В організації господарсько-питного водопостачання використовуються прісні води поверхневих і підземних вододжерел.
Підземні води формуються в водоносні горизонти за рахунок фільтрації атмосферних опадів через грунт і гірські породи. Підземні водні джерела краще поверхневих за рахунок високої якості води в них. Відповідно очищення підземних вод набагато простіше технологічно і вигідніше економічно, обмеженням використання служить лише запас води у водоносному горизонті.
Характеристика підземних вод
Підземні води накопичуються над водонепроникними пластами (глина, граніт, базальт) в водоносних шарах, якими служать пористі піски і суглинки, і тріщинуваті тверді вапняки. Завдяки фільтрації через грунт, пісок і глубжележащие породи, вода очищається практично від усіх органічних домішок, в тому числі від мікрофлори, і насичується мінералами, характерними для даної місцевості. Чим глибше залягають води, відповідно, тим вони чистіше. Характер породи визначає мінеральний склад підземної води.
За глибиною залягання і стосовно водотривким грунтам виділяють:
- Грунтові води (верховодка, поверхневі води) залягають найбільш поверхнево по відношенню до решти підземним водам і не захищені водотривким шаром. Харчуються, в основному за рахунок атмосферних опадів, їх кількість різко збільшується навесні під час танення снігів і зменшується в сезон посухи. Легко схильні до забруднення зливовими стоками, вимагають комплексного очищення і як джерела водопостачання не використовуються.
Грунтові води розташовуються на першому водотривкому шарі і не захищені зверху. Утворюються за рахунок атмосферних опадів і тому мають коливається рівень. Служать поширеним джерелом децентралізованого водопостачання в сільській місцевості шляхом організації шахтних або трубчастих колодязів. Безнапірні, рівень води в колодязі відповідає рівню залягання, який може коливатися від декількох метрів до декількох десятків метрів.
Між грунтовими водами і верховодка може відбуватися водообмін, однак склад грунтових вод більш постійний, а якість залежить від чистоти грунтів в зоні залягання. З метою профілактики мікробного забруднення, органи санітарного нагляду рекомендують щорічно навесні проводити хлорування води в колодязях.
- Міжпластові напірні (артезіанські) і безнапірні води знаходяться на різній глибині між двома водотривкими пластами (ложем і покрівлею). Якщо підземний потік повністю заповнює простір між водонепроникними шарами і виходить на поверхню під тиском, то це артезіанська вода.
Підземні води подібного типу відрізняються особливою чистотою. Величезна товща фільтраційних порід, анаеробні умови під землею, відсутність органіки не залишають мікроорганізмам ні найменшого шансу на виживання. Артезіанські води в процесі водопідготовки не вимагають знезараження.
Водонепроникні шари надійно ізолюють воду від попадання забруднень, тому найменші зміни складу таких вод свідчать про санітарний неблагополуччя.
Мінеральний склад міжпластовому вод залежить від фільтраційних порід. Використовувати в питних цілях дозволяється тільки прісні води із загальною мінералізацією до 1000 мг / л. У крайніх випадках, при відсутності альтернативних джерел, допускається використання води з показником до 1500 мг / л. Високомінералізовані води вимагають опріснення, а це дуже дорога технологія. Мінеральні води можна вживати в лікувальних цілях після консультації лікаря.
Міжпластові води в силу досить великих запасів успішно використовуються в якості джерел водопостачання. Організовуються групові водозабори з декількох свердловин, пробурених на різну глибину, щоб уникнути утворення зони депресії в місці водозабору.
Гідрохімічні показники підземних вод
Залежно від аніонно-катіонного складу підземні води ділять на гідрохімічні класи.
- Бікарбонатні води. Основний аніон HCO3 -. катіони Ca 2+. Mg 2+. Na +. Найбільш поширені, мають підвищену твердість.
- Сульфатні води. Основний аніон SO4 2-. катіони Ca 2+. Na +. Зустрічаються в південних районах, мають гіркуватий присмак.
- Хлоридні води. Основний аніон Cl -. катіони Ca ++. Na +. Солонуваті на смак, поширені повсюдно.
Найчастіше зустрічаються комбінації даних класів вод, наприклад, бікарбонатно-хлоридно-натрієві або сульфатно-хлоридно-натрієві.
Спосіб і технологія водопідготовки залежить від вихідного складу підземних вод. Але в будь-якому випадку процес очищення значно менш трудомісткий, ніж при обробці річкової води.
Як вже було сказано, артезіанська вода не вимагає знезараження. Якщо свердловина призначена для індивідуального водокористування, то цілком можна обійтися без дезінфекції. Якщо водопровід комунальний і вода подається споживачам по трубах, то проводиться одноразове хлорування малими дозами перед подачею в мережу. Останнім часом все більшого поширення набуває обробка діоксидом хлору. Цей хлорпрепарат, як найбільш активний з усіх, вимагає використання дуже малих доз і не утворює побічних продуктів дезінфекції. Також на малих водопроводах успішно використовується ультрафіолетова обробка води.
- осадження;
- сорбція;
- аерація;
- Ионообменная фільтрація;
- Мембранні методи.
При мембранних способах очищення води відбувається її знесолення, що вимагає обов'язкового кондиціонування хімічного складу питної води відповідно до вимог нормативів.
Знезалізнення проводиться на напірних фільтрах знезалізнення. Попередньо вода насичується киснем в трубопроводі, що подає за рахунок ежектування повітря. Потім вода надходить на іонообмінні фільтри, стабілізується і надходить в резервуари чистої води. У насосній станції вода обробляється або хлором, або встановлюється ультрафіолетова лампа.
Специфічні особливості джерела водопостачання і якість вихідної води визначають вибір оптимальної технології підготовки підземної води на конкретному об'єкті з типовими водоочисними спорудами.