Каламутність не тільки негативно впливає на зовнішній вигляд води. Головним негативним наслідком високої каламутності є те, що вона захищає мікроорганізми при ультрафіолетовому знезараженні і стимулює зростання бактерій.
Каламутність води викликана присутністю тонко дисперсних суспензій органічного та неорганічного походження.
Зважені речовини потрапляють у воду в результаті змиву твердих частинок (глини, піску, мулу) верхній шар землі дощами або талими водами під час сезонних паводків, а також в результаті розмиву русла річок.
Найменша каламутність водойм спостерігається взимку, найбільша - навесні в період паводків і влітку, в період дощів, танення гірських льодовиків і розвитку дрібних живих організмів і водоростей, що плавають у воді.
Також підвищення каламутності води може бути викликано виділенням деяких карбонатів, гідроксидів алюмінію, високомолекулярних органічних домішок гумусового походження, появою фіто і ізопланктона, а також окисленням сполук заліза і марганцю киснем повітря.
Зважені речовини мають різний гранулометричний склад, який характеризується гідравлічною крупністю, яка виражається як швидкість осадження частинок при температурі 10 градусів С в нерухомій воді.
У всіх випадках, коли проводиться дезінфекція води, каламутність повинна бути мінімальною для забезпечення високої ефективності цієї процедури.
У Росії каламутність води визначають фотометричним шляхом порівняння проб досліджуваної води зі стандартними суспензіями. Результат вимірювань виражають в мг / дм3 при використанні основної стандартної суспензії каоліну або в ЕМ / дм3 (одиниці каламутності на дм3) для головної стандартної суспензії формазіна. Останню одиницю виміру називають також Одиниця Каламутності по Формазіну (ЕМФ) або в західній термінології FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU = 1ЕМФ = 1еМ / дм3.
Останнім часом в якості основної в усьому світі утвердилася фотометрична методика вимірювання каламутності по формазіну, що знайшло своє відображення в стандарті ISO 7027 (Water quality - Determination of turbidity). Згідно з цим стандартом, одиницею виміру каламутності є FNU (Formazine Nephelometric Unit). Агентство з охорони навколишнього середовища США (U.S. EPA) і Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) використовують одиницю виміру каламутності NTU (Nephelometric Turbidity Unit).
Співвідношення між основними одиницями вимірювання каламутності наступне:
1 FTU (ЕМФ) = 1 FNU = 1 NTU
ВООЗ за показаннями впливу на здоров'я каламутність води не нормує, проте з точки зору зовнішнього вигляду рекомендує, щоб каламутність була не вище 5 NTU (нефелометрічеському одиниця каламутності), а для цілей знезараження - не більше 1 NTU.
Як же усунути каламутність води, що подається для бань і басейнів? Існує два основних способи: безреагентний і реагентний.
При безреагентному способі воду фільтрують з малою швидкістю (0,1 - 0,2 м / год) через зернисту завантаження фільтра розміром 0,3 - 2,0 мм. Зауважимо, що при такій швидкості фільтрації з води видаляються не тільки механічні домішки, але і колоїди, в тому числі до 99% мікробіологічних забруднень.
При реагентном способі усунення каламутності використовують хімічний реагент (коагулянт): водні суспензії перетворюють в великі пластівці, які потім можна відфільтрувати на швидкісних і надшвидкісних фільтрах. До речі, цей спосіб усунення каламутності води, завдяки високій продуктивності швидкісних і надшвидкісних фільтрів, витіснив на водопровідних станціях безреагентний спосіб, початок застосування якого було покладено приблизно 140 років тому. Однак було б великою помилкою вважати, що висока швидкість фільтрації повністю вирішила всі проблеми, пов'язані з усуненням каламутності води.
В даний час для малих водоочисних станцій знову стали застосовувати повільні (безреагентниє) фільтри. Це пояснюється перш за все важливими перевагами повільних фільтрів, тобто досягненням високої якості освітлення води без застосування реагентів і відносно простий експлуатацією таких фільтрів.
Хотілося б зауважити, що недоліки існуючих повільних фільтрів насамперед полягають у їх великий робочої площі. Так, щоб відфільтрувати (очистити) повільним фільтром за добу 30 м 3 води, необхідно мати фільтр площею 12,5 м 2. тобто повільний фільтр площею 1 м 2 дозволяє відфільтрувати за добу 2,4 м 3 води, в той час як швидкісний фільтр дозволяє відфільтрувати коагульованої суміш в кількості мінімум в 50 разів більше. Не секрет також, що недоліком повільного фільтра є необхідність мати запасний фільтр на період очищення та підготовки до роботи основного. Однак зазначені недоліки не знижують зазначені вище позитивні якості повільних фільтрів, пов'язані, в основному, з відсутністю необхідності в реагентах для усунення каламутності води.
Повільні фільтри застосовні для басейнів. Для лазень використовується очищена вода з водопроводу або з підземного джерела, яка вже має малу каламутність.
Як правило, технологічна схема освітлення води на водоочисних станціях включає наступні процеси:
1. Крупномірна вода надходить в змішувач, де в неї вводиться розчин коагулянту, тобто речовини, що прискорює процес відстоювання.
2. Після перемішування з розчином коагулянту вода надходить в камеру реакції, де протягом деякого часу йде процес хімічної реакції коагулянту з солями жорсткості, в результаті чого утворюються пластівці коагулята.
3. З камери реакції вода надходить у відстійник, в якому відбувається осадження суспензії і пластівців коагулята.
4. Відстояна вода прямує на фільтр, де вона фільтрується, знезаражується і надходить в резервуар чистої води.
Відомо, що зважені у воді домішки володіють різним ступенем дисперсності: від грубих механічних домішок, швидко осідають частинок, до найдрібніших, що утворюють колоїдні системи частинок, практично не осідають.
Тонкодисперсні колоїдні частинки, володіючи однойменною (негативним) електричним зарядом, взаємно відштовхуються і внаслідок цього не можуть укрупнюватися і випадати в осад. Якщо в воду ввести позитивно заряджені електроліти, то електричне рівновагу колоїдної системи порушиться, частки почнуть злипатися, укрупнюватися і випадати в осад. Утворені в ході реакції гідроокис алюмінію або гідроокис заліза, що мають позитивний заряд, нейтралізують негативний заряд природних колоїдів води. Осідають пластівці коагулята при своєму русі механічно захоплюють зважені частинки, ніж посилюють ефект освітлення води.
Доза коагулянту залежить від кислотності води, кількості і характеру зважених речовин, від часу відстоювання. Вона підбирається досвідченим шляхом, найчастіше вона становить від 60 до 120 мг / л.
Завершальним етапом процесу освітлення води є її фільтрація через кварцовий пісок з скататися зернами або подрібнений антрацит (діатоміт, перліт) тієї ж крупності. Фільтруюча товща складається з дрібнозернистого матеріалу у верхній частині і все більш укрупнювати і грубодисперсного в нижній частині. Нижній шар укладається на дренаж тієї чи іншої конструкції.
Проектування та експлуатація малих оздоровчих басейнів відрізняється від проектування і експлуатації великих басейнів оздоровчого, навчального або спортивного призначення.
У малих басейнах об'ємом 10 - 30 м3 можна прийняти систему водообміну проточного типу, а оборотні системи, розглянуті в цій статті, можуть виявитися економічно недоцільними.
Основними вимогами до систем запобігання підвищеної каламутності води для таких басейнів є наступні:
- джерелом водопостачання може бути водопровід або підземна вода;
- система подачі води в ванну басейну повинна бути герметична, щоб повністю виключити можливість вторинного забруднення. При виконанні профілактичних робіт і подальшому відновленні подачі води повинен бути передбачено скидання з трубопроводів засміченою води у водостік чи каналізацію;
- проточна система водообміну повинна працювати безперервно. В процесі експлуатації басейну в нього подається свіжа підігріта вода з водопроводу, витрата якої в годину визначають залежно від числа одночасно купаються;
- на якість водообміну істотно впливає система подачі і видалення води. Для забезпечення рівномірного змішання вода в басейн повинна подаватися через впускні отвори, розташовані по довжині поздовжніх стін в шаховому порядку в плані, так щоб струменя не перехрещувалися, діаметр впускних отворів повинен бути 32 мм. Число впускних отворів визначають за швидкістю впуску води. Ці ж впускні отвори можуть служити для наповнення ванни водою після її очищення та дезінфекції;
- злив води так само, як і подача свіжої води, виробляються безперервно в процесі експлуатації, злив води (водовідведення) повинен бути організований зверху через переливні жолоби, розташовані уздовж поздовжніх стін або по периметру ванни. Водовідведення зверху забезпечує видалення поверхневих забруднень у вигляді плівки і інших плаваючих домішок. Для спорожнення ванни в її дні повинен бути встановлений трап діаметром 100-150 мм. Скидання води проектують в систему водостоку або каналізації;
- при наявності перерви в купанні і зупинці циркуляції (з нічною перервою особливо) до початку купання повинно бути передбачено видалення придонного шару води і осаду шляхом скидання 10-15% загального обсягу води через донні випуски - трапи і додавання через верхні жолоби свіжої підігрітої води до її переливу. При цьому треба передбачити знезараження води - введення дезіфектанта;
- введення дезинфектанта, наприклад, розчину гіпохлориту натрію, або при комбінованому методі введення одночасно двох реагентів, наприклад, мідного купоросу і повареної солі в співвідношенні 1: 3, тобто 0,9 і 2,7 г / м 3. здійснюється у всмоктувальну лінію насоса або в Ежекційна змішувач, встановлений на напірному трубопроводі подачі води в ванну басейну.