Исследовательская работа "Чистая вода"

Областные научно – технические чтения

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САРАТОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИКУМ»

Секция: здоровый образ жизни

Исследовательская работа

ЧИСТАЯ ВОДА

Колотин Евгений

ГБОУ СО СПО «Саратовский политехникум»

Группа № 33, г. Саратов

Научный руководитель:

Давыдова И.И.,

преподаватель спецдисциплин
высшей квалификационной категории

Саратов

2013

Содержание

1. Введение________________________________________________стр3
2. Основная часть___________________________________________стр5
3. Заключение______________________________________________стр14
4. Список используемой литературы___________________________стр15

Введение

Наша зависимость от воды огромна. Достаточно сказать, что вода составляет почти 100% массы тела человеческого эмбриона, а у новорожденного достигает 80%. Да и в организме взрослого человека ее около 65%. И совсем не случайно человек тянется к своей родной стихии — на берега рек, озер, морей. Даже если у нас плохое настроение, как только мы входим в воду, происходит чудо и на лице появляется счастливая улыбка. А уж детей и вовсе не оттащить от кромки воды.

Вода играет главную роль во всех важнейших физиологических процессах. При ее непосредственном участии проходят процессы обмена веществ, пищеварения, образования тканей, регулирования температуры тела, удаления шлаков из организма и многое другое. Вода обладает одним удивительным свойством: она является почти универсальным растворителем. Благодаря этому качеству вода может быть использована организмом многократно.

Потеря всего 10% объема воды организмом может вызвать тяжелейшие последствия для здоровья, а 20% — приводит к его гибели. Саратовский край не обижен водными ресурсами. Чего стоит красавица Волга, снабжающая питьевой водой большую часть населения области. А ведь есть еще 358 малых рек длиной более 10 км, а 58 из них имеют длину более чем 50 км каждая. Казалось бы, пей на здоровье. Да вот беда: водичка эта далеко не всегда отвечает санитарным требованиям. Чем только ее не загрязняют: промышленные и бытовые стоки, жидкие отходы от животноводческих и птицеводческих комплексов, коллекторно-дренажные воды с орошаемых территорий и многое другое.

Врачи и экологи бьют тревогу: нет сомнений, что и продолжительность жизни, и повышенная смертность, особенно детская, в значительной мере связаны с потреблением некачественной питьевой воды. По данным Всемирной организации здравоохранения более 80% всех болезней в мире связаны с недостатком воды либо использованием загрязненной воды. И это неудивительно. Ведь наши почки только за сутки пропускают через себя более 2 тонн воды. Это довольно большая цистерна! А сердце? Через него проходит в сутки более 7 тонн крови, на 80% состоящей из воды. Какой же идеально чистой должна быть вода, чтобы нормально работал наш организм!

Многочисленные исследования ученых, наблюдения врачей и экологов убедительно показали, что существует достоверная связь между повышенным содержанием в питьевой воде: хлорорганических соединений и онкологической заболеваемостью; железа и заболеваемостью желудочно-кишечного тракта и печени;  хлоридов и сульфатов и ишемической болезнью сердца, болезнями почек и печени, заболеваниями желчных путей, поджелудочной железы; цинка и болезнями крови, заболеваниями желудочно-кишечного тракта и гипертонической болезнью; хрома и кадмия и онкологическими заболеваниями, расстройствами нервной системы; нитратов и заболеваниями кроветворной системы у детей; ртути и заболеваниями всех важнейших систем организма.

К сожалению, в Саратовской области ситуация с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой далека от идеала. Даже в Саратове, где на двух водопроводных станциях работают мощные очистные сооружения, каждая четвертая-пятая проба воды из городского водопровода имеет посторонний запах или привкус, повышенное содержание хлора и железа. Что уж говорить о сельских водопроводах, где, как правило, вообще отсутствуют очистные сооружения. Там количество проб с недоброкачественной водой нередко достигает 100%.

Выбор системы водоочистки

Исходным документом для подбора системы водоочистки загородного дома является протокол анализа воды, от объективности которого зависит очень многое. Комплексный анализ воды позволяет определить уровень содержания в воде железа, солей, органики и прочих загрязнителей, что в свою очередь определяет набор фильтров, которые будут задействованы в системе водоочистки.

Полная технологическая схема системы водоочистки

1. Фильтр грубой очистки.
2. Насосная станция (насос, гидроаккумулятор и контроллер).
3. Осадочный фильтр-колонна  + pH-корректор.
4. Фильтр для обезжелезивания воды.
5. Фильтр для умягчения воды.
6. Сорбционный фильтр угольный.
7. Фильтр тонкой очистки картриджный BB 20"-1".
8. Ультрафиолетовый стерилизатор.
9. Обратноосмотический фильтр.

(Такую схему водоочистки невозможно увидеть даже на выставке. Как правило, таких случаев не бывает).

Химический анализ воды позволяет определить:

• общие физико-химические параметры;
• органолептические показатели;
• бактериологические и радиологические показатели;

Форма лабораторного анализа качества воды
Место нахождения объекта отбора воды: посёлок Дубки Саратовской области, октябрь 2012 года.

Комментарии к анализу воды

Содержание железа в воде выше норматива способствует накоплению осадка в системе водоснабжения, интенсивному окрашиванию сантехнического оборудования. Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций. Повышенное содержание марганца в воде оказывает мутагенное действие на человека. При уровнях в системе водоснабжения, превышающих 0,1 мг/л, марганец приводит к появлению пятен на сантехническом оборудовании и белье, а также неприятного привкуса напитков. Присутствие марганца в питьевой воде может вызывать накопление отложений в системе распределения. Даже при концентрации 0,02 мг/л марганец часто образует пленку на трубах, которая отслаивается в виде черного осадка. Жесткость исследуемой воды выше норматива, а тем более, оптимального физиологического уровня, который составляет 3,0-3,5 мг-экв/л. Жесткость выше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения загородного дома и на сантехнике, мешает работе бытовых приборов. Согласно инструкции по эксплуатации бытовой техники, жесткость воды не должна превышать 1,5-2,0 мг-экв/л. Сульфиды оказывают на человека токсическое действие и вызывают раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов. Бактериальные загрязнения. Достаточно часто анализ воды показывает, что система водоочистки загородного дома или коттеджа должна включать средства уничтожения болезнетворных бактерий, содержащихся в подаваемой в дом воде. Довольно часто таким средством является проточная ультрафиолетовая лампа, надежно убивающая большинство микроорганизмов.

Вода в квартире

Имеются различные виды фильтров для воды. Но как правильно организовать очистку воды в квартире? Какие фильтры выбрать и куда их установить? Давайте разбираться.

Вода, подающаяся в городскую квартиру, по действующим в России правилам уже прошла стадию водоподготовки на городской станции водоснабжения.

Поэтому системы очистки воды, предназначенные для данного сектора рынка, обычно называют системами доочистки воды. Они предназначены для удаления примесей и загрязнений, которые либо не удаляются на муниципальной станции полностью, либо появляются в воде уже на пути к месту потребления (например, ржавчина из-за применения металлических труб).

Перед системами доочистки воды, как правило, ставятся следующие задачи:

• очистка от механических примесей (ржавчина, мутность, цветность и т.п.)
• умягчение (снижение содержания солей жесткости)
• обезжелезивание (снижение содержания растворенного железа)
• дезодорирование и дехлорирование воды, очистка от органических примесей, улучшение вкуса.

Как правило, перед такими системами очистки воды не ставится задача обеззараживания воды, т.к. эта проблема решается санитарными службами на станциях водоподготовки (в России обычно применяется хлорирование).

Поставленные задачи в условиях городской квартиры решаются однотипно. Т.е. принципиальная схема очистки воды в квартире не будет отличаться, даже если будут применяться фильтры совершенно разных производителей и даже совершенно разного принципа действия.

Наиболее рационально организовать очистку воды в квартире следует следующим образом.

В каждую квартиру подается холодная и горячая вода (индивидуальный отвод от общего стояка). При этом в самом начальном участке входящих труб (как говорят, «на входе») прямо в водопровод устанавливаются так называемые магистральные (In-Line) фильтры механической очистки воды. Для горячей воды — фильтры на горячую воду (из специального пластика или нержавеющей стали), для холодной воды — фильтры на холодную воду. Таким образом, механические магистральные фильтры устанавливают в точке входа, и, соответственно, эти фильтры фильтруют всю воду, поступающую в квартиру.

На этом этапе очистка горячей воды, как правило, заканчивается. (Если же к горячей воде предъявляются повышенные требования по степени ее очистки, то тогда входящую горячую воду не используют, а фильтруют входящую холодную воду до нужной степени, а затем ее разогревают. Типичный пример — современные стиральные машины сами разогревают для себя воду и подключаются только к линии подготовленной холодной воды.)

Дальнейшая очистка холодной воды уже осуществляется, как правило, в точках ее потребления.

Так, на кухне под мойку устанавливается классический двух- или трехступенчатый фильтр, либо более современный фильтр с быстросъемными картриджами, либо система обратного осмоса для доочистки питьевой воды с отдельным краном для очищенной воды. Такой фильтр, в зависимости от конкретных условий, решает задачи умягчения, обезжелезивания, дезодорирования и глубокой химической очистки воды.

Умягчающий магистральный фильтр устанавливается перед стиральной, посудомоечной машиной или перед другой сложной бытовой техникой (душевые кабины, гидромассажные ванны). В душевой кабине или ванной используют фильтр-насадку для душа. А на кухонный стол ставится фильтр-кувшин для финишной очистки воды или финишного умягчения либо фильтр рядом с мойкой, подсоединяемый к кухонному крану. Приведенная ниже схема иллюстрирует сказанное.

1.Магистральный фильтр механической очистки холодной воды. 2.Магистральный фильтр механической очистки горячей воды. 3.Магистральный фильтр технического умягчения холодной воды. 4.Классический многоступенчатый фильтр доочистки питьевой воды «под мойку» (или более современный многоступенчатый фильтр с быстросъемными картриджами). 5.Фильтр для душа.6 — Фильтр-кувшин.

Типы фильтров

Фильтр кувшинного (накопительного) типа. Принцип работы его прост: в верхнюю чашу наливается вода, которая под действием собственной тяжести просачивается через картридж в нижнюю часть. Ресурс кувшинов составляет150-400 литров при производительности 0,1-0,5 литров в минуту. Несомненное достоинство «кувшина» в том, что его не нужно подключать к крану, шлангу, что актуально, например, в условиях дачи без водопровода, а еще для рассеянных людей, поскольку не придется следить, не перелилось ли уже через край, как в случае фильтра-насадки на кран. Картридж является съемным фильтрующим элементом. Это делает фильтры кувшинного типа универсальными: в один и тот же кувшин можно ставить разные картриджи (в рамках одного производителя), для удаления разных загрязнений. В зависимости от того, что нужно сделать – умягчить, удалить железо – выбирается специальная кассета. Фильтр легко моется, а заменить картридж (кассету) может даже ребенок. Недостатком водоочистителей данного типа является то, что они имеют ограниченный объем, т.е. за один раз можно будет нафильтровать не более 1,5-2,5 литра. И если требуется чистой воды больше, чем указанная номинальная емкость, то придется наполнять чашу еще раз. Еще один минус в том, что фильтрующая способность сменного картриджа в кувшинных фильтрах несколько ниже, чем у устройств проточного типа. Насадка на кран. Водоочиститель такого типа имеет вид маленького бочонка (цилиндра) и перед использованием надевается на кран. Неоспоримое преимущество такого фильтра – это его малые габариты. Можно брать устройство с собой в путешествие – к нему есть различные переходники для любого типа кранов (гладкий, с резьбой). Главный минус такого фильтра является, к сожалению, прямым следствием основного достоинства. Фильтры-насадки малопроизводительны – от 1 стакана (0,2 литра) до полулитра воды в минуту. Средний ресурс их составляет 300-700 литров или 2-3 месяца, максимум 1000 литров (универсальный Аквафор В300). Также не очень удобно регулировать напор воды через фильтр. Для отфильтрованной воды потребуется отдельная емкость, причем установленная с таким расчетом, чтобы в случае перелива (ушли и забыли) не устроить маленькое локальное наводнение. Некоторые модели насадок имеют в комплекте переключатель, с помощью которого струя воды направляется через фильтр, либо мимо него. Наличие такого переключателя может быть и удобно, и неудобно одновременно. Если модель не снабжена переключателем, то насадку придется устанавливать на кран перед каждым использованием, а затем снимать. Если же переключатель имеется – то скорей всего, фильтр для очистки воды будет постоянно висеть на кране, при этом общий эстетический вид будет утерян. А вот оставленный на кране обычный переходник (типа «втулка» без возможности переключения), который необходим для установки цилиндра, наоборот, смотрится не слишком громоздко. Настольные фильтры («на мойку») – проточного типа, представляют собой небольшой корпус обычно цилиндрической формы с краном. Такие фильтры подключаются специальным шлангом к водопроводному крану. Фильтры для воды настольного типа более продуктивны (до 2 литров в минуту) и имеют высокую степень очистки. Ресурс фильтра составляет 3000-4000 литров в среднем, таким образом, по этому показателю системы «на мойку» превосходят фильтры для очистки воды двух вышеописанных типов. Среди недостатков настольных фильтров необходимость в дополнительном свободном месте под них и «привязанность» к крану, т.е. придется подключать и отключать его по мере необходимости. У некоторых моделей есть возможность крепления на стену – это может быть полезно в целях экономии места, да и вероятность уронить устройство по неосторожности исключается. В комплект обычно входят переходники: втулка для гладкого крана и для крана с резьбой; этот момент требует уточнения при покупке, возможно, придется приобрести их отдельно. Стационарные фильтры для очистки воды. Они представляют собой одну или несколько цилиндрических емкостей с различными фильтрующими элементами (о них скажем чуть ниже), а также часто отдельную накопительную емкость для чистой воды (в среднем 10 л). Устанавливаются такие фильтры обычно под мойку, а наверх выводится отдельный кран, из которого поступает чистая вода. Это хорошее решение для большой семьи, хотя и достаточно дорогое. У стационарных фильтров большой ресурс, и лучшая степень очистки по сравнению со всеми остальными. Удобство пользования заключается в том, что после монтажа фильтра (выполняется однократно) получить чистую воду можно в ту же секунду, как Вы открыли кран. Недостатком стационарного решения является его высокая начальная стоимость, но поскольку ресурс (до 15000 литров) и производительность фильтра (1,5-5 литров воды в минуту) высоки, то стоимость все же окупается.

Заключение

Как видим, проблема чистой питьевой воды всегда стояла очень остро. А когда про нее забывали, напоминала о себе опустошительными эпидемиями.

Жизнь показала, что упование только на централизованное водоснабжение не оправдано.

Происходит все возрастающее загрязнение поверхностных и подземных водных объектов самыми разнообразными веществами, прежде всего нефтепродуктами, тяжелыми металлами, удобрениями, пестицидами. Для их удаления из воды на водопроводных станциях требуются все более сложные и дорогие технологии. Однако даже самые современные технологии не гарантируют совершенной очистки питьевой воды, так как при транспортировке воды по водопроводной сети населенных пунктов неизбежно ее загрязнение, особенно в современных российских условиях, когда трубы лежат в земле десятки лет. Для замены труб требуются большие капиталовложения, которые в настоящее время не под силу муниципалитетам или жителям. Некоторые состоятельные жители обзаводятся домашними очистными устройствами или покупают бутилированную питьевую воду, владельцы коттеджей ставят очистные установки, бурят скважины. Однако таких жителей пока относительно мало. К тому же полностью исключить водопроводную воду из быта невозможно: ведь мы используем ее и для мытья посуды, и при купании.

Сложилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, требования к качеству питьевой воды возрастают; с другой стороны, возможности для обеспечения населения доброкачественной водой в условиях роста загрязненности водных объектов — источников водоснабжения уменьшаются. Поэтому жители города Саратова и близ лежащих посёлков используют фильтры для очистки воды.

Чистая вода

Колотин Евгений

«Саратовский политехникум», группа №33 г. Саратов

Научный руководитель: преподаватель спецдисциплины высшей категории –

Давыдова И.И.

Чистая вода

Колотин Евгений

«Саратовский политехникум», группа №33 г. Саратов

Научный руководитель: преподаватель спецдисциплины высшей категории –

Давыдова И.И.

Список используемой литературы

1. Гусакова З.Е. и др. Твои четыре века, город. — Саратов: Приволж. кн. изд., 1990.

2. Гусева Т.В. и др. Как организовать общественный экологический мониторинг / Под ред. М.В.Хотулевой. — М.: СоЭС, 1998. — 256 с.

3. Максимов Е.К. и др. История Саратовского края. — Саратов, 2000.

4. О состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2001 году. — Саратов, 2001.

5. Интернет – ресурс

Приложение №1

Был проведён социологический опрос среди жителей Ленинского района города Саратова в количестве 100 человек на тему «Пользуетесь ли Вы фильтрами для очистки водопроводной воды?»

Результат опроса:

1.Да – 57 человек

2.Нет (но планируем) – 22 человека

3.Нет (и не будем) – 21 человек