Основными способами улучшения качества воды являются осветление, обесцвечивание, дезодорация и обеззараживание.

Под осветлением воды понимают удаление из нее взвешен­ных частиц. Обесцвечивание - удаление окрашенных коллои­дов или растворенных веществ.

Целью обеззараживания (или дезинфекции) воды является обезвреживание содержащихся в воде патогенных бактерий и вирусов.

Иногда приходится прибегать к специальным методам обра­ботки, направленным на удаление из воды каких-либо конк­ретных химических соединений или, наоборот, введение в воду необходимых для организма человека элементов.

Очистка воды (осветление, дезодорация и обесцвечивание). Очистка воды осуществляется путем механического отстаива­ния и последующей фильтрации воды через специальные ус­тройства, задерживающие взвешенные частицы размером бо­лее 1 мкм.

Для повышения эффекта отстаивания в отстойниках прово­дят предварительную химическую обработку - коагуляцию с помощью реагентов - сернокислого алюминия или хлорного железа, образующих с солями устранимой жесткости воды хло­пья, которые сорбируют взвешенные частицы, слипаются и выпадают в осадок. В результате коагуляции и осаждения во-

да освобождается от взвесей, повышается ее прозрачность, сни­жаются цветность, запах, уменьшается и количество микробов. Процесс коагуляции может быть ускорен с помощью флоккулянта (полиакриламида).

В последние годы появились сообщения о создании нового перспективного коагулянта на основе соединений титана, кото­рый обладает весьма существенными преимуществами перед применяемым коагулянтом:

Способностью работать в широком диапазоне pH и при низких температурах, при гидролизе переходя в практичес­ки нерастворимые гидроксиды титана, которые обладают хорошими сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам, радионуклидам и гуминовым ве­ществам;

Малой токсичностью (4-й класс);

Некумулятивностью.

После отстаивания и коагуляции воду пропускают через фильтры разного устройства. Они представляют собой большие резервуары, заполненные слоями фильтрующих материалов (щебнем, гравием, кварцевым песком). Наиболее распростране­ны медленные, скорые фильтры, а также контактные осветли­тели, совмещающие в одном сооружении отстаивание и филь­трацию (рис. 2.9).

Медленные фильтры пропускают в 1 ч слой воды высотой 10 см. По мере фильтрации на поверхности песка образуется биологическая пленка из задержанной взвеси, планктона, а так­же бактерий. Эта пленка в медленном фильтре играет сущест­венную роль: сама являясь фильтром, она задерживает более мел­кую взвесь и бактерии, которые прошли бы через поры песка. Эти фильтры довольно быстро загрязняются и требуют очистки. Очистка медленных фильтров производится вручную путем удаления 2-3 см верхнего слоя песка один раз в 1,5-2 мес и занимает 2-3 дня, в течение которых фильтр сначала вклю­чается, а затем работает на сброс до образования биологичес­кой пленки. В течение этого времени работает другой фильтр.

Рис. 2.9. Принципиальная схема устройства фильтра.

1 - подача необработанной воды; 2 - песок; 3 - поддерживающий слой; 4 - дренаж; 5 - выпуск про­фильтрованной воды.

К достоинствам медленных фильтров относится фильтрация, близкая к естественной через песчаные породы, отсутствие ко­агуляции, высокая эффективность работы (задержка бактерий составляет до 99 %), простота устройства и эксплуатации. Не­достатками являются малая производительность, большой объ­ем сооружений, ручной труд, и поэтому они уступили место скорым фильтрам.

Скорые фильтры пропускают в 1 ч столб воды высотой 5-6 м, т.е. они производительнее медленных в 50-60 раз. К тому же уменьшаются площадь, объем и стоимость сооружений. Ско­рые фильтры, пропуская большие количества воды, очень быс­тро засоряются и требуют очистки 1-2 раза в сутки. Процесс очистки скорых фильтров механизирован и производится про­мывкой фильтра обратным током воды. Во время очистки ско­рого фильтра работает другой фильтр.

Вместо биологической пленки здесь после промывки в тече­ние нескольких минут образуется пленка из мелких хлопьев ко­агулянта, не осевших в отстойнике. Эффективность скорого фильтра в освобождении воды от бактерий составляет 95 %.

Контактный осветлитель, как и скорый фильтр, загружен гравием и песком, но совмещает в себе процессы коагуляции, светления и фильтрации. Вода подается снизу через распреде­лительную систему из дырчатых труб вместе с раствором коа­гулянта, и хлопья образуются в толще материалов загрузки фильтра. Такой вид коагуляции получил название контактного. Скорость фильтрации составляет 4-5 м/ч. Основное преиму­щество контактных осветлителей состоит в том, что отпадает необходимость в отстойниках и камерах реакции.

Медленные фильтры находят применение на малых водо­проводных станциях, а скорые фильтры и контактные освет­лители - на крупных.

Обеззараживание воды. Очистка воды освобождает ее от бак­терий и вирусов только на 70-90 % за счет сорбции их поверх­ностями взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и последую­щего осаждения. Часть же бактерий и вирусов, оставаясь в воде свободными, проникают через очистные сооружения и содер­жатся в профильтрованной воде. Для их уничтожения и приме­няется обеззараживание воды, под которым понимают осво­бождение воды от патогенной флоры.

На практике используют реагентные (хлорирование и озони­рование), безреагентные (облучение ультрафиолетом, гамма-лучами) и другие методы.

Хлорирование воды - наиболее распространенный в насто­ящее время метод обеззараживания благодаря его высокой эф­фективности, простоте применения и надежности контроля. Однако ему присущи и существенные недостатки: вода приоб­ретает запах хлора, время контакта воды с хлором длительное, в воде образуются вредные хлорорганические соединения.

В настоящее время на водопроводных станциях используют метод хлорирования в различных модификациях: двойное хло­рирование, хлорирование с аммонизацией и др.

Основные способы хлорирования воды:

Хлорирование нормальными дозами хлора (при этом спо­собе остаточный хлор находится в пределах 0,3-0,5 мг/л);

Хлорирование повышенными дозами хлора, или перехлорирование (в этом случае остаточного хлора бывает боль­ше 0,5 мг/л).

На водопроводных станциях используют газообразный хлор, который находится в жидком виде под давлением в стальных баллонах. Баллоны присоединяются к аппаратам-хлораторам, обеспечивающим дозировку и непрерывную подачу реагента. Газообразный хлор, вступая в химическую реакцию с водой, замещает в ней водород и образует хлорноватистую кислоту, которая быстро разлагается на свободный хлор и кислород. Кислород в момент своего выделения действует как сильный окислитель и вместе с хлором обеспечивает бактерицидный эффект.

На станциях производительностью до 3000 м3/сут можно применять хлорную известь - комплексное соединение, в ко­тором ион кальция связан одновременно с анионами хлорно­ватистой и хлористоводородной кислот, а также гипохлориты кальция и натрия (соли хлорноватистой кислоты). В этих све­жеприготовленных препаратах содержание активного хлора со­ставляет 25-30 %, при хранении оно снижается. Для хлориро­вания воды разрешается использовать препараты, в которых содержание активного хлора не ниже 15 %.

Бактерицидное действие хлора зависит от его начальной дозы и времени контакта с водой.

Доза хлора, или хлорпотребность воды, - это количество ак­тивного хлора в миллиграммах, необходимое для обеззаражи­вания 1 л воды обычно в течение 30 мин или I ч.

Доза хлора равна хлорпоглощаемости воды плюс остаточный активный хлор, обеспечивающий за определенное время бак­терицидный эффект.

Под хлорпоглощаемостъю воды понимают количество хлора, необходимое для окисления находящихся в воде органических веществ, поэтому количество хлора, необходимое для обеззара­живания воды, зависит от качества воды и главным образом от степени загрязнения ее органическими веществами. На про­цесс хлорирования воды сильно влияют также температура во­ды и содержание в ней взвешенных частиц. Следовательно, необходимая доза хлора для данной воды устанавливается опытным путем на основании определения ее хлорпоглощае­мости и наличия остаточного хлора через 30 мин контакта ле­том и 1-2 ч - зимой.

Озонирование воды. Процесс озонирования, как и хлориро­вания, осуществляется путем контакта воды с газом. Озон как сильный окислитель разрушает бактерии и вирусы, не образуя углеводородов и даже разрушая присутствующие. Наряду с бак­терицидным действием озон обесцвечивает воду, устраняет привкусы и запахи, улучшая ее органолептические свойства, обеспечивает бактерицидный эффект при меньшем времени контакта (10 мин, при хлорировании - от 30 мин до 1-2 ч). Озон более эффективен при уничтожении патогенных простей­ших (лямблий, дизентерийных амеб).

Недостатки метода озонирования заключаются в его вы­сокой энергоемкости; озон способствует размножению одно­клеточных зеленых водорослей, для устранения которых при­ходится прибегать к хлорированию; возможно образование формальдегида.

Одним из лучших способов обеззараживания воды считается облучение ультрафиолетовыми лучами с помощью бактерицид­ных ртутно-кварцевых ламп ПРК-7 или аргоно-кварцевых БУВ. Этот метод обеспечивает быструю гибель бактерий, виру­сов, яиц гельминтов, не изменяя природных свойств воды. Не­достатки метода - необходимы очень высокая прозрачность воды, постоянное высокое напряжение.

По последним данным отечественных ученых [Новиков Ю.В., Цыплакова Ґ.В. и др., 2000], образующиеся при воздействии хлора и озона (сильных окислителей) продукты трансформа­ции в ряде случаев оказываются опаснее исходных веществ по отрицательному воздействию на органолептические свойства воды. Так, имеет место усиление интенсивности запаха и цветности воды при хлорировании и озонировании воды, в которой присутствуют нефтепродукты, ФОС, ПАВ и нитрозосоединения.

Особого внимания заслуживают продукты трансформации, обладающие отдаленным эффектом действия: например, гало­генсодержащие соединения (ГСС), образующиеся в результате хлорирования, обладают высокой биологической активностью, проявляющейся в их влиянии на возникновение опухолей и ге­нетических болезней.

Общепризнанным стало положение о том, что длительное действие даже следовых количеств канцерогенов в питьевой воде способно усилить все возможные негативные эффекты ГСС.

Установлено, что при хлорировании воды двуокисью хлора вместо свободного хлора образуется меньше тригалометанов, но появляются хлориты и хлораты, обладающие не только острой токсичностью (особенно хлориты), но и способностью вызывать субклиническую компенсированную анемию у под­опытных крыс и обезьян.

Обеззараживание воды молекулярным хлором может стать причиной образования в воде диоксинов, особенно в присут­ствии природных и техногенных фенолов. Диоксины же - это высокотоксичные и высококумулятивные соединения, вызыва­ющие подавление иммунной защиты организма.

Озон используется на стадии очистки воды с целью сниже­ния ее цветности, обусловленной присутствием гуминовых веществ. Под действием озона гуминовые соединения транс­формируются в соединения, обладающие определенной биоло­гической активностью в виде изменения у экспериментальных животных активности ряда ферментов крови и морфофункци­ональных изменений внутренних органов.

Кроме этого, продукты трансформации гуминовых веществ являются благоприятной средой для роста и развития микро­организмов (клебсиелл и псевдомонад).

Установлено также, что озонирование способствует образо­ванию в воде таких нежелательных веществ, как формальдегид и броматы. Поступление формальдегида с водой у лаборатор­ных животных вызывает раздражение стенок желудка, а затем образование папиллом. Броматы у экспериментальных живот­ных индуцируют образование опухолей почек.

Обработка воды УФ-лучами не приводит к гигиенически зна­чимым неблагоприятным изменениям свойств воды и образо­ванию побочных продуктов, кроме формальдегида, но в очень незначительных количествах, не превышающих 3 % от его ПДК в питьевой воде (при высоких дозах облучения неочищенной воды из поверхностного водоисточника).

Среди инфекционных заболеваний, передающихся водным путем, одними из основных являются кишечные вирусные ин­фекции, вызываемые главным образом вирусами гепатита А, рота- и энтеровирусами.

Ротавирусы являются наиболее частой причиной острых ки­шечных инфекций неустановленной этиологии и представляют собой глобальную медицинскую проблему. На 5 обитаемых континентах ежегодно регистрируется до 17 млн больных с этой инфекцией [Васильев Б. Я. и др., 2000].

Вирусы способны сохраняться несколько месяцев и даже лет в водах различного качества, особенно при низких темпе­ратурах. Известно, что кишечные вирусы по сравнению с ки­шечными бактериями обладают более высокой устойчивостью к обеззараживающим агентам, наиболее часто используемым в практике водоснабжения: хлору, его препаратам.

В последение годы было изучено в эксперименте обеззара­живающее действие новых отечественных дезинфектантов - анавидина и флогуцида [Заруднев Е. А., 2003] и выявлено их бактерицидное действие по отношению к патогенным бактери­ям и вирусам, причем более выраженное у флогуцида. Совре­менные дезинфектанты делят на:

· четвертичные аммониевые соединения;

· бигуаниды;

· альдегиды;

· спирты;

· комбинированные препараты, содержащие ПАВ (поверх­ностно-активные вещества).

Наиболее перспективными из них являются производные гуанидинов, например хлоргексидин биглюконат и лактации (полисепт), тоже содержащие хлор. Их особенность - широкий спектр бактериального действия и длительный эффект.

Анавидин - это производное биологически активного соеди­нения - гуанидина; являясь полимером, он представляет собой фосфорнокислую соль полигексаметиленгуанидина.

Обладая низкой токсичностью (III класс опасности - перо­рально, IV - через кожу), он легко разлагается под действием разных природных факторов (кислород воздуха, влага, солнеч­ный свет) с образованием мочевины, фосфата аммония и угле­кислого газа - безвредных и малотоксичных соединений. Ис­пользуется водный раствор анавидина.

Флогуцид - тот же анавидин, но с меньшей молекулярной массой.

Анавидин и флугоцид оказывают негативное действие на воз­будителей вирусного гепатита А и ротавирусной инфекции в концентрации 0,5 и 1,0 мг/л при температуре 10 °С и времени контакта от 1 до 24 ч (время поступления к потребителю). Более высокие концентрации не рекомендуются вследствие усиления пенообразования воды, что ухудшает ее органолептику.

Специальные методы обработки воды используют с целью коррекции солевого состава воды. Наиболее часто применя­ют методы фторирования, дефторирования, обезжелезивания питьевой и опреснения морской воды с последующим обога­щением ее солями до установленных гигиенических норма­тивов.

Для врачей стоматологического профиля важно более под­робно ознакомиться с двумя первыми методами, так как недо­статочное или избыточное поступление в организм солей фтора может привести к возникновению таких заболеваний, как ка­риес зубов и флюороз.

Фторирование питьевой воды. Одним из наиболее распростра­ненных стоматологических заболеваний, особенно в экономи­чески развитых странах, является кариес зубов, представляющий собой локальный патологический процесс, проявляющийся пос­ле прорезывания зубов, при котором происходят деминерали

зация, размягчение твердых тканей зубов и последующее обра­зование кариозной полости.

Кариес приводит не только к потере зубов и нарушению нор­мальной деятельности ЖКТ вследствие плохого пережевывания пищи и снижения ее усвоения. Он играет определенную роль в возникновении других заболеваний полости рта, а также со­матических заболеваний, обусловленных последствиями одон­тогенной инфекции (ангина, ревматизм, сердечно-сосудистые, почечные и другие заболевания).

Все это дало основание ВОЗ включить кариес зубов в число болезней, борьба с которыми имеет первостепенное значение, и считать наиболее правильным и экономичным путем борьбы с ним общественную профилактику.

Давно было обращено внимание на связь данного заболева­ния с низким содержанием фтора (менее 0,5 мг/л) в питьевой воде, чаще всего наблюдающимся в водопроводной воде из по­верхностных источников водоснабжения (реки, озера, водохра­нилища и др.). Это послужило поводом к изучению антикариозного механизма действия фтора.

По современным представлениям этот механизм является многосторонним. Так, установлено, что фториды взаимодейст­вуют с гидроксиапатитом, являющимся одним из основных минеральных компонентов твердых тканей зуба, образуя гидрооксифторапатит - соединение, устойчивое к воздействию кислот. В результате его образования эмаль становится менее проницаемой, а зуб более резистентным к кариесу. С другой стороны, известно угнетающее влияние фторидов на микрофлору полости рта, принимающую участие в кариесогенном процессе. Оказалось, что фториды в незначительных количествах способны ингибировать фермент углеводного обмена - фосфоэнолпируваткиназу, вследствие чего расщепление углеводов и продукция органических кислот в полости рта резко снижаются, а рост и обменные процессы микроорганизмов угнетаются.

Наконец, выявлена способность фторидов влиять на обмен­ные процессы как в минеральной, так и в белковой фазах, по­давляя или же стимулируя включение фтора в твердые ткани зу­бов и костей в зависимости от его концентрации. Этот процесс, несомненно, оказывает влияние на формирование зубов и их устойчивость к кариесу.

Безусловно, деминерализация костных тканей может зави­сеть и от других причин, в частности от неправильного харак­тера питания человека (избыток рафинированных углеводов в рационе), поэтому дефицит фтора нельзя считать причиной кариозной болезни, но он рассматривается как фактор, спо­собствующий ее развитию, что является достаточным основа­нием для использования фтора с профилактической целью.

М.Г. Лукомский рекомендовал использовать для непосредст­венной обработки зубов 75 % пасту фторида натрия, рассчитывая на поглощение фтора тканями зуба в результате химической ре­акции с кальцием. Однако исследования показали: происходит лишь адсорбция фтора на поверхности дентинных канальцев и в межпризменных пространствах эмали (А.Н. Шадрина, А.А, Минх). Поэтому применение данной пасты оправдало себя как лечебное средство для обезболивания обнаженного дентина.

Затем последовали предложения вводить фтор в организм с фторированной питьевой водой, поваренной солью, моло­ком, а также применять специальные фторсодоржащие таблет­ки и пасты для чистки зубов, полоскания, лаки, аппликации.

В настоящее время фторирование воды (и пищевых продук­тов) рассматривают как наиболее удобный, экономичный и эф­фективный метод профилактики кариеса зубов.

Добавление определенных количеств фтора в питьевую воду может осуществляться как централизованно, так и децентрали­зованно. Многолетние клинические наблюдения во всех стра­нах мира, где проводится фторирование воды, показали, что оно обеспечивает антикариозный эффект без какого-либо от­рицательного влияния на организм в целом, и убедительных до­казательств обратного нет.

Фторирование питьевой воды было начато в США и Канаде (1945) и постепенно стало распространяться в других странах, включая Россию. Оказалось, что профилактический эффект фторирования наиболее высок тогда, когда человек использует фторированную воду с рождения, начало же использования ее с 4-6 лет снижает эффективность метода в 1,5-2 раза. Уста­новлено также, что применение фторированной питьевой воды в течение 10 лет снижает потребность населения в стоматоло­гической помощи по поводу кариеса зубов на 50-60 %.

При организации фторирования питьевой воды следует при­нимать во внимание климато-географические условия, влияю­щие на количество потребляемой воды, ассортимент пищевых продуктов с тем или иным содержанием фтора, а также общий химический состав рационов.

Фторпрофилактика кариеса зубов должна быть комплексной и включать также рациональное питание, уход за полостью рта и ультрафиолетовое облучение.

До организации процесса фторирования водопроводной воды следует выяснить возможность снабжения населения питьевой водой с оптимальным содержанием фтора за счет смешивания воды из источников с высокой и низкой концентрацией фтора.

Для фторирования питьевой воды применяют фторид натрия - NaF, кремнефтористый натрий - Na2SiF6, кремнефтористый аммоний - (NH4)2SiF6, обладающие высоким антикариозным действием, не содержащие вредных примесей, легко раство­ряющиеся в воде, не оказывающие отрицательного влияния на процессы очистки и дезинфекции воды и не опасные для об­служивающего персонала.

С помощью фтораторных установок эти реагенты добавляют в воду в виде сухого порошка или, чаще, в виде раствора в кон­центрациях, которые оптимальны для различных климатичес­ких районов:

I и II (холодный и умеренный) - не более 1,5 мг/л;

III (теплый) - не более 1,2 мг/л.

За фторированием воды необходим постоянный санитарный контроль, обеспечивающий безопасность и эффективность ме­роприятия.

Проблема фтора в стоматологии и в гигиене разрабатывалась в трудах Р.Д. Габовича, Г.Д. Овруцкого, А.А. Ахмедова, Б.Н. Книжникова, А.А. Минха и др.

Дефторирование питьевой воды. Повышенное содержание фтора в воде встречается в местностях, где почва естественно богата фтором, или в искусственных биогеохимических про­винциях по фтору, например вокруг предприятий по произ­водству алюминия. Эндемичные очаги с высоким содержанием фтора в почве обнаружены на Украине, в Молдавии, Азербай­джане, Казахстане, России (Урал, Забайкалье, Якутия и др.).

В результате постоянного потребления воды, содержащей много фтора (более 1,5 мг/л), развивается заболевание, полу­чившее название "флюороз" (рис. 2.10), наиболее ранним при­знаком которого является поражение зубов, имеющее следу­ющие стадии:

· симметричные меловидные пятна на эмали зубов;

· пятнистость эмали (пигментация);

· поперечная исчерченность эмали зубов (тигроидные резцы);

Рис. 2.10. Пораженность зубов флюорозом III (а) и IV (б) степени.

· безболезненное разрушение зубов;

· системный флюороз зубов и скелета (уродства развития скелета у детей, кретинизм).

По современным представлениям, избыточный фтор, посту­пая с водой и пищей в желудочно-кишечный тракт, гематоген­ным путем действует на амелобласты, нарушая процесс обра­зования и минерализации эмали. В связи с этим интенсивные профилактические мероприятия флюороза у детей следует на­чинать в период закладки зубов и их минерализации.

Заболевания флюорозом связаны преимущественно с мест­ным водоснабжением из подземных водоисточников (колодцы, ключи, родники).

Самый простой способ уменьшения содержания фтора в пи­тьевой воде - это смешивание воды из разных водоисточников: с высокой и низкой концентрациями фтора.

Радикальным способом является дефторирование воды - удаление избыточных количеств фтора. Это достигается коагу­ляцией воды с помощью глинозема до полного осаждения хло­пьев гидроокиси алюминия в течение 4-6 ч.

На специальных установках дефторирование осуществляют осаждением избытка фтора или фильтрацией воды через актив­ную окись алюминия либо ионообменные смолы, извлекающие КЗ воды фтор.

Замораживание воды также снижает концентрацию фтора.

Санитарно-гигиеническая оценка современных водоочисти­тельных устройств бытового назначения. В последние десятиле­тия во многих городах и населенных пунктах страны ухудши­лось качество водоснабжения населения питьевой водой. На это указывают данные о том, что каждая 9-я проба воды не отвечает гигиеническим требованиям по бактериологичес­ким показателям и каждая 5-я - по химическим. Более тою, по данным Госкомстата, каждый второй житель России вынуж­ден пить воду, не соответствующую ГОСТу. В связи с этим не случайно возник повышенный интерес населения к быто­вым фильтрам для очистки воды.

Как в России, так и за рубежом в бытовых фильтрах наибо­лее часто используется сорбционная технология очистки воды с помощью активированного угля, ионообменных смол и не­которых других реагентов (сорбентов). Однако эта технология надежна лишь в условиях стабильного режима ионообмена и строгого бактериологического контроля, а в случае перио­дической работы фильтра с неизвестной степенью загрязнения водой это практически невозможно. Известно, что загрязне­ние фильтра существенно меняется как в течение суток, так и в начале и конце работы картриджа, но в большинстве филь­тров сорбционного типа индикация замены фильтров отсутс­твует, что делает их наименее надежными.

Рис. 2.11. Фильтр "Нерокс”. а - устройство; б - фильтр в работе.

Водоочистителями второго поколения явились многоступен­чатые фильтры, комбинирующие очистку воды с обеззаражива­нием ("Барьер", "Гейзер" и др.). Однако после обеззараживания необходимо освобождение воды от самих дезинфектантов, что является существенным недостатком фильтров этого типа.

Сырье для производства безалкогольных напитков

Широкий ассортимент безалкогольных напитков определяется большим количеством различных видов сырья, которое входит в состав купажа напитков.

Сырье, используемое для производства БА напитков, должно отвечать требованиям действующей нормативно-технической документации.

Вода

В пивоваренном производстве, при приготовлении безалкогольных и слабоалкогольных напитков вода является технологическим сырьем. В напитках ее содержится 90 – 95%. Общий расход воды на 1 м 3 конечного продукта составляет 20 – 25 м 3 в производстве пива, около 15 м 3 в производстве напитков. Поэтому к качеству воды предъявляются повышенные требования.

Вода – должна отвечать требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества”.

Вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и обладать качествами питьевой воды, быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса.

В чистой природной воде всегда содержатся растворимые соли, которые оказывают влияние на вкус напитков, а также на ферментативные процессы. Для производства пива очень важен солевой состав, и от него в значительной мере зависит вкус пива. В хорошей воде не должны присутствовать такие вещества, как NaHCO 3 , NH 2 , СО 2 , НNО 3 . Для питьевой воды существуют ограничения по микробиологическим, токсикологическим показателям и по компонентам, ухудшающим ее органолептические свойства.

К вредным химическим веществам, содержащимся в природной питьевой воде относятся (мг/дм 3): алюминий 0,5; барий 0,1; бериллий 0,0002; бор 0,5; кадмий 0,001; мышьяк 0,05; медь 1; молибден 0,25; никель 0,1; ртуть 0,0005; свинец 0,03; селен 0,01; стронций 7,0; хром 0,05; цианиды 0,035. По содержанию этих веществ введены ограничения.

В процессе обработки воды в системе водоснабжения поступают следующие вредные вещества (мг/дм 3): хлороформ (при хлорировании) – 0,2; формальдегид (при озонировании) – 0,05; полиакриламид – 2; активированная кремнекислота – 10. Содержание этих веществ в воде после обработки контролируется и не должно превышать предельных концентраций.

К компонентам, ухудшающим органолептические показатели воды, относятся, мг/дм 3: железо 0,3; марганец 0,1; медь 1; сульфаты 500; хлориды 350; цинк 5; нитраты 45; полифосфаты 3,5; озон 0,3; хлор остаточного свободного 0,3 – 0,5, связанного 0,8 – 1,2.

Общее микробное число, то есть число микроорганизмов в 1 см 3 , не должно превышать 50, бактерии группы кишечных палочек в 100 см 3 должны отсутствовать.

Существует несколько важных показателей качества пресной природной воды: кислотность рН (или водородный показатель), жесткость и органолептика.

рН связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью простого прибора – pH-метра и дает нам понятие о кислотных или щелочных свойствах среды (в данном случае – воды): рН < 7 – кислая среда; рН = 7 – нейтральная среда; рН > 7 – щелочная среда.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Са 2+ и магния Мg 2+ . Жесткость определяют по специальной методике, описанной в ГОСТах на питьевую воду, а единицы ее измерения – моль на кубический метр (моль/м 3) или миллимоль на литр (ммоль/дм 3).

По жесткости (в ммолъ/дм 3) воду классифицируют следующим образом: до 0,75 – очень мягкая; 0,75 – 1,5 – мягкая; 1,5 – 2,25 – средней жесткости; 2,25 – 3 – довольно жесткая; 3 – 5 – жесткая; свыше 5 – очень жесткая.

Различают жесткость временную, постоянную и общую.

1 Временная (карбонатная, устранимая) жесткость обусловлена присутствием растворимых в воде гидрокарбонатов [Са(НСО 3) 2 и Mg(HCO 3) 2 ], которые при кипячении переходят в нерастворимые в воде карбонаты СаСО 3 и МgСО 3:

Карбонаты выпадают в осадок, диоксид углерода улетучивается и вода умягчается.

2 Постоянная жесткость (некарбонатная) характеризуется содержанием сульфатов кальция и магния, хлоридов, нитратов и других, кроме гидрокарбонатов, солей. При кипячении эти соли остаются в растворе.

3 Общая жесткость слагается из временной и постоянной. По требованиям санитарных норм общая жесткость питьевой воды должна быть не более 7 ммоль/дм 3 . Требования технологии более строгие: жесткость воды, используемой для приготовления пива и безалкогольных напитков не выше 3 ммоль/дм 3 . Воду, предназначенную для приготовления безалкогольных и слабоалкогольных напитков, следует умягчать до жесткости 0,35 ммоль/дм 3 .

Органические соединения, содержащиеся в воде, определяются количеством кислорода, требуемого для их окисления. Этот показатель характеризует окисляемость перманганатная, которая должна быть не более

4 Общая минерализация (сухой остаток) – не выше 1000 мг/дм 3 .

Карбонаты и особенно гидрокарбонаты – Na 2 СО 3 , NaНСO 3 , СаСO 3 , Са(НСO 3) 2 , MgСО 3 , Мg(НСО 3) 2 , К 2 СО 3 , КНСО 3 , обладая щелочными свойствами, понижают кислотность пивного затора, что отрицательно сказывается на последующих стадиях приготовления пива. В производстве БА напитков повышенное содержание этих солей приводит к перерасходу лимонной кислоты и др. видов кислот, добавляемых по рецептуре.

Способы улучшения состава воды

· термический;

· ионообменный;

· обратноосмотический;

· электродиализный;

Также вода, предназначенная для производства пива, должна подготавливаться:

· декарбонизацией известью;

· нейтрализацией карбонатов;

А для производства БА напитков:

· отстаиванием и коагуляцией;

· фильтрованием;

· известково-содовым способом.

Похожая информация.

По результатам домашней проверки, качество Вашей водопроводной воды можно улучшить.

Питьевая вода, подающаяся в городскую квартиру, уже прошла стадию очистки и обеззараживания на станции водоподготовки.

В водопроводной воде могут присутствовать примеси и загрязнения, которые либо не удаляются на водопроводных очистных сооружениях полностью, либо появляются в воде уже на пути к потребителю.

Многие вещества, загрязняющие воду, способствуют образованию мутных взвесей, вызывают неприятный запах, характерный привкус, а также могут окрашивать воду в тот или иной цвет.

Однако, наличие некоторых примесей может никак не отразиться на внешнем виде водопроводной воды.

Простые способы, которые помогут сделать водопроводную воду чище и безопаснее .

• Прежде чем использовать водопроводную воду, слейте ее в течение нескольких минут, т. к. в трубах она быстро застаивается.
• Дайте воде отстояться в открытом сосуде, чтобы улетучился остаточный хлор.
• Затем профильтруйте воду через любой фильтр. Даже простейшие накопительного типа, лучше, чем ничего. Фильтрование позволит удалить из воды взвесь и часть микроорганизмов.

Вы обнаружили в воде мутность.

Мутная вода - это результат присутствия в воде взвешенных и коллоидных примесей, либо повышенное содержание воздуха в воде.

Взвешенные и коллоидные частицы - это очень мелкие частицы: соединения алюминия и железа, кремния, продукты жизнедеятельности и распада растений и животных.

Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать комбинацию механических фильтров (с инертной загрузкой) и угольных фильтров с загрузкой из активированного угля.

Вы обнаружили в воде цвет.

Цветность может быть обусловлена растворёнными и взвешенными частицами минерального и органического происхождения.

Желтый оттенок воды – присутствие гумусовых веществ (гуминовых и фульвокислот), или повышенное содержание железа.

Серый оттенок воды - повышенное содержание марганца, железа

Красновато-бурый осадок - присутствие в воде окисленного железа.

Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать предварительную очистку на механическом фильтре и далее - фильтр с угольной загрузкой или систему на основе обратного осмоса.

Вы обнаружили в воде запах .

Запах рыбный или затхлый - присутствие в воде хлорорганических соединений.

Запах сероводорода (запах тухлых яиц) - попадание сточных вод в систему водоснабжения или жизнедеятельность бактерий, образующих сероводород из сульфатов.

Хлорный запах - повышенное содержание в воде остаточного хлора.

Запах нефтепродуктов - попадание нефтепродуктов в систему водоснабжения.

Химический запах, запах фенола - загрязнение воды промышленными стоками, в частности, стоками предприятий органической химии.

Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать фильтр с угольной загрузкой или систему на основе обратного осмоса.

Вы обнаружили в воде привкус .

Привкус солоноватый - высокое содержание солей натрия и магния

Для очистки воды от этих загрязняющих компонентов рекомендуется использовать систему на основе обратного осмоса.

Привкус металлический - повышенное содержание железа.

Привкус, обусловленный органическими загрязнениями.

Щелочной привкус – высокая щелочность воды, повышенная жесткость, высокое содержание растворённых веществ.

Вы обнаружили накипь в чайнике.

Накипь свидетельствует о наличии в воде излишков солей кальция и магния.

Нитраты в воде

Источник нитратов в воде – удобрения и сточные воды, попадающие в поверхностные и подземные водоёмы. Высокое содержание нитратов в воде опасно для человека и, особенно, для детей. Известно, что в организме часть нитратов превращается в более токсичное вещество – нитриты.

Следует отметить, что универсального фильтра, который чистит от всего: от хлора, от железа, от органики, от металлов, от бактерий и …не существует.

Для каждого вида загрязнений используется определенный тип фильтра. Поэтому, оптимальная очистная установка должна состоять из правильно подобранного набора узлов, каждый из которых удаляет определённый вид загрязнений.

В любом случае, системы очистных установок, состоящие из нескольких последовательно работающих фильтров с различной загрузкой, обеспечивают более качественную очистку воды, чем фильтр с однотипной загрузкой.

Для очистки питьевой воды, как правило, используется набор фильтров с различными загрузками либо мембранами, соответствующими типу загрязнений, которые необходимо удалить из воды. Часто система очистки включает в себя обеззараживание воды.

Ниже приведены основные компоненты установок для очистки питьевой воды, чтобы помочь Вам выбрать подходящую конструкцию.

Механические фильтры удаляют из воды взвешенные вещества.

В качестве загрузки используются пористые материалы (чаще всего керамические).

Угольные фильтры изготавливают на основе активированного угля, который является хорошим адсорбентом.

Угольный фильтр очищает воду от остаточного хлора, растворенных газов, органических соединений, включая токсины, запаха и улучшает вкусовые качества воды.

Фильтры для обезжелезивания удаляют железо и марганец. Для их изготовления используют специальные полимеры, ускоряющие окисления металла. Полученный, в результате реакции, осадок задерживается фильтрующей системой.

Фильтры с ионообменной загрузкой. В зависимости от типа ионообменной загрузки, эти фильтры удаляют различные ионы из воды, в том числе, эффективны для снижения жёсткости и удаления нитратов из воды.

Установки для очистки воды на основе обратного осмоса

Система обратного осмоса включает специальную мембрану, через которую пропускается питьевая вода. Мембраны задерживают 95 - 99,5% всех примесей.

Необходимо помнить, что из воды удаляется и большинство полезных веществ, необходимых для жизнедеятельности организма. Такая вода нарушает работу организма. Прежде всего, это относится к крепости костей, которая зависит от количества кальция в крови.

Недостаток в воде микроэлементов, отражается на работе печени, почек, нервной и иммунной систем. Поэтому, в очищенную обратным осмосом воду, следует добавлять необходимые организму соли и микроэлементы.

Установки для обеззараживания воды на основе ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовое излучение инактивирует болезнетворные микроорганизмы. Эти установки обязательны в загородных домах и в сельской местности. В городских квартирах такие системы используют, в случае неэффективного обеззараживания водопроводной воды на центральных очистных сооружения.

Технические требования и правила эксплуатации установки для очистки питьевой воды .

• система должна обеспечивать эффективную очистку воды.
• для изготовления компонентов установки (корпус, трубы, загрузка…) должны использоваться нетоксичные материалы.
• извлеченные из воды, в процессе очистки, примеси не должны повторно загрязнять очищенную воду.
• обязательна своевременная промывка и замена фильтрующих элементов и бактерицидных ламп.

Обратите внимание, что оптимальный выбор системы очистки (тип фильтров, загрузки, способ обеззараживания и прочее) может быть произведен только на основе результатов лабораторного химического анализа Вашей питьевой воды.

Какие показатели желательно проверить в вашей воде :

Водородный показатель (pH), общая минерализация, органические вещества (окисляемость перманганатная, либо общий органический углерод), нефтепродукты, нитраты, нитриты, цианиды, фториды, жёсткость, тяжёлые металлы, общие колиформные бактерии, цисты лямблий, пестициды, галогенорганические соединения.

Кроме того, после выбора и установки системы очистки, отдайте пробы очищенной воды в лабораторию на химический анализ, чтобы убедиться в эффективности очистки.

Если эта статья на нашем сайте , была для вас полезна, то предлагаем вам книгу с Рецептами живого, оздоравливающего питания. Веганские и сыроедческие рецепты . А так же предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП лучших статей об здоровом образе жизнии здоровом питании вы можете найти там, где вам максимально удобно

Чтобы довести качество воды источников водоснабжения до требований СанПиН – 01 существуют методы обработки воды, которые проводят на водопроводных станциях.

Существуют основные и специальные методы улучшения качества воды.

I . К основным методам относятся осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

Под осветлением понимают устранение из воды взвешенных частиц. Под обесцвечиванием понимают устранение из воды окрашенных веществ.

Осветление и обесцвечивание достигается 1) отстаиванием, 2) коагуляцией и 3) фильтрацией. После прохождения воды из реки через водозаборные решетки, в которых остаются крупные загрязнители, вода поступает в большие емкости – отстойники, при медленном протекании через которые за 4-8 час.на дно выпадают крупные частицы. Для осаждения мелких взвешенных веществ вода поступает в емкости, где коагулируется – добавляется в нее полиакриламид или сульфат алюминия, который под влиянием воды становится, подобно снежинкам, хлопьями, к которым прилипают мелкие частицы и адсорбируются красящие вещества, после чего они оседает на дно резервуара. Далее вода идет на конечную стадию очистки – фильтрацию: медленно пропускается через слой песка и фильтрующую ткань – тут задерживаются оставшиеся взвешенные вещества, яйца гельминтов и 99% микрофлоры.

Методы обеззараживания

1.Химические: 2.Физические:

-хлорирование

- использование гипохлорида натрия-кипячение

-озонирование -У\Ф облучение

-использование серебра -ультразвуковая

обработка

- использование фильтров

Химические методы.

1.Наиболее широкое распространение получил метод хлорирования . Для этого используется хлорирование воды газом (на крупных станциях) или хлорной известью (на мелких). При добавлении хлора к воде он гидролизуется, образуя хлористоводородную и хлорноватистую кислоты, которые, легко проникая через оболочку микробов, убивают их.

А) Хлорирование малыми дозами.

Сущность этого метода заключается в выборе рабочей дозы по хлорпотребности или величине остаточного хлора в воде. Для этого проводится пробное хлорирование – подбор рабочей дозы для небольшого количества воды. Заведомо берутся 3 рабочие дозы. Эти дозы добавляют в 3 колбы по 1 литру воды. Вода хлорируется летом 30 минут, зимой 2 часа, после чего определяется остаточный хлор. Его должно быть 0,3-0,5 мг/л. Это количество остаточного хлора, с одной стороны, свидетельствует о надёжности обеззараживания, а с другой – не ухудшает органолептические свойства воды и не является вредным для здоровья. После этого рассчитывают дозу хлора, необходимого для обеззараживания всей воды.

Б) Гиперхлорирование.

Гиперхлорирование – остаточный хлор - 1-1,5 мг/л, применяемое в период эпидемической опасности. Очень быстрый, надёжный и эффективный метод. Проводится большими дозами хлора до 100 мг/л с обязательным последующим дехлорированием. Дехлорирование проводят, пропуская воду через активированный уголь. Этот метод применяют в военно-полевых условиях.В походных условиях пресную воду обрабатывают таблетками с хлором: пантоцидом, содержащим хлорамин (1 табл. – 3 мг активного хлора), или аквацидом (1 табл. – 4 мг); а также с йодом - йод-таблетки (3 мг активного йода). Необходимое к применению число таблеток рассчитывается в зависимости от объема воды.

В)Обеззараживание воды нетоксичным и неопасным гипохлоридом натрия применяется вместо хлора, являющимся опасным в использовании и ядовитым. В Петербурге до 30% питьевой воды обеззараживается этим методом, а в Москве с 2006 г. начался перевод на него всех водопроводных станций.

2.Озонирование.

Применяется на небольших водопроводах с очень чистой водой. Озон получают в специальных аппаратах – озонаторах, а затем пропускают его через воду. Озон более сильный окислитель, чем хлор. Он не только обеззараживает воду, но и улучшает её органолептические свойства: обесцвечивает воду, устраняет неприятные запахи и привкусы. Озонирование считается лучшим методом обеззараживания, но этот метод очень дорогой, поэтому чаще используют хлорирование. Озонаторная установка требует сложного оборудования.

3.Использование серебра. «Серебрение» воды с помощью специальных приборов путем электролитической обработки воды. Ионы серебра эффективно уничтожают всю микрофлору; консервируют воду и позволяют ее долго хранить, что используется в длительных экспедициях на водном транспорте, у подводников для сохранения питьевой воды в течение продолжительного времени. Лучшие бытовые фильтры используют серебрение в качестве дополнительного метода обеззараживания и консервации воды

Физические методы.

1.Кипячение. Очень простой и надёжный метод обеззараживания. Недостаток этого метода заключается в невозможности использовать этот метод для обработки больших количеств воды. Поэтому кипячение широко применяют в быту;

2.Использование бытовых приборов - фильтров, обеспечивающих несколько степеней очистки; адсорбирующих микроорганизмы и взвешенные вещества; нейтрализующих ряд химических примесей, в т.ч. жесткость; обеспечивающих поглощение хлора и хлорорганических веществ. Такая вода обладает благоприятными органолептическими, химическими и бактериальными свойствами;

3. Облучение У\Ф лучами. Является наиболее эффективным и широко распространенным способом физического обеззараживания воды. Достоинства этого метода заключаются в быстроте действия, эффективности уничтожения вегетативных и споровых форм бактерий, яиц гельминтов и вирусов. Бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 200-295 нм. Для обеззараживания дистиллированной воды в больницах и аптеках используются аргонно-ртутные лампы. На больших водопроводах применяются мощные ртутно-кварцевые лампы. На малых водопроводах используются непогружные установки, а на больших – погружные, мощностью до 3000 м 3 /час. УФ-облучение очень зависит от взвешенных веществ. Для надежной работы УФ-установок необходима высокая прозрачность и бесцветность воды и действуют лучи только через тонкий слой воды, что ограничивает применение этого метода. УФ-облучение чаще применяется для дезинфекции питьевой воды на артскважинах, а также рециркулируемой воды на плавательных бассейнах.

II. Специальные методы улучшения качества воды.

-опреснение,

-умягчение,

-фторирование - При недостатке фтора проводится фторирование воды до 0,5 мг/л, путем добавления в воду фтористого натрия или других реагентов. В РФ в настоящее время имеются лишь единичные системы фторирования питьевой воды, тогда как в США 74% населения получают фторсодержащую водопроводную воду,

-обезфторивание - При избытке фтора воду подвергают дефрорированию методами осаждения фтора, разбавлением или ионной сорбцией,

дезодорация (устранение неприятных запахов),

-дегазация,

-дезактивация (освобождение от радиоактивных веществ),

-обезжелезивание - Для снижения жесткости воды артезианских скважин применяют кипячение, реагентные методы и метод ионного обмена.

На артскважинах удаление соединений железа (обезжелезивание ) и сероводорода (дегазация ) осуществляется аэрацией с последующей сорбцией на специальном грунте.

К маломинерализованной воде добавляются минеральные вещества. Этот метод применяется при изготовлении бутилированной минеральной воды, реализуемую через торговую сеть. Кстати, потребление питьевой воды, приобретаемой в торговой сети, возрастает во всем мире, что особенно актуально для туристов, а также для жителей неблагополучных местностей.

Для снижения общей минерализации подземных вод применяют дистилляцию, ионную сорбцию, электролиз, вымораживание.

Следует отметить, что указанные специальные методы обработки (кондиционирования) воды высокотехнологичны и дороги и применяются лишь в случаях, когда нет возможности использовать для водоснабжения приемлемого источника.

Практическое занятие