Обработка воды с целью подготовки ее для питья, хозяйственных и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не только очистку ее от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами. Все многообразие методов обработки воды можно подразделить на следующие основные группы: улучшение орга-нолептических свойств воды (осветление и обесцвечивание, дезодорация и др.); обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая радиация и др.); кондиционирование минерального состава (фторирование и обесфторивание, обезжелезивание и деманганация, умягчение или обессоливание и др.). Метод обработки воды выбирают на основе предварительного изучения состава и свойств воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями потребителя.
Способы и степень очистки воды, состав и конструкции очистных сооружений в каждом конкретном случае зависят от тех требований, которые предъявляются к качеству воды, и от качества исходной воды. Основные способы улучшения качества воды для хозяйственно-питьевых целей — осветление, обесцвечивание, обезжелезивание и фторирование.
Осветление воды — удаление из нее взвешенных примесей — может быть достигнуто отстаиванием воды в отстойниках, центрифугированием в гидроциклонах, пропуском ее через слой ранее образованного взвешенного осадка в так называемых осветлителях, фильтрованием через слой фильтрующего порошка на намывных фильтрах или через слой зернистого фильтрующего материала в скорых фильтрах, фильтрованием через сетки на микрофильтрах, барабанных ситах, акустических фильтрах и т. д. Для ускорения процесса осаждения взвеси применяют ее коагулирование, для чего в воду добавляют химические вещества — коагулянты. В результате образуются плотные крупные агрегаты, на поверхности которых адсорбируются примеси, лопья, быстро осаждающиеся и увлекающие за собой час-ицы взвеси. Вводимый в обрабатываемую воду коагулянт
должен быть хорошо и быстро перемешан с ней в смесителях. При применении отстойников вода из смесителей поступает в камеру хлопьеобразования, где обеспечиваются оптимальные условия для формирования хлопьев. Затем вода передается в отстойник, где хлопья осаждаются вместе с адсорбированными на их поверхности примесями воды.
Пропесс коагулирования примесей воды может протекать в контактной среде в осветлителях со слоем взвешенных хлопьев или в контактных осветлителях со статическим зернистым слоем. Осветление воды в первом случае обычно заканчивается ее фильтрованием на скорых фильтрах, а во втором в результате контактного коагулирования примесей воды при ее фильтровании достигается сразу требуемая степень осветления.
Грубодисперсные взвеси могут быть успешно удалены из воды центрифугированием в гидроциклонах с последующим доосветлением на скорых фильтрах в одну или две ступени. Осветление воды достигается при ее фильтровании через сетки на микрофильтрах или через ткани на тканевых фильтрах. Осветление воды наряду с ее обесцвечиванием достигается при флотации примесей воды во флотаторах.
Обесцвечивание воды, т. е. удаление из нее окрашенных коллоидов или истинно растворенных примесей, обусловливающих цветность воды, может быть достигнуто при коагулировании или флотации, применении окислителей или сорбентов. Наиболее широко для этой цели используют хлорирование, фильтрование через гранулированный активный уголь и озонирование воды. Эффективное обесцвечивание воды достигается при напорной флотации, которой обязательно предшествует коагулирование примесей воды.
Обезжелезивание воды — снижение содержания солей железа до регламентированного ГОСТом — наиболее часто используют при централизованном водоснабжении из подземных источников. В зависимости от форм соединений железа, присутствующих в воде, применяют безреагентные или реагентные методы удаления железа.
Фторирование питьевой воды осуществляется для предотвращения кариеса зубов путем внесения в нее соединений фтора. Раствор фторсодержащего реагента вводят в обрабатываемую воду до или после скорых фильтров.
Обеззараживание воды производят для уничтожения содержащихся в ней патогенных бактерий и вирусов. Частично это обеспечивается при коагулировании примесей воды, но наибольший эффект достигается при введения
в воду после фильтрования окислителей: хлора и его производных, озона, перманганата калия.
Для доведения качества воды до питьевой кондиции помимо рассмотренных процессов иногда применяют дезодорацию (удаление нежелательных привкусов и запахов), используя аэрацию, окислители и сорбенты, производят умягчение (удаление солей жесткости), вводят в воду" щелочные реагенты, осуществляют высаживание в осадок солей жесткости, производят опреснение (снижение общей минерализации воды) дистилляцией, ионным обменом, гиперфильтрацией или электродиализом и др.
При подготовке воды для технологических целей наиболее часто производят осветление воды, ее глубокое умягчение, а порой полное обессоливание, снижение окисляемости, обескремнивание, деманганацию, дегазацию, обес-фторивание и др. Наряду с этим вода, используемая для охлаждения, обычно не очищается, но подвергается стабилизационной обработке во избежание коррозии металла труб и теплообменных аппаратов или их зарастания карбонатом кальция. В ряде случаев охлаждающая вода хлорируется для предотвращения биообрастаний системы.