close

Очистка воды

Под очисткой воды понимают ее осветление и обесцвечивание посредством удаления взвешенных веществ (мути) и устранения окраски. В практике полевого водоснабжения эти процессы (осветление и обесцвечивание) обычно объединяются.

Для очистки воды, как известно, ее отстаивают, коагулируют с последующим отстаиванием или фильтруют.

Отстаивание и фильтрация воды

Отстаивание воды с целью ее очистки в годы Великой Отечественной войны почти не применялось главным образом из-за длительности этого процесса. Экспериментальным путем доказано, что для осаждения из воды крупного песка требуется 3 секунды, а мелкого — 44 секунды; взвесь мелкого ила оседает в течение 71 минуты, а осаждение тонко измельченной глины происходит в течение 119 часов или 5 суток. Оседание коллоидных частиц, которыми так богата вода лесисто-болотистых районов нашей страны, продолжается 500 дней.

Таким образом, посредством естественного отстаивания можно сравнительно быстро освободить воду только от песка и ила. В условиях полевой обстановки отстаивание в продолжение 8 — 12 часов применяется для речной воды во время весеннего паводка и в период осенних дождей. Наличие мельчайших частиц глины настолько удлиняет процесс осветления воды отстаиванием, что делает его практически непригодным. Освобождение воды от коллоидных частиц посредством отстаивания практически невозможно. Поэтому вода открытых водоемов на Ленинградском, Северо-Западном, Волховском, Карельском, Калининском и других фронтах очищалась коагуляцией с последующей фильтрацией, иногда после предварительного отстаивания в течение 30 — 60 минут.

Коагуляция воды применялась только на крупных водных пунктах, в войсковых же частях, пользовавшихся главным образом колодезной водой, коагуляция не проводилась.

Очистка воды с помощью фильтров табельного типа и импровизированных установок применялась чаще, особенно в периоды весеннего паводка и продолжительных дождей.

Для улучшения качества воды открытых водоемов устраивались фильтрующие колодцы и фильтрующие траншеи. В первом случае на берегу открытого водоема в 1,5 — 2 м от берега устраивался водозаборный котлован или несколько колодцев с уровнем дна на 0,8 — 1 м ниже уровня воды в озере или реке. Вода, проходя через береговой слой почвы, фильтровалась и поступала осветленной в водозаборный котлован или колодцы. Производительность такого фильтрующего устройства при хорошо проницаемом грунте довольно высока. Вода, профильтрованная таким образом, обычно требовала обеззараживания.

До начала нормальной эксплуатации вода из колодцев усиленно вычерпывалась для устранения мути из фильтрующего слоя почвы. Степень осветления воды в этих случаях колебалась в значительных пределах, в зависимости от свойств почвы, толщины фильтрующего слоя, скорости фильтрации и пр. Наилучшие результаты получаются при песчаном или гравийном ложе водоема.

При малопроницаемом грунте колодцы устраивались в 2 — 3 м от берега и соединялись с водоемом посредством фильтрующих траншей, наполненных последовательно (от берега к колодцам):

1) крупным гравием,

2) мелким гравием,

3) крупным речным песком,

4) измельченным древесным углем,

5) крупным песком,

6) гравием (см. рис. 11 и 12).

Такое устройство для фильтрации и осветления воды обеспечивает поступление в водосборную траншею или колодцы прозрачной, частично обесцвеченной и лишенной запаха воды. Эффективность очистки и осветления воды с помощью фильтрующих траншей выше, чем при фильтрации воды непосредственно через береговой слой грунта.

При необходимости длительного использования воды, требующей осветления, оказалось целесообразнее помещать фильтрующий материал в деревянный желоб, который укладывался с некоторым наклоном в сторону водосборного колодца. Желоб загружали фильтрующим материалом в той же последовательности, как указано выше. Для увеличения давления воды и повышения скорости фильтрации фильтрующее устройство закладывалось возможно глубже. 

Т. И. Голубев приводит в высшей степени поучительный пример правильного применения фильтрующих траншей для очистки и осветления воды на Ленинградском фронте летом 1944 г. (см. стр.).

Опыт войны показал, что фильтрация воды через почву и фильтрующие траншеи не освобождает ее полностью от мути, не обесцвечивает и не лишает запаха и привкусов. Поэтому фильтрацию через траншеи следует рассматривать как вспомогательное средство осветления воды. Она оправдывала себя в тех случаях, когда не было под руками фильтров или когда требовалось перед подачей на фильтры подвергнуть воду предварительной очистке. Такая фильтрация вполне достаточна для водопоя, снабжения водой полевых бань, прачечных, обмывочных пунктов и пр.

Во всех случаях, когда это возможно по условиям военного времени, следует стремиться к использованию водоисточников с безукоризненной по органолептическим показателям водой. Колодезная вода обычно удовлетворяла этим требованиям; отсюда понятно явное предпочтение колодцам перед открытыми водоемами.

Колодезная вода, как правило, не требовала ни фильтрации, ни коагуляции. Следовательно, с ней было относительно меньше хлопот и приходилось только ее обеззараживать. Этим в значительной степени следует объяснить относительно слабое использование табельных средств очистки воды в войсках.

Осветление воды фильтрацией является наиболее старым способом ее обработки. Если проследить эволюцию взглядов на фильтрацию воды в полевых условиях за последние 150 лет, то легко установить как фильтрация постепенно из основного метода обработки воды превратилась во вспомогательное средство, в один из элементов обеззараживания воды. Известно, что эффективность хлорирования, например, в значительной мере определяется степенью очистки воды на фильтрах.

В южных районах при употреблении воды из открытых водоемов фильтрация ее с предварительной коагуляцией является обязательной мерой для удаления паразитических червей. Известно, что цисты Entamoeba histolytica и некоторые другие паразиты обычным способом хлорирования воды практически не уничтожаются.

Не следует думать, однако, что удаление из воды взвешенных веществ, ее обесцвечивание и дезодорация играют второстепенную роль. Мутная или окрашенная вода с посторонним запахом не может быть использована ни для питья, ни для приготовления пищи. Поэтому, если выбор источников водоснабжения ограничен, приходится принимать меры к очистке воды. Эти меры совершенно обязательны при весеннем паводке, во время дождей и пр.

Коагуляция воды сернокислым глиноземом

Коагуляция воды во время войны осуществлялась лишь на крупных водных пунктах, работающих под наблюдением и руководством квалифицированных специалистов, инженеров или врачей. Примером успешного применения метода коагуляции воды в полевой практике может служить трехлетняя работа пункта, развернутого на реке Ижоре под руководством инженер-капитана Т. И. Голубева для снабжения водой одного из участков Ленинградского фронта. В качестве другого примера успешного применения коагуляции для улучшения качества воды можно указать на мощный водный пункт, развернутый в 1944 г. в районе станции Сущево для обеспечения водой крупной войсковой группировки. Коагуляция мутной и сильно окрашенной воды, с резко выраженным запахом и неприятным привкусом вызывалась в данном случае острой необходимостью.

В качестве коагулянта обычно применяется сернокислый глинозем, который, вступая в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, дает хлопья гидрата окиси алюминия.

Коллоидные частицы гидрата окиси алюминия, представляющие собой гидрозоль, несут положительные электрические заряды, нейтрализующие отрицательные заряды гуминовых веществ и кремнезема, коллоидно растворенных в воде. Гидрат окиси алюминия как неустойчивое соединение относительно легко переходит в нерастворимый гидрогель — гидроокись. Последняя, осаждаясь на дно резервуара, захватывает с собой взвешенные в воде вещества, включая бактерий.

В полевой практике наибольшие трудности обычно возникают при определении потребной для воды дозы коагулянта, так как при малых количествах коагулянта в воде хлопья не образуются, а большие дозы изменяют вкус воды и ведут ко вторичному образованию мути. Поэтому при наличии показаний к коагуляции воды предварительно обязательно определялась потребная доза его для данной воды, чему обычно предшествовало определение временной жесткости. Как известно, мягкая вода с временной жесткостью ниже 4 — 5° плохо коагулируется; она требует подщелачивания содой или известью. Определение временной жесткости необходимо и для контроля за качеством коагуляции. Вода, отпускаемая войскам после коагуляции и хлорирования, должна иметь временную жесткость около 2°.

На выбор дозы коагулянта влияют три основных фактора:

1) наличие в воде, подлежащей осветлению, бикарбонатов кальция и магния (щелочность воды);

2) количество взвешенных веществ (мутность воды);

3) степень окрашенности воды вследствие присутствия в ней гуминовых кислот (цветность).

Особенное значение имеет щелочность воды. Существует прямая зависимость между величиной щелочности и максимально допустимой дозой коагулянта, которую можно ввести в воду, не опасаясь появления в ней неразложившегося глинозема.

Количество вводимого в .воду коагулянта определяется и мутностью воды; чем мутнее вода, тем большее количество коагулянта необходимо в нее вводить.

Гуминовые кислоты, придающие воде желтую окраску, затрудняют образование хлопьев, а при недостаточном количестве коагулянта обусловливают попадание его в фильтрат (в коллоидном состоянии). Этим объясняется наблюдаемая иногда в полевой практике опалесценция воды.

В армейской практике потребная доза коагулянта устанавливалась после пробного коагулирования в 3 ведрах, бутылях или стаканах. Обычный расход коагулянта составлял 1 — 2 г сернокислого глинозема на 1 ведро воды (10 л).

Если коагулянт применялся в сухом виде, то обычно добавляли в первое ведро 1 г, во второе — 1,5 г ив третье — 2 г вещества. Удобнее пользоваться 1% раствором сернокислого глинозема, который приливают к воде в количестве 100, 150 и 200 мл на каждое ведро.

После введения коагулянта воду тщательно перемешивали в течение 2 — 3 минут, затем наблюдали, в каком ведре образуются быстро оседающие хлопья. Для осветления воды выбирали ту наименьшую дозу коагулянта, которая обеспечивала быстрое образование хлопьев. Наименьшую дозу коагулянта выбирали потому, что избыток сернокислого глинозема придает кислый вкус воде и обусловливает ее помутнение вследствие вторичного образования хлопьев АI(ОН)3

Если после введения коагулянта в воду во всех трех ведрах образовывались мелкие, медленно оседающие хлопья, то к ней добавляли на каждый грамм глинозема 0,4 г гашеной или 0,3 г негашеной извести. В результате этого повышалась устранимая жесткость воды и условия коагуляции улучшались. В этом случае ведра следовало вновь наполнить водой, затем добавить известь и, наконец, глинозем. Как и в первом варианте коагуляции, для осветления воды выбирали наименьшую дозу коагулянта, обеспечивающую быстрое образование и оседание хлопьев. Если и в этом случае коагуляция протекала неудовлетворительно, дозу сернокислого глинозема увеличивали до 2, 2,5 и 3 г на ведро осветляемой воды. Соответственно изменялось и количество вводимой извести (0,4 г гашеной извести в первое ведро, 0,6 г — во второе и 0,8 г — в третье).

Коагуляция воды солями железа

Кроме сернокислого глинозема, в полевой практике применялись другие коагулянты, в том числе и соли железа. Из железных коагулянтов проще всего работать с железным купоросом в сочетании с хлором для окисления двухвалентного железа: хлор добавляется к воде в виде раствора хлорной извести.

Реакция окисления протекает по уравнению;

6FeSО4 + ЗСI2 = 2FeCl3 + 2Fe2 (SО4)3.

Достоинства этого метода коагуляции заключаются в том, что окисление двухвалентного железа производится хлором, т. е. веществом, применяемым для обеззараживания воды, и можно поэтому сочетать коагуляцию с одновременным хлорированием воды. Значительное преимущество осветления воды железным купоросом заключается в том, что даже при низкой температуре воды хлопья гидрата окиси железа образуются достаточно быстро и процесс осветления заканчивается примерно через 2 часа.

Щелочность воды существенного значения также не имеет. Замедление хлопьеобразования и недостаточное осветление воды наблюдаются лишь в случаях, когда щелочность воды близка к единице.

Концентрация водородных ионов в воде, подлежащей осветлению, играет несомненную и притом крупную роль. По экспериментальным наблюдениям трехвалентное железо быстро образует хлопья в диапазоне pH = 5,0 — 7,0; оптимальной зоной является pH = 6,1 — 6,4. При pH = 7,0 — 8,5 образование хлопьев замедляется; при pH выше 8,5 наблюдается вторая зона быстрого хлопьеобразования.

Хлопья гидрата окиси железа оседают на дно резервуара быстрее, чем хлопья гидрата окиси алюминия, так как удельный вес первых (3,6) в полтора раза выше последних (2,4). Следовательно, процесс коагуляции воды при железных коагулянтах заканчивается быстрее, чем при обработке воды сернокислым глиноземом. Существенное значение для военного времени имеет и то обстоятельство, что гидрат окиси железа обладает более высокими сорбционными свойствами в отношении соединений мышьяка и марганца, растворенных в воде; он дает лучшие результаты при обработке гуминовых вод лесисто-болотных местностей.

Наконец, диапазон pH воды для образования гидроокиси железа шире, чем для гидроокиси алюминия. К тому же железный купорос значительно дешевле сернокислого глинозема.

Несмотря на вполне очевидные преимущества железного коагулянта, он применялся на фронте ограниченно. «Инструкция по очистке и добыче воды подручными средствами» была опубликована только в 1943 г. В специальной главе этой инструкции «Очистка воды с применением для коагулирования железного купороса» подробно излагались приемы обработки воды хлор-купоросным методом. Однако эта полезная и практически важная инструкция вышла в свет слишком поздно и не стала своевременно достоянием всех медицинских работников Советской Армии.

Широкому внедрению железного купороса в практику полевой очистки воды во время войны препятствовали и другие причины. К ним прежде всего следует отнести необходимость выдерживать точное соотношение реагентов, т. е. активного хлора и железного купороса (1 : 7,8), так как ошибки и просчеты в этом направлении ухудшают вкусовые качества воды. Недостаток активного хлора по отношению к железу ведет к сохранению в воде избытка железного купороса, который портит вкус воды и, окисляясь при дальнейшем хранении, дает вторичную коагуляцию. Избыток же активного хлора применительно к ходу реакции требует обязательного дехлорирования воды.

Тем не менее следует широко внедрять железный коагулянт в практику нолевого хлорирования воды ввиду его серьезных преимуществ перед сернокислым глиноземом.

Наиболее сложным в процессе коагулирования воды железным купоросом является определение доз обоих ингредиентов, так как только правильное соотношение их обеспечивает эффективное течение реакции. Совместное применение хлора и железа требует весьма тщательного расчета реактивов и строгого контроля за ходом коагуляции.

По теоретическому расчету для реакции окисления двухвалентного железа в трехвалентное на каждую весовую часть FeSО4 — 7Н2О требуется 0,1276 весовых частей хлора; следовательно, если принять в качестве средней дозы 100 мг/л железного купороса, то для его окисления надо вводить 12,76 мг активного хлора. Порядок введения реактивов существенного влияния на процесс образования хлопьев не оказывает. Однако в полевой практике следует сначала добавлять к воде раствор хлорной извести, так как введение большой дозы активного хлора (12,76 мг/л по приведенному выше расчету) в воду быстро обеззараживает ее. В случае же предварительного введения железного купороса с последующим добавлением раствора хлорной извести активный хлор расходуется в первую очередь на окисление железа. Опыт показывает, что при введении раствора хлорной извести после железного купороса двухвалентное железо уже через минуту исчезает из осветляемой воды. Это означает, что процесс окисления железа совершается в течение первой минуты; следовательно, бактерицидное действие будет оказывать только остаточная доза активного хлора.

Предварительное введение раствора хлорной извести имеет еще одно преимущество. Наблюдения показывают, что если активный хлор вводится раньше железного купороса, то по истечении 30 минут после введения обоих реактивов остаточный хлор в воде, как правило, отсутствует. При обратном порядке введения реактивов в воде обычно наблюдается значительное количество остаточного хлора.

По изложенным соображениям следует предпочесть такой порядок обработки воды по хлор-железному методу, когда предварительно вводится раствор хлорной извести, а через 10 минут добавляется железный купорос. При этом вода, подвергнутая суперхлорированию, успевает продезинфицироваться, так как доза активного хлора свыше 10 мг/л производит хорошее бактерицидное действие.

Образование хлопьев при правильной дозировке реактивов наблюдается уже через 5 — 10 минут; процесс осветления воды обычно заканчивается через 1,5 часа, после чего вода, пропущенная через фильтр табельного типа или изготовленный из подручных материалов, может отпускаться потребителям.

Вкусовые качества воды, обработанной по хлор-железному способу с предварительным хлорированием, не вызывали никаких нареканий. Следует отметить, однако, что лучше применять хлорную воду, так как при введении раствора хлорной извести иногда ощущается слабый аптечный запах.

Санитарный контроль за качеством воды, обработанной железным купоросом, несложен. Двухвалентное железо в воде определяется с помощью желтой кровяной соли; трехвалентное железо легко открывается роданистым калием. Наличие окраски (от зеленоватого до синего цвета) в пробе воды, взятой через несколько минут после добавления сульфата железа, указывает на избыток железа и недостаточное введение свободного хлора.

Наличие розовой окраски воды при добавлении роданистого калия после начала хлопьеобразования свидетельствует о неправильной дозировке коагулянта. В этом случае не все количество железа, введенного в воду, выпало в осадок в виде гидрата окиси.

Ориентировочный расчет сернокислого железа и активного хлора при пробной коагуляции воды в стаканах приводится в табл. 14 и 15.

Расчет сернокислого железа я хлора при коагуляции воды с одновременным ее гиперхлорированием

Дехлорирование воды производится или путем добавления гипосульфита, или посредством фильтрации обеззараженной воды через активированный уголь.
Подбор доз хлорной извести и железного купороса

При работе с хлорной известью, содержащей меньше активного хлора, извести брали соответственно большее количество. Если в коагулируемой воде запах хлора отсутствовал или коагуляция шла плохо, к воде добавляли дополнительное количество раствора хлорной извести небольшими порциями (1 мл 1 % раствора на 1 л обрабатываемой воды).

Обработка воды по хлор-купоросному методу в основном сводилась к следующему:

1) предварительное хлорирование воды большими дозами активного хлора;

2) добавление через 15 — 20 минут раствора железного купороса;

3) отстаивание воды в течение 15 — 20 минут для выпадения хлопьев гидроокиси железа;

4) фильтрация воды через тканевый фильтр с угольной набивкой.

Иногда для лучшего осветления и обесцвечивания, а также дехлорирования воды к ней добавляли через 5 минут после введения железного купороса 0,5 г/л древесного угля в порошке (или 0,2 г активированного угля). Через 5 — 10 минут после добавления угля воду фильтровали.

По данным М. Н. Клюканова, неизбежное в полевой практике несоответствие между железным купоросом и хлором может быть устранено углеванием воды. Углевание значительно облегчает выбор правильного соотношения между железным коагулянтом и хлорной известью. Под углеванием воды понимается процесс ее обработки угольным порошком в целях дехлорирования, дезодорации и обесцвечивания. Для углевания воды одинаково пригодны и активированный уголь и уголь, полученный сжиганием обычного древесного топлива. Сорбционная способность обычного угля примерно в 2 — 3 раза ниже активированного. Чем тоньше угольный порошок, тем выше его сорбционные свойства. По данным М. Н. Клюканова, для хлорирования воды, содержащей 10 мг/л остаточного хлора, требуется 0,2 г/л тонко размолотого активированного угля или 0,5 г/л обычного. Для контакта остаточного хлора с угольным порошком достаточно 5 — 10 минут. Последующая фильтрация возможна через тканевый фильтр.

Т. И. Голубев для осветления воды с большим успехом применял на Ленинградском фронте железный купорос, предварительно окисленный газообразным хлором. Для приготовления рабочего раствора хлорированного железного купороса он с помощью хлоратора Ремесницкого пропускал в 50% раствор FeSO4 газообразный хлор из расчета 1,3 кг СI2 на 7,8 кг FeSО4. При подаче хлора в раствор железного купороса дробными дозами при постоянном помешивании в рабочем растворе создавался избыток активного хлора в количестве 20 — 30 мг/л. Этот избыточный хлор расходовался в процессе обработки воды на ее обеззараживание.

Опытным путем было установлено, что для воды данного района требовалось 40 — 60 мг/л хлорированного железного купороса. При такой низкой дозировке коагулянта можно было небольшим количеством 50% раствора хлорированного железного купороса обработать значительные количества воды. Так, например, бочка рабочего раствора емкостью 100 л давала возможность получить свыше 1000 м3 вполне доброкачественной воды.

Коагулирование воды раствором хлорированного железного купороса производилось и на других менее мощных пунктах водоснабжения, куда рабочий раствор добавлялся в ранцевых бурдюках емкостью по 12,5 л.

Особенно большую роль сыграл хлорированных! железный купорос на Ленинградском фронте в зимнее время, когда сернокислый глинозем не давал нужных результатов. В этих условиях хлорированный железный купорос был единственным эффективным коагулянтом.

В табл. 16 приводятся данные лабораторного анализа воды, подвергнутой обработке хлорированным железным купоросом.
Данные лабораторного анализа воды, обработанной хлоркупоросньм методом (по Т. И. Голубеву)

Во время Великой Отечественной войны на Ленинградском фронте в качестве коагулянта с успехом был использован нефелин, содержащий около 30% окиси алюминия. По эффективности нефелиновый коагулянт, по данным Т. И. Голубева, не уступает сернокислому глинозему. (Нефелиновый коагулянт готовится из нефелина путем обработки его серной кислотой; сам нефелин получается как отход при обработке апатитов.)

Для осветления и обесцвечивания воды из реки Ижоры, богатой гуминовыми веществами и значительно окрашенной, требовалось от 300 до 400 мг/л нефелинового коагулянта в виде 10% раствора. Водный пункт на реке Ижоре выдавал войскам через 3 — 4 часа после отстаивания (без фильтрации) прозрачную и бесцветную воду. Летом 1944 г. с использованием нефелинового коагулянта работал мощный водный пункт в районе станции Сущево.

В зимнее время, когда коагуляция воды затруднялась, а отстаивание коагулированной воды не давало эффекта даже через 16 — 18 часов, к нефелиновому коагулянту добавлялся силикат натрия, получаемый сплавлением кремнезема (речного песка) с едкими щелочами. При добавлении 24 мг/л силиката натрия или жидкого стекла к воде непосредственно вслед за нефелиновым коагулянтом процесс коагуляции воды ускорялся более чем в 8 раз. Процесс осветления воды в этих условиях заканчивался через 2 часа. Силикат натрия активизированный серной кислотой (80 г кислоты на 1 кг силиката натрия) применялся в виде 1% раствора.

Оптимальная дозировка реагентов для коагуляции воды из реки Ижоры, по данным Т. И. Голубева, составляла:

1) летом 400 мг/л нефелинового коагулянта и 16 мг/л силиката натрия;

2) зимой 450 мг/л нефелинового коагулянта и 24 мг/л силиката натрия.

Более чем двухлетний опыт работы водного пункта на реке Ижоре доказывает полную пригодность для широкого использования в практике полевого водоснабжения нефелинового коагулянта в чистом виде или в комбинации с силикатом натрия. Дешевизна и доступность нефелина, являющегося отходом при обработке апатитов, делают использование этого коагулянта весьма перспективным.

Освобождение воды от железа

Как было указано выше, водоснабжение войск базировалось преимущественно на шахтных колодцах. Грунтовые воды имели то преимущество перед водой открытых водоемов, что они, как правило, не требовали осветления или обесцвечивания, но они нуждались в освобождении от железа, правда, в сравнительно редких случаях. Железо присутствует в грунтовой воде обычно в виде двууглекислой соли Fe(HCО3)2. Это соединение легко теряет СО2, образуя гидрат закиси железа Fe(ОН)2, остающийся в растворе. Под влиянием окислителя гидрат закиси железа легко переходит в нерастворимую гидроокись железа Fe(OH)3, выпадающую в осадок. На этом, как известно, основан способ обезжелезивания воды, который применяется в практике коммунального водоснабжения. Обезжелезивание производится путем перевода растворимой закиси железа в нерастворимую гидроокись с последующим удалением Fe(OH)3 посредством осаждения или фильтрации. Окисление закисных соединений железа при этом достигается аэрацией воды.

Обезжелезивание воды в годы Великой Отечественной войны производилось крайне редко и лишь в условиях стабильного фронта. В ходе наступательных операций в Прибалтике и в Восточной Пруссии вода, содержащая значительное количество закисных соединений железа, специальной обработке не подвергалась.

На одном фронте при использовании для водоснабжения войск грунтовых вод, богатых железом, пришлось организовать процесс обезжелезивания воды, но без применения аэрации. С этой целью успешно применялся метод обработки воды хлорной известью, в результате чего достигалось ее обезжелезивание и обеззараживание.

Для определения потребной дозы хлорной извести, достаточной для окисления закисных соединений железа и обеззараживания воды, была поставлена серия специальных опытов с различными дозами хлорной извести. После введения 1% раствора хлорной извести в различные пробы воды, взятые в долинах рек Ижоры, Славянки и Кузьминки, в течение 2 часов через каждые 15 минут отмечалось:

1) начало появления хлопьев,

2) их величина,

3) степень опалесценции воды,

4) начало осаждения хлопьев.

По окончании осаждения хлопьев производилось физико-химическое исследование воды. Установленная таким образом оптимальная доза хлорной извести применялась для обезжелезивания воды (Т. И. Голубев).

Осветленная и одновременно обеззараженная таким способом вода содержала минимальное количество окисного железа (не более 0,1 мг/л) и отличалась крайне низкой окисляемостью (2,15 мг/л 02); она была бесцветной, прозрачной и обладала хорошими вкусовыми качествами.

Техника обезжелезивания воды была различной, в зависимости от высоты столба воды в колодце. Если столб воды был невысок (1 — 2 м), воду обрабатывали в табельной таре. Если же высота столба воды доходила до 4 — 5 м, раствор хлорной извести вводили непосредственно в колодец. Оптимальная дозировка хлорной извести устанавливалась для каждого колодца опытным путем, в зависимости от содержания FeO и органических веществ. После введения хлорной извести с последующим размешиванием воды в течение 2 — 3 минут ее на 2 — 3 часа оставляли в покое для отстаивания. По истечении этого срока вода, полностью освобожденная от хлопьев гидроокиси железа, становилась бесцветной и пригодной для питья без фильтрации.

При обработке воды непосредственно в колодце хлорную известь вводили в колодец с вечера, когда прекращался водоразбор.

Опреснение воды

Осенью 1942 г. и зимой 1942/43 г. на некоторых участках фронта действующим частям Красной Армии пришлось пользоваться источниками горько-соленой воды, непригодной для питья и приготовления пищи. В тех случаях, когда транспортные затруднения или условия боевой обстановки препятствовали подвозу пресной воды, возникала необходимость ее опреснения.

Наиболее распространенный метод опреснения воды перегонкой ее (дестилляцией) требовал снабжения войск специальными установками. Эти установки были громоздки и малопроизводительны и к тому же потребляли значительное количество топлива, запасы которого на месте часто отсутствовали.

Опреснительные приспособления к автомобилю конструкции И. В. Плышевского и др. появились значительно позднее, да и производительность этих приспособлений, не превышающая 10 л пресной воды в час, была явно недостаточной.

Наиболее совершенный способ деминерализации горько-соленой воды при помощи ионно-обменного метода еще не был разработан для полевых условий и войскам не был известен. Поэтому штаб инженерных войск Красной Армии в 1942 г. разработал и разослал в войска «Инструкцию по опреснению воды вымораживанием».

Замораживание воды в целях ее опреснения можно производить при температуре наружного воздуха, начиная от 3 — 4° ниже нуля, если такая или более низкая температура держится не менее 5 часов в сутки. Получение пресной воды путем вымораживания соленой основано на том факте, что пресная вода замерзает при 0°, а соленая — при более низкой температуре, в зависимости от степени ее солености. Следовательно, если соленая вода охлаждается до 0°, то сначала замерзает пресная вода и образуется пресный лед, под слоем которого остается соленая вода. Степень солености последней будет увеличиваться по мере намерзания пресного льда, так как концентрация солей будет все время повышаться.

Опыт показал, что в слое пресного льда замерзают и частицы соленой воды, вследствие чего лед получается солоноватым на вкус. Поэтому по инструкции полагается полученный методом вымораживания соленой воды пресный лед подвергнуть медленному оттаиванию при 3 — 5° выше нуля. При этих условиях сначала образуется соленая вода, которую при медленном оттаивании удаляют. Из оставшегося после удаления соленой воды льда получают воду, пригодную для питья и приготовления пищи.

В случаях, когда содержание солей в воде высокое (3 г/л и выше), получить в один прием достаточное количество опресненного льда не удается. При медленном оттаивании последнего образуется слишком соленая вода. Поэтому приходится такую не полностью опресненную воду подвергать вторичному замораживанию с последующим медленным оттаиванием. В этом случае обычно получается достаточно опресненная вода. Если же вода окажется все еще соленой, процедуру замораживания воды и оттаивания льда повторяют еще раз.

Опыт показывает, что для образования на поверхности соленой воды ледяной корки толщиной 2 — 2,5 см необходимо:
при температуре воздуха » — 5° »  4   —  4,5  часа
при температуре воздуха » — 10° »  2 — 2,5 часа
при температуре воздуха » — 15° » 1,5 — 13/ часа
при температуре воздуха » — 20° » 1 —1,5  часа

Если лед с поверхности соленой воды не скалывать, то дальнейшее утолщение ледяного слоя будет происходить значительно медленнее, чем образование первых 2 см льда. Наблюдения показывают, что в течение суток толщина слоя льда достигает:

при температуре воздуха — 5°  »  4  см
при температуре воздуха —10° »  8  см
при температуре воздуха —15° » 12  см
при температуре воздуха —20° » 15  см

По изложенным выше соображениям следует скалывать лед в течение суток несколько раз слоями в 1,5 — 2,5 см. После скалывания льда часть соленой воды из резервуара надо слить, заменив ее свежей порцией соленой воды, подлежащей опреснению. Скалывание льда и доливку соленой воды можно производить до 5 раз в течение суток. При этих условиях, если температура воздуха не будет подниматься выше 0°, с каждого квадратного метра поверхности резервуара можно снимать за сутки:

при температуре воздуха — 5°   до 100 л льда
при температуре воздуха —10°  до  200 л льда
при температуре воздуха —15°  до  300  л льда
при температуре воздуха —20°  до  400  л льда

При оттаивании каждых 100 л льда можно получить 60—70 л пресной воды. Следовательно, для получения 100 л пресной воды в сутки поверхность резервуаров для вымораживания соленой воды должна равняться:

при среднесуточной температуре — 5°   » 15 м2
при среднесуточной температуре — 10° »   8  м2
при среднесуточной температуре —15°  »   6  м2
при среднесуточной температуре — 20° »   4  м2

 

Для опреснения воды вымораживанием может быть использована любая водонепроницаемая тара (бочки, ящики, тканевые резервуары, лодки и пр.). Если потребность в воде превышает 100 — 200 л в сутки, то по инструкции требуется устройство специальных плоских бассейнов, называемых «картами».

Это — неглубокие бассейны, вырытые в земле, или построенные из хорошо сбитых досок проконопаченные корыта глубиной в 20 — 25 см и шириной не более 2,5 м.

Вымораживание воды, хранение, перевозка и оттаивание льда должны производиться в условиях, исключающих загрязнение резервуаров, транспортных средств, льда и воды. Вокруг водного пункта, развертываемого для опреснения воды вымораживанием, должна быть организована зона строгой санитарной охраны с запрещением допуска посторонних лиц и всякой деятельности, способствующей загрязнению территории и резервуаров для воды и льда.

Для наблюдения за санитарным состоянием территории водного пункта и контроля за соблюдением санитарных правил опреснения воды вымораживанием выделяется военный фельдшер или опытный санитарный инструктор. Место для развертывания водного пункта выбирается с участием врача во время санитарной разведки водоема с горько-соленой водой. Лабораторный контроль за солевым составом опресненной воды и ее вкусовыми качествами возлагается на командира санитарного взвода МСБ (производится с помощью ДСН) и гигиеническое отделение СЭО. Вода, полученная путем опреснения вымораживанием, подлежит обеззараживанию.

Категория: Эпидемиологическое состояние войск Советской Армии в период Великой Отечественной Войны | Добавил: profmed (21.02.2023)
Просмотров: 321 | Теги: очистка воды, опреснение воды, Отстаивание воды, Освобождение воды от железа, Обезжелезивание воды, фильтрация воды, Коагуляция воды | Рейтинг: 0.0/0