Основные источники и характеристика воды

Из всех ресурсов наибольшее значение в жизни и де­ятельности человека имеет вода. Площадь поверхности земного шара, покрытого водой, примерно в 10 раз превышает площадь суши. Для промышленных и бытовых нужд используется только пресная вода. Общий объем воды равен 1465 млн км³, из которого мировой ресурс пресной воды составляет 30 млн км³ или немногим более 2 % . На долю ледников и айсбергов, как источников пресной воды, приходится 97 %.

Жители различных стран обеспечены пресной водой неравномерно. Дефицит пресной воды в мире - следствие безвозвратного ее потребления, все возрастающего загрязнения природных вод промышленными и бытовыми стоками. Ученые подсчитали, что ресурсы пресной воды могут быть исчерпаны уже в этом столетии. Население Республики Беларусь вполне удовлетворительно обеспечено пресной водой. Вода широко используется в промышленности. Практически нет технологических процессов, в которых не применяется вода.

К основным потребителям пресной воды относят: сельское хозяйство, промышленность и энергетику, коммунальное хозяйство. В целях экономии расхода воды применяют так называ­емую оборотную воду, использованную и возвращенную в производственный цикл.

Природные воды принято делить на три вида: атмос­ферные, поверхностные, подземные.

Атмосферная вода - вода дождевых и снеговых осад­ков, характеризуется небольшим содержанием приме­сей, главным образом растворенных газов: кислорода, диоксида углерода, сероводорода, оксидов азота, кисло­родных соединений серы, органических веществ, кото­рые загрязняют атмосферу в промышленных районах.

Поверхностные воды - речные, озерные, морские - со­держат, кроме примесей, имеющейся в атмосферной воде, разнообразные вещества. При содержании солей ме­нее 1 г на 1 кг воды она называется пресной, более 1 г - со­леной.

Подземные воды. Эта вода собирается в различных слоях земли и получает выход на поверхность естествен­ным путем в виде родников, ключей, гейзеров или добыва­ется через колодцы и артезианские скважины. В зависимости от назначения потребляемая вода услов­но делится на промышленную и питьевую.

Требования к качеству воды:К воде, употребляемой в технике и быту, предъявляют­ся определенные требования в отношении состава и свойств.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Органолептические показатели характеризуют запах, вкус и привкус, цветность, мутность. Вода должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и привкуса, не иметь видимых невооруженным глазом взвешенных частиц, пленки на поверхности. Токсикологические показатели качества воды характери­зуют безвредность ее химического состава.

Микробиологические показатели качества воды ха­рактеризуются общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечной палочки. Число микро­организмов в 1 см³ воды не должно превышать 100.

В воде нормируется концентрация химических ве­ществ, влияющих на органолептические свойства воды: содержание железа, марганца, меди, сульфатов, хлори­дов, цинка в мг/дм³.

Существенное значение имеет жесткость воды. Жест­костью называют свойства воды, обусловленные содер­жанием в ней ионов кальция и магния. Различают жесткость общую, временную (устрани­мую) и постоянную (неустранимую).

Подготовка питьевой воды:Большая часть пресной воды, используемой для хо­зяйственных нужд, берется из поверхностных водоемов и перед распределением потребителям подается в очистные сооружения.

Очистка включает следующие операции: осветление и обесцвечивание, обеззараживание, устранение запаха, умягчение и обессоливание, дегазацию, нейтрализацию.

Осветление и обесцвечивание производятся с целью удаления из воды механических примесей. Это достигает­ся путем ее отстаивания в резервуарах большой емкости (отстойниках) с последующим пропусканием через песча­ные фильтры с зернистым фильтрующим слоем.

Обеззараживание воды — обязательных процесс очист­ки с целью уничтожения болезнетворных микроорганиз­мов, окисления органических примесей (мельчайших во­дорослей). Достигается это хлорированием — введение га­зообразного хлора, хлорной извести.Обеззараживать воду можно и с помощью озона, кото­рый получают, создавая электрический разряд в воздухе.Однако озонирование приблизительно в 6 раз дороже хлорирова­ния и поэтому используется еще недостаточно.Хорошие результаты при обеззараживании дает пропус­кание воды через серебряный песок, облучение ультрафиолетовыми лучами, обработка ультразвуком, гамма-лучами.

Устранение запаха. Частично устранение запахов происходит уже при обез­зараживании воды (при хлорировании, озонировании). Для того чтобы после обработки в воде не оставался избы­ток хлора, ее дехлорируют. При этом избыток хлора либо химически связывают, либо удаляют пропусканием воды через угольные фильтры.

Умягчение и обессоливание — основные процессы под­готовки воды. Удаление из воды всех солей называется обессоливанием, только солей кальция и магния - умягче­нием.

Полное обессоливание воды применяют редко (дистил­лированная вода). Способы умягчения подразделяют на физические, хи­мические и физико-химические. К физическим относят: кипячение, дистилляцию, вымораживание Дистиллированную воду получают перегонкой на спе­циальных дистилляционных установках. Современными физико-химическими методами умяг­чения воды являются ионообменный и электрохимиче­ский (электрокоагуляция). Наиболее экономично применение комбинированных методов, обеспечивающих устранение общей и устрани­мой жесткости, удаление из нее СО₂, ионов железа.

Дегазация воды - удаление из нее растворимых газов -проводится химическими и физическими способами. При химическом способе газы взаимодействуют с хи­мическими соединениями и удаляются из воды. Физические способы удаления газов заключаются в аэрации или нагревании воды в вакууме.