Tekninen selvitys

Ohjeet irtotavarana tapahtuvaan vedenkäsittelyyn

esittely

Kun suuret ihmisryhmät joutuvat siirtymään kodeistaan ​​joko konfliktin tai luonnonkatastrofin vuoksi ja he todennäköisesti oleskelevat paikassa yli muutaman viikon, on tarpeen perustaa ja todennäköisesti myöhemmin päivittää keskitetty vedenkäsittelyjärjestelmä. Tämä ohje keskittyy yhteisötason tarpeisiin, joissa tarvitaan "massavedenkäsittelyä". Oxfamin kansanterveystiimi on laatinut sen auttamaan luotettavan vesihuollon tarjoamisessa alueilla, joilla on tapahtunut ihmisten joukkopakoa, esimerkiksi pakolaisleireillä ja avustuskeskuksissa.

Historiallisesti Oxfam kehitti laitepaketteja, joita oli saatavilla tilattavaksi toimituskeskuksen kautta vedenkäsittelyjärjestelmien nopeaa käyttöönottoa varten. Kehittyneiden globaalien markkinoiden ja yhä rajoittavampien tullimääräysten seurauksena toimitusajat ovat kohtuuttoman pitkiä, joten paikallisesti hankituista ratkaisuista on tulossa yhä tärkeämpiä, eivätkä Oxfamin paketit välttämättä sovi yhteen tai niitä on ehkä mukautettava kontekstin ja käytettävissä olevien resurssien mukaan. Tätä vedenkäsittelyohjeiden kolmatta painosta on päivitetty vastaamaan näitä muutoksia sekä vuoden 2001 jälkeen tapahtunutta teknologista kehitystä ja uusien laitteiden kehitystä, erityisesti kalvosuodatuksen osalta.

Vedenkäsittelyn tavoitteena on tuottaa juomakelpoista vettä, eli taudinaiheuttajatonta ja kemiallisesti turvallista, jossa on vähän fysikaalisia epäpuhtauksia ja joka on myös kuluttajan mielestä esteettisesti miellyttävää. Suurimmat terveysriskit useimmissa katastrofitilanteissa johtuvat taudinaiheuttajien läsnäolosta (mikrobiologinen saastuminen). Kemiallinen saastuminen on harvoin välitön terveysvaikutus, mutta sitä ei voida sivuuttaa. Humanitaarisia järjestöjä valvotaan tarkemmin, ja niiden on noudatettava kansallisia sääntelystandardeja. Näin ollen on otettava huomioon myös veden kemiallisen ja orgaanisen saastumisen aiheuttamat riskit, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, arseeni, nitraatit, torjunta-aineet ja fluoridi.

Väestönkasvun ja ilmastonmuutoksen yhdistelmä johtaa pohjaveden suolapitoisuuden kasvuun vesivaroissa, kun rannikoiden vedenotto lisää suolaveden tunkeutumista ja ihmiset joutuvat asumaan yhä marginaalisemmilta alueilta, joista monet ovat kuivia tai puolikuivia. Suolanpoistosta on erillinen tekninen ohje, joten sitä ei ole sisällytetty tähän ohjeeseen.

Hätätilanteessa vedenjakelun alkuvaiheessa veden laatu (ja määrä) voi laskea WHO:n suositusten alapuolelle, jolloin aluksi keskitytään sekä laadun (että määrän) parantamiseen hyväksyttävien rajojen mukaiseksi mahdollisimman lyhyessä ajassa . Hätätilanteissa on myös toivottavaa tarjota veteen lisäsuojaa kloorijäämien muodossa kotitaloustasolla, esimerkiksi vesisäiliöissä, tapahtuvan kontaminaation torjumiseksi.

Pintavesilähteet ovat usein nopein vaihtoehto vedenjakelulle lyhyellä aikavälillä, mutta pintavedet ovat paljon alttiimpia suspendoituneille kiintoaineille ja taudinaiheuttajille kuin pohjavesi. Tämä puolestaan ​​tarkoittaa usein, että suurimmat käsittelyongelmat ovat suspendoituneitten kiintoaineiden poistaminen ja tehokkaan desinfioinnin tarjoaminen.

Vesilähdettä (-lähteitä) valittaessa raakaveden laatu on tasapainotettava käytettävissä olevan veden määrään nähden. Terveyden kannalta suurempi määrä suhteellisen hyvälaatuista vettä on parempi kuin pieni määrä erittäin korkealaatuista vettä, ja tämä on otettava huomioon valitsemalla lähteitä, joissa on riittävästi vettä saatavilla. Joissakin tapauksissa, joissa hyvälaatuista vettä on rajoitetusti, voi olla tarpeen tarjota kuluttajille kahdenlaista vettä, jolloin huonompilaatuisesta lähteestä tulevaa vettä voidaan käyttää peseytymiseen, kun taas pienestä, hyvälaatuisesta lähteestä tulevaa vettä voidaan käyttää ruoanlaittoon ja juomiseen. Tämä voi vaikeuttaa kahden vesilaadun erillään pitämistä sekä massatuotannossa että kotitaloustasolla, ja se vaatii myös huomattavaa tukea kansanterveyden edistämisohjelmalta, jotta se olisi ymmärrettävää, hyväksyttävää ja onnistunutta. Myös yksi suuri likaisen veden lähde, joka vaatii enemmän käsittelyä kuin useat pienet puhtaammat lähteet, voi olla hallinnon kannalta kätevämpi, koska kaikki pumppaus-/käsittelyjärjestelmät voitaisiin keskittää yhteen paikkaan.

Vesilähteen valinta ei riipu pelkästään sen laadusta ja tarvittavan veden määrästä, vaan myös sen läheisyydestä suunniteltuihin asutuskeskuksiin, mahdollisista vedenottovaikeuksista ja vesioikeuksista sekä muista seikoista. Näissä ohjeissa ei käsitellä näitä tärkeitä tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa lähteen valintaan, vaan keskitytään yksinomaan käsittelyprosesseihin.

Tulvien kaltaisissa tilanteissa ihmisten on usein löydettävä omat keinonsa veden käsittelyyn kotitaloustasolla, ja tähän sovelletaan erillistä teknistä ohjeistusta – TBN04 – Kotitalousveden käsittely ja turvallinen varastointi.

Tämä neljäs päivitys on kevyt katsaus Brian McSorleyn (Oxfamin kansanterveysalan tekniikan neuvonantaja) vuonna 2024 julkaisemaan kolmanteen painokseen. Se sisältää päivitetyt hyperlinkit ja tarkistetun osan lamellikirkastimista Ugandassa ja Bangladeshissa tehtyjen tutkimusten ja kenttäkokeiden jälkeen. Se perustuu Richard Luffin vuonna 2001 laatimiin hätätilanteiden vedenkäsittelyä koskeviin ohjeisiin, joihin on osallistunut Brian Clarke (Surreyn yliopisto).

Veden laadun arviointi

Yhteenveto

Tärkeimmät huomioon otettavat parametrit veden laadun arvioinnissa välittömässä lyhytaikaisessa hätätilanteessa ovat kiintoainepitoisuus, pH, ulostekontaminaatio (mikrobiologinen) ja johtavuus (suolapitoisuuden mitta). Pohjavedessä on joskus korkea rautapitoisuus, ja teollistuneiden yhteiskuntien/paikkojen vesien käsittelyssä myös kemiallinen saastuminen voi olla huolenaihe. Vaikka korkean kiintoainepitoisuuden ja ulostekontaminaation sisältävän veden käsittelyyn voidaan ryhtyä suhteellisen yksinkertaisiin toimenpiteisiin, pH:n säätäminen on vaikeampaa, vaikkakaan se ei todennäköisesti ole ongelma. Suolaisen veden käsittely ja kemiallisen saastumisen torjunta ovat kuitenkin monimutkaisempia, eikä niitä käsitellä näissä ohjeissa.

Saastumistyypit

SaastumistyyppiSaastumisaineetKommentit
fyysinenHiukkaset ja suspendoituneet kiinteät aineetKoska jokiveden fyysisen laadun ja määrän dramaattiset kausittaiset vaihtelut ovat hyvin mahdollisia alueilla, joilla esiintyy rankkoja kausittaisia ​​sateita ja/tai joilla virtausnopeudet ovat suuria, tämä on otettava huomioon arvioinnissa.

Luonnon ominaisuuksien huolellinen harkinta voi antaa tietoa pumppauskaivojen sijoituspaikasta päätettäessä, eli onko joenrannalla selviä tulvapengerryksiä?

Yritä selvittää, onko veden laatu riittävän hyvää, heikkeneekö se?
BiologinenUlosteetUlostekontaminaatio on erittäin vaarallista ja voi edistää vesivälitteisen taudin (mukaan lukien kolera ja lavantauti) leviämistä uloste-oraalitartuntareitin kautta.

Tee arviointi todellisten ja mahdollisten kontaminaatioriskien tunnistamiseksi

Jos käytettävissä on suojattu lähde, esimerkiksi pientä puroa tai lampea ruokkivat lähteet, käytä tämän lähteen vettä.
levätLeviä on vaikea poistaa saostusaineilla, ja ne voivat antaa tuotevedelle pahan maun. Ne voivat myös tukkia hiekkasuodattimet. Harkitse joenpenkka- tai rantasuodatusjärjestelyjä.
KemiallinenMineraalit, maaperän tyyppiEri lähteiden pH ja suolapitoisuus voivat vaihdella, vaikka lähteet olisivatkin lähellä toisiaan. pH on tärkeä tekijä silloin, kun käsittelyyn lisätään koagulantteja (aluna jne.), koska lisättävään määrään vaikuttaa pH, kuten myös kloorin kosketusaikaan.

Monet kemialliset epäpuhtaudet, kuten fluori ja arseeni, ovat mauttomia ja hajuttomia. Paikallinen tietämys voi antaa arvokasta tietoa tällaisten alkuaineiden esiintymisestä, mutta jos on epäilyksiä, testaus on tehtävä.
Teollisuuden jätevedetJoissakin tilanteissa teollisuuden tai maatalouskemikaalien aiheuttama saastuminen voi olla erittäin merkittävää. Koska tällaisen saastumisen poistaminen vaatii huipputeknologiaa, on
Yleensä tätä ei ole mahdollista saavuttaa luotettavasti hätätilanteessa ilman kalliimpia ja monimutkaisempia käsittelylaitoksia. Hyönteisten toukkien ja kalojen kukoistamisen tarkistaminen vesilähteessä voi antaa viitteitä veden laadusta, esimerkiksi pitämällä kaloja pääaltaassa..

Etsi merkkejä maataloustoiminnasta, tyhjistä kemikaalisäkeistä jne. selvittääksesi, onko kemiallisen saastumisen mahdollisuus olemassa. Joet ja purot ovat todennäköisemmin "itsepuhdistuvia" kuin lammet ja järvet.

Paikallistieteen perusteella tulisi voida päätellä, onko olemassa epäpuhtauksia, jotka voivat olla huolestuttavia tai vaativatko ne testausta.

Maku, hajut, väri

Veden makujen ja hajujen syiden tunnistaminen on usein erittäin vaikeaa. Seuraavassa taulukossa on esitetty muutamia todennäköisiä ongelmia (joista osa voi johtua itse vedenkäsittelyjärjestelmästä).

Maku tai hajuAiheuttaaKommentit
Kalamainen tai ummehtunut maku ja hajulevätImusuodatus ja hidas hiekkasuodatus voivat vähentää, mutta eivät estää, ongelmia. Valitse raakaveden lähteet huolellisesti. UV-käsittelyä käytetään levien kasvun estämiseen käänteisosmoosikäsittelylaitoksissa.
Raudan maku:Valuma-alueen geologian aiheuttamat hiukkaset.

Bakteeritoimintaa, yleistä vanhoissa valurautaputkistoissa.
Ilmastus ja suodatus voivat vähentää tätä, mutta myös pyrkiä minimoimaan sameutta. Rautabakteerit voivat aiheuttaa hajuongelmia.
Rikin maku, mädän kananmunan hajuMineraalipitoisuus valuma-alueen geologian vuoksiEi ole muuta ratkaisua kuin minimoida veden sameus ja hiukkaspitoisuus.
Murtoinen makuNatriumkloridi (suola)Tarkista lähdevedestä suolan lähde. Jos käytetään kaivoja suolapitoisten aineiden tunkeutumisen lähellä, on varottava suolaveden joutumista makean veden linsseihin.
Homeinen maku ja hajuHomeet ja aktinomykeetitHuuhtele putkistot aika ajoin välttääksesi lämpimiä, seisovia alueita putkissa.
Kemiallinen makuErilaisia ​​kemikaaliluokkia

Klooriyhdisteet
Suurin osa voidaan poistaa vain aktiivihiilen ja esiotsonoinnin avulla. Liuottimet ja fenolit voivat reagoida vedessä olevan kloorin kanssa. Minimoi kloorin annostelu käsittelemällä raakavesi sellaiseen tasoon, että kloorin tarve on mahdollisimman pieni.
VäriVoi johtua kemiallisesta tai fyysisestä saastumisestaKiinteiden aineiden poistaminen vähentää väriä tehokkaasti monissa tapauksissa. Ruskea väri syntyy raudan läsnäolosta ja sillä on esteettisiä vaikutuksia, erityisesti liinoja pestäessä.

Suspendoituneet kiinteät aineet (NTU/JTU)

NTU (nefelometriset sameusyksiköt) tai JTU (Jacksonin sameusyksiköt) mittaavat, kuinka paljon suspendoitunutta ainetta, kuten orgaanista ainetta, kuten leviä, mutaa, ruostetta jne., vedessä on. Sillä on vaikutusta patogeenien määrään vedessä ja siihen, kuinka helppoa vesi on desinfioida näiden patogeenien tappamiseksi. Vaikka sameuden ja suspendoituneiden kiintoaineiden välillä ei ole tarkkaa korrelaatiota, suhde on läheinen, ja sameuden mittaaminen on helpompaa sameusputkella. NTU mitataan digitaalisella laitteella, kun taas JTU on visuaalinen mittaus sameusputkella, jota voi ostaa erikseen (Oxfam-koodi FTT ), ja se on osa Oxfamin vedenmittaus- ja testaussarjaa (Oxfam-koodi FMT ). Digitaalinen sameusmittari sisältyy Oxfamin kemialliseen ja bakteriologiseen testaussarjaan (Oxfam-koodi FKPL ).

WHO suosittelee, että jos veden NTU-pitoisuus on yli 5, sameuden poistamiseksi tarvitaan jonkinlaista käsittelyä, ennen kuin vesi voidaan desinfioida tehokkaasti kloorilla. NTU-arvo on mitattava, ja jos sen havaitaan olevan yli 5, seuraava vaihe on yksinkertainen sedimentaatiotesti sen selvittämiseksi, kestääkö kiintoaineiden laskeutuminen ja kuinka kauan se kestää. Tämä osoittaa todennäköiset laskeutumisajat, mikä puolestaan ​​auttaa joko sedimentaatiosäiliöiden mitoituksessa tai koagulaatio-/flokkauspohjaisen järjestelmän valinnassa. Visuaalinen tarkastus voi antaa viitteitä siitä, ovatko hiukkaset orgaanisia (levät jne.), jotka antavat vihertävän/ruskehtavan värin, vai kolloidisia (hyvin pieniä), jotka näyttävät hienojakoiselta suspensiolta. Nämä aiheuttavat suurempia vaikeuksia käsittelyssä ja vaativat usein koagulaatio-/flokkausvaiheen prosessissa.

Mikrobiologiset (ulosteelliset koliformit)

Ulosteelliset koliformiset bakteerit (joista yli 99 % on E. colia) ovat indikaattori veden ihmis-/eläinjätteiden saastumisasteesta ja haitallisten taudinaiheuttajien eli mikrobiologisen saastumisen mahdollisuudesta. Tämän saastumisen mittaaminen määrittää, onko vesi kloorattava vai ei. WHO:n standardi on nolla koliformia / 100 ml kaikissa juomavesivarannoissa. Koska monissa vesivarastoissa, erityisesti maaseudun vedessä, saastumistaso on yleensä alhainen, Sphere-indikaattorin mukaan veden tulisi sisältää alle 10 koliformia / 100 ml, kun kloorausta ei käytetä. Kloorausta suositellaan aina käytettävän hätätilanteen alkuvaiheessa, jolloin ulosteellisten koliformien mittaaminen ei ole välttämätöntä. Ulosteellisten koliformien mittaaminen voi kuitenkin antaa viitteitä todennäköisestä kloorin tarpeesta (eli vesi, jossa on enemmän ulosteellisia koliformeja, vaatii yleensä enemmän kloorausta, mutta se osoittaa myös, missä tarvitaan tehokkaampaa käsittelyä) ja mahdollistaa raakaveden laadun muutosten seurannan. Ulosteisia koliformeja voidaan mitata Oxfamin mikrobiologisella veden testauspakkauksella (Oxfam-koodi FKB ).

Tutkimukset osoittavat vahvan korrelaation fekaalisen koliformikontaminaation tason ja perushygieniaindikaattoreiden silmämääräisessä tarkastuksessa eli terveyskartoituksessa havaittujen riskien välillä. Yksinkertaisesti sanottuna, jos veden saastumisriskejä on useita, kuten vesilähteiden lähellä sijaitsevat käymälät, eläinten hallitsematon avoulostaminen alueilla, joilla se voi huuhtoutua vesilähteisiin jne., saastumisriski on todennäköisesti suurempi. Näin ollen vesilähteiden yksinkertainen silmämääräinen tarkastus voi olla ensimmäinen vaihe todennäköisen vedenlaadun arvioinnissa.

On syytä huomata, että joskus koliformisten organismien (kokonaiskoliformien) esiintymistä käytetään indikaattorina. Koliformiset organismit eivät kuitenkaan aina liity suoraan ulostekontaminaatioon tai taudinaiheuttajien esiintymiseen juomavedessä, mutta koliformitesti on silti hyödyllinen käsitellyn putkiveden mikrobilaadun seurannassa. Oxfamin käyttämässä Palintest Wagtech -pakkauksessa on kaksi inkubaattoriasetusta – 37 °C (jossa inkuboidaan kokonaiskoliformeja) ja 44 °C lämpötilassa inkuboidaan ja mitataan lämpötilaa sietäviä (ulosteellisia) koliformeja.

Happamuus/emäksisyys (pH)

WHO:n ohjeet suosittelevat juomaveden pH-arvon olevan 6.5–8.5. Ihannetapauksessa vesi on melko neutraalia, noin 7, ja tämä voidaan tarkistaa Pool Testerillä (Oxfam Code FPO ) tai veden testauspakkauksilla (Oxfam Code FKB, FKBDI ), joiden pH-alue on 6.8–8.2. Jos pH on tämän alueen ulkopuolella, tarvitaan pH-tikkumittari (Oxfam Code FSMP ) tai moniparametripakkaus FMPP.

Myös pH-arvon tunteminen on tärkeää, koska pH muuttaa kahden vedenkäsittelyssä yleisesti käytetyn kemikaalin tehokkuutta. Klooraus hidastuu huomattavasti, kun pH on yli 8, ja joko kosketusaikaa tai alkuannosta on lisättävä (katso kloorausta käsittelevä osio). Alumiinisulfaatin, jota yleisesti käytetään koagulanttina, tehokkuuteen vaikuttaa merkittävästi alhainen tai korkea pH, ja optimaalinen alue on noin 6.5–7.5 (lisätietoja on osiossa 3.4).

Rauta

Tämä voidaan tarkistaa käyttämällä yksinkertaista vertailulaitetta, joka mittaa kemiallisen vertailupakkauksen (Oxfam Code FCWT ) sisältämän kokonaisraudan pitoisuuden, tai digitaalista fotometriä (Oxfam Code FMPP ). Paikallisväestön antamat tiedot sekä betonissa tai vaatteissa olevat ruosteiset/punertavanruskeat tahrat antavat lisätodisteita korkeista rautapitoisuuksista. WHO:n suosittelema raja-arvo on 0.3 mg/l.

Suolapitoisuus (TDS/Johtavuus)

Suolapitoisuus viittaa veden liukoisten suolojen pitoisuuteen. Kaikki luonnonvesi sisältää jonkin verran liuenneita suoloja, kuten natriumia, magnesiumia ja kalsiumia. Natriumkloridi on yleisin kaikista suoloista. WHO:lla ei ole terveysperusteista suolapitoisuuden ohjearvoa, ja veden maku on yleensä epämiellyttävä ennen kuin se saavuttaa tason, jolla se on terveydelle haitallista. Suolapitoisuutta voidaan mitata sähkönjohtavuudella (EC) – ilmaistaan ​​μS/cm – tai liuenneiden kiintoaineiden kokonaismäärällä (TDS) – ilmaistaan ​​mg/l tai ppm. Näiden kahden välinen muunnos ei ole vakio ja riippuu veden kemiallisesta koostumuksesta. Se voi vaihdella kertoimella 0.55–0.9, mutta yleisesti käytetään muunnoskertoimena arvoa 0.67, eli vesi, jonka EC on 3 000 μS/cm, vastaa suunnilleen 2 000 mg/l TDS:ää. Muutokset johtavuudessa voivat viitata raakaveden mineraalikoostumuksen muutoksiin tai tekoaltaiden kausittaisiin vaihteluihin, vaikka se voi viitata myös jätevesien, teollisuuden tai maatalouden saastumiseen tai suolavesien tunkeutumiseen. WHO:n ohjeet antavat TDS:n enimmäisarvoksi 1000 mg/l, vaikka joillakin alueilla maailmassa hyväksytään korkeampia arvoja. Moniparametrinen tikkumittari on kätevä tapa mitata tätä parametria. Oxfam TDS -mittarin (koodi FSMP) mittausalue on 999 ppm (TDS) tai 1999 μS/cm (EC), joten se ei sovellu alueille, joilla on korkea suolapitoisuus. Jos veden suolapitoisuus lähestyy WHO:n rajaa, kuluttajat saattavat kieltäytyä juomasta tätä vettä ja siirtyä sen sijaan muihin mahdollisesti saastuneisiin vesiin. Jos veden suolapitoisuus ylittää joko kuluttajien hyväksyttävyyden tai WHO:n ohjeistuksen, saatetaan tarvita vaihtoehtoinen lähde. Veden suolapitoisuuden vähentämiseksi tarkoitetut käsittelyprosessit eivät kuulu näiden ohjeiden piiriin, ja ne selitetään erillisessä teknisessä tiedotteessa. Suolanpoistoa tulisi pitää viimeisenä keinona, ja jos mahdollista, tulisi etsiä muita lähteitä.

Muut kemialliset ionit

Edellä mainittujen testien lisäksi voi olla tarkoituksenmukaista tehdä seuraavat vesikemialliset testit: kloridi, sulfaatti, nitraatti, kovuus, ammoniakki ja fluoridi, jotka kaikki ovat melko yksinkertaisia. Bangladeshin ja Bengalin laajoilla alueilla Intiassa arseeni on suuri ongelma, mutta sitä on vaikea havaita pieninä pitoisuuksina ja vaikea poistaa.

Monet näistä testeistä voidaan tehdä Oxfamin kemiallisella veden testauspakkauksella (Oxfam-koodi FCWT) , joka perustuu visuaaliseen vertailuun. Tarkempi analyysi on mahdollista käyttämällä

moniparametrinen digitaalinen fotometri (Oxfam-koodi FMPP) ja asiaankuuluvat reagenssit. Näitä voi tilata tarvittaessa, mutta Oxfam ei käytä niitä kovin yleisesti, koska näillä kemikaalihuomilla on usein vähemmän terveysvaikutuksia lyhyellä aikavälillä hätätilanteessa ja niitä esiintyy myös harvemmin.

Jos teollisuus- ja kaivosjätteet ja niiden mahdollinen huuhtoutuminen vesistöihin aiheuttavat huolta, seuraavat parametrit voivat myös olla huolenaiheita: nikkeli, sinkki, kromi VI, mangaani, kupari, lyijy, elohopea ja organofosfaatti (torjunta-aineet). Joitakin näistä testeistä on kuitenkin vaikea suorittaa ilman laboratoriolaitteita, joten ensisijaisesti voitaisiin käyttää tietoa siitä, mitä maatalous-, teollisuus- ja kaivostoimintaa alueella on tapahtunut, sen sijaan, että turvauduttaisiin testaukseen.

Yhteenveto keskeisistä vedenlaatuparametreista

ParametriWHO:n ohjeistusVAIKUTUS
NTU<5Desinfiointitehokkuus laskee tämän yläpuolella, korkeampia NTU-arvoja (<20) voidaan sietää, mutta ne eivät takaa veden täydellistä desinfiointia.
Maku/HajuKäyttäjälle hyväksyttäväVesi, joka on esteettisesti epämiellyttävää käyttäjille, voi johtaa veden käyttöön, joka saattaa maistua paremmalta, mutta on vähemmän turvallista.
Ulostekoliformi (FC)nolla-Jos klooratussa vedessä on klooria, kloorausprosessi tai kloorijäämät ovat riittämättömiä. Spheren ohjearvo <10 CFU on löyhempi. Suurempi FC-riski klooraamattomissa vesilähteissä ja alhainen pitoisuus eivät välttämättä vaikuta merkittävästi ihmisten terveyteen.
pH6.5-8.5Kloorauksen tehokkuus laskee merkittävästi yli 8:n arvolla. Alumiinisulfaatin tehokkuus laskee alle 6.5:n ja yli 7.5:n arvolla.
TDS-Ei WHO:n ohjearvoa. 1 000 mg/l ja sitä alhaisempaa pitoisuutta pidetään yleisesti hyväksyttävänä.
alumiini0.2 mg / lLiiallinen alumiini vedessä poistuu tehokkaasti virtsan mukana. Haitallisista terveysvaikutuksista on rajoitetusti näyttöä, mutta pitkäaikaista altistusta tulisi välttää.
Ammoniakki.<1.5 mg/lAiheuttaa makuja ja hajuja
Kupari<1 mg/lAiheuttaa pyykin tahroja ja sillä on terveydellistä merkitystä pitkäaikaisessa altistuksessa >2mg/l.
Kloridi<250 mg/lKloridille ei ole asetettu terveysperusteisia raja-arvoja, mutta yli 250 mg/l pitoisuus voi aiheuttaa havaittavaa makua ja heikentää esteettistä hyväksyttävyyttä.
Kromi<0.05 mg/lMahdollisesti karsinogeeninen nieltynä pitkään suurina pitoisuuksina
Fluoridi<1.5 mg/lPitkäaikainen altistuminen voi johtaa hammasfluoroosiin (hampaiden laikukkuuteen) ja luustofluoroosiin (luiden heikkenemiseen). Lapset ovat alttiimpia
Kovuus,-Ei rajoituksia, mutta voi aiheuttaa kuluttajavalituksia likaantumisen ja epämiellyttävän maun vuoksi.
Rauta0.3 mg / lYleinen pohjavedessä ja ohjearvo on asetettu esteettisistä syistä, koska rauta aiheuttaa veden värjäytymistä.
Johtaa<0.01 mg/lLiittyy laajaan valikoimaan terveysvaikutuksia, mukaan lukien neurologiset ja käyttäytymiseen liittyvät.
Mangaani.<0.1 mg/lAiheuttaa pyykin tahriintumista ja laskeumia putkiin >0.5 mg/l. Terveyteen liittyvä raja-arvo 0.4 mg/l on selvästi korkeampi kuin juomavedessä normaalisti esiintyvä mangaanipitoisuus.
Elohopeaa.<0.001 mg/lOn terveydellistä merkitystä
NikkeliOn terveydellistä merkitystä
-Nitraatti (NO3:na)<50 mg/lYhdistetty sinisen vauvan oireyhtymään ja voimakkaaseen karsinogeeniin
Sulfaatti.<250 mg/lAntaa makua ja aiheuttaa korroosiota
Sinkki.<3 mg/lAntaa makua ja ulkonäköä.

Kattavan käsityksen saamiseksi veden laatuparametreista, katso WHO:n juomaveden laatua koskevat ohjeet .

Käsittelyprosessit ja -teknologiat

Yhteenveto

Tämä osio soveltuu erityisesti pintaveden käsittelyyn. Suurin osa ammattimaisesti rakennetusta porakaivosta tai suojatusta käsin kaivetusta kaivosta tulevasta pohjavedestä on poikkeuksetta puhtaampaa ja siinä on vähän tai ei lainkaan kiintoainetta, joten sen käsittelyvaatimukset ovat pienemmät. Pintavesilähteet tarvitsevat todennäköisesti käsittelyä korkean kiintoainepitoisuuden poistamiseksi ja myöhemmin desinfioimiseksi mikro-organismien tappamiseksi. Kiintoaineiden poistaminen on poikkeuksetta suurin käsittelyhaaste, ja tarvittaessa on valittava keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä kestäviä teknologioita. Oxfam-ohjelmien tulisi välttää liian monimutkaisia ​​ratkaisuja. Tästä syystä ohjeet on kirjoitettu sedimentaation ja alumiinisulfaatin käytön ympärille koagulanttina, koska niitä on yleisesti saatavilla. Ohjeen viimeisimmän version jälkeen on syntynyt uusia teknologioita, kuten kalvosuodatus, kun taas karkeasuodattimet ja hitaat hiekkasuodattimet ovat tulleet harvinaisemmiksi. Tässä ei käsitellä kemiallisesti saastuneita vesivaroja, joita usein esiintyy teollisuusalueilla, koska niiden käsittely on yleensä paljon monimutkaisempaa.

Hoito ottamisen yhteydessä

Vedenottoaukko (pumppu tai painovoimainen) on usein käsittelyjärjestelmän laiminlyödyin osa, mutta se on erittäin tärkeä, koska se päästää tai estää tarpeettoman roskien ja lian pääsyn järjestelmään, mikä vaikuttaa alavirran vaatimaan käsittelyyn. Vedenottoaukot tulisi aina suunnitella siten, että ne vähentävät roskien pääsyä järjestelmään ja suodattavat pois kiinteän aineen, joka muuten pääsisi käsittelyjärjestelmään, mutta virtauksen hallinta ja puhdistus voivat olla ongelmallisia.

Imukanavien luominen siten, etteivät ne ole suunnattu joen päävirtaa kohti, voi tehokkaasti vähentää imuputken tuloaukkoon kulkeutuvien kiintoaineiden määrää. Myös imuaukon sijainti suhteessa rannoihin on tärkeä; nopeasti virtaava vesi kuljettaa mukanaan enemmän epäpuhtauksia, ja on tärkeää etsiä luonnollisia sedimentaatioaltaita joesta.

Kun imuputken sijainti on valittu, pyri tekemään siitä mahdollisimman tehokas ja samalla säilyttämään esteettömyys huoltotoimenpiteitä varten. Kaksoisputkien etuna on, että huoltotoimenpiteet voidaan suorittaa samalla, kun toisen putken vedenottonopeudet pysyvät ennallaan ja toinen putki voidaan lisätä myöhemmin, jos käsittelyjärjestelmä on todennäköisesti olemassa yli muutaman kuukauden. Pumppauslinjojen ja venttiilien sijaintien huolellisella suunnittelulla imuputkien imukokoonpanot voidaan "huuhdella takaisin" paikoilleen valitulla pesuvedellä.

Imuputkien siivilöiden ympärille kiedotut kankaat ja mittatilaustyönä tehdyt rei'itetyt putket tai rummut voivat kaikki olla sovellettavissa raakaveden hyvän fyysisen laadun ylläpitämiseen, ja niiden pituutta ja siten virtauskapasiteettia voidaan säätää paikallisten olosuhteiden mukaan. Erityisesti imuaukkoa voidaan parantaa käyttämällä imurakenteita, kuten öljytynnyriä tai muovitynnyriä, joihin on porattu reikiä toimimaan suurena siivilänä. Karkeasta sorasta rakennetut gabionit suojaavat myös imuaukkoja liialliselta kiintoaineelta. Myös yksinkertaiset toimenpiteet, kuten pumpun imusihdin sijoittaminen noin 0.5 metrin syvyyteen vedenpinnan alapuolelle (levien kasvun estämiseksi), mutta joen/järven pohjan yläpuolelle (jotta pohjalle ei imeytyisi sedimenttejä), vaikuttavat merkittävästi. Imuaukko tulisi rakentaa siten, että se voidaan helposti vetää ulos ja puhdistaa tukkeutumisongelman vähentämiseksi.

Ajan salliessa hiekalla täytettävien imukanavien rakentaminen sumppujen viereen tarjoaa paremman puhdistuksen, vaikka rakentamisessa onkin oltava varovainen, muuten ne ovat alttiita liiallisille tukoksille. Jos raakaveden laatu on sellainen, että jopa ensisijaisten laskeutussäiliöiden käytöstä huolimatta käsittely vaarantuu korkeiden fysikaalisten saastumisasteiden vuoksi, tulisi harkita joenpohja- tai rantasuodatusta.

Suodatus-/imeytys”ottoaukkojen” tarkoituksena on suodattaa vettä sen tihkuessa rakeisen maaperän tai valitun täytteen läpi. Nopeasti virtaavissa joissa on usein hiekka- ja sorakerrostumia rannoillaan, ja sopivan pitkän ojan kaivaminen penkereelle voi tarjota pääsyn sopivaan raakavesilähteeseen, jota joenrantasuodatus on parantanut huomattavasti. Tätä menetelmää suositellaan erityisesti silloin, kun levät ovat ongelma. Lammet, järvet ja erittäin hitaasti virtaavat joet sisältävät kuitenkin todennäköisemmin lietettä ja savea paikallisina maakerrostumina, ja tässä tapauksessa voi olla tarpeen rakentaa suodatinviemäri tuontimateriaaleista. Ympäröivästä joenuomasta itsestään tulee biologinen suodatin, joka tuhoaa bakteereja ja vähentää mahdollisesti läsnä olevan ammoniakin ja raudan määrää. Tämän pohjan yli virtaava vesi auttaa puhdistamaan sitä, ja tähän auttavat kaikki läsnä olevat kalat, jotka syövät näitä sedimenttejä.

edutHaitat
Vedenlaadun parantaminen ottopaikalla on todennäköisesti kustannustehokasta ja vähentää jälkikäsittelytarvetta. Ottopaikat vaativat tyypillisesti vain vähän jälkikäsittelyä ja kunnossapitoa.Vedenottotyöt saattavat olla mahdollisia vain kausiluonteisesti, kun jokien virtaamat ovat alhaisimpia. Merkittävät työt eivät välttämättä ole mahdollisia ensimmäisen vaiheen aikana.

Sedimentaatio

Selkeyttäminen on yksinkertaisin vedenkäsittelymuoto, ja antamalla veden seistä riittävän pitkään saavutetaan parannuksia fysikaalisten epäpuhtauksien laskeutuessa ja taudinaiheuttajien kuollessa veden varastoinnin (seisonnan) aikana. Selkeyttäminen voi kuitenkin olla melko hidasta ilman flokkausaineita, ja taudinaiheuttajien kuoleminen voi kestää useita päiviä tai viikkoja. Käsittelyjärjestelmän suunnittelu pelkästään tämän selkeytys- ja varastointiprosessin varaan voi johtaa erittäin suureen varastosäiliöiden ja -astioiden tarpeeseen. Siksi selkeyttämistä käytetään yleensä yhtenä vaiheena käsittelyprosessissa joko karkeiden kiintoaineiden tai koagulaation/flokkauksen jälkeisten flokkien laskeuttamiseen (katso kohta 3.4).

Yksinkertaiset laskeutustestit purkeissa voivat antaa ohjeita tietyn raakaveden tarvittavasta viipymäajasta, vaikka nämä melko karkeat tulokset tulisi varmistaa täysimittaisessa laitoksessa käytännössä. On suositeltavaa, että jos suspendoituneiden kiintoaineiden laskeutuminen kestää yli 6–8 tuntia siten, että pintaveden (kirkkaan veden) määrä on alle 5 NTU, prosessia on avustettava joko lisäämällä karkea suodatus tai koagulaatio-/flokkauskäsittelyvaihe. Vedenkäsittelylaitoksen tasolla tätä riittävän laskeutumisen ehdotettua aikaa tulisi harkita järjestelmän kokonaissuunnittelun ja säiliöiden kustannusten/saatavuuden valossa, kun taas perhetasolla ihmisten käytettävissä olevien vesisäiliöiden määrä olisi ratkaiseva tekijä. On tärkeää ottaa huomioon vuodenaikojen vaihtelut ja olla tietoinen siitä, että sedimenttikuorma voi kasvaa merkittävästi sademäärien vuoksi.

Selkeytysaltaat toimivat joko jatkuvatoimisesti tai eräkäsittelyperiaatteella. Tarkoitukseen rakennetut selkeytysaltaat ovat tyypillisesti suorakaiteen muotoisia, ja niiden sisäiset ominaisuudet tehostavat selkeytystä. Nämä eivät välttämättä ole käytännöllisiä ensimmäisessä vaiheessa, mutta niitä voitaisiin harkita osana kestävää ratkaisua. Jos selkeytykseen käytetään Oxfamin T-säiliöitä tai sipulisäiliöitä, tulo- ja lähtöjärjestelyt on suunniteltava huolellisesti, jotta säiliöihin puhdistustoimenpiteiden välillä kertyvän sedimentin häiriöt voidaan minimoida, muuten käsittely on vähemmän tehokasta. Tuloaukko tulisi järjestää siten, että siinä on ylöspäin käännetty mutka lähellä säiliön pohjaa. Tätä voidaan parantaa sitomalla säiliön reunaan korkealle putki, jossa on raot/reiät veden vapauttamiseksi useina pieninä virtoina, mikä vähentää turbulenssia. Poistoaukon tulisi ihanteellisesti olla joko ylöspäin käännetty mutka, jossa on suora putki vähintään 300 mm säiliön pohjan yläpuolella, tai vaihtoehtoisesti kelluke voidaan sitoa joustavaan letkuun, joka imee veden puhtaimmasta vedestä säiliön yläosasta. Tämä vähentää ulosvirtausta, mutta pitää sen vakiona.

Tarvittavan sedimentaatiosäiliön pinta-ala voidaan arvioida jakamalla suunniteltu virtausnopeus (m3/vrk) laskeutumisnopeudella (m/vrk).

SuunnitteluparametriOhjearvojen alue
Pidätysaika (t)0.5-3
Pintakuormitus (m3/m2/vrk)20-60
Säiliön syvyys (m)1.5-2.5
Pituus: leveys -suhde4: 1 on 6: 1
Pituus: syvyyssuhde5: 1 on 20: 1
Kuva 1: Suorakulmaisten yksinkertaisten sedimentaatiosäiliöiden suunnitteluohjeet (Hätätilatekniikka)
edutHaitat
Yksinkertainen prosessi.Vaatii huomattavasti säilytystilaa ja siten tilaa. Hidas prosessi. Ei välttämättä kustannustehokas.
image17
Kuva 2 – Lusendan painovoimaisessa vesihuoltojärjestelmässä käytetty sakkautumisallas Kongon demokraattisessa tasavallassa

Imu-/siirtolinjan suunnitteluvirtaus oli 36 m3/h. 10 m3:n sedimentaatiosäiliö pystyi vähentämään sameutta 45:stä 25 NTU:hun. Tämän seurauksena piti lisätä kaksi T70-säiliötä ja virtausta vähentää 20–25 m3:iin/h, jotta saavutettiin vaadittu laskeutumisaika (vuorottelevalla eräkäsittelyllä) sameuden vähentämiseksi alle 5 NTU:hun. Sateiden aikana lisääntyneen sameuden vuoksi alunaa jouduttiin myös lisäämään säännöllisesti.

Parannettu sedimentaatio (lamellikirkastimet)

Lamellikirkastusaltaita (tai kaltevia levylaskeuttimia) käytetään laajalti teollisuuden jätevesien käsittelyssä sekä suurissa kunnallisissa vedenkäsittelylaitoksissa. Kaupalliset kirkastusaltaat ovat kookkaita, ne vaativat kokoonpanon tehtaalla ja ne kuljetetaan tyypillisesti kuorma-autolla työmaalle maanteitse, joten ne ovat harvoin vaihtoehto humanitaariseen käyttöön. Lähekkäin erillään olevien kulmassa olevien levyjen tai putkien (40–60 asteen kulmassa) lisääminen luo useita kapeita, yhdensuuntaisia ​​virtausreittejä vedelle, mikä lisää huomattavasti pinta-alaa, jolle hiukkaset voivat pudota ja laskeutua, mikä nopeuttaa laskeutumisaikaa.

kuva
Kuva 3: Lamellikirkastimen kaaviomainen esitys

Lamellikirkastimen parantuneen laskeutustehokkuuden mahdolliset edut ovat, että se vaatii huomattavasti pienemmän jalanjäljen, on vähemmän työvoimavaltainen, tehokkaampi ja kustannustehokkaampi käyttää pitkällä aikavälillä; ja suhteellisen alhaisen sameuden vuoksi kemiallisesti avustettu laskeutus voidaan välttää. Lamellikirkastimet toimivat jatkuvatoimisesti, joten ne vaativat joko jatkuvaa pumppausta tai jaksottaista pumppausta raakavesisäiliöön, jossa on kaskadimainen painovoimavirtaus. Kummankin vaihtoehdon kustannusvaikutukset (lisäpolttoaineenkulutus vs. lisäraakaveden varastointi ja maanrakennus) vaikuttavat siihen, kumpaa järjestelmää suositellaan.

Kaupallisesti on saatavilla monia valmiiksi koottuja ”kannettavia” teräslamelleja, mutta niiden koko ja paino eivät sovellu nopeaan käyttöönottoon. Oxfam on tehnyt useita yrityksiä kehittää lamellipakkauksen, joka voitaisiin koota paikan päällä, olisi yhteensopiva Oxfamin säiliöiden kanssa, tuottaisi 10–40 m3/h tuoton ja olisi käyttökelpoinen vaihtoehto alunan eräannostelulle. Kirjoitushetkellä emme ole löytäneet teollisuuskumppania, joka olisi halukas ja kykenevä täyttämään vaatimukset. Tämä täyttäisi saman roolin kuin ”ylösvirtauskirkastin”, joka on dokumentoitu tämän ohjeen aiemmissa versioissa ja Engineering in Emergencies -oppaassa, mutta jonka käytön Oxfam lopetti sen monimutkaisen operatiivisen rakenteen vuoksi.

edutHaitat
Mahdollisesti yksinkertaisempi käyttää ja huoltaa verrattuna eräannosteluun. Mahdollisesti taloudellisempi kemikaalien kulutuksen ja pumppauskustannusten suhteen. Vaatii vähemmän tilaa kuin sedimentaatiosäiliöiden käyttö.Ei vielä todistettu humanitaarisissa yhteyksissä. Ei tällä hetkellä vaihtoehto ensimmäisen vaiheen avustustoimille. Saattaa vaatia maanrakennustöitä optimaalisen CSS-painovoimavirtausjärjestelmän perustamiseksi. Riippuu paikallisten toimittajien saatavuudesta.

T70-säiliön kokoonpano Bangladeshissa (2021). Hunajakennomaisen muotoiset lamelli"laatikot" koostuvat kevyistä polypropeenista valmistetuista yksikanavaisista putkiprofiileista, joissa on ponttiliitokset ja jotka sitten lämpöhitsataan. Tämä mahdollistaa niiden toimittamisen sarjoina ja pystyttämisen työmaalla. Tässä järjestelmässä oli useita suunnitteluvirheitä, jotka yhdessä estivät flokin muodostumisen ja sameuden vähentämisen tavoitearvoon <5 NTU. Lisätietoja, mukaan lukien vastaavasta kokeesta Ugandassa, on innovaatio-osiossa osoitteessa www.oxfamwash.org.

Juba 2017-19. Humanitaarisen innovaatiorahaston Oxfamin ja Lavelin yliopiston rahoituksella kehitettiin ja testattiin "kaltevaa levylaskeutuvinta" (IPS) Jubassa. "Lologo"-laitos ottaa vettä Niilistä, ja se valittiin, koska paikan päällä oli olemassa oleva pintavedenkäsittelyjärjestelmä, mikä tarjosi vertailukohdan. Testaus viivästyi Juban konfliktin kärjistymisen vuoksi vuonna 2016, ja henkilöstön vaihtuvuus häiritsi sitä entisestään. Vuonna 2019 tehdyssä arvioinnissa havaittiin, että yksikkö pystyi tuottamaan 5 m3/h ja sameuden laskun 80:stä <5 NTU:hun (yhdessä alunan annostelun kanssa).

IPS:n suorituskyky oli verrattavissa panoskäsittelyjärjestelmään, mutta lopulta käyttäjät suosivat panosjärjestelmää, koska IPS:n polttoaineenkulutusta pidettiin korkeampana. Koe oli lopulta epäselvä, koska IPS:n täydellinen arviointi (jolloin Niilin sameus on kausiluonteisesti korkeampi) ei ollut mahdollista eikä järjestelmän optimaalista kokoonpanoa koskaan saavutettu (jatkuva pumppaus, jota vaadittiin kahdessa pumppausvaiheessa, oli tehotonta).

Koagulaatio ja flokkulaatio

Jos vedessä on liikaa kolloidien tai orgaanisen aineen muodossa olevia suspendoitunutta kiintoainetta, jota ei voida helposti poistaa suodattamalla tai laskeuttamalla, on käytettävä kemikaaleja koagulaation ja flokkausprosessin edistämiseksi. Kolloideja voidaan pitää hienojen hiukkasten suspensioina vedessä, jotka aiheuttavat samean tai samean ulkonäön. Hienoilla hiukkasilla on sähkövaraus ja ne hylkivät toisiaan, minkä vuoksi niitä on vaikea poistaa yksinkertaisella laskeutuksella tai suodattamalla. Koagulaatio on kemiallinen prosessi, jossa koagulantti destabiloi varautuneita hiukkasia, mikä saa ne hylkimään toisiaan ja jäämään suspensioon. Flokkulaatio on fysikaalinen prosessi, jossa nämä hienot hiukkaset yhtyvät mekaanisen ja fyysisen sekoittumisen kautta, mikä saavutetaan parhaiten hitaalla sekoituksella, jolloin muodostuu suurempia flokkeja. Kasautuneet flokit voidaan sitten poistaa laskeuttamalla ja/tai suodattamalla. On huomattava, että vaikka flokkausaineet auttavat poistamaan likahiukkasiin "tarttuvia" taudinaiheuttajia, ne eivät tapa niitä eli ne eivät toimi desinfiointiaineena.

Kehitysmaissa yleisimmin käytetty saostusaine on alumiinisulfaatti eli aluna, jota on usein saatavilla paikallisilta markkinoilta kiteiden muodossa.

Alumiinisulfaatti (aluna)

Alumiinisulfaattia (Oxfam-koodi FAS ) – yleisnimmillään alumiini tai alumiinisulfaatti) on saatavilla nestemäisessä tai rakeisessa muodossa, ja sitä käytetään yleisesti koagulanttina. Rakeista muotoa on helppo kuljettaa säkeissä, sitä ei pidetä vaarallisena aineena, ja sitä on laajalti saatavilla kaikkialla paitsi maailman syrjäisimmillä alueilla. Se voidaan lisätä veteen ja ravistaa tai sekoittaa voimakkaasti, jolloin saadaan liuos, joka soveltuu annosteltavaksi raakaveteen käsittelyprosesseissa.

Alumiinisulfaatti koaguloituu parhaiten pH-alueella 6.5–7.5, koska sen liukoisuus riippuu raakaveden pH-arvosta ja on alhaisempi tämän alueen ulkopuolella. pH-arvoa voidaan säätää koagulaation parantamiseksi. pH-arvon alentaminen vaatii hapon, yleensä rikkihapon, lisäämistä, kun taas kalkin tai soodan lisääminen nostaa pH-arvoa. (Happaman) alumiinisulfaatin lisääminen veteen alentaa pH-arvoa ja voi aiheuttaa sen putoamisen optimaalisen alueen ulkopuolelle. Tässä tapauksessa kalkin (emäksisen) lisääminen nostaa pH-arvoa ja on hyödyllistä pH-arvon pitämiseksi optimaalisella alueella. Karkea ohje on, että 7–14 kg kalkkia lisätään 95 m3:iin vettä ja se varmistaa sopivan pH-arvon, mutta todellinen määrä tulisi varmistaa purkkitestillä.

Pintaveden koagulointiin tarvittava alumiinisulfaatin annos vaihtelee, mutta on todennäköisesti välillä 25–150 mg/litra tai 25–150 g/m3 ( tämä on alunan paino, josta vain 25 % on alumiinisulfaattia, loput on vettä). Oikea alunan annos flokkuloi veteen suspendoituneet kiinteät aineet suuriksi "pehmeiksi" kokkareiksi. Nämä ovat sitten riittävän painavia laskeuttamaan veden luonnollisesti tunnin tai kahden kuluessa. Ylhäällä laskeutuneen veden tulisi sitten olla erittäin kirkasta, eli alle 5 NTU, jotta tehokas klooraus on mahdollista.

Ali- tai yliannostus voi johtaa tehottomaan flokkulaatioon ja alumiinijäämiin tuotevedessä, jotka ylittävät WHO:n nykyiset laatusuositukset (WHO:n suositus alumiinille <0.2 mg/l). Tästä syystä ja taloudellisen annostuksen varmistamiseksi on normaalia käytäntöä suorittaa sarja purkkitestejä optimaalisen annostuksen määrittämiseksi. Yksinkertaistettu versio tästä testistä on suunniteltu Oxfamin kenttätyötä varten, jossa normaalia laboratoriotukea ei ole saatavilla.

image4 2
Kuva 5 – Alumiinin ja rautasulfaatin koagulanttiannoksen vertailu eri pH-alueilla (vesilähde sisältää 50 ml/l kaoliinisavea) – Lähde: Engineering in Emergencies

Tämän ohjeen edellisessä versiossa todettiin, että alumiinin pitkäaikaista käyttöä ei suositella. Alumiinisulfaattia käytetään laajalti pysyvissä kunnallisissa vedenkäsittelyjärjestelmissä ilman tunnettuja terveyshaittoja. WHO tunnustaa alumiinin käytön koagulanttina hyödylliset vaikutukset vedenkäsittelyssä ja suosittelee koagulaatioprosessin optimoinnin tärkeyttä alumiinipitoisuuksien minimoimiseksi käsitellyssä vedessä. Suurissa, hyvin toimivissa ja hallituissa laitoksissa lopullisen veden jäännösalumiinipitoisuuden tulisi olla 0.1 mg/l. Pienemmissä laitoksissa 0.2 mg/l jäännöspitoisuus on kohtuullisempi odotusarvo.

Alumiinin laaja saatavuus, sen tehokkuus laajalla sameusalueella, kyky käsitellä suuria vesimääriä ja sen suhteellinen helppokäyttöisyys tekevät alunan annostelusta yleisimmän menetelmän veden sameuden vähentämiseksi ensimmäisessä hätävaiheessa ja kunnes kestävämpi ja kustannustehokkaampi pitkän aikavälin ratkaisu voidaan toteuttaa.

Ferrikloridi ja rautasulfaatti ovat tehokkaita pH-arvosta 4.5 noin pH-arvoon 9 asti, mutta niitä ei ole yhtä laajalti saatavilla kuin alunaa (katso kuva 6).

Minkä tahansa veden optimaaliset olosuhteet vaihtelevat pH:n, sameuden, kemiallisen koostumuksen, koagulantin tyypin, lämpötilan ja sekoitusolosuhteiden mukaan (turbulenssi koagulantin sekoittamiseksi perusteellisesti, jota seuraa hidas sekoittaminen flokkien muodostumisen edistämiseksi).

Annoksen määrittäminen – purkkitesti

Purkkitestin tarkoituksena on määrittää oikea annostelupitoisuus yksittäisessä sovelluksessa, jossa käytetään tehokasta flokkulointia. Alumiiniliuoksen kaataminen ämpärillisen vesisäiliöön ja käsin sekoittaminen ei ole "tehokasta flokkulointia", mutta sitä tarvitaan joskus äärimmäisissä hätätilanteissa. Tämä johtaa lähes varmasti liiallisiin alunajäämiin tuotevedessä, vaikka niiden ei pitäisi muodostaa merkittävää uhkaa yhteisön terveydelle lyhyellä aikavälillä. Jokainen vedenkäsittelysovellus on erilainen raakaveden laadun, hydraulisten olosuhteiden ja jopa koagulantti-erän ominaisuuksien suhteen. Hyvän flokkuloinnin optimaaliset olosuhteet määräytyvät paitsi koagulantin optimaalisen annoksen myös koagulanttiannostuksen fysikaalisten olosuhteiden perusteella. Vaiheittainen ohje purkkitestin suorittamisesta 1-prosenttisella alunaliuoksella on liitteessä 2 ja yksityiskohtaisesti Oxfamin koagulaatio- ja desinfiointikäsikirjassa.

Alumiinin lisääminen veteen

Jotta alumiinisulfaatti toimisi kunnolla ja kirkastaisi veden, sen on sekoituttava veteen nopeasti. Lyhyen ajan kuluttua veteen sekoittumisesta se menettää paljon tehokkuudestaan, joten on erittäin tärkeää, että se sekoitetaan kaikkeen veteen.

Paras tapa tehdä tämä on sekoittaa alumiinisulfaattijauhe pieneen määrään vettä 10-prosenttisen liuoksen valmistamiseksi ja lisätä tämä liuos sitten veteen sen tullessa säiliöön. Tämä tehdään seuraavasti:

  • Jotta tilavuusmittaus voidaan tulkita painona: yksi litra rakeista alunaa painaa 1100 grammaa. Alumiiniliuoksen peruspitoisuus valmistetaan seuraavasti:
  • 10-prosenttinen alunaliuos valmistetaan liuottamalla 100 grammaa rakeista alunaa 1 litraan puhdasta vettä (sekoita alle 1 litraan vettä ja täydennä lopullinen tilavuus). Tätä liuosta kutsutaan 10-prosenttiseksi Oxfam-alunaliuokseksi.
  • 10 % Oxfam-alunaliuosta = 100 000 mg/l (100 000 ppm) alunaliuosta

Klooritankkiin siirtyvän alumiinin määrä tulee aina tarkistaa säännöllisesti Oxfamin FMT-pakkauksessa toimitettavalla vertailuaineella. Jos pitoisuus on yli 0.2 mg/l, voi olla tarpeen tarkistaa raakaveteen lisättävän alumiinin määrä, sekoitusprosessi ja/tai veden pH-arvo sen varmistamiseksi, että se on optimaalisella alueella tai vaatiiko se kalkin lisäämistä (pH-arvon nostamiseksi) ennen koagulaatiota.

Flokkuloitu liete on vaarallista, ja sen asianmukainen hävittäminen on järjestettävä. Järjestelmän käyttöiän alkuvaiheessa voi olla riittävää hävittää se lähelle kaivettuun matalaan kuoppaan, mutta tämä on pitkällä aikavälillä vähemmän tyydyttävää, jos pohjavesikerroksen saastuminen on todennäköistä tai se voi valua viereiseen vesistöön.

Imupuolen annostelu

Kun veden nostamiseen lähteestään tarvitaan pintaimupumppua, helpoin tapa lisätä koagulanttia on liittää se pumpun imujohtoon pienen halkaisijan omaavalla putkella. Pienen halkaisijan omaava putki käyttää pääpumpun imua koagulanttiliuoksen imemiseen säiliöstä. Annosteluventtiilisarja ( Oxfam-koodi FASDV ) mahdollistaa virtauksen tarkan ja vaiheittaisen säädön. On hyvä käytäntö sisällyttää järjestelmään pieni online-virtausmittari ruiskutusvirtauksen mittaamiseksi venttiileillä sekä koagulanttiputkessa että pääimujohdossa. Koagulanttiputken tulisi liittyä pääimujohdon alapuolelle, jotta minimoidaan riski, että loukkuun jäänyt ilma häiritsee ruiskutusprosessia. Mitä pidempi imujohto, sitä suurempi on ilmakuplien muodostumisen riski raakavesivirtauksessa. Kuten aiemminkin, annostuksen kokonaishallinta voidaan saavuttaa vaihtelemalla koagulanttiputken virtausta ja koagulanttiliuoksen pitoisuutta. Kokonaisläpivirtauksen ja enimmäisannostelunopeuksien ennusteet tietyssä sovelluksessa ovat kuitenkin suhteellisen epävarmoja ennen järjestelmän käyttöönottoa; on suositeltavaa suorittaa koestukset ennen koagulanttipitoisuuksien vahvistamista. Järjestelmä vaatii melko jatkuvaa huomiota virtausnopeuksien tasapainon ylläpitämiseksi.

image24
Kuva 6 – Esimerkki imupuolen annostuksesta
Koagulanttia tiputettu vesivirtaan

Yksinkertaisin mutta vähiten tehokas tapa lisätä koagulanttia vesihuoltoon on lisätä se sisääntuloaukkoon, josta vesi virtaa säiliöön. Tämä edellyttää (puisen) tornin rakentamista, johon voidaan asettaa tynnyreitä/rumpuja alumiinisulfaatin tiputtamiseksi säiliön reunan yli ja säiliöön tulevan veden virtaukseen. Jos käytetään suurempia Oxfam-säiliöitä, tämän alustan on oltava melko tukeva, jotta se ulottuu säiliön reunan yläpuolelle.

ja riittävän vahva kestämään ihmisten painon. Tämän rakentaminen vie jonkin aikaa, eikä se yleensä sovellu käytettäväksi kiireellisissä tai nopeasti muuttuvissa tilanteissa.

Liuos kaadetaan tynnyriin, josta se tippuu säiliöön tulevaan veteen mitatulla nopeudella. Liuoksen ulostulonopeuden tulisi olla sellainen, että säiliö tyhjenee samaan aikaan kun säiliö täyttyy. Yleensä käytetään 200 litran muovista tai metallista öljytynnyriä, jossa on hana. Tuloaukko tulee asettaa siten, että sekoitus on hellävaraista ja flokkien muodostuminen helpottuu. Tämä saavutetaan parhaiten käyttämällä 1–2 metrin pituista joustavaa letkua, joka on kiinnitetty vaakasuoraan säiliön sivuun. Tämä letku pyörteilee säiliön veteen sen täyttyessä.

Ratkaisu

Kun alumiinisulfaattiliuos on sekoittunut veden kanssa, säiliön vettä on sekoitettava varovasti, jotta alumiinisulfaatti voi vaikuttaa kaikkeen veteen. Tänä aikana kaikki vedessä olevat pienet likahiukkaset (jotka jäävät suspensioon tai uppoavat hyvin hitaasti) imeytyvät alumiinihydroksidisulfaattihiukkasten sakkaan, jolloin muodostuu suurempia flokkihiukkasia, jotka uppoavat nopeammin. Lopulta nämä muodostavat sedimenttiä säiliön pohjalle. Tämä aika voi tyypillisesti olla 2–4 ​​tuntia. Tämän laskeutumisjakson jälkeen veden pitäisi olla riittävän kirkasta, jotta se voidaan tyhjentää seuraavaan säiliöön (usein klooraussäiliöön). Poistojärjestelyjen tulisi olla samat kuin sedimentaatiosäiliöissä.

edutHaitat
Laajalti tunnettu/yleisesti käytetty ja siksi suhteellisen helppo asentaa. Alumiinia on laajalti saatavilla. Sopii ensimmäisen vaiheen ja keskipitkän aikavälin vesihuoltoon. Sopii laajalle raakaveden sameusalueelle. Asennuksen jälkeen se vaatii tyypillisesti vain vähän jatkohuoltoa ja huoltoa.Saattaa vaatia huomattavasti tilaa raakavedelle, sekoitus- ja laskeutussäiliöille. Vaatii koulutettuja operaattoreita, ei sovellu yhdyskuntakäyttöön. Tehokkuus heikkenee happamuuden/emäksisyyden kasvaessa. Alumiinijäämät vedessä ovat ei-toivottuja, joten on varmistettava optimaalinen annostelu ja sekoitus. Lietteen turvallinen hävittäminen on otettava huomioon.

Karkeasuodatus – ylävirtaussuodattimet

Ylösvirtausesisuodattimia voidaan käyttää raakaveden sameuden (suspendoituneiden kiintoaineiden) vähentämiseen myöhempien käsittelyongelmien helpottamiseksi. 1.0–1.2 m paksu sorakerros voi vähentää sisääntulevan veden sameutta jopa 75 %, paitsi silloin, kun esiintyy vaikeita kolloidisen sameuden ongelmia.

11
Kuva 7 – Pystysuuntainen karkeasuodatin

Karkeasuodattimet rakennetaan usein säiliöihin, joissa on sarjanumero (jokainen säiliö on yksi vaihe), ja kussakin säiliössä käytetään asteittain vähemmän karkeaa suodatinmateriaalia. Raakaveden laatu määrää, kuinka monta vaihetta eli kuinka monta karkeasuodatinsäiliötä tarvitaan. Mitä useampia vaiheita käytetään (yleensä enintään kolme), sitä suurempi on veden puhdistusvaikutus. Jos vesi on melko puhdasta, yksivaiheinen suodatin tai sellainen, jossa on kolme erikokoista suodatinmateriaalikerrosta yhdessä säiliössä, voi riittää.

Mallimittakaavassa tehdyt pilottikokeet antavat kuitenkin parhaat tulokset järjestelmän suunnitteluun, ja näissä kokeissa tulisi myös ottaa huomioon veden laadun kausivaihtelut. Ohjeena on, että karkeasuodattimien tavoitteena tulisi olla tuottaa vettä, joka on

Tyypilliset raekokoluokat 40 mm, 20 mm ja 10 mm nimelliskokoisille kiviaineksille on esitetty seuraavassa taulukossa:

Vakioseulan koko mmPainoprosentti, joka läpäisee standardiseulat nimelliskokoiselle kiviainekselle
Karkea (40 mm)Keskikokoinen (20 mm)Hieno (10 mm)
50100--
37.585-100100-
200-2585-100-
14--100
100-50-2585-100
5-0-50-25
2.36--0-5

Karkea suodatin, joka perustuu usean (3) kerroksen ja yhden säiliön rakenteeseen, voisi näyttää tältä: LuokitusKerroksen syvyys

Karkea 600 mm
Keskikokoinen 300 mm
Hieno 300 mm

Karkein kerros on pohjalla ylävirran esisuodattimia varten. Jos huono raakaveden laatu vaatii kolmivaiheisen (eli kolmen säiliön) järjestelmän rakentamista, säiliöt rakennetaan sarjaan käyttäen samaa mediakokoluokkaa alkaen karkeimmasta mediasäiliöstä ylävirran puolella.

Ohjeita tarvittavien suodattimien määrään voidaan saada seuraavista tiedoista, mutta se määräytyy aina todellisten raakaveden ominaisuuksien mukaan: (Oletetaan, että ne rakennetaan Oxfam T11 -säiliöihin).

Ylösvirtausesisuodattimien läpäisykyky määritetään käyttämällä tyypillisesti kuormitusta 0.6–1.0 m³ /m² suodatinpinta -alaa/tunti, mutta 0.6 m³ /m² / h on osoitettu olevan tehokkain.

eli läpivirtaus = T11-säiliön pinta-ala (1.3 x 1.3 x 3.142) x täyttömäärä x 1000 litraa/tunti.

Ohjeena voidaan mainita, että yhdessä säiliössä olevan kolmesta kerroksesta koostuvan karkeasuodattimen poistotehokkuus on 85 %

0.3 m/h ja 75 % nopeudella 0.6 m/h. Kolmen sarjaan kytketyn karkeasuodattimen poistotehokkuus on 87–92 % nopeudella 0.3–0.6 m/h (kaikki sameusalueella 30–500 NTU). Tämä voi esimerkiksi viitata siihen, että jos raakaveden NTU-pitoisuus on 50 ja se on tarkoitus kloorata, kolme sarjaan kytkettyä karkeasuodatinta laskisivat NTU-tason noin 5:een, mikä olisi hyväksyttävää. Jos raakaveden NTU-pitoisuus kuitenkin olisi 80 ja se olisi tarkoitus johtaa hitaaseen hiekkasuodattimeen, yksi monikerroksinen karkeasuodatin laskisi NTU-tason noin NTU20:een, mikä olisi hyväksyttävää.

Tyypillinen suorituskyky 3-numeroiselle T11-säiliösarjalle:

Sisääntulo UPF 1 = 400 NTU (raakavesi) Jätevesi UPF 1 = 120 NTU (Sisääntulo UPF 2)

Jäteveden UPF 2 = 36 NTU (tuloveden UPF 3)

Jäteveden UPF 3 = 12 NTU (Lisäkäsittely tehty)

Kohtuullisen rakeisen ja kokoisen soran käyttöä vaativien karkeasuodattimien rakentaminen vie aikaa. Tästä syystä koagulanttien käyttöä suositellaan ensimmäisessä vaiheessa, koska ne voivat vähentää kiintoaineita nopeammin ja vaativat vähemmän säiliöitä.

edutHaitat
Yksinkertainen ja matalan teknologian ja siksi sopiva osaksi pitkäaikaista ja kestävää ratkaisua. Tehokas ensimmäisen vaiheen esisuodattimenaEdellyttää soran saatavuutta ja riittävää veden saantia puhdistukseen. Lisäkäsittelyvaihe voi olla tarpeen ennen kloorausta. Rakentaminen vie aikaa, joten se ei välttämättä sovellu nopeaan käyttöön ensimmäisessä vaiheessa.

Käytännön ohjeita Oxfam-säiliöitä käyttävien karkeasuodattimien asentamiseen on Oxfamin teknisessä käsikirjassa ”Vedensuodatuslaitteet”.

Kalvosuodatus

Keinotekoiset kalvot tarjoavat käyttökelpoisia vaihtoehtoja luonnolliselle suodatukselle hiekka- tai sorakerrosten kautta. Kalvokustannusten lasku on samaan aikaan ollut kalvopohjaisia ​​vedenkäsittelyratkaisuja tarjoavien toimittajien määrän kasvun kanssa.

image19
Kuva 8 – Suodatusspektri.

Käänteisosmoosia ja nanofiltraatiota, jotka liittyvät suolojen poistoon, ei käsitellä tässä. Fysikaalisten hiukkasten poistossa tärkeimpiä ovat hiukkas- ja mikrosuodatus.

Kalvosuodattimien tärkein rajoittava tekijä on teho. Suuren kysynnän tyydyttämiseksi tarvitaan usein rinnakkain toimivia suodatinpinoja. Säännöllinen puhdistus on tarpeen, koska kalvot tukkeutuvat helposti ja tukkeutumisnopeus liittyy suoraan tuloveden sameuteen. Raakaveden pitoisuuden tulisi olla tyypillisesti 100 NTU tai vähemmän, jotta vältetään säännölliset suodattimen vastavirtahuuhtelukatkokset. Tämän yläpuolella suositellaan esisuodatinta. Valmistajat väittävät, että lisähiukkas- ja mikrosuodatuksella on mahdollista saavuttaa jopa 500 NTU:n raakaveden pitoisuus esisuodattimien lisävastavirtahuuhtelun avulla.

Todennäköisesti yksinkertaisin massakäsittelykalvoratkaisu on Sky Juice ” Skyhydrant ” – Australiassa valmistettu matalapaineinen, manuaalisesti käytettävä ultrasuodatusyksikkö. Pienempi Sky

”GEM”-hydrantin nimellistuotto on 5 000 litraa päivässä ja kustannukset (1 000 puntaa/yksikkö ) , kun taas suuremman Sky-hydrantin ”MAX” vastaava tuotto on 10 000 litraa (1 500 puntaa/yksikkö). Molemmat vaativat 2–4 metrin käyttökorkeuden, joten optimaalinen kokoonpano koostuisi tyypillisesti yksivaiheisesta pumppauksesta raakavesisäiliöön ja painovoimaisesta syöttöstä suodattimen läpi puhdasvesisäiliöön sekä hanasta. Useita yksiköitä voidaan asentaa rinnakkain lisääntyneen kysynnän tyydyttämiseksi, esimerkiksi 10 Sky-hydrantin pino (15 000 puntaa) voisi tarjota vettä 5 000 ihmiselle.

Sky Hydranttien matala käyttökorkeus, tehontarvettomuus ja modulaarinen rakenne sopivat pienille ja keskisuurille yhteisöille, jotka mahdollisesti sijaitsevat hajallaan luonnossa. Skyhydrantit ovat suhteellisen kompakteja ja kevyitä (9 ja 13 kg), joten ne ovat kustannustehokkaita lentorahtikuljetuksissa ja helppoja käsitellä, kuljettaa ja asentaa.

Mitä suurempi sameus, sitä nopeammin suodattimen huokoset tukkeutuvat ja virtausnopeus hidastuu. Suurella kuormituksella tätä voidaan tarvita 1–2 tunnin välein, ja se vaatii manuaalisen ravistelun ja huuhtelun kahvaa värähtelemällä. Tämä sykli kestää 1–2 minuuttia yksikköä kohden.

Oxfam on käyttänyt Skyhydrants-järjestelmää apunaan Pakistanin maanjäristyksen, Sri Lankan tsunamin ja viimeisimpänä Indonesian Palun onnettomuuden uhreina. Kalvosuodattimien tuotemerkkejä ja toimittajia on jatkuvasti lisää. Jotkut niistä ovat jalaksille asennettuja, ja niissä on pumput ja täysautomaatio kalvojen takaisinhuuhteluun.

Kalvokäsittely voi olla sopiva vaihtoehto silloin, kun kemiallista käsittelyä ei suosita joko alumiinin ja kloorin saatavuuden puutteen tai teknisen kapasiteetin heikon vuoksi – esimerkiksi maaseudulla. Kalvojen päivittäisen puhdistuksen ja huollon sekä säännöllisen kemiallisen puhdistuksen aiheuttamia käyttöhaasteita tuotannon laskiessa ei kuitenkaan pidä aliarvioida.

112
Kuva 9 – Sky Juicen tapaustutkimus, Sri Lanka

Amparan piirikunnan vedenpuhdistamo (2005), lähdeveden tilavuus 40–60 NTU

10 Sky Juice -suodatinta, jotka pystyvät aluksi tuottamaan 80–100 m3/päivä.

Suodatetun veden sameus on jatkuvasti ollut alle 5, mikä soveltuu klooraukseen ennen jakelua. Suodattimet vastavirtahuuhdeltiin kahden tunnin välein. Seurattu tuotos vaihteli 200 ja 600 litran välillä tunnissa, ja keskimääräinen tuotos oli noin 400 litraa.

Sri Lanka (2007) – Killivedy-joki, lähteen sameus 60 NTU

Kymmenen vesipostia asennettiin rinnakkain juomaveden toimittamiseksi maan sisäisille pakolaisille.

Kysyntä oli 48 000 litraa päivässä. Suodatinlaitos toimi 12 tuntia päivässä, josta yksi tunti käytettiin huoltoon. Suurin mitattu tuotanto oli 6 729 litraa tunnissa (keskimäärin 670 litraa yksikköä kohden). Kahden kuukauden kuluessa tuotanto oli laskenut 4 129 litraan tunnissa, mikä on 39 %:n suorituskyvyn lasku. Vedessä oli rautaa, ja kalvoon kertyneiden rautakerrostumien katsotaan saattaneen vaikuttaa havaittuun suorituskyvyn heikkenemiseen.

Rutiininomaisen huuhtelun/puhdistuksen lisäksi suorituskyvyn parantamiseksi käytettiin myös säännöllistä kemiallista puhdistusta lisäämällä sitruunahappoa yön yli.

edutHaitat
Kompakti, kevyt ja helppo asentaa (voidaan esimerkiksi asentaa pienen kuorma-auton lavalle liikuteltavaksi käsittelyjärjestelmäksi). Modulaarinen, joten joustava eri väestöryhmille. Suhteellisen edullinen pienille yhteisöille. Suhteellisen helppo käyttää ja huoltaa. Voidaan käyttää ilman sähköä tai elektroniikkaa. Alhaisen sameuden omaavalle vedelle tarjoaa yksivaiheisen käsittelyprosessin juomaveden tuottamiseksi.Tulee kalliiksi, kun kysyntä on suurta. Suorituskyky laskee ajan myötä. Vain lyhyt- tai keskikokoinen ratkaisu. Yli 100 NTU:n sameuden yhteydessä tulisi harkita lisäesisuodatinta. Kalvot ovat hauraita ja voivat vaurioitua helposti, jos käyttökorkeus ylitetään. Automaattijärjestelmät ovat monimutkaisempia huoltaa ja vaativat virtalähteen.

Pakkaushoitopakkaukset

Aquaplus P4000/Scanwater Emwat 4000

121
Kuva 10 - Aquaplus-vedenkäsittelyyksikkö

Täydellinen siirrettävä käsittelylaitos, joka sisältää alunan annostelun, kaksi painehiekkasuodatinta ja kloorauksen. Laitos pystyy käsittelemään jopa 500 NTU:n sameuden omaavaa vettä ja tuottamaan jopa 4 000 l/h. Intiassa valmistettu P4,000 maksaa

10 000 puntaa on huomattavasti halvempi kuin eurooppalainen Emwat 4000, ja tästä syystä se on ollut Oxfamin ensisijainen vaihtoehto aiemmin. Suhteellisen nopean asennuksen ja tarvittavan tilan vuoksi käsittelyyksikkö sopii parhaiten tulvien ja muiden ensimmäisen vaiheen avustustoimien tarpeisiin, joissa tarvitaan nopeaa ja lyhytaikaista ratkaisua. Ennen tämän laitteen harkitsemista on tärkeää ottaa huomioon toimitusajat, sillä aiemmat kokemukset ovat osoittaneet, että siihen mennessä, kun laite saapuu aiottuun määränpäähänsä, tilanne on saattanut muuttua, eikä sitä välttämättä enää tarvita. Alhaisen kysynnän vuoksi Oxfamilla ei tällä hetkellä ole tätä tuotetta varastossa, ja toimitusaika Intian tehtaalta on 6 viikkoa. Näin ollen Oxfamin insinöörit käyttävät todennäköisesti tämän tyyppistä laitetta vain, jos se on jo maassa osana omaa tai YK:n järjestöjen varautumislaitteita.

Kalvojärjestelmät

On olemassa useita eri tuotemerkkejä, ja kalvokäsittelyjärjestelmiä on yhä enemmän saatavilla paikallisilla markkinoilla. Esimerkiksi Afrikan markkinoille hyvä lähtökohta on Davis ja Shirtliff. -sivustolta. Niiden runkoon asennettavat modulaariset järjestelmät voivat tuottaa 2–30 m3/h. Toisin kuin yksinkertaiset Skyhydrant-suodattimet, suuremmat kalvojärjestelmät sisältävät tyypillisesti useita suodatinhuokoskokoja, voivat sisältää kloorauksen, vaativat virtaa ja niillä on korkeampi automaatiotaso. Lähdeveden sameudesta riippuen lisäesikäsittely voi olla tarpeen nopean tukkeutumisen/toistuvien vastavirtahuuhtelujen välttämiseksi, joten on tärkeää olla selkeä harkittavana olevan järjestelmän spesifikaatioissa. Tuotteen kustannukset ja saatavuus, käyttäjien kapasiteetti, myynnin jälkeinen tuki, sähkön luotettavuus, topografia ja työmaan olosuhteet ovat kaikki tärkeitä tekijöitä tämän ja muiden vaihtoehtojen eduista päätettäessä.

edutHaitat
Voidaan ottaa nopeasti käyttöön ja pystyttää, joten se sopii ensimmäisen vaiheen avustustoimiin. Kompakti.Ei sovellu suurille väestöryhmille tai paikkoihin, joissa vedenkulutus on korkea. Suorituskyky laskee ajan myötä. Ei sovellu yhteisön toimintaan ja hallintaan. Hankintojen läpimenoajat ovat pitkiä. Ei sovellu keskipitkän tai pitkän aikavälin käyttöön.

desinfiointi

Likainen ja saastunut vesi voi sisältää monia haitallisia organismeja. Tauteja aiheuttaviin organismeihin (patogeeneihin) kuuluvat bakteerit, bakteerien itiöt, virukset, alkueläimet ja helmintit. Nämä voivat aiheuttaa sairauksia, kuten koleraa, punatautia, lavantautia, tarttuvaa maksatulehdusta ja ripulia. Veden desinfioinnin tavoitteena on tappaa nämä taudinaiheuttajat jättämättä veteen haitallisia kemikaaleja.

Veden kemiallisilla desinfiointiaineilla tulisi olla seuraavat ominaisuudet:

  • Tuhoa kaikki vedessä olevat taudinaiheuttajat hyväksyttävässä ajassa.
  • Pystyä toimimaan kohdatuissa lämpötiloissa ja fyysisissä olosuhteissa.
  • Desinfioi jättämättä veteen haitallisia aineita.
  • Mahdollistaa voiman ja keskittymisen yksinkertaisen ja nopean mittauksen.
  • Jätä riittävästi aktiivista jäännöspitoisuutta suojaksi käsittelyn jälkeiseltä kontaminaatiolta.
  • Valmis ja luotettava saatavuus kohtuulliseen hintaan.

Vedenkäsittelyt, kuten laskeutus ja suodatus, voivat vähentää merkittävästi patogeenien määrää vedessä. Klooria käytetään tappamaan jäljelle jääneet taudinaiheuttajat.

Kloori

Kloori on yleisimmin käytetty kemikaali, koska se täyttää useimmat yllä mainituista desinfiointikriteereistä ja on usein laajalti saatavilla jossain muodossa (katso alla oleva osio). Oikeissa olosuhteissa kloori tappaa kaikki virukset ja bakteerit, mutta jotkut alkueläin- ja helminttilajit ovat vastustuskykyisiä kloorille. Alkueläimiä ja helminttejä on vaikea havaita suoraan, mutta jos niiden katsotaan olevan riski, voi olla tarpeen käyttää kalvosuodattimia näiden organismien suodattamiseksi (pienimmät näistä ovat Giardia-kystat, joiden koko on 7–10 mikronia, kun taas Cryptosporidium-ookystit ovat 4–6 mikronia).

Kun veteen lisätään sopivaa klooriyhdistettä, vain osa siitä on käytettävissä virusten ja bakteerien tappamiseen. Tätä osaa kutsutaan "vapaaksi käytettävissä olevaksi" tai "käytettävissä olevaksi" klooriksi (AC). Saastuneen veden desinfiointiin tarvitaan vain pieniä määriä klooria.

Lisäyksen jälkeen aktiivikloori tarvitsee tietyn ajan tappaakseen vedessä olevat virukset ja bakteerit. Tätä kutsutaan "kontaktiajaksi", ja se on yleensä vähintään 30 minuuttia neutraalin pH:n vesissä. Aktiivikloorin täyden tehon edellyttämä kontaktiaika riippuu kuitenkin monista tekijöistä, joista tärkeimpiä ovat pH ja veden lämpötila. Korkeampi veden lämpötila nopeuttaa kloorin vaikutusta. Avoimessa ämpärissä seisova vesi menettää kloorin maun ja hajun (ja siten desinfiointitehonsa) muutaman tunnin kuluttua, kun se haihtuu ilmaan.

Useimpien raakavesilähteiden pH-arvo on välillä 6.5–8. PH-tason noustessa kloorin desinfiointiominaisuudet heikkenevät, ja pH-arvossa 9 desinfiointiteho on hyvin vähäinen. Katso alla oleva taulukko 1.

Yhteydenottoaika ei saa koskaan olla alle 30 minuuttia.

Jos desinfioitava vesi sisältää paljon kiintoaineita ja/tai orgaanista ainesta (eli on erittäin sameaa), sillä on suuri kloorintarve. WHO:n ohjeet suosittelevat, että sameus on alle 1 NTU, jotta klooraus tuhoaa tehokkaasti kaikki bakteerit ja virukset, vaikka 5 NTU on saavutettavissa oleva raja ja riittää useimmissa tapauksissa. Siksi on toivottavaa poistaa kiintoaineet mahdollisimman hyvin ennen kloorausprosessin aloittamista. Tämä vähentää merkittävästi tarvittavan kloorin määrää ja parantaa sen tehokkuutta desinfiointiaineena.

Jos desinfioitavassa vedessä on rautaa ja mangaania, huomattava määrä klooria voi yhdistyä niiden kanssa muodostaen veteen liukenemattomia yhdisteitä. Siksi on hyödyllistä poistaa rauta ja mangaani. Tämä ei välttämättä ole aina mahdollista, vaikka yksinkertaiset ilmastusjärjestelmät voivat olla sopivia.

Jos veteen lisätään liikaa klooria ja jäännöspitoisuus on liian korkea, vedessä on epämiellyttävä maku ja haju, ja kuluttajat suosivat muita lähteitä, jotka voivat olla saastuneempia. Yhdelle henkilölle pahanmakuinen vesi voi olla toiselle hyväksyttävää, ja tämän arviointi on melko subjektiivista. Normaalisti, kun vapaan kloorin jäännöspitoisuus on yli 0.6 mg/l, useimmat ihmiset kokevat maun epämiellyttäväksi ja yrittävät löytää vaihtoehdon.

Korkeammassa pH-arvossa täydelliseen desinfiointiin tarvittava kosketusaika/kloorijäämä

pHVaadittu kloorijäännös 20 °C:ssaoC (mg/l)Tehokkaaseen desinfiointiin tarvittava kosketusaika (min)
8.00.530
8.50.2206.0
0.582.5
0.852.0
1.041.0
1.527.5
9.00.2412.0
0.5165.0
0.8103.0
1.082.0
1.555.0

Toinen ongelma hätätilanteissa on likavesisäiliöiden käyttö. Aika ajoin, kerran viikossa tai kerran kuukaudessa, veteen tulisi lisätä ylimääräistä klooria niin, että jäännöspitoisuus on enintään 1 mg/l, jotta säiliöihin mahdollisesti kertyvä lika voi torjua niitä. Tämä on kuitenkin tehtävä yhdessä yhteisön kanssa.

Piste, jossa FCR mitataan – lähde, keräyspiste tai kulutuspiste – on merkittävä. Ihannetapauksessa veden turvallisuuden varmistamiseksi ja uudelleenkontaminaation riskin välttämiseksi kulutuspisteessä tulisi pitää vähintään 0.2 mg/l jäännöspitoisuutta, kunnes viimeinen kupillinen vettä on juotu.

Kloorityypit

Kloori on VAARALLISTA. Sen käsittelyä koskevia turvallisuusmääräyksiä on aina noudatettava.

Kaasu ja klooridioksidi

Kloorikaasua ja klooridioksidia käytetään laajalti vedenkäsittelyssä Euroopassa. Niiden käsittelyä ja kuljetusta pidetään kuitenkin liian vaarallisena sellaisiin projekteihin nähden, joihin Oxfam tai sen kumppanit todennäköisesti osallistuvat.

Kalsiumhypokloriitti – Ca(OCl)2

Kalsiumhypokloriitti, joka tunnetaan myös valkaisujauheena tai kloorikalkkina, on jauhe, joka sisältää noin 33 % vapaata klooria. Se säilytetään korroosionkestävissä astioissa. Kun astia avataan, jauhe menettää nopeasti lujuutensa. Tämä voi olla erittäin merkittävää, esim. noin 5 % 40 päivässä, jos astia avataan vain 10 minuutiksi päivässä, tai noin 20 %, jos se jätetään auki koko ajaksi.

Jauhetta ei lisätä suoraan desinfioitavaan veteen. Tavanomainen menetelmä on tehdä liuos, jossa on 1 % aktiivista klooria, ja lisätä se veteen.

Näitä liuoksia valmistettaessa on suositeltavaa, että niiden vahvuus ei ylitä 5 %:a aktiivista klooria. Tällä pitoisuudella paljon klooria voi hävitä, koska se imeytyy sedimenttiin. Vakain liuos on 1 % aktiivista klooria sisältävä liuos. Klooriliuokset menettävät vahvuuttaan todennäköisemmin kuin valkaisujauhe. Auringonvalo ja korkeat lämpötilat voivat nopeuttaa aktiivisen kloorin hävikkiä. Tällaisten häviöiden minimoimiseksi liuos tulee säilyttää pimeässä ja kuivassa paikassa mahdollisimman alhaisessa lämpötilassa. Liuos tulee säilyttää tummissa, korroosiota kestävissä astioissa (lasi, muovi, puu, keraaminen), jotka on suljettava tiiviisti.

Markkinoilla on saatavilla vakaampia klooriyhdisteitä. Ne ovat kalliimpia ostaa, mutta koska ne säilyvät kaupassa pidempään, ne voivat osoittautua pitkällä aikavälillä taloudellisemmiksi. Korkean testipitoisuuden hypokloriitti (HTH) on yksi tällainen stabiloitu kalsiumhypokloriitin muoto. Se sisältää 60–70 % vapaata klooria ja säilyttää sopivassa säilytyksessä alkuperäisen vahvuutensa vain vähäisellä hävikillä. Sitä on saatavana tabletti- tai rakemuodossa. Muita valmiita liuoksia ovat ICI Tropical -valkaisuaine – 34 % vapaata klooria ja Stabokloori – 25 %.

Natriumdikloori-isosyanuraattidihydraatti (NaDCC)

NaDCC korvasi kloorin Oxfamin toimituskeskuksessa, kun jälkimmäinen luokiteltiin vaaralliseksi aineeksi lentokuljetuksissa. NaDCC toimitetaan rakeina 5 kg:n astioissa (Oxfam-koodi FCL) , ja sen klooripitoisuus on vähintään 50 %.

Natriumhypokloriitti (NaOCl)

Natriumhypokloriittia on yleensä saatavilla liuoksena, joka tunnetaan yleisesti valkaisuaineena, vaikka se onkin huono korvike kalsiumhypokloriitille tai NaDCC:lle. Tyypillinen käytettävissä olevan kloorin pitoisuus vaihtelee 1–5 %:n välillä, mutta voi olla jopa 18 %. Ennen näiden liuosten käyttöä käytettävissä olevan kloorin pitoisuus on tiedettävä. Liuokset muuttuvat epävakaammiksi klooripitoisuuden noustessa.

Natriumhypokloriittiliuosten ostaminen ei ole taloudellisesti kannattavaa laajamittaiseen käyttöön, koska kuljetuskustannukset ovat korkeat. Tämä johtuu kuljetettavan määrän ja painon suuruudesta. On paljon parempi ostaa kloorijauhetta ja valmistaa veteen lisättävät liuokset paikan päällä.

Hitaasti liukenevat tabletit/kiekot

Trikloori-isosyanuurihappo on suhteellisen stabiili kloorin muoto, jota käytetään laajasti uima-altaiden desinfiointiin. Jos sitä säilytetään kuivassa paikassa alle 25 ° C:n lämpötilassa, se voi säilyttää täyden vahvuutensa kaksi vuotta. Koska se on nyt luokiteltu vaaralliseksi lentokuljetukseksi, Oxfamin toimituskeskus ei enää toimita sitä. Medentech toimittaa nyt NaDCC-kiekkoa tuotenimellä "Aquatab Flo". Tätä on nyt yleisesti saatavilla paikallisilla markkinoilla, ja sitä voidaan käyttää "linjaan" annostelulaitteiden kautta, joilla voidaan säätää virtausta ja siten liukenemis-/pitoisuusnopeutta, tai perinteisten klooria sisältävien kelluvien astioiden kautta (koodi FFP ). Yhdiste liukenee veteen hyvin hitaasti, joten se soveltuu juomaveden desinfiointiin kaivoissa tai paikoissa, joissa tarvitaan hidasta kloorin vapautumista. On suositeltavaa, että tätä kloorin muotoa ei käytetä juomavesijärjestelmissä yli kolme kuukautta vuodessa eikä sitä annostella yli 10 mg/l. On huomattava, että tablettien pitkäaikaiseen käyttöön liittyvät terveysriskit ovat paljon pienemmät kuin desinfioimattoman veden juomisesta aiheutuvat riskit.

Kloorin annoksen määrittäminen.

Kun klooria käytetään juomaveden desinfiointiin, tavoitteena on tappaa kaikki virukset ja bakteerit ja jättää sitten veteen pieni määrä aktiivista klooria. Tätä jäljelle jäävää klooria kutsutaan "jäännösklooriksi". Jäännöskloori on toivottavaa, koska se voi desinfioida veden lisäkontaminaatiota, kun se on kerätty esimerkiksi likavesisäiliöistä. On toivottavaa, että jäännösvapaan kloorin pitoisuus käyttöpisteessä on 0.2–0.5 milligrammaa litrassa (mg/l).

Veden kloorintarve vaihtelee suuresti paikasta toiseen. Siksi on tärkeää, että kloorausprosessista vastaava henkilö pystyy laskemaan käsiteltävän veden todellisen kloorintarpeen.

Tämä on yksinkertainen kokeilu- ja uusintakoeprosessi. Käsiteltävän veden litranäytteisiin voidaan lisätä tiettyjä määriä klooriliuosta, esimerkiksi riittävästi antamaan 3, 4 tai 5 mg/l. Jäännöskloori voidaan sitten testata vähintään 30 minuutin kuluttua. Kloorin tarve voidaan sitten määrittää vähentämällä jäännöskloori lisätyn kloorin määrästä.

Kloorin tarve = Tunnettu annos – Jäännöskloori

Kun kloorin tarve on laskettu, haluttu jäännöspitoisuus voidaan laskea yhteen aritmeettisesti, jolloin saadaan tarvittava klooriannos litraa vettä kohden. Esim. kloorin tarve = 3.5 mg/l, haluttu jäännöspitoisuus = 0.5 mg/l, klooriannos = 4 mg/l. Tätä lukua käytetään sitten käsiteltävän veden tilavuuteen lisättävän liuoksen määrän laskemiseen.

Vertailukohtana: Vedessä 1 mg/litra (mg/l) = 1 miljoonasosa (ppm).

On erittäin tärkeää mitata vapaan kloorin jäännösmäärä, sillä se osoittaa kloorausprosessin tehokkuuden. Hyvin yksinkertainen testi sisältää uima-altaiden klooritasojen mittaamiseen suunnitellun pakkauksen käytön. Sitä kutsutaan allastestipakkaukseksi (Oxfam-koodi FPO ).

Testattavasta vedestä otetaan näyte vertailupulloon, johon pudotetaan DPD nro 1 -tabletti. Vedessä oleva kloori reagoi DPD-tabletin kanssa ja antaa veden värjäytymisasteen. Tätä väriä verrataan suoraan pakkauksen värikarttaan. Värin voimakkuus kertoo sitten käyttäjälle jäännöskloorin tason. Veden kokonaisklooripitoisuuden (vapaa kloori + käytetty kloori) määrittämiseksi DPD nro 3 -tabletti lisätään samaan lokeroon DPD nro 1 -tabletilla testatun veden kanssa ja lukema otetaan vastaavasti. (Pakkaus voi myös mitata vesinäytteen pH:n samalla vertailevalla tavalla käyttämällä fenolipunaista tablettia.)

Kuivana kautena jokien veden laatu ei muutu juurikaan, joten jos edellä mainittuja menettelytapoja noudatetaan, pitäisi olla mahdollista tuottaa jatkuvasti hyvälaatuista vettä. Sadekauden aikana jokien veden laatu voi vaihdella valtavasti päivästä toiseen. Todennäköisesti tarvitaan lisää klooria, ja tämä määrä voidaan määrittää vain kokeilemalla. Parempi käsitys tarvittavista määristä selviää, kun käyttäjät saavat kokemusta omista järjestelmistään.

Kloorin lisääminen veteen.

Valmistettavan liuoksen vahvuudeksi suositellaan 1 %:n vapaata klooria sisältävää liuosta, ja se tulisi käyttää mahdollisimman pian sen valmistamisen jälkeen. Seuraava taulukko antaa likimääräisen oppaan 1 %:n liuosten valmistamiseksi erilaisista klooriyhdisteistä. Tarvittavan kemikaalin määrä riippuu myös liuoksen valmistuksessa käytetyn kemikaalin iästä, sillä pitkät varastointiajat heikentävät kemikaalia merkittävästi.

Yhden litran 1-prosenttisen klooriliuoksen valmistukseen tarvittavat kemikaalimäärät

Kloorin lähdeKäytettävissä oleva kloori %Tarvittava määrä (g)*
Valkaisujauhe3430 - 40
HTH7014
Trooppinen valkaisuaine3425
Stabiloitu valkaisuaine2540
Valkaisuaine1% ratkaisu---

* Jos vaakaa ei ole saatavilla, voi olla tarpeen tehdä arvio. Yksi teelusikallinen on noin 14 g, mutta tämä ei ole kovin luotettava mitta.

Nämä kemikaalimäärät tulee lisätä 1 litraan vettä seuraavalla tavalla. 1-prosenttisen liuoksen valmistamiseksi tarvittava määrä kemikaalia kaadetaan sopivaan (mieluiten muoviseen) astiaan ja lisätään riittävästi vettä tasaisen kerman muodostamiseksi, jos kyseessä on valkaisujauhe. On parasta käyttää puista sekoitinta paakkujen rikkomiseen. Kun kaikki paakut on rikkoutunut, kerma tulee laimentaa tarvittavaan määrään jäljellä olevalla vedellä ja sekoittaa huolellisesti. Sakkauman annetaan laskeutua ja sitten kirkastettu neste otetaan talteen käytettäväksi desinfiointiaineena käsiteltävässä vedessä. Rakeisten muotojen, kuten HTH:n, osalta tarvittavan määrän lisääminen yhteen litraan vettä ja sekoittaminen riittää hyvän sekoittumisen varmistamiseksi.

Kun annos on määritetty, tilavuusekvivalentteja voidaan käyttää kloorin painon likimääräiseen mittaamiseen ja siten käsittelyprosessissa käytettävien määrien määrittämiseen. HTH-jauheen muodossa olevan kloorin tiheys on noin 800 g/litra.

1-prosenttista liuosta käytetään desinfiointiin suuremmissa vesimäärissä alla olevan taulukon 3 mukaisesti:

Eri vesimääriin lisättävän klooriliuoksen määrä

Vaadittu klooriannosLisättävän 1 % liuoksen määrä
10 litraa100 litraa1,000 litraa
1 mg / l1 ml10 ml100 ml
5 mg / l5 ml50 ml500 ml
10 mg / l10 ml100 ml1 litraa

ml = millilitraa

Karkeiden ohjearvojen perusteella 5 mg/l klooriannoksen antaminen 45 000 litran säiliöön vaatii 22.5 litraa 1-prosenttista liuosta.

Klooraussäännöt

  • Käsittely on tärkeää, jotta veden NTU-pitoisuus on alle 5 ennen kloorausta.
  • Tarkista pH ja lämpötila kosketusajan arvioimiseksi.
  • Varmista, että tuotteen on oltava vähintään kerran kosketuksissa tuotteen kanssa ennen nauttimista.
  • Testaa aina jäännöskloorin määrä.
  • Noudata käytettävän kemikaalin säilytysohjeita.

Hidas hiekkasuodatus (SSF)

Ennen kloorauksen käyttöönottoa hitaan hiekkasuodatuksen yksinään osoitettiin vähentäneen merkittävästi vesivälitteisten tautien esiintyvyyttä Isossa-Britanniassa. Todennäköisesti mikään muu yksittäinen käsittelyprosessi ei voi samanaikaisesti parantaa veden mikrobiologista, kemiallista ja fysikaalista laatua tässä määrin. Se on edelleen yksinkertainen, luotettava ja tehokas, mutta hiekkasuodatusta on yhä useammin korvattu vaihtoehtoisilla tekniikoilla, kuten painehiekkasuodattimilla, synteettisillä kalvosuodattimilla, lamellikirkastimilla ja koagulaatio-flokkulaatio-sedimentaatiolla. Oxfam-ohjelmille hiekkasuodatus sopii todennäköisesti alueilla, joilla sitä jo käytetään, joilla on runsaasti hyvälaatuista jokihiekkaa, ja osana kestävää ratkaisua, jossa klooraus ei ole mahdollista ja/tai se on paikallisten viranomaisten/laitosten/kumppaneiden suosima vaihtoehto.

Oikein käytettynä hidas hiekkasuodatin voi poistaa 99 % tai enemmän E. coli -bakteerikannasta (bakteerit, jotka osoittavat ulostekontaminaatiota), ja jopa 30 ° C:n lämpötilan laskiessa E. coli -bakteerien ja mikrobipatogeenien keskimääräinen väheneminen voidaan ylläpitää 97 %:lla. Hiekkasuodattimien on kuitenkin kypsyttävä muutaman viikon ajan, ennen kuin schumzdecken ( hiekan pintakerros, jossa on biologinen kerros) mikrobiologinen toiminta aktivoituu täysin, ja tänä aikana on suositeltavaa kloorata vesi jälkikäteen , jotta se on juomakelpoista (kloori tappaa schumzdecket, jos klooria lisätään ennen suodatusta).

Hidas hiekkasuodatin soveltuu kohtuullisen samean ja kohtuullisen laadukkaan veden (10–20 NTU) käsittelyyn, vaikka lyhyitä aikoja on saavutettu jopa 40–60 NTU:n huippusameuksia. Hidas hiekkasuodatin on pohjimmiltaan avoin laatikko, joka on tyhjennetty pohjasta ja osittain täytetty suodatusaineella (yleensä puhdas hiekka ja kerros kiviä tai soraa). Raakavesi johdetaan hiekan yläpuoliseen tilaan ja kulkee hiekan läpi painovoiman avulla. Puhdistus tapahtuu tämän alaspäin suuntautuvan kulun aikana, ja käsitelty vesi johdetaan pois salaojituksen kautta. Hiekkasuodatin ei ole vain veden seulontatekniikka, vaan suodatin kehittää erittäin aktiivisen mikrobiologisen käsittelyn vedessä. Suodatin toimii useita viikkoja tai kauemmin ilman puhdistusta, mutta se vaatii jatkuvaa virtausta, mikä voi olla vaikeaa Schumtzdecken toiminnan ylläpitämiseksi.

Hitaat hiekkasuodattimet voivat olla osa kestävää ratkaisua ja tarjota käyttökelpoisen vaihtoehdon maaseutualueilla ja/tai alueilla, joilla desinfiointikemikaalien saatavuus on ongelmallista. Oxfamin hiekkasuodattimen, joka rakennettiin Fizin alueelle Kongon demokraattiseen tasavaltaan vuoden 1994 Ruandan kansanmurhan aikana, todettiin edelleen toimivan, kun Oxfamin tiimi palasi vuonna 2017.

edutHaitat
Todistettu matalan teknologian vedenkäsittelymenetelmä. Ei vaadi kemikaaleja turvallisen juomaveden saavuttamiseksi. Voi sopia hätätilanteen jälkeiseen vaiheeseen.Vaatii jatkuvaa virtausta ja huolellista hallintaa suorituskyvyn optimoimiseksi. Yleensä ei sovellu hätätilanteisiin. Veden uudelleenkontaminaatioriski, ellei jälkikäsittelyssä käytetä kloorausta.

Käytännön ohjeita Oxfamin säiliöiden käyttöönotosta hitailla hiekkasuodattimilla on Oxfamin teknisessä käsikirjassa ”Vedensuodatuslaitteet”. Oxfam Supply Centre ei enää varastoi hitaan hiekkasuodatuksen laitteita, mutta tässä käsikirjassa on täydellinen luettelo tarvittavista osista, joita voi tilata pyynnöstä.

pH:n säätö

Oxfamin yleisimmin käyttämä koagulantti on alumiinisulfaattijauhe (Oxfam-koodi FAS ), joka ei olekaan kovin vahva koagulantti, mutta jolla on etunaan, että sitä voidaan helposti kuljettaa ilmateitse ja sitä on melko yleisesti saatavilla eri puolilla maailmaa. Sen pH-alue on kuitenkin melko kapea, ja se toimii parhaiten pH-arvojen 6.5 ja 7.5 välillä, ja näiden rajojen ulkopuolella sen tehokkuus on alhainen.

laskee, joten kompensoimiseksi on käytettävä enemmän. Tämä tapahtuu, kun alumiinisakan liukoisuus kasvaa dramaattisesti tämän alueen ulkopuolella, mikä tarkoittaa, että jos pH on liian korkea tai liian matala, flokkaussakka ei pysty muodostumaan helposti. Koska (happaman) alumiinisulfaatin lisääminen veteen alentaa pH-arvoa (reagoimalla sen luonnollisen emäksisyyden kanssa), on olemassa riski, että veden pH laskee optimaalisen alueen ulkopuolelle. Jos veden emäksisyys tai puskurointikapasiteetti on riittämätön, on lisättävä emästä, yleensä lisäämällä sammutettua kalkkia (CaO), koska tämä nostaa veden pH-arvoa. Ohjeellisesti noin 7–14 kg kalkkia lisättynä 95 m3: iin vettä tarjoaa sopivan pH-tason säätötason, vaikka todellinen määrä on selvästikin määritettävä osana purkkitestejä.

Raudanpoisto

Ilmastusta voidaan käyttää rautapitoisuuden vähentämiseen. Ilmastus hapettaa rauta(II)-ionin liukenemattomaksi rauta(III)-ioksi, ja sakka voidaan poistaa suodatusainepedillä. Viime aikoina on tehty jonkin verran tutkimuksia yksinkertaisen ilmastus- ja suodatusjärjestelmän parissa, jossa raudanpoistolaitosten suunnittelua voidaan yksinkertaistaa. Veden kulku rakoputken läpi tuottaa hyvin rajallisen vesisuihkun, joka on riittävästi ilmastettu raudan hapettamiseksi, jolloin se voidaan suodattaa pois matalaan karkean hiekan kerrokseen.

0.1 m ja 0.15 m hiekkasyvyyksiä on testattu 1.18 mm hiekalla (tuettuna 0.05 m paksuisella 6 mm sorakerroksella) ja 0.2 m syvyyttä 1.3 mm hiekalla. Suodatinkerroksille johdettiin rautapitoista pohjavettä (keskimäärin 7.5 mg/l). 1.18 mm hiekkakerrokset tuottivat jatkuvasti suodatettua vettä, joka täytti WHO:n suosittelemat 0.3 mg/l -tasot (eli 96 %:n vähennys), kun taas 1.3 mm hiekkakerrokset tuottivat myös WHO:n raja-arvon alapuolelle jäävää vettä, mutta vähemmän johdonmukaisesti.

Nämä suodattimet tukkeutuvat ajan myötä loukkuun jääneistä kaasuista ja rautasaostumista, mutta ne voidaan puhdistaa esimerkiksi viikoittain tai virtauksen vähentyessä (katso taulukko) sekoittamalla hiekkapatja varovasti kokonaan kolme kertaa kepillä varoen sekoittamasta liikaa, koska se häiritsee biofilmiä.

Tyypillinen virtausnopeus m/h

CleanTukkeutunut
1.18 mm hiekkaa1.910.51
1.30 mm hiekkaa3.180.76

Oxfamin vedenkäsittelymoduulit

Yhteenveto

Oxfam kehitti kaksi eräkäsittelymoduulia vedenkäsittelyyn. Useita järjestelmiä voidaan asentaa rinnakkain, mutta eri tilanteet vaativat muutoksia tähän, erilaisia ​​säiliökokojen yhdistelmiä tai jopa täysin erilaista lähestymistapaa. Joidenkin tuotteiden saatavuuden lisääntyessä eri maissa näiden täydellisten sarjojen kysyntä on laskenut, eivätkä ne ole enää varastotuotteita. Ohjeelliset kustannukset on annettu, ja niitä voi tilata pyynnöstä Oxfamin toimituskeskuksesta.

Nopea eräkäsittelymoduuli

Tämä moduuli sisältää kaikki laitteet pienimuotoisen ja lyhytaikaisen vedenkäsittelylaitoksen perustamiseen ensimmäisessä vaiheessa. Siinä on kevyt pumppu, imupuolen annostelusarja ja 30 m3:n sipulisäiliö flokkausta ja laskeutusta varten, jonka jälkeen se täyttää kaksi 10 m3 :n rakkulaa kloorausta ja varastointia varten. Noin 6 tunnin laskeutuksen ja 2 tunnin täytön ja tyhjennyksen perusteella tämä moduuli voisi toimittaa jopa 60 m3 vettä päivässä, mikä riittäisi noin 4 000 ihmiselle. Moduuli sisältää veden mittaus- ja testauslaitteet annostelukemikaalien määrittämiseksi. Se sisältää myös työkalusarjan asennusta ja jatkuvaa huoltoa varten.

Kokenut kansanterveysinsinööri ja kolme teknistä tai koulutettua työntekijää voivat asentaa ja käyttää tätä moduulia. Hoitoprosessin maksimaalinen teho edellyttää 15–18 tunnin vuorotyötä päivässä.

image27
Kuva 11 - Oxfamin eräkäsittelypakkauksen asettelu

Mukana komponentit

linjaKoodiMääräTuotetiedot
1TRR301Säiliösarja, Onion – 30m³
2TBT102Säiliösarja, rakko – 10m³
3FASD1Kemikaalien annostelusarja, imupuoli
4PR21Pumppusarja, pintavesi, 2″ – Kevyt bensiinimoottori
5TWCT2Oxfam Jerry-ämpäri, 14 litraa – 200 kpl
6G2152Letku, joustava, vahvistettu, 2 tuumaa, 30 m
7G2166Liitin, letku, 2″ BSP(naaras)
8G2173Liitin, letku, 2″ BSP(M)
9G21812Letkunkiristin, pultattu
10G2232T-liitin, tasakokoinen, 2 tuumaa, BSP (naaras)
11G3252Kulmaliitin, 3 tuuman BSP (naaras)
12G3202Nippa, 3 tuuman BSP (M)
13FCL25Kloorirakeet, 5 kg
14FAS1Alumiinisulfaatti, rakeet, 25 kg – 40 kpl
15FMT1Veden mittaus- ja testaussarja
16FPO2Pooltesteri – kloorille ja pH:lle
17FD11Tabletit, pikatesti Pooltesterille – 250 kpl
18RPF1Tabletit, pikatesti Pooltesterille – 250 kpl
19OS1Työkalusarja, Työmaa

Tilavuus (m³): 8.202

Paino (kg): 2208

Ohjeellinen hinta (GBP: 12 000 £)

Keskikokoinen panosvedenkäsittelymoduuli

Tämä moduuli sisältää kaikki tarvittavat laitteet yksinkertaisen vedenkäsittelyjärjestelmän asentamiseen, jossa käytetään flokkausta, laskeutusta ja kloorausta. Noin kuuden tunnin laskeutusajan (käyttäen kahta eräkäsittelysäiliötä vuorotellen) ja kahden tunnin täyttö- ja tyhjennysajan perusteella olisi mahdollista toimittaa jopa neljä säiliötä tai 180 m3 käsiteltyä vettä päivässä, mikä riittäisi noin 12 000 ihmiselle. Moduuli sisältää veden mittaus- ja testauslaitteet annostelukemikaalien määrittämiseksi. Se sisältää myös työkalusarjan asennusta ja jatkuvaa huoltoa varten.

Kokenut kansanterveysinsinööri ja kuusi teknistä tai koulutettua työntekijää voivat asentaa ja käyttää tätä moduulia. Hoitoprosessin maksimaalinen teho edellyttää kahdeksantoista tunnin vuorotyötä päivässä.

image14
Kuva 11 - Oxfamin eräkäsittelypakkauksen asettelu
linjaKoodiMääräTuotetiedot
1T45S3Säiliösarja, 45 m³, Teräkset
2T45L3Säiliösarja, 45 m³, sisäsäiliö ja lisävarusteet
3TUR1Säiliön katto, yleismalli, PVC
3FASD1Kemikaalien annostelusarja, imupuoli
5P41Pumppusarja, pintavesi, 4″, dieselmoottori
6G3152Letku, joustava, vahvistettu, 3 tuumaa, 30 m
7TBTM1Liitinsarja, eräkäsittely
11FCL25Kloorirakeet, 5 kg
12FAS1Alumiinisulfaatti, rakeet, 25 kg – 40 kpl
13FMT1Veden mittaus- ja testaussarja
14FPO2Pooltesteri – kloorille ja pH:lle
15FD11Tabletit, pikatesti Pooltesterille – 250 kpl
16RPF1Tabletit, pikatesti Pooltesterille – 250 kpl
17OS1Työkalusarja, Työmaa
15OL1Tikkaat

Ohjeellinen hinta (GBP): 20 000 puntaa

Tilavuus (m³): 8.202

Paino (kg): 2208

Käyttö/hallinta (irtotavarana vesihuolto)

Yhteenveto

Tässä osiossa käsitellään joitakin tärkeimpiä huolenaiheita, joita järjestelmän hallinnassa, käytössä ja ylläpidossa kohdataan.

Kustannustehokkuus

Ensimmäisessä vaiheessa hätätilanteiden nopeus ja välittömien tarpeiden täyttäminen on etusijalla. Tämä voi johtaa lyhytaikaisiin päätöksiin, jotka eivät ole teknisesti sopivin tai kustannustehokkain ratkaisu. Suunnitelmat tulisi laatia heti, kun käy selväksi, että tilanne voi kestää kuukausia viikkojen sijaan. On tärkeää ottaa huomioon laatu, määrä ja luotettavuus yhdessä kustannustehokkuuden ja kestävyyden kanssa sekä se, kuka on vastuussa pitkän aikavälin hallinnasta, miten kulutustarvikkeet ja varaosat hankitaan, missä tekninen asiantuntemus sijaitsee ja miten kaikki tämä rahoitetaan tyypillisessä humanitaarisessa skenaariossa, jossa rahoitus vähenee nopeasti vakautusvaiheen edetessä, uusia kriisejä syntyy muualla ja siitä tulee uusi pitkittynyt, unohdettu kriisi.

Toiminta

On varmistettava, että pumppausohjelmat ja kemikaalien annostelu koordinoidaan hyvin. Aina kun vettä on tarpeen pumpata lähteestä, pumpun käyttäjän on ilmoitettava siitä kemikaalien annostelusta vastaavalle henkilölle, jotta hän voi lisätä kemikaalit oikeaan aikaan. Aina kun raakavesisäiliö on tyhjennetty klooraussäiliöön, pumpun käyttäjälle on ilmoitettava, jotta raakavesisäiliöt voidaan täyttää uudelleen järjestelmän tuoton maksimoimiseksi. Pumppaukselle/säiliön tyhjennysaikataulu on laadittava, jossa määritellään kaikkien suoritettavien toimintojen aika ja kuka ne suorittaa. Käyttäjien on täytettävä lomakkeet todellisen suorituskyvyn kirjaamiseksi – katso lomake 3 liitteessä 3.

Seuranta

Erilaisia ​​parametreja tulisi mitata säännöllisesti, jotta voidaan:

  • Kirjaa ylös, toimivatko leikkaus- ja käsittelyjärjestelmät oikein.
  • Paljasta tarve säätää käsittelyä raakaveden laadun muutosten mukaan.
  • Avustaa varastonhallintaa.

Sameus, pH, fekaaliset koliformit, alunan kulkeutuminen ja kloorijäämät on mitattava, ja sitä varten on vakiolomake liitteessä 3, lomake 2. (Käytä FMT-pakkausta )

Järjestelmän tuottamasta vesimäärästä sekä päivittäin käytettyjen kemikaalien ja polttoaineen määristä tulee pitää päivittäin kirjaa. Nämä tiedot tulee toimittaa esimiehille tai vastuuhenkilölle, jotta hekin tietävät, mitä järjestelmässä tapahtuu. Tämä mahdollistaa etukäteissuunnittelun, jotta kemikaaleja, polttoainetta jne. voidaan tilata varastoon. Nämä tiedot paljastavat myös järjestelmän ongelmat, sillä hyvät tiedot voivat usein auttaa ongelman tunnistamisessa nopeasti, katso liite 3, lomake 3.

Kemikaalien käyttö ja turvallinen käsittely

Kemikaalipussit tai -säiliöt tulee säilyttää turvallisessa varastossa. Ne tulee suojata sateelta, kosteudelta ja auringolta, ja ne tulee varastoida irti maasta puisilla lavoilla tai vastaavilla. Huonosti varastoidut kemikaalit voivat pilaantua ja niistä tulee vain vähän tai ei ollenkaan hyötyä. Kemikaalit ovat kalliita, eikä niitä ole helppo hävittää tai korvata pilaantumisen jälkeen. Jos kemikaaleja ostetaan maasta, niiden laatu on tarkistettava sen varmistamiseksi, että ostettavaa on määritelty ja vaadittu määrä.

Kemikaaleja tulee käsitellä varoen. Alumiinisulfaattia ja erityisesti klooria tulee käyttää vain hyvin ilmastoiduissa tiloissa. Vältä kemikaalien höyryjen/jauheen hengittämistä.

Erityisesti kloori voi olla erittäin vaarallista. Kastuessaan tai sekoittuessaan veteen siitä tulee syövyttävää. Lisää jauhetta veteen sekoitettuna pieniä määriä kerrallaan ja sekoita huolellisesti roiskumisen välttämiseksi. Käytä kumikäsineitä kloorin kanssa työskennellessäsi käsien suojaamiseksi.

Jos klooriliuosta roiskuu iholle tai käsille, pese se välittömästi runsaalla vedellä. Jos liuosta roiskuu silmiin, huuhtele niitä toistuvasti puhtaalla vedellä ja hakeudu lääkäriin mahdollisimman pian. Alumiinisulfaattiliuos (aluna) on erittäin syövyttävää. Se liuottaa metallitynnyreitä hitaasti.

Lietteen poisto ja säiliöiden puhdistus

Sedimentaatioprosessi tarkoittaa, että vedestä erotetaan likaa, joka jää säiliön pohjalle lietteeksi, kun puhdas vesi tyhjennetään klooraussäiliöihin. Alumiinin käytöstä kertyvä liete sisältää paljon metallia, ja on varmistettava, ettei se saastuta pintavettä tai maatalousmaata. Lyhyellä aikavälillä se voidaan mahdollisesti johtaa viereiseen kaivoon, jos vesi tunkeutuu luonnollisesti maaperään, mutta myös pohjaveden saastumisriskit on otettava huomioon. Sitä ei tule päästää takaisin vesistöön. Menetelmän tulee olla paikallisten ympäristömääräysten mukainen ja sen tulee olla paikallisten viranomaisten ja valuma-alueen yhteisön hyväksymä. Pitkällä aikavälillä lietteen hävittämisestä voi tulla vakava logistinen ja ympäristöongelma. Tällaisessa tapauksessa tulisi harkita vaihtoehtoja kemialliselle koagulaatiolle.

Akvaarioiden puhdistuksessa siivoojaryhmän tulisi mennä akvaarioon ja harjoilla puhdistaa sedimentti huolellisesti säiliöstä sekä puhdistaa säiliön seinät ja pohja. Samalla on hyvä pestä säiliö laimealla (0.05 %) klooriliuoksella. Normaalisti tämä puhdistus tehdään joka viikko tai joka toinen viikko, mutta joskus se voidaan tehdä harvemminkin.

Myös klooraussäiliö on hyvä pestä säännöllisesti, vaikkakaan sitä ei tarvitse tehdä yhtä usein kuin sedimentaatiosäiliötä.

On erittäin tärkeää olla varovainen, ettei säiliöiden vuorauksia repeä. Kengät on riisuttava, eikä teräviä työkaluja saa käyttää tai viedä säiliöön. Jos vesi on erittäin sameaa, muodostuu suuri määrä lietettä, jota ei välttämättä saada pois 3 tuuman pohjassa olevan poistoaukon kautta. Tässä tapauksessa se on poistettava käsin tai huuhdeltava vesisuihkulla.

Ongelmia, jos käytetään liikaa alumiinisulfaattia (alunaa)

Eri aikoina lisättävän alunan määrä vaihtelee veden laadun mukaan. Tämä tarkoittaa, että jos vesi on tavallista likaisempaa, alunaa on käytettävä tavallista enemmän. On kuitenkin erittäin tärkeää, ettei lisättyä ylimääräistä määrää lisätä liikaa, muuten alunaa siirtyy juomaveteen ja antaa vedelle metallinmakua. Tämä ei vahingoita ihmisiä sillä hetkellä, mutta on mahdollista, että muutaman vuoden kuluttua sillä voi olla pitkäaikaisia ​​haitallisia terveysvaikutuksia. Tästä syystä on oltava erittäin varovainen, ettei alunaa käytetä liikaa.

Johtaminen ja koulutus

Kaikissa edellä mainituissa toiminnoissa hyvä johtaminen ja koulutus ovat olennaisia ​​sen varmistamiseksi, että menettelyjä noudatetaan tarkoitetulla tavalla. Järjestelmän kehittämisestä ja käytöstä/ylläpidosta tulisi laatia käsikirja, jossa esitetään yksityiskohtaisesti kaikki järjestelmän kehittämiseen ja käyttöön/ylläpitoon liittyvät seikat, ja johon tulisi sisältyä:

  • Järjestelmän kehityksen historia.
  • Mahdolliset tulevat päivityssuunnitelmat.
  • Vedenlaadun analyysi.
  • Täydellinen sarja järjestelmän asettelua koskevia piirustuksia, jotka sisältävät venttiilien/liitosten jne. sijainnit, sekä korkeuspiirustus putkistoprofiileineen.
  • Täydellinen kirjallinen käyttöaikataulu, joka sisältää kaikkien toimintojen ajoitukset; kemikaalien annostelu ja määrät, pumpun käyttö/huolto ja polttoaineen kulutus, kaikkien venttiilien avaamis- ja sulkemisajat. (Pidä nämä saatavilla käyttäjän omalla kielellä, jos hän osaa lukea.)
  • Luettelo kaikkien työntekijöiden nimistä, tehtävistä, vuoroajoista ja varahenkilöistä poissaolon/sairauden jne. varalta, palkkataulukoista ja henkilöstön organisaatiokaaviosta.
  • Tiedot esimiehistä, joille käyttäjien tulee ilmoittaa vikojen ja ongelmien ilmetessä ja joiden tulee ryhtyä toimenpiteisiin. (Näiden esimiesten on oltava tavoitettavissa joka päivä joko henkilökohtaisesti tai radiolla, jos käyttäjillä ei ole valmiuksia suorittaa korjauksia itse).

Lisäksi on välttämätöntä:

  • Pidä varastossa varaosia ja tarvikkeita sovitun ajanjakson ajan osista, jotka todennäköisesti rikkoutuvat, ja pidä näistä osista riittävästi varastoa kurissa.
  • Pidä kemikaalien (huolehdi kloorin säilyvyydestä) ja polttoaineen varastoa riittävästi sovitun ajanjakson ajan ja hallitse varastoa, pitäen selkeä käsitys siitä, kuka ostaa nämä ja milloin. Onko käytettävissä budjettia?

Työntekijöiden motivointi ja palkkaus ovat toinen tärkeä näkökohta. Työajat, erityisesti yöaikaan, jolloin valvontaa on vähän tai ei ollenkaan ja jolloin työntekijät saattavat mennä nukkumaan, on asetettava huolellisesti ongelmien välttämiseksi. Palkka ja kannustimet on asetettava riittävän korkeiksi kannustamaan työntekoon asianmukaisella läsnäololla ja suorituksella, kun taas täysi osallistuminen ja selittäminen auttavat antamaan työntekijöille tunteen osallistumisesta. Heidän kokemustaan ​​järjestelmän käytöstä tulisi arvostaa ja hyödyntää tarvittaessa.

Lopuksi tulisi varata aikaa myös käyttäjien kouluttamiseen järjestelmien käyttöön käymällä läpi jokainen toiminnan vaihe ja varmistamalla, että käyttäjät voivat havainnollistaa, miten se tehdään. Tämän jälkeen tulisi järjestää käyntejä veden laadun ja määrän tarkistamiseksi sekä antaa koulutuskertauksia. On myös tärkeää saada palautetta käyttäjiltä, ​​esimerkiksi pakolaisilta itseltään, sen varmistamiseksi, että kaikki on hyvin käyttäjän näkökulmasta. Yhteisön vuorovaikutus tulisi sisällyttää osaksi koulutusta.

Aiheeseen liittyvät resurssit

Automaattinen käännös

Huomaa että tämä on konekäännös eikä se ole täydellinen. Kaikki artikkeleita on kirjoitettu Englanti ja jos jokin näyttää epäselvältä, tarkista asia uudelleen Englanti.