (jusqu'à 30-35°), de couleur moyenne (jusqu'à 80°) et de couleur élevée (plus de 80°). Dans la pratique de l'approvisionnement en eau, on utilise parfois des sources d'eau dont la couleur de l'eau est de 150 à 200°.

La plupart des rivières du nord-ouest et du nord de la Russie appartiennent à la catégorie des rivières aux couleurs vives et à faible turbidité. La partie centrale du pays est caractérisée par des sources d'eau de couleur et de turbidité moyennes. L'eau des rivières des régions méridionales de la Russie, au contraire, présente une turbidité accrue et une couleur relativement faible. La couleur de l'eau d'une source d'eau change à la fois quantitativement et qualitativement au fil des périodes de l'année. Pendant les périodes de ruissellement accru des zones adjacentes à la source d'eau (fonte des neiges, pluie), la couleur de l'eau augmente généralement et le rapport des composants de couleur change également.

Les eaux naturelles se caractérisent par des indicateurs de qualité tels que le goût et l'odeur. Le plus souvent, les eaux naturelles peuvent avoir un goût amer et salé et presque jamais aigre ou sucré. Un excès de sels de magnésium donne à l'eau un goût amer, et les sels de sodium ( sel de table) - salé. Les sels d'autres métaux, comme le fer et le manganèse, donnent à l'eau un goût ferreux.

Les odeurs d'eau peuvent être d'origine naturelle ou artificielle. Les odeurs naturelles sont causées par des organismes vivants et morts et des débris végétaux présents dans l’eau. Les principales odeurs des eaux naturelles sont marécageuses, terreuses, boisées, herbacées, poissonneuses, sulfurées d'hydrogène, etc. Les odeurs les plus intenses sont inhérentes à l'eau des réservoirs et des lacs. Les odeurs artificielles proviennent du rejet d'eaux usées insuffisamment traitées dans les sources d'eau.

Les odeurs d'origine artificielle comprennent le pétrole, le phénol, le chlorophénol, etc. L'intensité des goûts et des odeurs est évaluée en points.

L'analyse chimique de la qualité de l'eau naturelle est d'une importance primordiale lors du choix d'une méthode de purification. Les indicateurs chimiques de l'eau comprennent : la réaction active (indicateur d'hydrogène), l'oxydabilité, l'alcalinité, la dureté, la concentration de chlorures, sulfates, phosphates, nitrates, nitrites, fer, manganèse et autres éléments. La réaction active de l'eau est déterminée par la concentration en ions hydrogène. Il exprime le degré d'acidité ou d'alcalinité de l'eau. Typiquement, la réaction active de l'eau est exprimée par la valeur du pH, qui est le logarithme décimal négatif de la concentration en ions hydrogène : - pH = - log. Pour l'eau distillée, pH = 7 (milieu neutre). Pour un environnement au pH légèrement acide< 7, а для слабощелочной рН >7. Généralement, pour les eaux naturelles (de surface et souterraines), la valeur du pH varie de 6 à 8,5. Valeurs les plus basses les eaux douces de haute couleur ont une valeur de pH, tandis que les eaux souterraines, en particulier les plus dures, ont les valeurs les plus élevées.

L'oxydation des eaux naturelles est provoquée par la présence de substances organiques dont l'oxydation consomme de l'oxygène. Par conséquent, la valeur de l’oxydabilité est numériquement égale à la quantité d’oxygène utilisée pour oxyder les polluants présents dans l’eau et est exprimée en mg/l. Les eaux artésiennes se caractérisent par la plus faible oxydabilité (~1,5-2 mg/l, O 2). L'eau des lacs propres a une oxydabilité de 6 à 10 mg/l d'O 2 ; dans l'eau des rivières, l'oxydabilité peut atteindre 50 mg/l ou même plus. Les eaux très colorées se caractérisent par une oxydabilité accrue ; dans les eaux marécageuses, l'oxydation peut atteindre 200 mg/l O 2 ou plus.

L'alcalinité de l'eau est déterminée par la présence d'hydroxydes (OH") et d'anions d'acide carbonique (HCO - 3, CO 3 2,).

Les chlorures et les sulfates se trouvent dans presque toutes les eaux naturelles. Dans les eaux souterraines, les concentrations de ces composés peuvent être très importantes, jusqu'à 1 000 mg/l ou plus. Dans les sources d'eau de surface, la teneur en chlorures et sulfates varie généralement de 50 à 100 mg/l. Les sulfates et les chlorures à certaines concentrations (300 mg/l ou plus) provoquent la corrosivité de l'eau et ont un effet destructeur sur les structures en béton.

La dureté des eaux naturelles est due à la présence de sels de calcium et de magnésium. Bien que ces sels ne soient pas particulièrement nocifs pour le corps humain, leur présence en quantités importantes est indésirable, car l’eau devient impropre aux besoins des ménages et à l’approvisionnement en eau industrielle. L’eau dure ne convient pas à l’alimentation des chaudières à vapeur ; elle ne peut pas être utilisée dans de nombreux processus industriels.

Le fer dans les eaux naturelles se trouve sous forme d'ions divalents, de complexes organominéraux colloïdaux et de fines suspensions d'hydroxyde de fer, ainsi que sous forme de sulfure de fer. Le manganèse, en règle générale, se trouve dans l'eau sous forme d'ions manganèse divalents, qui peuvent être oxydés en présence d'oxygène, de chlore ou d'ozone en tétravalents, formant de l'hydroxyde de manganèse.

La présence de fer et de manganèse dans l'eau peut conduire au développement de bactéries ferreuses et manganèse dans les canalisations, dont les déchets peuvent s'accumuler en grande quantité et réduire considérablement la section des canalisations d'eau.

Parmi les gaz dissous dans l'eau, les plus importants du point de vue de la qualité de l'eau sont le dioxyde de carbone libre, l'oxygène et le sulfure d'hydrogène. La teneur en dioxyde de carbone des eaux naturelles varie de plusieurs unités à plusieurs centaines de milligrammes par litre. Selon le pH de l'eau, le dioxyde de carbone s'y trouve sous forme de dioxyde de carbone ou sous forme de carbonates et de bicarbonates. L'excès de dioxyde de carbone est très agressif envers le métal et le béton :

La concentration d'oxygène dissous dans l'eau peut varier de 0 à 14 mg/l et dépend de plusieurs facteurs (température de l'eau, pression partielle, degré de contamination de l'eau par des substances organiques). L'oxygène intensifie les processus de corrosion des métaux. Ceci doit être particulièrement pris en compte dans les systèmes thermiques.

En règle générale, le sulfure d'hydrogène pénètre dans l'eau à la suite de son contact avec des résidus organiques en décomposition ou avec certains minéraux (gypse, pyrites de soufre). La présence de sulfure d'hydrogène dans l'eau est extrêmement indésirable pour l'approvisionnement en eau domestique et industrielle.

Les substances toxiques, en particulier les métaux lourds, pénètrent dans les sources d'eau principalement avec les eaux usées industrielles. Lorsqu'il existe une possibilité de pénétration dans une source d'eau, il est obligatoire de déterminer la concentration de substances toxiques dans l'eau.

Exigences relatives à la qualité de l'eau à diverses fins. Les exigences de base en matière d'eau potable supposent que l'eau soit inoffensive pour le corps humain, qu'elle ait un goût et un aspect agréables et qu'elle soit adaptée aux besoins domestiques.

Les indicateurs de qualité que doit satisfaire l'eau potable sont normés par les « Règles et Normes Sanitaires (SanPiN) 2. 1.4.559-96. Eau potable."

L'eau destinée aux unités de refroidissement de nombreux processus de production ne doit pas former de dépôts dans les tuyaux et les chambres qu'elle traverse, car les dépôts entravent le transfert de chaleur et réduisent la section transversale des tuyaux, réduisant ainsi l'intensité du refroidissement.

Il ne doit pas y avoir de grosses matières en suspension (sable) dans l’eau. Il ne doit y avoir aucune substance organique dans l'eau, car cela intensifie le processus de bio-encrassement des murs.

L'eau des installations électriques à vapeur ne doit pas contenir d'impuretés susceptibles de provoquer des dépôts de tartre. En raison de la formation de tartre, la conductivité thermique diminue, le transfert de chaleur se détériore et une surchauffe des parois des chaudières à vapeur est possible.

Parmi les sels qui forment du tartre, les plus nocifs et dangereux sont CaSO 4, CaCO 3, CaSiO 3, MgSiO 3. Ces sels se déposent sur les parois des chaudières à vapeur, formant de la pierre à chaudière.

Pour éviter la corrosion des parois des chaudières à vapeur, l'eau doit disposer d'une réserve alcaline suffisante. Sa concentration dans l'eau de chaudière doit être d'au moins 30 à 50 mg/l.

La présence dans l'eau d'alimentation des chaudières est particulièrement indésirable. haute pression l'acide silicique SiO 2, qui peut former du tartre dense avec une très faible conductivité thermique.

Schémas et structures technologiques de base pour améliorer la qualité de l'eau.

Les eaux naturelles sont différentes grand variété de contaminants et leurs combinaisons. Par conséquent, pour résoudre le problème de la purification efficace de l'eau, divers schémas et processus technologiques sont nécessaires, divers ensembles de structures pour mettre en œuvre ces processus.

Les schémas technologiques utilisés dans la pratique du traitement de l'eau sont généralement classés en réactif Et sans réactif; prétraitement Et nettoyage en profondeur; sur un seul étage Et à plusieurs étages; sur pression Et flux libre.

Le schéma réactif pour purifier les eaux naturelles est plus complexe que le schéma sans réactif, mais il permet une purification plus profonde. Le système sans réactif est généralement utilisé pour le prétraitement des eaux naturelles. Le plus souvent, il est utilisé dans la purification de l’eau à des fins techniques.

Les schémas de purification technologique avec et sans réactifs peuvent être à une ou plusieurs étapes, avec des installations sans pression et sous pression.

Les principaux schémas technologiques et types de structures les plus souvent utilisés dans la pratique du traitement de l'eau sont présentés dans la figure 22.

Les bassins de sédimentation sont principalement utilisés comme structures de purification préliminaire de l'eau des particules en suspension d'origine minérale et organique. Selon le type de construction et la nature du mouvement de l'eau dans l'ouvrage, les bassins de décantation peuvent être horizontaux, verticaux ou radiaux. Au cours des dernières décennies, dans la pratique de la purification naturelle de l'eau, des bassins de sédimentation spéciaux sur plateau avec sédimentation des matières en suspension en couche mince ont commencé à être utilisés.

Riz. 22.

a) à deux étages avec décanteur horizontal et filtre : 1 - station de pompage que je lève; 2 - les micro-réseaux ; 3 - gestion des réactifs ; 4 - mixer; 5 - chambre de floculation ; b- décanteur horizontal ; 7 - filtre ; 8 - chloration; 9 - réservoir d'eau propre; 10 - pompes;

b)à deux étages avec clarificateur et filtre : 1 - station de pompage que je lève; 2 - les micro-réseaux ; 3 - gestion des réactifs ; 4 - mixer; 5 - clarificateur de sédiments en suspension ; b- filtre; 7 - chloration ; 8 - réservoir d'eau propre; 9 - Pompes de relevage II ;

V) mono-étage avec clarificateurs de contact : 1 - station de pompage que je lève; 2 - filets à tambour; 3 - gestion des réactifs ; 4 - dispositif de restriction (mélangeur); 5 - contacter le clarificateur KO-1 ; 6 - chloration; 7 - réservoir d'eau propre ; 8 - Pompes de relevage II

Les filtres, qui font partie du schéma technologique général du traitement de l'eau, agissent comme des structures de purification en profondeur de l'eau des substances en suspension, certaines des substances colloïdales et dissoutes qui ne se sont pas déposées dans les décanteurs (en raison des forces d'adsorption et moléculaires). interaction).

CONFÉRENCE N° 3. MÉTHODES D'AMÉLIORATION DE LA QUALITÉ DE L'EAU

L'utilisation des eaux naturelles provenant de réservoirs ouverts, et parfois des eaux souterraines, à des fins d'approvisionnement en eau domestique et potable est pratiquement impossible sans améliorer au préalable les propriétés de l'eau et sa désinfection. Pour garantir que la qualité de l'eau répond aux exigences d'hygiène, un prétraitement est utilisé, grâce auquel l'eau est débarrassée des particules en suspension, de l'odeur, du goût, des micro-organismes et de diverses impuretés.

Pour améliorer la qualité de l'eau, les méthodes suivantes sont utilisées : 1) purification - élimination des particules en suspension ; 2) désinfection - destruction des micro-organismes ; 3) méthodes particulières d'amélioration des propriétés organoleptiques de l'eau, adoucissement, élimination de certains produits chimiques, fluoration, etc.

Purification de l'eau. La purification est une étape importante dans l’ensemble des méthodes d’amélioration de la qualité de l’eau, car elle améliore ses propriétés physiques et organoleptiques. Dans le même temps, lors du processus d'élimination des particules en suspension de l'eau, une partie importante des micro-organismes est également éliminée, ce qui permet une purification complète de l'eau qui rend la désinfection plus facile et plus économique. Le nettoyage est réalisé par des méthodes mécaniques (décantation), physiques (filtration) et chimiques (coagulation).

La décantation, au cours de laquelle se produisent une clarification et une décoloration partielle de l'eau, est effectuée dans des structures spéciales - des décanteurs. Deux modèles de décanteurs sont utilisés : horizontal et vertical. Le principe de leur fonctionnement est que, en raison de l'écoulement de l'eau à travers un trou étroit et du lent écoulement de l'eau dans le puisard, la majeure partie des particules en suspension se dépose au fond. Le processus de décantation dans des décanteurs de différentes conceptions se poursuit pendant 2 à 8 heures. Cependant, les plus petites particules, comprenant une partie importante de micro-organismes, n'ont pas le temps de se déposer. Par conséquent, la sédimentation ne peut pas être considérée comme la principale méthode de purification de l’eau.

La filtration est le processus permettant de libérer plus complètement l'eau des particules en suspension, qui consiste à faire passer l'eau à travers un matériau filtrant à pores fins, le plus souvent à travers du sable d'une certaine taille de particules. Lors de la filtration, l'eau laisse des particules en suspension à la surface et dans les profondeurs du matériau filtrant. Dans les usines d'adduction d'eau, la filtration est utilisée après la coagulation.

Actuellement, des filtres quartz-anthracite ont commencé à être utilisés, augmentant considérablement le taux de filtration.

Pour préfiltrer l'eau, des microfiltres sont utilisés pour capturer le zooplancton - les plus petits animaux aquatiques et le phytoplancton - les plus petites plantes aquatiques. Ces filtres sont installés devant le point de prise d'eau ou devant la station d'épuration.

La coagulation est une méthode chimique de purification de l'eau. L'avantage de cette méthode est qu'elle permet de libérer l'eau des contaminants qui se présentent sous forme de particules en suspension qui ne peuvent être éliminées par décantation et filtration. L’essence de la coagulation est l’ajout d’un produit chimique coagulant à l’eau qui peut réagir avec les bicarbonates qu’elle contient. À la suite de cette réaction, de gros flocons plutôt lourds se forment et portent une charge positive. En se déposant sous l’effet de leur propre gravité, ils entraînent avec eux des particules polluantes chargées négativement en suspension dans l’eau, et contribuent ainsi à une épuration assez rapide de l’eau. Grâce à ce processus, l'eau devient transparente et l'indice de couleur s'améliore.

Le sulfate d'aluminium est actuellement le plus largement utilisé comme coagulant ; il forme de gros flocons d'oxyde d'aluminium hydraté avec les bicarbonates d'eau. Pour améliorer le processus de coagulation, des floculants de haut poids moléculaire sont utilisés : amidon alcalin, floculants ioniques, acide silicique activé et autres préparations synthétiques dérivées de l'acide acrylique, notamment le polyacrylamide (PAA).

Désinfection. La destruction des micro-organismes constitue la dernière étape finale du traitement de l'eau, garantissant sa sécurité épidémiologique. Des méthodes chimiques (avec réactif) et physiques (sans réactif) sont utilisées pour désinfecter l'eau. En laboratoire, une méthode mécanique peut être utilisée pour de petits volumes d'eau.

Les méthodes de désinfection chimique (réactifs) reposent sur l'ajout de divers produits chimiques à l'eau, provoquant la mort des micro-organismes présents dans l'eau. Ces méthodes sont assez efficaces. Divers agents oxydants forts peuvent être utilisés comme réactifs : le chlore et ses composés, l'ozone, l'iode, le permanganate de potassium, certains sels de métaux lourds, l'argent.

Dans la pratique sanitaire, la méthode de désinfection de l'eau la plus fiable et la plus éprouvée est la chloration. Dans les usines de distribution d'eau, il est produit à l'aide de solutions de chlore gazeux et d'eau de Javel. De plus, des composés chlorés tels que l'hypochlorate de sodium, l'hypochlorite de calcium et le dioxyde de chlore peuvent être utilisés.

Le mécanisme d'action du chlore est que lorsqu'il est ajouté à l'eau, il s'hydrolyse, entraînant la formation d'acides chlorhydrique et hypochloreux :

C1 2 + H 2 O = HC1 + HOC1.

L'acide hypochloreux présent dans l'eau se dissocie en ions hydrogène (H) et en ions hypochlorite (OC1), qui, avec les molécules d'acide hypochloreux dissociées, ont une propriété bactéricide. Le complexe (HOC1 + OC1) est appelé chlore actif libre.

L'effet bactéricide du chlore est réalisé principalement grâce à l'acide hypochloreux, dont les molécules sont petites, ont une charge neutre et traversent donc facilement la membrane cellulaire bactérienne. L'acide hypochloreux affecte les enzymes cellulaires, en particulier les groupes SH, perturbe le métabolisme des cellules microbiennes et la capacité des micro-organismes à se reproduire. Ces dernières années, il a été établi que l'effet bactéricide du chlore repose sur l'inhibition des catalyseurs enzymatiques et des processus redox qui assurent le métabolisme énergétique de la cellule bactérienne.

L'effet désinfectant du chlore dépend de nombreux facteurs, parmi lesquels les caractéristiques biologiques des micro-organismes, l'activité des préparations chlorées actives, l'état du milieu aquatique et les conditions dans lesquelles la chloration est effectuée.

Le processus de chloration dépend de la persistance des micro-organismes. Les plus stables sont ceux qui forment des spores. Chez les non-spores, l'attitude envers le chlore est différente, par exemple, le bacille typhoïde est moins stable que le bacille paratyphoïde, etc. La massivité de la contamination microbienne est importante : plus elle est élevée, plus il faut de chlore pour désinfecter l'eau. L'efficacité de la désinfection dépend de l'activité des préparations chlorées utilisées. Ainsi, le chlore gazeux est plus efficace que l’eau de Javel.

La composition de l’eau a une grande influence sur le processus de chloration ; le processus ralentit en présence d'une grande quantité de substances organiques, car davantage de chlore est dépensé pour leur oxydation et à basse température de l'eau. Une condition essentielle à la chloration est le bon choix de la dose. Plus la dose de chlore est élevée et plus son contact avec l'eau est long, plus l'effet désinfectant sera élevé.

La chloration est effectuée après la purification de l'eau et constitue l'étape finale de son traitement dans une station d'épuration des eaux. Parfois, pour renforcer l'effet désinfectant et améliorer la coagulation, une partie du chlore est introduite avec le coagulant, et l'autre partie, comme d'habitude, après filtration. Cette méthode est appelée double chloration.

On distingue la chloration conventionnelle, c'est-à-dire la chloration avec des doses normales de chlore, établies à chaque fois expérimentalement, et la surchloration, c'est-à-dire la chloration avec des doses augmentées.

La chloration aux doses normales est utilisée dans des conditions normales dans toutes les usines de distribution d'eau. En même temps grande valeur a le bon choix de dose de chlore, qui détermine le degré d'absorption de chlore de l'eau dans chaque cas spécifique.

Pour obtenir un effet bactéricide complet, la dose optimale de chlore est déterminée, qui correspond à la quantité de chlore actif nécessaire pour : a) la destruction des micro-organismes ; b) l'oxydation des substances organiques, ainsi que la quantité de chlore qui doit rester dans l'eau après chloration afin de servir d'indicateur de la fiabilité de la chloration. Cette quantité est appelée chlore résiduel actif. Sa norme est de 0,3 à 0,5 mg/l, avec du chlore libre de 0,8 à 1,2 mg/l. La nécessité de normaliser ces quantités est due au fait que si la présence de chlore résiduel est inférieure à 0,3 mg/l, cela peut ne pas suffire à désinfecter l'eau, et à des doses supérieures à 0,5 mg/l, l'eau acquiert une odeur spécifique désagréable. odeur de chlore.

Les principales conditions pour une chloration efficace de l'eau sont son mélange avec du chlore, le contact entre l'eau de désinfection et le chlore pendant 30 minutes pendant la saison chaude et 60 minutes pendant la saison froide.

Dans les grandes usines de distribution d’eau, le chlore gazeux est utilisé pour désinfecter l’eau. Pour ce faire, le chlore liquide, livré à la station d'approvisionnement en eau dans des réservoirs ou des bouteilles, est converti à l'état gazeux avant d'être utilisé dans des installations de chloration spéciales, qui assurent l'alimentation et le dosage automatiques du chlore. La chloration de l’eau la plus courante est une solution d’eau de Javel à 1 %. L'eau de Javel est le produit de l'interaction du chlore et de l'oxyde de calcium hydraté résultant de la réaction :

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

La surchloration (hyperchloration) de l'eau est réalisée pour des raisons épidémiologiques ou dans des conditions où il est impossible d'assurer le contact nécessaire de l'eau avec le chlore (dans les 30 minutes). Il est généralement utilisé sur le terrain militaire, lors d'expéditions et dans d'autres cas et est produit à des doses 5 à 10 fois supérieures à la capacité d'absorption de chlore de l'eau, soit 10 à 20 mg/l de chlore actif. Le temps de contact entre l'eau et le chlore est réduit à 15-10 minutes. La superchloration présente de nombreux avantages. Les principaux sont une réduction significative du temps de chloration, la simplification de sa technique, puisqu'il n'est pas nécessaire de déterminer le chlore résiduel et la dose, et la possibilité de désinfecter l'eau sans la débarrasser au préalable de la turbidité et de la clarification. L'inconvénient de l'hyperchloration est la forte odeur de chlore, mais celle-ci peut être éliminée en ajoutant du thiosulfate de sodium, du charbon actif, du dioxyde de soufre et d'autres substances à l'eau (déchloration).

Dans les usines d'adduction d'eau, une chloration et une préammonisation sont parfois effectuées. Cette méthode est utilisée dans les cas où l'eau à désinfecter contient du phénol ou d'autres substances qui lui confèrent une odeur désagréable. Pour ce faire, de l'ammoniac ou ses sels sont d'abord introduits dans l'eau à désinfecter, puis du chlore au bout de 1 à 2 minutes. Cela produit des chloramines, qui possèdent de fortes propriétés bactéricides.

Les méthodes chimiques de désinfection de l'eau comprennent l'ozonation. L'ozone est un composé instable. Dans l’eau, il se décompose pour former de l’oxygène moléculaire et atomique, associé à la forte capacité oxydante de l’ozone. Lors de sa décomposition, il se forme des radicaux libres OH et HO 2, qui ont des propriétés oxydantes prononcées. L'ozone a un potentiel rédox élevé, sa réaction avec les substances organiques présentes dans l'eau est donc plus complète que celle du chlore. Le mécanisme de l'action désinfectante de l'ozone est similaire à celui du chlore : étant un oxydant puissant, l'ozone endommage les enzymes vitales des micro-organismes et provoque leur mort. Certains suggèrent qu'il agit comme un poison protoplasmique.

L’avantage de l’ozonation par rapport à la chloration est que cette méthode de désinfection améliore le goût et la couleur de l’eau, ce qui permet d’utiliser en même temps l’ozone pour améliorer ses propriétés organoleptiques. L'ozonation n'a pas d'effet négatif sur la composition minérale et le pH de l'eau. L'excès d'ozone est converti en oxygène, l'ozone résiduel n'est donc pas dangereux pour le corps et n'affecte pas les propriétés organoleptiques de l'eau. Le contrôle de l’ozonation est moins compliqué que la chloration, puisque l’ozonation ne dépend pas de facteurs tels que la température, le pH de l’eau, etc. Pour désinfecter l'eau, la dose d'ozone requise est en moyenne de 0,5 à 6 mg/l avec une exposition de 3 à 5 minutes. L'ozonation est réalisée à l'aide d'appareils spéciaux - des ozoniseurs.

Les méthodes chimiques de désinfection de l'eau utilisent également les effets oligodynamiques des sels de métaux lourds (argent, cuivre, or). L’effet oligodynamique des métaux lourds est leur capacité à exercer un effet bactéricide sur une longue période à des concentrations extrêmement faibles. Le mécanisme d'action est que les ions de métaux lourds chargés positivement interagissent dans l'eau avec des micro-organismes ayant une charge négative. L'électroadsorption se produit, à la suite de laquelle ils pénètrent profondément dans la cellule microbienne, y formant des albuminates de métaux lourds (composés avec des acides nucléiques), à la suite de quoi la cellule microbienne meurt. Cette méthode est généralement utilisée pour désinfecter de petites quantités d’eau.

Le peroxyde d’hydrogène est connu depuis longtemps comme agent oxydant. Son effet bactéricide est associé à la libération d'oxygène lors de la décomposition. La méthode d'utilisation du peroxyde d'hydrogène pour la désinfection de l'eau n'est pas encore complètement développée.

Les méthodes chimiques ou réactives de désinfection de l'eau, basées sur l'ajout de l'une ou l'autre substance chimique à une certaine dose, présentent un certain nombre d'inconvénients, qui consistent principalement dans le fait que la plupart de ces substances affectent négativement la composition et les propriétés organoleptiques de eau. De plus, l'effet bactéricide de ces substances apparaît après un certain temps de contact et ne s'applique pas toujours à toutes les formes de micro-organismes. Tout cela a motivé le développement de méthodes physiques de désinfection de l'eau, qui présentent de nombreux avantages par rapport aux méthodes chimiques. Les méthodes sans réactifs n'affectent pas la composition et les propriétés de l'eau désinfectée et n'altèrent pas ses propriétés organoleptiques. Ils agissent directement sur la structure des micro-organismes, ce qui leur confère une gamme d'effets bactéricides plus large. Une courte période de temps est nécessaire pour la désinfection.

La méthode la plus développée et techniquement étudiée est l'irradiation de l'eau avec des lampes bactéricides (ultraviolettes). Les rayons UV d'une longueur d'onde de 200 à 280 nm ont les plus grandes propriétés bactéricides ; l'effet bactéricide maximal se produit à une longueur d'onde de 254 à 260 nm. La source de rayonnement est constituée de lampes à argon-mercure à basse pression et de lampes à mercure-quartz. La désinfection de l'eau se produit rapidement, en 1 à 2 minutes. Lorsque l'eau est désinfectée aux rayons UV, non seulement les formes végétatives de microbes sont tuées, mais également les formes de spores, ainsi que les virus et les œufs d'helminthes résistants au chlore. L'utilisation de lampes bactéricides n'est pas toujours possible, car l'effet de la désinfection de l'eau par les rayons UV est affecté par la turbidité, la couleur de l'eau et la teneur en sels de fer qu'elle contient. Par conséquent, avant de désinfecter l’eau de cette manière, celle-ci doit être soigneusement nettoyée.

De toutes les méthodes physiques disponibles pour la désinfection de l’eau, l’ébullition est la plus fiable. Après une ébullition de 3 à 5 minutes, tous les micro-organismes présents meurent et après 30 minutes, l'eau devient complètement stérile. Malgré son effet bactéricide élevé, cette méthode n'est pas largement utilisée pour désinfecter de grands volumes d'eau. L'inconvénient de l'ébullition est la détérioration du goût de l'eau, qui résulte de la volatilisation des gaz, et la possibilité d'un développement plus rapide de micro-organismes dans l'eau bouillie.

Les méthodes physiques de désinfection de l'eau comprennent l'utilisation de décharges électriques pulsées, d'ultrasons et de rayonnements ionisants. Actuellement, ces méthodes sont largement application pratique ils ne le trouvent pas.

Moyens spéciaux pour améliorer la qualité de l’eau. En plus des méthodes de base de purification et de désinfection de l'eau, il devient parfois nécessaire d'effectuer un traitement spécial. Ce traitement vise principalement à améliorer la composition minérale de l'eau et ses propriétés organoleptiques.

Désodorisation - élimination des odeurs et des goûts étrangers. La nécessité d'un tel traitement est déterminée par la présence dans l'eau d'odeurs associées à l'activité vitale de micro-organismes, de champignons, d'algues, de produits de décomposition et de décomposition de substances organiques. À cette fin, des méthodes telles que l'ozonation, la carbonisation, la chloration, le traitement de l'eau avec du permanganate de potassium, du peroxyde d'hydrogène, la fluoration à travers des filtres à sorption et l'aération sont utilisées.

Le dégazage de l’eau consiste à éliminer les gaz dissous et nauséabonds. Pour cela, on utilise l'aération, c'est-à-dire la pulvérisation d'eau en petites gouttes dans une pièce bien ventilée ou à l'air libre, ce qui entraîne la libération de gaz.

L’adoucissement de l’eau consiste à éliminer totalement ou partiellement les cations calcium et magnésium. Le ramollissement est réalisé avec des réactifs spéciaux ou par échange d'ions et méthodes thermiques.

Le dessalement (dessalement) de l'eau est souvent effectué lors de sa préparation à un usage industriel.

Un dessalement partiel de l'eau est effectué pour réduire sa teneur en sel au niveau auquel l'eau peut être utilisée pour la consommation (inférieure à 1 000 mg/l). Le dessalement est obtenu par distillation de l'eau, qui est produite dans diverses usines de dessalement (sous vide, à plusieurs étages, solaire thermique), des installations d'échange d'ions, ainsi que par des méthodes électrochimiques et par congélation.

Déferrisation - l'élimination du fer de l'eau est réalisée par aération suivie d'une décantation, d'une coagulation, d'un chaulage et d'une cationisation. Actuellement, une méthode a été développée pour filtrer l'eau à travers des filtres à sable. Dans ce cas, le fer ferreux est retenu à la surface des grains de sable.

La défluoration est la libération des eaux naturelles de l'excès de fluor. A cet effet, une méthode de précipitation est utilisée, basée sur la sorption du fluor par un précipité d'hydroxyde d'aluminium.

S’il y a un manque de fluorure dans l’eau, celle-ci est fluorée. Si l'eau est contaminée par des substances radioactives, elle est soumise à une décontamination, c'est-à-dire à l'élimination des substances radioactives.

L'eau est le composant principal du milieu liquide du corps humain. Le corps humain adulte est composé à 60 % d’eau.

De nos jours, l’eau du robinet contient des composés chimiques, organiques et autres et ne peut être considérée comme de l’eau potable sans traitement préalable.

Pour améliorer la qualité de l'eau potable, les méthodes d'épuration suivantes peuvent être proposées :

1. Méthode de neutralisation. Versez l'eau du robinet dans un récipient (en verre ou en émail). Laissez le récipient ouvert pendant 24 heures. Pendant ce temps, du chlore, de l'ammoniac et d'autres substances gazeuses sortiront de l'eau. Faites-le ensuite bouillir pendant une heure. Dès l’ébullition, n’obtenez qu’un léger bouillonnement. Par conséquent traitement thermique une partie importante des substances étrangères est éliminée. Après refroidissement, l'eau n'est pas encore complètement débarrassée des substances chimiques et organiques, mais elle peut déjà être utilisée pour la cuisson. Pour le boire, il doit être complètement neutralisé ; pour ce faire, ajouter 500 mg d'acide ascorbique dans 5 litres d'eau bouillie, 300 mg dans 3 litres, mélanger et laisser reposer une heure. Au lieu de l'acide ascorbique, vous pouvez ajouter du jus de fruit, coloré en rouge, rouge foncé, bordeaux jusqu'à une teinte légèrement rosée, et laisser agir une heure. Pour neutraliser, vous pouvez utiliser du thé bu, qui est ajouté à l'eau jusqu'à ce que la couleur change légèrement et laissé pendant une heure.

2. Méthode de congélation. Pour cela, des sacs de lait et de jus peuvent être utilisés, dans lesquels on verse de l'eau du robinet en ajoutant 1 à 1,5 cm du bord. Les sacs remplis d'eau doivent être placés au congélateur ou au froid pendant 5 à 8 heures, après quoi. sortez les sachets, retirez la croûte de glace, versez l'eau dans un autre sachet. La croûte de glace et la glace gelée à l'intérieur du sac sont de l'eau lourde (nocive). L'eau versée dans les sacs est congelée pendant 12 à 18 heures. Ensuite, les sacs sont retirés, les parois extérieures sont humidifiées avec de l'eau tiède, les cristaux de glace sont retirés pour décongeler et le liquide restant dans les sacs n'est rien de plus qu'une saumure composée de substances étrangères et minérales, qui doit être versée dans le sac. vidange.

Si vos sacs sont gelés et qu'un cristal solide avec une tige centrale s'est formé, alors, sans le retirer du sac, lavez la tige avec de l'eau tiède en laissant de la glace claire, puis retirez la glace pour la décongeler. Pour améliorer le goût, ajoutez 1 g de sel marin (acheté en pharmacie) dans un seau d'eau de fonte. S'il est absent, ajoutez 1/4 à 1/5 tasse d'eau minérale à 1 litre d'eau de fonte. L'eau fraîchement fondue obtenue à partir de glace, ou mieux encore de neige, possède des propriétés thérapeutiques et prophylactiques. Une fois consommés, les processus de récupération sont accélérés. Une telle eau favorise l'adaptation dans des conditions extrêmes (sous stress thermique, avec une teneur réduite en oxygène dans l'air), elle augmente considérablement les performances musculaires. L'eau de fonte a des propriétés anti-allergiques et est utilisée, par exemple, pour l'asthme bronchique, la dermatite prurigineuse de nature allergique et la stomatite. Cependant, cette eau est à utiliser avec précaution et doit être prise 1/2 verre 3 fois par jour pour un adulte. Pour un enfant de 10 ans - 1/4 tasse 3 fois par jour

Z.I. Khata - M. : FAIR PRESS, 2001