Требования к качеству воды и их классификация

2. Требования к качеству воды и их классификация

Качество воды природных источников определяют по наличию в ней веществ неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмов и характеризуют различными физическими, химическими, бактериологическими и биологическими показателями.

К физическим показателям относятся температура, запах, вкус, мутность, цветность, электропроводимость.

Химическими показателями качества воды являются общее количество растворенных веществ или сухой остаток, прокаленный остаток, активная реакция, или рН воды, окисляемость, щелочность, содержание газов, наличие азотсодержащих соединений, хлоридов, сульфатов, железа, марганца, кальция, магния, некоторых ядовитых и радиоактивных веществ.

Бактериологические или санитарные показатели характеризуют общую бактериальную загрязненность воды, а также содержание в ней бактерий кишечной палочки (бактерий coli).

Биологические показатели определяют наличие водных организмов, находящихся на поверхности (планктон) и в толще (нейстон) воды или располагающихся у дна водоема, берегов и на поверхности подводных предметов (бентос).

Требования к качеству природных вод могут быть самыми различными и зависят от целевого назначения вод.

Выбор и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения должны производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.03—87 «Правила выбора и оценка качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения». В соответствии с требованиями стандарта пригодность источников водоснабжения устанавливается на основе комплексной оценки санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории для подземных водоисточников, а также выше и ниже водозабора для поверхностных водоисточников, качества воды водоисточников с учетом указаний ГОСТ 2874—82, степени природной и санитарной надежности и стабильности их санитарного состояния.

В соответствии с п. 1.6 (ГОСТ 17.1.3.03—87) разрешается использовать источники водоснабжения, выбор которых согласован с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологического надзора, а также с медицинскими службами других ведомств, на которые возложено решение этого вопроса.

Выбор источника производственного водоснабжения производят с учетом требований, предъявляемых потребителями к качеству воды.

Различают воду, используемую для: хозяйственно-питьевых целей, а также в отдельных отраслях пищевой и бродильной промышленности; сельскохозяйственных целей — для орошения, в животноводстве; охлаждения; паросилового хозяйства, технологических целей промышленности; наводнения нефтяных пластов.

Хозяйственно-питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие органолептические показатели и быть пригодной для использования в быту. Основные показатели качества хозяйственно-питьевой воды регламентированы ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая» и СанПиН 4630—88.

Мутность. ....................................... до 1,5 мг/л

Цветность………………………………... до 20 град

Запахи и привкусы при 20°С . . . до 2 баллов

Хлориды......................................... до 350 мг/л

Сульфаты...................................... до 500 мг/л

Остаточный алюминий ......... ….. до 0,5 мг/л

Водородный показатель................ 6,5—8,5

Общая жесткость………………….. до 7 мг-экв/л

Фтор……………………………………… 0,7—1,5 мг/л

Желез ……………………………………. 0,3 мг/л

Марганец...................................... до 0,1 мг/л

Бериллий …………………………………. до 0,0002 мг/л

Молибден...................................... до 0,05 мг/л

Мышьяк............................... ………. до 0,05 мг/л

Свинец........................................... до 0,1 мг/л

Селен............................................. до 0,001 мг/л

Стронций........................................ до 2 мг/л

Радий—226 .................................. 1,2-10~10 Ки/л

Медь …………………………. до1 мг/л

Цинк................................................ до 5 мг/л

Гексаметафосфат........................... до 3,5 мг/л

Триполифосфат …………………... до 3,5 мг/л

Лолиакриламид . ......................... до 2 мг/л

Стронций...................................... 4*10-10 Ки/л

Нитраты.......................... ………… до 45 мг/л

Общее количество бактерий ………….. до 100

Коли-индекс ................................... до 3

Коли-титр........................................ более 300

Цисты патогенных кишечных простейших отсутствие

Сумма галогенсодержащих соединений до 0,1 мг/л

Хлороформ................................... . до 0,06 мг/л

Четыреххлористый углерод...... …. до 0,006 мг/л

Нефтепродукты............................ до 0,3 мг/л

Летучие фенолы…………………… до 0,001 мг/л

Отдельные производства пищевой промышленности, помимо регламентаций ГОСТ 2874—82, предъявляют к воде дополнительные требования. Так, в воде, используемой в пивоварении, не должны содержаться сульфаты, а концентрация железа не должна превышать 0,1 мг/л; в воде для винокуренного производства не должно содержаться хлористых магния и кальция; в воде для сахарного производства должно быть минимальное солесодержание и т. д.

Вода для охлаждения предназначается либо для охлаждения непрерывно работающих агрегатов, либо для отведения тепла от продукции производства. Вода при охлаждении может использоваться прямотоком, т. е. после однократного применения производится ее сброс в водоем, или с возвратом для многократного применения после охлаждения на градирне или в брызгальном бассейне.

Количество охлаждающей воды не нормируется, так как оно зависит от условий применения. При использовании охлаждающей воды не должно быть отложений в трубах и аппаратах, по которым она подается, так как они затрудняют теплопередачу и сокращают живое сечение, снижая интенсивность циркуляции и эффект охлаждения. Вода, используемая для охлаждения, не должна содержать крупных минеральных взвесей, большого количества железа и органических веществ во избежание засорения или биообрастания трубок холодильных, аппаратов и конденсаторов. Образования накипи из карбоната кальция в прямоточных охлаждающих системах, как правило, не наблюдается. Однако, в оборотных системах при нагреве воды теряется углекислота и возрастает вероятность накипеобразования. Этот процесс усиливается с повышением содержания в исходной воде бикарбоната кальция и интенсивности упаривания воды в системе, с увеличением потери углекислоты, с уменьшением содержания в охлаждающей воде органических веществ, которые препятствуют выпадению в осадок карбоната кальция, с повышением температуры нагрева охлаждающей воды и т. д. Следовательно, качество воды, используемой для охлаждения, при котором не происходит в холодильных аппаратах зарастания живого сечения и не возникает коррозии, должно определяться для конкретных условий специальным расчетом с учетом всех изложенных факторов.

Вода для паросилового хозяйства не должна образовывать накипи, вызывать коррозию металла и вспенивание котловой воды, не должна способствовать уносу солей с паром. Использование жесткой воды приводит к накипеобразованию на поверхности нагрева, что ухудшает теплопередачу, вызывает перерасход топлива и перегрев металла, а в конечном счете в результате образования свищей и отдулин происходит разрыв экранных и кипятильных труб и др.

Вспенивание котловой воды называется наличием фосфатов, щелочей, нефти, смазочных масел и синтетических поверхностно-активных веществ. Оно приводит к загрязнению пара и отложению примесей на лопатках турбин. Хлориды и сульфаты способствуют уменьшению вспенивания, коагулируя коллоидные соединения фосфатов.

При оценке качества питательной воды особое внимание следует уделять щелочам, которые являются активными пептизаторами и переводят в коллоидное состояние грубодисперсные вещества, создавая опасность загрязнения пара. Вместе с тем присутствие в воде щелочи значительно уменьшает растворимость соединений железа, предотвращая коррозию металла. В этих условиях образующийся при коррозии гидроксид железа (П) выделяется из раствора на поверхность металла, образуя плотную защитную пленку. Поэтому рекомендуется поддерживать в питательной воде минимальное содержание щелочи — 25—50 мг/л едкого натра. Наличие в питательной воде котлов высокого давления кремниевой кислоты приводит к образованию плотной накипи с низкой теплопроводностью.

Вода для технологических нужд промышленности в зависимости от ее целевого использования должна отвечать самым разнообразным требованиям. Так, в воде, используемой в горнодобывающей промышленности при добыче, отмывке, сортировке, гидротранспорте и обогащении полезных ископаемых, должны отсутствовать грубые взвеси. Весьма специфические требования предъявляют к воде, используемой для обработки готовой продукции, а также к воде, входящей в состав продукта.

Ряд промышленных предприятий предъявляет к воде требования, значительно превышающие лимиты ГОСТ 2874—82. Например, в воде, используемой для изготовления кино- и фотопленки, фотобумаги, не должно содержаться марганца, железа, кремнекислоты, ограничивается окисляемость воды и содержание хлоридов. В воде, используемой для приготовления растворов кислот и щелочей, красителей, мыла, жесткость должна быть до 0,35 мг-экв/л.

Вода для наводнения нефтяных пластов не должна вызывать зарастания или закупорки отверстий фильтров и кольматации пор нефтевмещающей породы в результате образования нерастворимых соединений при взаимодействии с пластовой водой и частицами породы, а также при изменении температуры. Поэтому, в закачиваемой воде должно содержаться не более 0,2 мг/л железа, 1 мг/л взвешенных веществ, 1 мг/л нефтепродуктов и др. Бикарбонаты в закачиваемой воде должны находиться в минимальном количестве, так как при их распаде при нагреве воды образуется осадок карбоната кальция. Аналогичные явления протекают, когда в закачиваемой воде присутствует растворенный кислород, который, окисляя железо (II) и сероводород, присутствующие в пластовой воде, способствует кольматации породы.

Вода для нужд сельского хозяйства (птице- и зоофермы, орошение, мелиорация и др.) по своему качеству должна соответствовать целевому использованию. Согласно СНиП, для водопоя птиц, зверей и сельскохозяйственных животных на фермах надлежит подавать воду питьевого качества. Допускается водопой животных водой с повышенным минеральным составом (сульфаты — (0,5—2,4) • 103, сухой остаток (1—5) 103, хлориды до (0,4—2) 103 мг/л, общая жесткость до 14—45 мг-экв/л), а также водопой водой с повышенной цветностью, с привкусом и запахами, при температуре 8—15 °С. При этом нормы качества воды принимаются в зависимости от вида и возраста животных. Водопой зверей и птиц водой не питьевого качества в каждом конкретном случае должен быть разрешен органами ветеринарного надзора.

Основное требование к качеству воды, используемой для орошения, — это предотвращение засоления почв в результате ее испарения и аккумуляции в ней солей. Сульфаты магния и натрия, углекислый и хлористый натрий засоляют почвы и делают их непригодными для агротехнических целей. Вода с небольшим содержанием сульфата кальция и углекислого магния с успехом может быть использована для поливного земледелия. Минерализация поливных вод в зависимости от метеорологических и агротехнических факторов, условий полива и дренирования может меняться в весьма широких пределах, не превышая 1,5 мг/л. Поливная вода с солесодержанием до 1 г/л пригодна для орошения независимо от местных условий.

Литература

вода качество питьевой

Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.

Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М., 1984.

Аюкаев Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л., 1985.

Вейцер Ю. М., Мииц Д. М. Высокомоллекуляриые флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.

Егоров А. И. Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.

Журба М. Г. Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.