Colegiul Agricol
"Dr. C-tin Angelescu"
Buzau
Lucrare pentru sustinerea
examenului
de competente profesionale
Filiera: Tehnologica
Profil Resurse naturale si protectia mediului
Specializare: Tehnician ecolog in protectia mediului
Indrumator Eleva
DEZINFECTAREA
APELOR
POTABILE
~2008-2009~
Argument
Poluarea microbiana a apei are drept consecinte transmiterea hidrica a unei mare numar de boli infectioase , de cele mai multe ori cu caracter epidemic.
In vederea inlaturarii acestui pericol, s-au elaborat diferite metode de reducere a germenilor ca, sedimentarea simpla sau dupa prealabila coagulare, filtrare prin nisip, pamant cu infuzorii, antracit, microstrecurare etc., toate insa cu eficienta limitata .
Dezinfectia apei se poate realiza atat prin mijloace fizice ca utilizarea radiatiilor ultraviolete, a ultrasunetelor, a radiatiilor io 343j99d nizate, fierberea distilarea, filtrarea apei etc. ,cat si prin mijloace chimice, ca folosirea clorului si a compusilor sai (substante clorigene ), ozonului, argintului, bromului, iodului, permanganatului si alte asemenea substante.
Mijloacele chimice de dezinfectare a apei trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditi pentru a fi corespunzatoare:
-sa fie eficiente, adica sa aduca apa la conditiile de potabilitate;
-sa nu modifice calitatile apei si in primul rind cele organoleptice;
-sa nu lase in apa substante cu actiune nociva asupra consumatorilor;
-sa fie usor de manipulat, sa nu prezinte pericol pentru cei care le manipuleaza;
-sa fie cat mai economice.
Eficienta dezinfectiei nu depinde numai de numarul si felul germenilor din apa ci si de alte conditii dintre care unele tin de clor iar altele de calitatea apei.
Apa este un compus cu rol primordial in natura, industrie, agricultura, constructii etc.
In natura apa are o importanta biologica deosebita reprezentind baza structurala si functionala a fiintelor vii.
APA POTABILA
1. INTRODUCERE
Apa este cel mai important aliment. Nu poate fi inlocuit. Aceste afirmatii nu sunt figuri de stil, ci citate din standardele de apa din tari dezvoltate. Omul se poate lipsi in extremis de apa pentru alte folosinte, dar nu si de apa de baut. Rezista timp destul de indelungat fara mancare, dar foarte putin fara apa. Si gaseste apa in diverse alimente, dar nu se poate lipsi de apa lichida. De aceea pentru om cea mai importanta apa a fost, este si va fi APA POTABILA. Pentru a o cunoaste vom vedea mai intai de ce este asa de importanta apa in organismul uman, apoi care sunt necesitatile omului si ce influenta are apa asupra starii lui de sanatate. In continuare vom trece in revista sursele de apa potabila, standardele si reglementarile in domeniu, alimentarea cu apa potabila - prelevare, tratare, transport, stocare si distributie
2. APA IN ORGANISMUL UMAN
Apa este un constituent fundamental si indispensabil al organismului uman. Modificari mici produc tulburari grave iar insuficienta aportului de apa este mult mai putin tolerata decat carenta in alte elemente.
2.1 Cantitate si repartizare
Proportia de apa din organism variaza dupa varsta: de la peste 97 % la embrionul de 7 zile, scazand treptat la 80 % la nou-nascut, 60-65 % la adult si 50-55 % la varstnic. Procentul de apa variaza dupa intensitatea proceselor metabolice. Acest fapt se reflecta si in proportia diferita a apei in tesuturi: smalt dentar 0,2 %, dentina 10 %, tesut osos 22 %, tesut adipos 20 %, tesut cartilaginos 55 %, muschi striat 75 %, ficat 75 %, rinichi 80 %, creier (substanta cenusie) 85 %, plasma sangvina 90%. Femeile avand o proportie mai ridicata de tesut adipos (relativ sarac in apa), procentul de apa din organism depinde de sex: in medie 52 % la femei si 63 % la barbati. La obezi, procentul de apa poate scadea astfel pana la 40 %.
In organismul uman, apa totala (60% din greutatea corporala) se repartizeaza in mai multe compartimente: Apa intracelulara (40 %) si apa extracelulara (20 %), aceasta la randul ei reprezentata de apa circulanta = intravasculara (4- 4,5 %), apa interstitiala (15 % - majoritatea legata in geluri) si apa transcelulara (1%).
2.2 Rolul apei in organismul uman
Rolurile apei in organism sunt multiple, cele mai importante fiind:
- rolul structural, ca si principal component al organismului;
- rolul de mediu de reactie pentru si interventia in toate procesele metabolice; - contributia la mentinerea homeostaziei (fiind esentiala pentru variate procese, ca absorbtia, transportul, difuzia, osmoza, excretia);
- rol in metabolismul macronutrientilor (din a caror degradare rezulta apa);
- sursa de Ca, Mg, Na, K si alte substante utile pentru organism, dar uneori si de elemente nedorite (toxice, agenti patogeni).
Dinamica apei in corpul uman si bilantul hidric al organismului au fost indelung studiate in fiziologie si sunt astazi binecunoscute, avand largi aplicatii medicale. Deshidratarea respectiv hiperhidratarea, cu numeroasele variante fiziopatologice, sunt intalnite in cadrul multor afectiuni si pun serioase probleme de diagnostic si tratament.
2.3 Necesitati si surse de apa pentru
organismul uman
Variabilitatea este desigur foarte mare, in functie de disponibilitatea si pretul apei, de obiceiuri etc. Unde nu exista apa curenta si consumul casnic e mai mic, iar unde trebuie carata de la mari distante sau e foarte scumpa se face economie. Sunt si situatii, chiar tari intregi, unde consumul este sub minimul acceptabil si duce la consecinte negative asupra igienei si sanatatii publice. A face baie in vana in loc de dus, duce automat la un consum mult mai mare de apa, la fel si utilizarea frecventa de masini se spalat haine, vesela etc. sau daca aceste au eficienta redusa din punct de vedere al consumului de apa.
Pe plan mondial, in 1980, problema asigurarii necesarului de apa pentru populatie era oficial rezolvata in procent extrem de diferit: Belgia 95%, Finlanda 79%, Sudan si Bangaldesh 40%, Sri Lanka 37%, Angola 28%, Paraguay 25%, Uganda 16%, Mozambic 9%, Mali 6%. Tarile socialiste pretindeau ca situatia lor e cea mai favorabila - Ungaria 84%, Albania 92% si URSS chiar 100%, exagerare evidenta
Apa poate fi ingerata de om ca atare, in forma de diverse bauturi sau prin intermediul alimentelor. In acestea, procentul de apa variaza foarte mult. Astfel avem procente de 2% in untul de arahide, 4% in floricele, 14%in margarina, 29% in gem, 38% in cascaval, 38% in painea integrala, 60 % in puiul fript, 74 % in banane, 75% intr-un ou fiert, 88% in lapte, 90% in ciuperci, 94% in rosii..
In situatii extreme, omul poate de supravietui si cu apa procurata din plante, din condens, cu lichid din diverse animale etc. dar in mod normal indiferent de aportul de apa prin alimente are nevoie si de apa in forma lichida libera, in cantitate si calitate corespunzatoare, pe care o numim apa potabila.
Un om are nevoie in medie de circa 100 de litri de apa pe zi: 4 litri pentru nevoia fundamentala, alimentara (2,5 litri pentru baut si 1,5 litri prepararea hranei), 13 litri pentru spalat vesela, 13 litri pentru spalat rufe, 70 de litri pentru nevoi sanitare (spalat pe maini si fata, dus, apa pentru clatirea toaletei etc.).
3.DEZINFECTAREA APEI POTABILE
Apele existente in natura,indiferent daca au fost supuse unei tratari pentru limpezire sau nu,sunt de foarte multe ori contaminate den punct de vedere bacteriologic si pot constitui pericole de imbolnavire pentru organismul uman.
Unele filtre,cu viteze foarte mici de filtrare(de exemplu filtrele lente) pot asigura,datoritaunor efecte biologice complexe,in majoritatea cazurilor si o dezinfectare practic completa;chiar si in acest caz,pentru a preintampina contaminari cauzate de deficiente in exploatare sau infectari secundare(prin retea) se procedeaza la dezinfectarea apei.
Dezinfectarea apei potabile este obligatorie la noi in tara,iar limitele admise cu privire la indicatorii bacteriologici sunt stabilite prin STAS 1342-77.
In practica dezinfectarea apei se poate realiza prin
-fierbere timp de 10-15 minute;
-utilizarea unor oxidanti puternici(clorul,bromul,ozonul,bioxidul de clor,permanganatul de potasiu,hipocloritul de sodiu,cloramina,etc.);
-raze ultraviolete;
-efect oligodinamic,obtinut prin utilizarea unor saruri de metale grele,in special Ag+.
In prezent se utilizeaza pe scara larga dezinfectarea cu clor(si alti compusi cu clor)sau cu ozon.
Alegerea dezinfectantului se face in general pe urmatoarele criterii economice si tehnice:
1) Corul,clorura de var,hidrocloritii pot fi utilizati ori de cate ori apa nu contine foarte multe substante organice si,in special substante anorganicesucceptibile sa formeze cu clorul substante care confera apei gust sau miros neplacut: acest inconvenient poate fi eliminat prin"supraclorurare" cu doze superioare celor corespunzatoare punctului de inflexiune(cunoscut in tehnica de specialitate sub denumirea de break-point) in care caz apare necesara o reducere a clorului in exces.
Dispozitiv de amestec a ozonului cu apa: 1-intrare apa; 2-apa de amestec cu ozonul; 3-introducere ozon; 4-electropompa pentru marirea presiunii; 5-tub venturi; 6-tub de contact cu inele Rashing; 7-iesirea apei ozonizate
Eliminarea clorului in exces se poate face cu triosulfat de sodiu,cu bioxid de sulf sau cu carbune activ;cantitati relativ reduse de carbune activ elimina practic complet excesul de clor,datorita efectului catalic prin care clorul este transformat in acid clorhidric.
2) Actiunea clorului este cu atat mai puternica cu cat pH-ul este mai coborat; in cazul unui pH ridicat sunt necesare penrtu dezinfectie doze de clor mai ridicate.
3) Cloraminele(obtinute uneori prin utilizarea concomitenta a amoniacului cu clorul)pot fi utilizate uneori cu succes in cazul in care clorul singur produce gust sau miros neplacut(in specia in cazul formarii clor-fenolilor);eficacitatea dezinfectarii este insa mai redusa,fiind necesar un timp de contact cu apa mai mare.
4) Bioxidul de clor,un oxidant foarte puternic,neutralizat pana in prezent la noi in tara,elimina practic formarea clorfenolilor,fara a reusi totusi oxidarea tuturor substantelor organice; in practica bioxidul de clor se obtine prin actiunea unei solutii de clor asupra cloritului de sodiu:
2NaC*CO2+Cl2=2ClO2+NaCl
5) Razele ultraviolete permit realizarea unei dezinfectari eficiente,cu efecte puternice asupra virusurilor; limitele de utilizare sunt date de necesitatea aplicarii la ape foarte limpezi si cu adancime mica si de faptul ca exista ulterior riscuri de contaminare secundara.
6) Ozonul este dezinfectantul cel mai indicat datorita efectului rapid asupra bacteriilor si virusurilor(clorul are,relativ,un efect mai scazut asupra virusurilor) si faptul ca,datorita proprietatilorputernic oxidante,reduce considerabil alti micropoluanti,eliminand practic total gustul,mirosul si culoarea apei.
Costurile legate atat de investitie,cat si de exploatare sunt insa cu mult mai mari decat in cazul in care clorului,la care se adauga faptul ca pana i prezent instalatiile de ozonizare trebuie importate.
3.1.DEZINFECTAREA CU CLOR
Datorita marii lui eficacitati,pretului redus si posibilitatilor comode de introducere in apa(sub forma de solutii), clorul are actualmente principalul dezinfectant utilizat in practica.Puterea sa asupra bacteriilor pare a fi explicabila prin distrugerea unor diastaze indispensabile vietii acestora.Tinpul de contact cu clorul necesar pentru distrugere bacteriilor este de 10-30'.Dozele uzuale pentru desinfectie sunt cuprinse intre 0,5 si 1 mg/l,conditia fiind ca la extremitatea retelei de ditributie sa se mentina o concentratie de 0,2-0,3 mg/l.
Dezinfectarea cu clor se face de obicei utilizand clorul gazos.
Aparat pentru clorarea apei:
-butelie cu clor gazos; 2-robinete; 3-cantar zecimal; 4-conducte pentru clor; 5-filtru pentru clor; 6-manometru; 7-ventil de reducere a presiunii clorului; 8-dozator pentru clor; 9-ventil de retinere; 10-vas de amestec; 11-conducta de alimentare cu apa pentru amestec; 12-robinet de reglare a presiunii apei; 13-dozator pentru apa clorata; 14-conducta pentru apa clorata; 15-robinet de inchidere; 16-conducta pentru apa clorata; 17-conducta de alimentare cu apa.
In conformitate cu standardele in vigoare(STAS 991-67)clorul se pastreaza in butelii sau recipienti de 40 si respectiv 500-800 l.
Depozitele de clor si dimensioneaza,de regula,corespunzator stocarii de ~ 5 t depozitarea tebuie facuta in cladire separata,amplasata la distante normale de celelalte cladiri.
Intrucat clorul este deosebit de toxic si are si greutate specifica mult mai mare decat a aerului,este interzisa amplasarea depozitelor sau aparatelor de dozare la subsol.
Incaperile in care se depoziteaza clorul sau sunt amplasate aparatele trebuie ventilate:in acest scop se prevad ventilatoare care introduc aerul curat in partea superioara a incaperilor,evacuare aerului cu clor facandu-se la partea inferioara.Prezenta in aer a clorului cu concentratii de 0,1-0,2 mg/l provoaca tuse grava si dureri de cap,iar concentratii peste 0,3 mg/l pot fi mortale.De aceea la statiile de clorare mai mari,in afara protectiei a mucii obisnuite,seprevad instalatii speciale de neutralizare a pierderilor de clor(perdee cu solutie de tiosulfit de sodiu si bazine deschise pt neutralizarea pierderilor care ar putea apare la recipienti;fig2)
Fig. 2.Aparat de clorizare cu clor gazos:
1-butelie de clor; 2-cantar zecimal prin care determina cantitatea de clor ramasa in butelie; 3-robinet de dozare si reglare; 4-manometru; 5-filtru; 6-reducator de presiune; 7-dispozitiv de masurarea clorului in g/h; 8-robinet pentru luarea probelor dozei de clor; 9-clapeta de retinere termitand trecerea clorului,dar si a apei(in sens invers); 10-vas de amestec al apei cu clorul; 11-pulverizator pentru a se face amestecul intim al apei cu clorul,realizandu-se o solutie de 1-1,5 grade,clor; 12-intrarea apei pentru solutie de clor; 13-evacuarea solutiei de clor spre bazinul de contact.
Aparatele lucreaza de regula cu solutii de clor pe care le realizeaza prin amestecul clorului gazos cu apa.Introducerea se face fie in rezervoare sau conducte fara presiune,in care caz aparatul poate introduce solutia direct,sau in conducte sub presiune,situatie in care este necesara realizarea unui sistem ejector pentru crearea unei subpresiuni locale.
Aparatele moderne lucreaza sub "vacuum" ,intreg circuitul de clor si solutie de clor functionand gratie unui sistem ejector,sub presiune atmosferica; in acest fel prin eventualele neetanseitati clorul nu se pierde in atmosfera ci,prin acestea,patrunde in aparat aer.
In diferite tari -in special R.D.G.,R.F.G.,R.S.C.,R.P.P. s.a. se produc aparate de clorizare care acopera game largi de debite.
La noi in tara gama de fabricatie a aparatelor de clorare este destul de restransa,fiind limitata la o capacitate maxima de ~ 1,5 kg/h.Tipuride fabricate pana in [rezent la Ramnicu Valcea pot fi furnizate intr-una din variantele:
a - cu o productie de 15 - 70 g/h;
b - cu o productie de 60- 220 g/h;
c - cu o productie de 140-650 g/h;
d - cu o productie de 330-1 460 g/h,fiind in omologare si aparate mai mari.
Debitul in apa necesar pentru toate tipurile este de 150-350 l/h,la o presiune cuprinsa intre 1 si 3 daN/cm².
Presiunea de lucru a clorului trebuie sa fie cuprinsa intre 8 si 1 daN/cm².
3.2.DEZINFECTAREA CU OZON
Utilizarea ozonului ca oxidant in tehnica alimentarilor cu apa a fost prezentata in capitolul privind tratarea apei.Pe langa efectele cunoscute legate de decolorarea apei,disparitia gustului si mirosului si in general de oxidare a substantelor organice si minerale,ozonul este cunoscut ca un puternic agent utilizat in dezinfectarea apelor.
In coparatie cu clorul,ozonul prezinta urmatoarele avantaje importante:
1) Timpul de contact necesar obtinerii unei ape lipsite de bacterii este de 2-3' (fata de clor la care acest timp este de 20-30').
2) Ozonul are un puternicefect asupra virusurilor,realizand o inactivare practic totala in 3-4'(in timp ce clorul are efecte destul de slabe asupra a numerosi virusi)
3) Nu introduce in apa substante de natura a prodece,prin reactii secundare,efecte neplacute(cum este de pilda cazul clorului la formarea clorfenolilor)
Ca dezavantaje pot fi semnalate:
1) Costul relativ ridicat.
2) Amestecul si dozarea mai dificila.
3) Pastrarea unei cantitati de ozon rezidual in apa este destul de dificila,ceea ce mareste riscurile unor infectari secundare.
4) Necesitatea unui control riguros asupra producerii,dozarii si eliminarii excesului de ozon.
In practica,pentru dezinfectarea apei cu ozon s-au dovedit suficiente doze de 0.2-0.4 mg/l.
4. Procedeele si etapele de tratare a apei
Statiile de tratare a apei au structuri destul de diferite in functie de dimensiuni, complexitate, tehnologii folosite etc. De asemenea exista si ministatii de tratare sau chiar dispozitive individuale. Totusi, etapele de tratare sunt de cele mai multe ori aceleasi si principiile la fel.
Apa se prizeaza de regula din lacuri de acumulare, mai rar din rauri, din zona de protectie sanitara. Faptul ca priza de apa nu e la suprafata si ca exista gratare face ca de regula la statia de tratare, numita curent uzina de apa, sa nu ajunga corpuri plutitoare sau solide mari. Ideal este ca inainte de tratare sa o preepurezi prin trecerea printr-o portiune de sol, fapt practicat in multe tari, unde apa prizata se injecteaza in sol superficial si la mica distanta se extrage si se introduce deja prepurificata in statia de tratare propriu-zisa. Iata pe scurt procesele la care este supusa apa bruta in continuare pentru a deveni apa potabila:
Sitarea este prima etapa a prepararii apei. In statia de site, prin trecerea apei succesiv prin site cu ochiuri mari apoi mici si ulterior prin microsite, se indeparteaza corpuri plutitoare, pesti, plancton si alte suspensii grosiere.
Sedimentarea se produce in decantoare, care pot fi liniare sau circulare. Aici apa stationeaza un anumit timp, in care suspensiile se depun gravitational pe fundul decantorului, de unde sunt indepartate periodic. Pentru ca nu toate substantele particulate se depun sau ar dura prea mult, procesul este amplificat prin floculare si coagulare. In acest scop se introduc in apa reactivi cum sunt sulfatul de aluminiu, sulfatul sau clorura de fier, varul etc. Astfel particulele incarcate electric sunt legate si se formeaza agregate mai mari, neutre electric, care precipita.
Filtrarea este urmatoarea etapa, care se deruleaza in statia de filtre. Exista mai multe tipuri de filtre, care folosesc nisip respectiv carbune activ. Cele mai raspandite sunt filtru lent (englez) si filtrul rapid (american). Sunt de fapt bazine cu nisip pe care apa la parcurge de sus in jos, gravitational, iesind limpede. Filtrele se spala periodic pentru a indeparta masa de impuritati retinute. La 'filtrul rapid' procesul de filtrare este mecanic, dar la 'filtrul lent' este de fapt un proces mecanico-biologic deoarece in principal la suprafata filtrului se formeaza un strat colonizat cu alge, bacterii si protozoare, care contribuie activ la retinerea impuritatilor prin mecanisme chimice, enzimatice si bacterivore. .
Oxidarea este un procedeu suplimentar de indepartare a substantelor poluante, care nu se aplica la orice statie de tratare. Oxidarea se face cu reactivi precum ozon, clor sau Cl2O. Ozonul distruge clorfenolii si alte substante ce afecteaza gustul apei. Clormetanii pot fi descompusi cu ultraviolete plus apa oxigenata. Cl2O reuseste sa oxideze si ce nu poate oxida clorul si ozonul. Eficienta oxidarii este redusa daca sunt prezenti acizi humici in apa. Pentru o oxidare eficienta trebuie stiut ce poluanti sunt in apa. In cele de suprafata este greu, pentru ca sunt multi si se tot modifica. Oxidarea indeparteaza multi compusi nedoriti, dar poate genera altii, cum sunt cetonele, acizii carboxilici etc.
Adsorbtia este o metoda folosita la unele statii si se face pe oxid de aluminiu, pe rasini adsorbante sau pe carbune activ (impropriu numita filtrare pe carbune activ).
Stabilizarea apei cuprinde procedee destinate prevenirii modificarilor apei intre preparare si utilizarea de catre consumator, si anume evitarii corodarii conductelor sau precipitarii / depunerilor in conducte. Ideal contra corodarii este sa se depuna un fin strat de carbonat de calciu sau magneziu pe interior, dar asta depinde practic mult de pH, oxigen, bicarbonat etc. Dezacidifierea se aplica apelor acide, pentru a nu fi corozive. Se face prin aerare mecanica sau adaugare de reactiv sau trecere peste substante alcaline. Deferizarea sa demanganizarea se face in scopul indepartarii acestor metale, care pot precipita in conducte sau crea probleme la consumatori. Prin introducere de oxigen, Fe2+ se transforma in hidroxid de fier 3+ putin solubil. Asemanator se face si demanganizarea, care este stanjenita insa puternic daca sunt prezenti in apa mult amoniu, clor sau substante organice. Exista si metode biologice de deferizare si demanganizare, la care se folosesc bacterii.
Dedurizare / decarbonatare. Duritatea apei este carbonatica (data de carbonatii de calciu si magneziu) si necarbonatica (data de sulfatii, azotatii si clorurile de calciu si magneziu). Apa dura nu e favorabila sanatatii dar daunatoare multor folosinte practice (spalat, gatit, instalatii de apa calda etc.). De aceea, pentru potabilizare apa nu se dedurizeaza decat in cazuri exceptionale. Se face insa pentru folosinte tehnice specifice, cum sunt incalzirea centrala, dializa renala etc. Distingem dedurizarea propriu-zisa, la care se extrage calciul si magneziul cu schimbatori de ioni care cedeaza in schimb ioni de sodiu si hidrogen, sau decarbonatarea, prin care se elimina ionul bicarbonat, prin schimbator de ioni sau precipitare.
Dezactivarea apei se face in scopul indepartarii compusilor radioactivi. Cel mai frecvent se folosesc schimbatorii de ioni.
Dezinfectia apei se practica la apele de suprafata, filtratul de mal, apele subterane din soluri fisurate, carstice, sau ce filtreaza slab din alt motiv. Scopul este distrugerea agentilor patogeni - bacterii, virusuri si paraziti, incluzand chistele. Dezinfectia apei poate avea efecte nedorite prin persistenta in apa potabila a unor substante folosite la tratarea ei sau subprodusi a acestora, cum sunt clorfenolii, haloacetonitrilii sau trihalometanii (in cazul clorinarii) respectiv aldehidele, fenolii si acizii carboxilici (in cazul ozonizarii). De aceea metoda trebuie aleasa si in functie de poluantii prezenti. Sunt mai multe posibilitati de dezinfectie, dintre care prezentam cele mai utilizate:
Clorinare gazoasa indirecta, cu clor gazos care se transforma intai in solutie. Asigura si oxidarea diverselor substante organice si anorganice. Dezavantajul major este ca se formeaza compusi secundari toxici (de exemplu trihalometani cum sunt cloroformul) , incriminati inclusiv pentru posibil efect cancerigen. O solutie de evitare a formarii lor este prealabila tratare cu ultraviolete si ozon, procedeu controversat deoarece si ozonul da produsi secundari nedoriti. Apa ce se supune clorinarii trebuie sa fie curata in rest, altfel cea mai mare parte din clor se consuma in alte reactii decat cele vizate, de distrugere a microbilor. Un alt efect nedorit este cel al formarii clorfenolilor, care afecteaza grav gustul chiar la concentratii infime de 1:20.000.000 ! In apa trebuie sa mai ramana o cantitate de clor rezidual care sa anihileze microbii ce mai impurifica apa pe parcurs pe retea pana la consumator, dar nu in exces deoarece altereaza apa organoleptic si e si daunator sanatatii.
Cl2O are avantaje importante fata de clorul gazos: pH-ul apei nu influenteaza utilizarea lui; are gust si miros propriu mai putin deranjant ca si Cl2; nu reactioneaza cu fenolii si deci nu altereaza organoleptic apa prin clorfenoli; E mai putin reactiv cu compusii organici din ape si ca atare se consuma mai putin pe directii nedorite; formeaza mai putini trihalometani si produse secundare. Dezavantajele sunt ca reactioneaza cu acizii humici rezultand produsi toxici chiar mutageni. In plus formeaza cloruri si clorati si alti compusi, multi toxici. De aceea pe ansamblu nu se poate afirma ca e mai bun dar nici clar mai rau decat clorul gazos.
Ozonizarea consta in tratarea apei cu ozon, oxidant puternic care are si el avantaje si dezavantaje fata de clor. Avantaje: Necesita timp mai putin pentru reactie (10 minute, fata de 30 minute la clor); activitatea bactericida este de 20 de ori mai puternica; nu este influentat de pH-ul apei; nu persista in apa si nici nu da produsi remanenti (se degaja oxigen); nu produce clorfenoli si nu afecteaza nici in alt fel gustul. Dezavantaje: Nu are efect de durata, remanent in retea; eficienta e afectata in prezenta substantelor organice, care 'concureaza' bacteriile pe care ar trebui sa le atace; produce compusi toxici cum sunt ozonidele, greu de dozat
Ultravioletele sunt o metoda de dezinfectie aplicabila apelor foarte curate, deoarece depind de transparenta apei. Trebuie aplicate in strat subtire si timp relativ indelungat, fapt ce face metoda aplicabila numai pentru volume relativ mici de apa. Se formeaza si anumite cantitati de ozon, care la randul lui da derivati toxici, deci nici tratarea cu UV nu e perfect 'curata'.
4.1. Tratare cu argint
Necesita apa foarte curata si contact de mai multe ore a apei cu placile de argint. Este un bun dezinfectant dar aplicabil mai degraba pentru a mentine o apa sterila dupa ce a fost deja dezinfectata.
Razele gamma sunt radiatii electromagnetice, ionizate. Se folosesc mai rar pentru dezinfectie.
Ultrasunetele sunt vibratii mecanice de inalta frecventa care pot ucide microorganismele. Sunt rar folosite.
La de dezinfectia apei trebuie tinut cont ca virusii sunt mai rezistenti ca si bacteriile coliforme, dar mai putin rezistenti ca protozoarele. Clorinarea obisnuita practic nu poate elimina Giardia de exemplu. Ca metode de dezinfectie, eficienta acestora scade in urmatoarea ordine: O3 > Cl2O > HClO > ClO- > cloramine.
4.2. Tratarea apei la nivel casnic
Pentru cei care nu au o sursa individuala de apa ce nu necesita tratare si nu au alimentare centralizata cu apa potabila sau aceasta ajunge la ei in stare necorespunzatoare calitativ, s-au dezvoltat sisteme de uz casnic de potabilizare a apei. Gama de dispozitive este foarte larga, de la simpli schimbatori de ioni pentru dedurizarea apei (pentru inlesnirea spalatului etc.) pana la instalatii complexe ce imita cele 'industriale' de tratare a apei. Totusi, cele mai multe filtre de uz casnic se bazeaza pe trei procedee, prezentate in continuare:
Schimbatorii de ioni artificiali sunt dispozitive ce copiaza procesul natural din sol prin care plantele extrag ionii de care au nevoie. Au o mare varietate constructiva si schimba anioni ( azotat, sulfat si metale grele in schimbul clorului si hidroxilului pe care il cedeaza in apa) sau cationi (retin calciu si magneziu si cedeaza sodiu). Ei sunt teoretic regenerabili, dar cei de uz casnic sunt majoritatea capsulati in cartuse 'de unica folosinta' ce se arunca la gunoi dupa epuizare din pacate. Dezavantajul este ca aduc in ape alti ioni care nu sunt chiar inofensivi (sodiul). De asemenea exista un risc important de contaminare bacteriana masei filtrului. Nu retine plumbul sub forma de particule si nici compusii organohalogenati si exista riscul de a ceda substante din rasina-matrice (monomeri etc.).
Filtrele cu carbune activ purifica apa prin adsorbtia substantelor daunatoare in interiorul masei poroase de carbune. Aceasta are o suprafata uriasa, de 1000 m2 / gram. Adica 5-12 g carbune activ are suprafata unui teren de fotbal! El retine acizii humici, hidrocarburile, compusii organici halogenati, pesticidele nepolare, plumbul particule etc. Sunt regenerabile si performante. Procesul de adsorbtie pe carbunele activ este foarte complex si incomplet cunoscut. Marea lor problema este reversibilitatea procesului, adica desorbtia, uneori imprevizibila, ce depinde de multi factori si exista ca risc mai ales cand in apa de purificat sunt tot felul de poluanti sau sunt oscilatii de pH, temperatura, compozitie. Unii poluanti pot sa ii dezlocuiasca pe altii si astfel sa fie cedati in apa care de fapt nici nu ii mai contine de mult ci doar ramasesera stocati in filtru. Alt dezavantaj este ca si in aceste filtre se pot dezvolta microorganismele si de asemenea ca nu retin poluanti precum azotatii, EDTA, unele saruri, pesticide polare
Osmoza inversa este performanta, dar are ca dezavantaj faptul ca demineralizeaza apa, eliminand si compusii a caror prezenta e benefica. In plus s-au descoperit molecule ce reusesc sa depaseasca cele mai bune membrane, inclusiv compusi toxici. Sistemul trebuie curatat des pentru a nu fi invadat de microorganisme.
5.Instalatie de dezinfectie cu radiatii
ultraviolete
Dezinfectarea cu raze ultraviolete consta in actiunea bactericida a radiatiilor,emise de lampile cu cuart cu vapoti de mercur.Datorita consumului ridicat de energie electrica in timpul exploatarii si acest procedeu are aplicabilitatea limitata.
Tehnologia de tratare cu radiatii ultraviolete se foloseste pentru dezinfectia apei potabile si epurare prin distrugerea microorganismelor din si de la suprafata apei precum si a celor din aer.
Radiatia UV distruge in secunde germenii patogeni fara efecte secundare si reactii de transformare.
Avantajele dezinfectiei cu UV-procedeu fara utilizarea substantelor chimice:
-mediul nu este afectat
-nu raman reziduuri,compusi chimici periculosi
-nu apar procleme de coroziune a instalatiilor
-nu este nevoie de recipienti de reactie
-procedeul este usor de intretinut si deservit
-sistemul adaptabil in costructie modulara
-siguranta mare in exploatare
-cheltuieli mici in exploatare
Instalatii mici de dezinfectie cu UV pentru apa potabila
Instalati de dezinfectie cu UV Instalatie de dezinfectie cu UV
a apelor epurate tip gratar a apelor epurate inainte de
pentru debite medii deversare,tip cuva pentru debite
mari
6.Alte procedee de dezinfectare a
apei
Procedeul de dezinfectare a apei prin fierbere este costisitor sin u poate fi aplicat pe scara industriala,astfel prezinta o importanta locala.
Electricitatea poate fi folosita pentru dezinfectarea apei,cu ajutorul unor aparate constituite din 3 celule.Celulele laterale sunt separate de celula centrala,prin care circula apa de deznfectat,prin intermediul unor membrane permeabile.In fiecare din cele 2 celule laterale se afla cate un electrod,legat de cate unul din polii unei surse de curent continuu.Microorganismele si ionii sarurilor dizolvate in apa sunt dirijate catre unul din poli,obtinandu-se in celula centrala o apa pura din punct de vedere bacteriologic si chimic.Aceasta metoda este foarte costisitoare si se aplica numai in laboratoare si numai pentru cantitati mici de apa.
7.Metoda oligodinamica
Se bazeaza pe proprietatea bactericida a ionilor metalelor grele(argint,cupru etc.)la o concentratie foarte mica a acestora in apa de dezinfectant 10-5 mg%mc.In vechime oamenii cunosteau efectul sterilizator al argintului,ei pastrau si transportau apa in vase de argint sau in vase obisnuite in care puneau un obiect de argint.
Caracteristici:
-ionii de argint distrug complet bacteriile si virusurile,actiunea argintului este slaba asupra sporilor si inexistenta asupra ciupercilor;
-apa tratata cu Ag trebuie sa fie limpede,continut redus de materii organice sic el mult 100mg/dmc cloruri;
-numarul de bacterii nu trebuie sa fie prea mare deoarece trebuie sa creasca doza de Ag si deci costul dezinfectarii;
-timpul de reactie este de 4-6 ore.
Concluzii
Dezinfectia apei se practica la apele de suprafata, filtratul de mal, apele subterane din soluri fisurate, carstice, sau ce filtreaza slab din alt motiv. Scopul este distrugerea agentilor patogeni - bacterii, virusuri si paraziti, incluzand chistele. Dezinfectia apei poate avea efecte nedorite prin persistenta in apa potabila a unor substante folosite la tratarea ei sau subprodusi a acestora, cum sunt clorfenolii, haloacetonitrilii sau trihalometanii (in cazul clorinarii) respectiv aldehidele, fenolii si acizii carboxilici (in cazul ozonizarii). De aceea metoda trebuie aleasa si in functie de poluantii prezenti. Sunt mai multe posibilitati de dezinfectie: clorinare gazoasa indirecta, Cl2O, ozonizarea, ultravioletele, razele gamma s.a.
Cuprins
Argument3
Apa potabila
1.Introducere4
2.Apa in organismul uman4
2.1.Cantitate si repartizare4
2.2.Rolul apei in organismul uman5
2.3.Necesitati si surse de apa pentru
organismul uman.6
3.Dezinfectarea apei potabile..7
3.1.Dezinfectarea cu clor.11
3.2.Dezinfectarea cu ozon..14
4.Procedeele si etapele de tratare
a apei..15
4.1.Tratarea cu argint20
4.2.Tratarea apei la nivel casnic..20
Instalatie de dezinfectie cu radiatii
ultraviolete22
6.Alte procedee de dezinfectare a apei24
7.Metoda oligodinamica24
8.Concluzii..26
9.Bibliografie..28
|
