Очистка грунтовых вод, загрязненных промышленным предприятием Оловозавод г. Новосибирска

- Дипломом победителя и медалью  конкурса «Новосибирская марка» (2003 г.)

 

Предприятие поставляет продукцию для потребителей:

 

1) Металлургической промышленности;

 

2) Пищевой и электроламповой  промышленности;

 

3) Автомобильных, радиаторных и  машиностроительных заводов;

 

4) Электронной и электротехнической  промышленности;

 

5) Химической и стекольной промышленности;

 

6) Нефте-, газо-, угольной промышленности;

 

7) Морского, речного и железнодорожного  транспорта.

 

Предприятие имеет собственную  сырьевую базу (горно-обогатительные комбинаты: «Востоколово», «Тянь-Шаньолово»), а  также, обладает большим пакетом акций крупнейшего российского оловодобывающего предприятия ОАО «Сахаолово».

3. Показатели качества питьевой  воды

 

Для оценки качества воды применяют  физические, химические, бактериологические и технологические методы анализа. При учете динамике состава воды в источниках водоснабжения важно, чтобы данные анализа совпадали с биологическими показателями и отражали качество именно той воды, которая будет поступать в водозабор и направляться на обработку. Поэтому выбор источника водоснабжения и отбор проб из него следует проводить в строгом соответствии с ГОСТом.

3.1 Физические показатели

 

При оценки качества воды источника  необходимо знать ее физические показатели (температуру, запах, вкус, мутность и  цветность).

 

Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, его влажности, скорости и характера движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в значительных пределах. Температура воды подземных источников относительно постоянна и составляет обычно 4-8оС. Оптимальной температурой воды для питьевых целей считается 7-11оС.

 

Цветность воды - интенсивность окраски, выраженная по платиново-кобальтовой  шкале. Один градус шкалы соответствует  цвету 1 литра воды, окрашенного добавлением 1 мг соли - хлорплатината кобальта. Цветность воды подземных вод вызывается соединениями железа, реже - гумусовыми веществами (грунтовка, торфяники, мерзлотные воды); цветность поверхностных - цветением водоёмов. По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 на питьевую воду, цветность воды не должна быть выше 20о.

 

Мутность определяется содержанием  в воде взвешенных веществ. Сравнивая  при одинаковом освещении образец  исследуемой воды и образцы дистиллированной воды, того же объёма, искусственно замутнённые  определённым количеством стандартной  взвеси, подбирают образец с наиболее подходящей концентрацией. Мутность может выражаться в миллиграммах на литр (мг/л), единицах мутности по формазину или единицах мутности NTU. Мутность воды подземных источников, как правило, невелика и обуславливается взвесью гидрооксида железа. В поверхностных водах мутность чаще обусловлена присутствием фито- и зоопланктона, глинистых или илистых частиц, поэтому величина зависит от времени паводка (межени) и меняется в течение года. По нормам СанПиН 2.1.4.559-96, мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л.

 

Вкус вызывается наличием в воде растворенных веществ и может  быть соленым, горьким, сладким и  кислым. Природные воды обладают, как  правило, только солоноватым и горьковатым  привкусом. Солёный вкус вызывается содержанием хлорида натрия, горький - сульфата магния. Кислый вкус воде придаёт большое количество растворённой углекислоты. Вода может иметь также чернильный или железистый привкус, вызванный солями железа и марганца или вяжущий привкус, вызванный сульфатом кальция. По нормам СанПиН 2.1.4.559-96, привкус должен быть не более 2 баллов.

 

Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными  остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями  и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов - хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов или органических и хлорорганических загрязнений. Различают природный запахи:

 

Ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневый, рыбный, травянистый, неопределённый и сероводородный. Запахи искусственного происхождения называют по определяющим их веществам: фенольный, хлорфенольный, нефтяной, смолистый и так далее. Интенсивность запаха измеряется органолептически по пятибалльной шкале:

 

0 баллов - запах и привкус не  обнаруживается;

 

1 балл - очень слабые запах или  привкус (обнаруживает только  опытный исследователь);

 

2 балла - слабые запах или  привкус, привлекающие внимание  неспециалиста;

 

3 балла - заметные запах или  привкус, легко обнаруживаемые  и являющиеся причиной жалоб;

 

4 балла - отчётливые запах или  привкус, которые могут заставить  воздержаться от употребления  воды;

 

5 баллов - настолько сильные запах  или привкус, что вода для  питья совершенно непригодна.

 

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 запах воды должен быть не более 2 баллов.

3.2 Химические показатели

 

Химический анализ природной воды имеет решающее значение в практике водоснабжения. Результаты анализа  позволяют установить пригодность  источника для питьевого и  технического водоснабжения, наличия  в воде вредных для организма загрязнений или соединений, способствующие ее коррозийной активности, вспениванию, образованию накипи и т.д.

 

На основании сопоставления  результатов анализа природной  воды с требованиями, представляемыми  к ней потребителем, можно судить о том, каким процессом очистки следует подвергнуть эту воду для улучшения тех или иных показателей ее качества.

 

К химическим определениям относится  установление активной реакции воды, окисляемости, азотсодержащих веществ, растворенных в воде газов, плотного остатка и потерь при прокаливании, жесткости и щелочности. А так же хлоридов, сульфатов, железа, марганца и других элементов.

 

Активная реакция воды, т.е. степень  ее кислотности или щелочности, определяется концентрацией водородных ионов, точнее, их активностью.

 

Активность представляет собой  эффективную концентрацию вещества, учитывающую взаимодействие его  ионов или молекул друг с другом, а также с молекулами растворителя.

 

Окисляемость воды. Наличие в  природных водах органических и  некоторых легкоокисляющихся неорганических примесей (сероводорода, сульфитов, железа (II) и др.) обусловливает определенную величину окисляемости воды. В связи с тем что окисляемость поверхностных вод объясняется главным образом наличием органических веществ, установление окисляемости, т.е. количества кислорода, необходимого для окисления примесей в данном объеме зоды, является одним из косвенных методов определения органических веществ в воде.

 

Окисляемость природных, особенно поверхностных, вод не является постоянной величиной. Изменение химической характеристик, поступающих в воду веществ меняет величину ее окисляемости. Повышенная окисляемость воды свидетельствует о загрязнении источника и требует применения соответствующих мероприятий по его охране при использовании для водоснабжения. Внезапное повышение окисляемости воды служит признаком загрязнения ее бытовыми сточными водами, поэтому величина окисляемости - важная гигиеническая характеристика воды.

 

Окисляемость определяют обработкой исследуемой воды марганцевокислым калием (пермангнатная окисляемость).

 

Определение окисляемости является не только способом установления концентрации органических веществ, но в сочетании  с другими показателями, например с цветностью, может служить и  методом определения их происхождения.

 

Азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитритные и нитратные ионы) образуются в воде в результате разложения белковых соединений, попадающих в нее почти всегда со сточными бытовыми водами, сточными водами коксобензоль-ных, азотнотуковых и других заводов. Белковые вещества под действием микроорганизмов подвергаются распаду, конечный продукт которого - аммиак. Наличие последнего свидетельствует о загрязнении воды сточными водами.

 

Сухой остаток и потеря при прокаливании. О количестве солей, содержащихся в  природных водах, можно судить по величине сухого остатка и потере массы при прокаливании. Сухой остаток, образующийся при выпаривании определенного объема воды, предварительно профильтрованной через бумажный фильтр, состоит из минеральных солей и нелетучих органических соединений. Органическая часть сухого остатка воды определяется потерей его при прокаливании.

 

Наличие в воде большого количества сульфатов нежелательно, так как  сульфат натрия, например, нарушает деятельность желудочно-кишечного  тракта, а сульфаты кальция и магния повышают некарбонатную жесткость воды.

 

Сульфаты и хлориды в определенных концентрациях являются причиной коррозийной  активности (агрессивности) воды.

 

Воды, содержащие большое количество сульфатов, оказывают разрушающее  действие на бетонные конструкции.

 

Щелочность воды. Под общей щелочностью  воды подразумевается сумма содержащихся в воде гидроксильных ионов (ОН) и  анионов слабых кислот, например угольной (ионов НСОз, СОз). Поскольку в  большинстве природных вод преобладают  углекислые соединения, различают обычно лишь гидрокарбонатную и карбонатную щелочность. При некоторых приемах обработки воды и при рН ее выше 8,5 возникает гидратная щелочность.

 

Щелочные металлы. Из ионов щелочных металлов в воде наиболее распространены Na и К, попадающие в воду в результате растворения коренных пород. Основным источником натрия в природных водах являются залежи поваренной соли. В природных водах натрия содержится больше, чем калия. Это объясняется лучшим поглощением последнего почвами, а также большим извлечением его из воды растениями.

 

Жесткость воды. Жесткость природных  вод обусловливается наличием в  них солей кальция и магния. Ионы Са2+ поступают в воду при  растворении известняков под  действием содержащейся в воде углекислоты  водой гипса

 

СаС03 + Н20 + С02 <± Са2+ + 2НСОо

 

Основным источником ионов магния служат доломиты, также растворяющиеся водой в присутствии углекислоты.

 

Хотя указанные соли и не являются особо вредными для организма, наличие  их в воде в больших количествах  нежелательно, так как вода становится непригодной для хозяйственно-питьевых нужд и промышленного водоснабжения. В жесткой воде плохо развариваются овощи, перерасходуется мыло при стирке белья. Жесткая вода непригодна для питания паровых котлов; ее нельзя использовать во многих отраслях промышленности.

 

Общая жесткость воды представляет собой суммы карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

 

Карбонатная жесткость, связанная  с присутствием в воде в основном гидрекарбонатов кальция или  магния, почти полностью удаляется при кипячении воды. Гидрокарбонаты при этом распадаются с образованием углекислоты, в осадок выпадают карбонаты кальция и гидроксид магния.

 

Некарбонатная жесткость обусловливается  присутствием кальциевых и магниевых  солей серной, соляной и азотной  кислот и кипячением не устраняется.

 

Жесткость воды представляет сумму  эквивалентных концентраций ионов  Са2+ и Mg2+ и выражается в миллиграмм-эквивалентах на 1 л; 1 мг-экв/л жесткости отвечает 20,04 мг/л ионов Са'2+ или 12,16 мг/л  ионов Mg2+.

 

Железо и марганец. Железо в природных водах может находиться в виде ионов Fe2+ и Fe3+, неорганических (Fe(OH)3, Fe(OH)2, FeS) и органических коллоидов, комплексных соединений (главным образом органических комплексных соединений железа) и тонкодисперсной взвеси (Fe(OH)3, Fe(OH)2, FeS). В поверхностных водах железо содержится в виде органических комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсных взвесей. В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода железо обычно находится в виде солей железа (II). Форма, в которой присутствуют в природных водах железо и марганец, зависит от величины рН и содержания кислорода.

 

Обычно содержание железа и марганца не превышает нескольких десятков миллиграммов в 1 л воды. Хотя вода, содержащая и  более высокие количества этих ионов, совершенно безвредна для здоровья, все же для питьевых, промышленных и хозяйственных целей она непригодна, так как имеет неприятный чернильный или железистый привкус.

 

Наличие в воде железа и марганца может приводить к развитию в  трубопроводах железистых и марганцевых бактерий, использующих в процессе своей жизнедеятельности энергию, выделяемую при окислении соединений с низшей в соединения с высшей валентностью. Продукты жизнедеятельности бактерий накапливаются в таких количествах, что могут значительно уменьшить сечение водопроводных труб, а иногда и полностью их закупорить.

 

Соединения кремния. Кремний присутствует в природных водах в виде минеральных  и органических соединений. Выщелачивание  силикатных пород обогащает природные  воды кремниевой кислотой и ее солями. Кремниевая кислота очень слабая и диссоциирует на ионы в незначительной степени.

 

Наличие соединений кремния в питьевой воде не вредно для здоровья. Если же вода используется для питания паровых  котлов высокого давления, содержание самого незначительного количества кремниевой кислоты недоступно из-за образования плотной силикатной накипи.

 

Соединения фосфора. Фосфор встречается  в воде в виде ионов ортофосфорной  кислоты или органического комплекса, а также в виде взвешенных частиц органического и минерального происхождения. Соединения фосфора содержатся в природных водах в ничтожных количествах, однако имеют огромное значение для развития растительной жизни в водоемах.

 

Растворенные в воде газы. Из растворенных в воде газов наиболее важными  для оценки ее качества являются углекислота, кислород, сероводород, азот и метан. Углекислота, кислород и сероводород при определенных условиях придают воде коррозийные свойства по отношению к бетону и металлам.

 

Углекислота встречается в больших  или меньших количествах во всех природных водах. Подземные воды обогащаются углекислотой за счет разложения органических соединений в воде и почвах, а также вследствие протекающих в глубине геохимических процессов.

 

Уменьшение содержания С02 в природных  водах может происходить благодаря выделению углекислоты в атмосферу, растворению карбонатных пород с образованием гидрокарбонатов или в результате фотосинтеза.

 

Агрессивные свойства углекислоты  основаны на ее способности взаимодействовать  с карбонатными породами и переводить их в растворимые в воде гидрокарбонаты, а также на некотором снижении рН среды, в результате чего усиливается электрохимическая коррозия некоторых металлов, например железа.