Місцеве водопостачання. Гігієнічні вимоги щодо впорядкування та експлуатації криниць. Централізоване водопостачання. Значення в профілактиці захворювань населення. Основні причини (схема) упорядкування водогону з підземних та поверхневих джерел водопоста

1. Організація місцевого водопостачання. Гігієнічні вимоги. Впорядкування підземних водостоків

Децентралізоване (місцеве) водопостачання має ряд особливо­стей. Воно призначене для забезпечення питною водою окремих будинків або невеликої групи будівель. З цією метою можуть вико­ристовуватися різні за походженням води: атмосферні, відкритих водойм, підземні.

Атмосферні води, як відзначалося вище, збирають у відповідні резервуари, де вони зберігаються і поповнюються за рахунок опадів. Ці води досить забруднені й перед вживанням їх обов'язково знеза­ражують. Найчастіше з цією метою воду для пиття кип'ятять. Для водопостачання часом використовують води відкритих водойм. Най­кращі за якістю води гірських річок. Вони мають добрі органолеп­тичні властивості, малу мінералізацію і, за деяким винятком, без­печні в епідемічному відношенні. На рівнині якість води значно погіршується внаслідок забруднення частинками грунту, викорис­тання водойм для культурно-побутових і господарських цілей. Тому для пиття не застосовують.

Найчастіше децентралізоване водопостачання організовується за рахунок підземних вод. Вода забирається з різних водоносних горизонтів і з різної глибини, але здебільшого використовують грун­тові води з другого і третього водоносних горизонтів, захищених від забруднення. Чим глибше розташований шар води, тим вона чисті­ша. При децентралізованому водопостачанні додаткову обробку води, як правило, не проводять. Тому до колодязної води не можна ставити такі високі вимоги, як до води при централізованому водопоста­чанні. І все ж така вода повинна бути безпечною в епідемічному відношенні, мати нешкідливий хімічний склад і добрі органолеп­тичні властивості.

Якщо санітарний стан колодязя і результати аналізу води за­довільні, то вода може використовуватися для пиття в сирому виг­ляді, тобто без всякої попередньої обробки. Коли санітарний стан джерела й аналіз води незадовільні, то воду можна вживати лише після кип'ятіння чи хлорування. Колодязь і територія довкола зав­жди повинні знаходитися в технічно-справному й охайному виг­ляді, який гарантує стійку і високу якість води.

Для забезпечення питною водою невеликого населеного пунк­ту або його частини влаштовуються різного типу колодязі. З цією метою у сільських умовах часто будують шахтні або трубчасті колодязі. Щоб запобігти забрудненню підземних вод під час експлуатації, місце для колодязя вибирають на підвищенні не ближче 20-30 м від можливого джерела забруднення (наприклад, убиралень, вигрібних ям, хлівів, гноє­сховищ, місць захоронення людей і скотомогильників, складів мінераль­них добрив і отрутохімікатів тощо). Якщо джерело забруднення знахо­диться вище :;а рельєфом, тоді від­стань до колодязя повинна бути не меншою 80-100 м. Територія довко­ла не повинна затоплюватися павод­ковими і зливовими водами і заболо­чуватися.

При влаштуванні шахтного колодязя робиться все, щоб не до­пустити забруднення води під час ек­сплуатації споруди (рис. 1). Стінки колодязів (цямриння) укріплюють бе­тонними кільцями, камінням або деревом. Вони повинні бути міцними водонепроникними.

Рис.1. Благоустроєна українська шахтна криниця

Для цього використовують камінь, дерево тільки міцних порід, краще бетонні кільця. Цямриння повинно виступати на 0,8 м над поверхнею землі. Верх колодязя закривають кришкою і влаштовують навіс. Щоб не допустити забруднення води з по­верхні, довкола колодязя влаштовують «глиняний замок» з добре вимішаної і пошарово утрамбованої глини або жирного суглинку глибиною 2 м і шириною 1 м. Зверху «глиняного замка» насипають пісок і влаштовують тверде покриття з каменю, цегли, асфальту тощо шириною 2 м і з ухилом 0,1 м від колодязя для відведення поверхневих вод. Колодязь громадського користування в радіусі 5 м повинен бути обгороджений.

Для забору води з колодязя використовують різні пристосуван­ня. Кращим способом піднімання води є електричні чи механічні насоси. Колодязі, устатковані насосами, наглухо закриті й не забруд­нюються ззовні. Щоб звести до мінімуму забруднення води при під­німанні її за допомогою коловорота або "журавля", слід устя колодя­зя щільно закривати кришкою.

Для одержання підземної води часто влаштовують різні типи трубчастих колодязів. Перевагою їх є те, що можна піднімати воду Із великої глибини. Стінки колодязя захищають металевими трубами, а воду підіймають за допомогою на­сосів. Якщо грунтові води розташо­вані не глибше 5-8 м, то влаштову­ють так звані мїлкотрубчасті коло­дязі, дебіт яких досягає 0,5-1,0 м3 за годину. Найкраще забирати воду з колодязів за допомогою електронасосів типу "Малютка", "Малиш" тощо.

Рис.2. Шахтна криниця з дерев'яним зрубом в розрізі (розміри в мм):

1 - стояки-палї; 2 - дах навісу; 3 - коло­ворот; 4 - відкидна кришка цямриння; 5 - кам' яне мощення; 6 -глиняний замок; 7- стіни цямриння; 8 - тришаровий фільтр на дні; 9 - дно в пливунних фун­тах Із товстих дощок.

З глибоких водоносних горизонтів воду добувають за допомо­гою великих свердловин, облаштованих металевими трубами і по­тужними насосами. Глибокі трубчасті колодязі часто використову­ють для водопостачання харчових І промислових підприємств, оздо­ровчих закладів, тваринницьких ферм, населених місць з організацією локальних водогонів. Довкола свердловин обов'язково влаштову­ють санітарно-захисну зону, щоб не допустити забруднення води.

При зниженні рельєфу грунтові й міжпластові води можуть ви­ходити на-поверхню землі, утворюючи джерела. Такі джерела використовують для місцевого водопостачання, а при великому дебіті -навіть для живлення водопроводів у невеликих населених пунктах. Щоб не допустити забруднення води, джерело необхідно певним чином обладнати. З цією метою влаштовують накопичувач води (каптаж]. Каптаж повинен мати водонепроникні стінки і дно, бути щільно за­критим кришкрю. Над поверхнею землі споруджують будку чи па­вільйон. Щоб захистити каптаж від забруднення, промерзання, затоп­лення поверхневими водами, необхідно влаштувати відвідні канави, територію довкола каптажної споруди упорядковують і обгороджу­ють. Горловину каптажної камери влаштовують над поверхнею землі на висоті не менше, ніж 0,8 м і в радіусі 2 м огороджують.

Джерело може бути висхідним, коли вода б'є у вигляді неве­ликого фонтана, і низхідним, коли вода витікає на поверхню на схилах. Залежно від характеру джерела, влаштовують висхідні чи низхідні каптажі (рис. 4.12).

При влаштуванні висхідного каптажу місце виходу джерела розчищають і поглиблюють. У заглибленні ставлять зруб, що дохо­дить до водонепроникного пласта, на дно його укладають шар гра­вію, що відіграє роль фільтра. Каптажна камера повинна мати злив для надлишків і трубу для забору води. З каптажної камери вода самопливом або насосом подається споживачам. При низхідному джерелі каптаж роблять у вигляді камери, яка наповнюється дже­рельною водою, що потрапляє через одну із стінок.

Якщо з водою потрапляє пісок - каптажну камеру розділяють переливною стінкою на два відділення: прийомне - для освітлення води і друге - для збору освітленої води. Камера освітленої води обладнується водорозбірною і переливною трубами. Надлишок води відводиться у канаву. Забирати воду відром безпосередньо з капта­жу не дозволяється.

При децентралізованому водопостачанні вода повинна мати ви­соку прозорість (не менше 30 см), колірність не більше 40 град., запах і присмак - до 2-3 балів, загальну твердість - до 14 мг-екв/дм:і, вміст нітратів - до 45 мг/дм3, індекс БГКП - до 10 КУО/дм3, ЗМЧ -до 400 КУО/см3 води, що досліджується. При погіршенні якості води необхідно негайно припинити користування колодязем, термі­ново усунути причини, що викликали зміни якості води, провести його санацію (ремонт, очистку, знезаражування). Після цього врду треба відправити в лабораторію санепідстанцн для аналізу. Лише при відповідності води санітарно-гігієнічним вимогам її можна вживати.

Територія довкола колодязя (каптажу) повинна утримуватися в чистоті, поверхневу воду слід відводити, лід сколювати. Полос­кання і прання білизни, миття різних предметів і водопій тварин дозволяються не ближче, ніж за 20 м від колодязя. Забороняється набирати воду з колодязя своїми відрами. Для цього повинно бути загальне відро, а ще краще, коли будуть влаштовані електричні або механічні водопідйомні пристосування. Щоб не замерзав насос, його на зиму утеплюють чистою соломою, сіном, стружкою, але ні в якому разі гноєм.

Постійно необхідно слідкувати за чистотою колодязя. Не рідше двох разів на рік (навесні, після танення снігу і восени після осінніх дощів), а також за першою вимогою органів санітарно-елїдеміологічної служби треба проводити очистку і дезінфекцію колодязя.

Знезаражування води в колодязі проводять таким чином. До початку дезіфекції визначають об'єм води в колодязі, для чого площу перерізу горловини колодязя (м2) множать на глибину водяного сто­впа. Після цього колодязь повністю звільняють від води, ремонтують ззовні 1 всередині, очищають від сторонніх предметів і мулу. Механіч­ним способом стіни очищають від забруднення і наростів. Вибраний мул, грязь, сміття скидають у яму, викопану не ближче 20 м від колодязя, заливають 10 % розчином хлорного вапна чи 5 % розчи­ном ДТСГК і засипають землею. Цямриння колодязя за необхідності ремонтують, потім зрошують 5 % розчином хлорного вапна або 3 % розчином ДТСГК з розрахунку 0,5 л на 1 м2 зрубу. Хлорне вапно чи гіпохлорид кальцію вносять у колодязь тільки у вигляді розчину. Для цього відважують необхідну кількість дезінфектанту, висипають його в посуд з округлим дном (фарфорову ступку, миску), додають неве­лику кількість води і ретельно розмішують до однорідної маси. Після цього в більшій посудині, наприклад у відрі, одержану «кашку» змішу­ють з більшою кількістю води, виливають у колодязь і протягом 15 хвилин воду палкою чи яким-небудь грузилом ретельно перемішу­ють. Для одержання бактерицидного ефекту колодязь закривають на 6 годин без права забору води. Наявність залишкового хлору визна­чають за запахом. При відсутності запаху у колодязь додають ще 1/4 чи 1/3 від початкової кількості препарату і витримують ще 3-4 години. При наявності слабкого запаху хлору можна вважати, що його концентрація у воді знаходиться в межах 0,3-0,5 мг/дм3. Якщо запах різкий - відбирають частину води з колодязя і чекають поки не зникне неприємний запах хлору. При необхідності цю процедуру повторюють доти, поки кількість залишкового хлору не буде надава­ти воді неприємного запаху. Для певності, що вода продезінфікована, відбирають пробу води і відправляють її в лабораторію сане підстанції для бактеріологічного і фізико-хімічного аналізу.

Необхідну кількість хлорного вапна можна вибрати й орієн­товно. Для прозорої і без кольору води беруть 6-8 г хлорного вапна (2-3 чайні ложки сухого хлорного вапна, набраного рівно з краями) з 20-25 % вмістом хлору на 1 м3 води; для каламутної і забарвленої води доза збільшується до 10-12 г на 1 м3 (1 столова ложка).

Для безперерв­ного знезаражуван­ня малозахищених ґрунтових вод у ко­лодязі можуть бути використані пористі керамічні патрони ємністю 250, 500, 1000 см3, що випускаються промисловістю. Усередину патрона поміщають гіпохлорит кальцію або хлорне вапно у вигляді "кашки" (порошок препарату, змішаний з водою). Після занурення патрона у воду дезінфекційний розчин дифундує через стінку патрона і знезаражує воду у колодязі. Ефект знезаражування води в колодязі визначають відповідно до кількості залишкового хлору у воді й показників бактеріологічного аналізу. Через 30 діб патрон витягають з колодязя, звільняють від за­лишків препарату і промивають водою. Для видалення з пор і по­верхні патрона карбонату кальцію, патрон занурюють у слабкий розчин оцтової кислоти (1:200) на 1-6 годин залежно від масивності нальоту. Після очистки патрон промивають чистою водою, запов­нюють хлоровмісним препаратом і використовують повторно.

2. Організація централізованого водопостачання

У селах і невеликих містах для влаштування водогону пере­важно використовують артезіанські, грунтові й джерельні води. Експлуатація таких водогонів порівняно проста.

Водогін з підземних джерел водопостачання складається (рис. 4.4) з: 1) джерела води (свердловина, буровий колодязь, кап­таж); 2) насосної станції першого підйому, що подає воду з джерела в резервуар; 3) пристосувань для кондиціювання води (дегазація, опріснення, дезактивація) при необхідності; 4) установки для зне­заражування води; 5) насосної станції другого підйому, що подає воду з резервуара чистої води в резервуар водонапірної башти і у водорозбірну мережу населеного пункту; 6) мережі трубопроводів, по яких вода подається в населений пункт у кожний будинок або до водорозбірних колонок.

Якщо доброякісної підземної води немає або кількість її обме­жена, організовують водогін з відкритої водойми. Так, водопоста­чання Києва, Дніпропетровська, Одеси, Харкова та багатьох інших міст України і світу організовано з відкритих водойм. У ряді населе­них пунктів використовують для питного водопостачання атмос­ферну, опріснену або воду із водосховищ.

Рис. 3 Схема водогону з підземних джерел:

І — свердловина; 2 — насос підйому води; 3 — хлоратор; 4 - резервуар чистої води; 5 - насос подачі води у водорозбірну мережу; б - водонапірна башта.

Подавати воду з відкритих водойм безпосередньо споживачам не можна. Природні зміни органолептичних властивостей (кала­мутність під час паводка і після дощу), бактеріальне забруднення, вплив на санітарний стан водойм різних видів його використання не дозволяють розраховувати на стійку якість води і відповідність гігієнічним нормам. Тому для централізованого водопостачання вода з відкритих водойм обов'язково піддається обробці.

Місце для забору води з водойми повинно: а) бути безпеч­ним в санітарному відношенні; б) при будь-яких змінах режиму водойми повинна бути достатня кількість води; в) забірні споруди у воді й на березі необхідно надійно захищати від пошкоджень.

Забір води на річці організовують вище за течією стосовно насе­леного пункту, місць водокористування і спуску стічних вод, водопою тварин, зон відпочинку. Глибина водойми в місці водозабору повинна бути не менше 2,5 м, щоб при заборі води не засмоктувалось болото чи вода з поверхні водойми. Горловину водозабірної труби обов'язко­во закривають сіткою, щоб не потрапляли різні плаваючі речі.

Воду можна забирати не безпосередньо з водойми, а з різного типу водоприймачів, розташованих вздовж берега (рис. 4.5). Основне їх призначення - звільнення води від завислих часток. Якщо берег складається з пористих порід, то воду можна забирати не безпосе­редньо з водойми, а з викопаних на деякій відстані від річки берего­вих колодязів. Вода, що надходить в колодязь, профільтровується через товщу ґрунту. Якщо грунт дуже щільний, тоді колодязь з'єдну­ють з водоймою за допомогою фільтрувальних траншей, заповне­них гравієм і піском.

Рис. 4. Берегові фільтруючі колодязі:

І - колодязі для фільтрації води; 2 - з'єднувальні труби; 3 - збірний колодязь; 4 - насос і -го підйому; 5 - подача води на головні споруди водогону.

Подальше покращання якості води проводиться на головних, спорудах, водогону (рис. 4). Насосами першого підйому воду пода­ють з водойми на очисні споруди. Для поліпшення якості води найча­стіше застосовують освітлення (усунення каламутності), знебарвлення (усунення колірності), знезаражування (звільнення води від різних мікроорганізмів, у тому числі й збудників захворювань).

Освітлення води можна досягти при тривалому відстоюванні. Однак природне відстоювання відбувається повільно, а ефективність його невелика. Тому воду очищають за однією із двох схем: 1) шля­хом відстоювання з подальшою повільною фільтрацією або 2) шля­хом коагуляції, відстоювання і швидкої фільтрації.

Рис. 5. Схема господарсько-питного водогону з відкритої водойми;

1 - водойма; 2- водозабірна труба; 3 - береговий приймач води: 4 - насосна станція першого підйому; 5 - установка для дозування коагуляту; 6 - камера реакції; 7 - вертикальний відстійник; 8 - швидкий фільтр; 9 - хлоратор; 10 - резервуар для чистої води; 11 - насосна станція другого підйому; 12 - розподільна водогінна сітка; 13 - водонапірна башта.

Тривалість перебування дрібних часток мулу в завислому стані в товщі води й випадання їх в осад залежить від швидкості руху води, питомої ваги і діаметра завислих речовин. Найбільш сприят­лива умова для звільнення води від різних механічних домішок - зменшення швидкості потоку води, що досягається у відстійниках. Вода, потрапляючи з труб в басейн, зменшує швидкість від 1м/с до декількох м/с І стає практично нерухомою.

Залежно від напрямку руху води, відстійники бувають гори­зонтальними і вертикальними. Відстійники - це великі резервуари глибиною декілька метрів, в яких вода протягом 4-8 годин з дуже малою швидкістю рухається від входу до виходу. За цей час найбільші частинки встигають осісти на дно.

Після відстоювання воду фільтрують. Фільтра - це залізобе­тонні резервуари з подвійним дном: нижнім суцільним і верхнім дірчастим. Між ними утворюється дренажний простір, в який по­трапляє профільтрована вода. На верхнє дно спочатку вкладають підтримувальний шар щебеню і гравію, на нього — фільтрувальний шар піску, на який подається вода. Профільтрована вода збираєть­ся на нижньому дні фільтра (рис. 5). Швидкість фільтрації - 0,25-0,35 см/год.

Фільтри добре очищають воду лише після дозрівання так званої біологічної плівки. Біологічна плівка утворюється на поверхні піску із затриманих завислих частинок, водного планктону (водоростей,

живих організмів), в тому числі бактерій. При цьому роз­міри пор між піщинками на­стільки зменшуються, що на поверхні фільтра затриму­ються не тільки найдрібніші частинки, а навіть яйця гель­мінтів і до 90-92 % бактерій. Через кожних 30-60 діб фільтри очищають. При цьо­му видаляють 2-3 см верхньо­го, найбільш забрудненого шару піску. Повільні фільтри можна використовувати на невеликих (сільських) водогонах.

На потужних станціях воду очищають за іншою схемою. Для прискорення процесу осідання змулених частинок і гумінових речо­вин, які надають воді каламутності й забарвлення, проводять коагу-ляцю вода. Коагуляція води досягається завдяки внесенню у воду хімічних реагентів - коагулянтів (А12(504)3 РеС13, Ре30, тощо). Ма­ючи позитивний електричний заряд, коагулянти адсорбують нега­тивно заряджену суспензію мікробів і дрібні частки органічних та неорганічних речовин, що знаходяться у воді. При цьому утворюються пластівці, що осідають. У процесі осідання вони захоплюють із собою навдрібніші частинки мулу, мікроби і колоїдні гумінові речовини. Внаслідок коагуляції та відстоювання з води осідає також понад 95 % яєць гельмінтів. Значно полегшують і прискорюють процеси коагуля­ції флокулянти, такі як поліакриламід, активована кремнієва кислота,

Після коагуляції значно швидше очищається вода на швидких фільтрах. Вони пропускають шар води 5-8 м за годину (в 50 разів більше, ніж повільні), але забиваються швидше. Тому їх необхідно 1-2 рази на добу очищати від осаду. Промивають фільтр під тиском, пускаючи воду в зворотному напрямку, тим самим змиваючи осад з поверхні фільтра.

Зараз у водопровідній практиці використовують освітлювач, в якому вода проходить через шар завислого осаду коагулянта. У результаті цього пластівці коагулянта збільшуються і затримують частинки, що створюють каламуть. Таким чином, шар завислих пластівців є свого роду фільтром, через який проходить вода. Про­цес очистки води при цьому відбувається набагато інтенсивніше і з меншими витратами коагулянта, ніж звичайно.

При необхідності воду піддають спеціальним методам оброб­ки. Якщо у воді є гази, які надають їй вираженого неприємного запаху, наприклад сірководень, воду дегазують, тобто звільняють від розчиненого газу. Є випадки, коли вода містить підвищену кількість солей, які надають їй неприємного присмаку і роблять непридатною до вживання. Високомінералїзовані води необхідно демінералізувати. Це проводять шляхом дистилювання, електролі­зу, зворотного осмосу, екстракції, іонного обміну з використанням різного типу опріснювального устаткування.

Якщо вода містить підвищену кількість радіоактивних речо­вин - її дезактивують, пропускаючи через іонообмінні фільтри. При необхідності воду дефторують або фторують, зменшуючи чи збільшу­ючи кількість фтору у воді. Спеціальні методи обробки покращують якість води і тим самим роблять її придатною для вживання людьми.

Використана література

1. Загальна гігієна з основами екології: Підручник / За ред. В А. Кондратюка. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2003. - 592 с.

2. Водопостачання. Гігієнічні вимоги. - М., 1986.