Анализ существующей схемы очистки питьевой воды г. Новочеркасска

Неочищенная вода из резервуаров технической воды поступает в два смесителя, где происходит смешение воды с реагентами. В данном случае это коагулянт Полиоксихлорид алюминия (АКВА-АУРАТ-30), флокулянт – полиакриламид (АК-631) и хлор. Время пребывания воды в смесителе 1-2 минуты. Из смесителя вода поступает в камеры хлопьеобразования или камеры реакций, где происходит образование хлопьев коагулянта. Камеры реакций вихревого типа – 6 штук. Время пребывания воды в них – 10 минут.

Далее вода поступает в 6 отстойников горизонтального типа. Время пребывания воды – 30-40 минут. Осадок выводится на иловые площадки.

Затем вода по трубопроводу подается на 12 скорых фильтров с кварцево-песчаной загрузкой.

После этого вода поступает в резервуары чистой воды. Перед резервуарами чистой воды подается вторичный хлор. Происходит процесс обеззараживания фильтрованной  воды.

 

2.Специальная часть

2.1 Нормирование качества питьевой воды.

Вода играет огромную роль в биосфере. Она составляет важнейшую часть живого вещества, без которого жизнь невозможна. Доброкачественная питьевая вода в достаточном количестве обеспечивает организм необходимым количеством влаги для поддержания его нормальной жизнедеятельности. Без воды человек может прожить всего 5 -6 дней. Физиологическая потребность человека  в воде при отсутствии физических нагрузок в регионах с умеренным климатом составляет 2,5- 3.0 л/сут или 1000 л/год и 60 000 – 70 000 л за 60-70 лет жизни. При физических нагрузках эта потребность возрастает до 8-10 л/сут. Вода хорошего качества требует для производства и обработки пищевых продуктов и напитков, изготовления лекарственных средств, личной гигиены, поддержания санитарного состояния жилищ.

Водохозяйственные нормативы

Огромное значение для жизни людей имеет нормирование в сфере водопотребления. Водопотребление- использование воды на нужды населения, промышленности и сельского хозяйства с изъятием ее из водных объектов. Нормы качества воды устанавливают по показателям качества воды для конкретных видов водопользования (ГОСТ 27065 – 86).

В этой связи разработаны ПДК загрязняющего вещества в водоемах хозяйственно – питьевого и культурно – бытового водопользования. Эти ПДК определяют концентрацию загрязняющих веществ в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, а также не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Показатели, обеспечивающие экологическое благополучие водных объектов  и необходимые условия для охраны здоровья населения и водопользования, зафиксированы в нормах охраны вод (ГОСТ 17.1.1.01-77). Эти нормы предусматривают создание водоохранного комплекса  - системы сооружений и устройств для поддержания требуемого количества и качества воды в заданных створах и пунктах водных объектов. Для этих же целей создаются водоохранные зоны – территории, на которых устанавливается  особый режим, способствующий предотвращению истощения, загрязнения и засорения водных объектов. Важная роль в этих зонах принадлежит водоохранным лесам, которые регулируют гидрологический режим рек, уменьшают эрозию почв.

Естественная водообеспеченность (поверхностные и подземные воды) должна быть такой, чтобы в городах, имеющих канализацию, на каждого жителя приходилось по 170 – 250 л воды в сутки (крупнейших городах с населением свыше 1 млн жителей – до 350 л/сут), а при отсутствии канализации – 40 – 60 л/сут.

 

Требования, предъявляемые к источникам водоснабжения

Пригодность того или иного источника для целей водоснабжения определяется на основании данных его санитарного обследования с учетом результатов гидрогеологических, гидрологических, топографических изысканий.

Вода источников водоснабжения не должна содержать нежелательных примесей, которые не могут быть удалены современными методами обработки, а концентрация загрязнений, поддающихся устранению, должна соответствовать эффективности применяемых методов обработки.

Согласно ГОСТ 2874 – 73 в воде источников водоснабжения нормируется содержание хлоридов (не более 350 мг/л) и сульфатов (не более 500 мг/л) при общем солесодержании не более 1000 мг/л по плотному остатку. По согласованию с органами санитарно- эпидемиологической  службы в исключительных случаях допускается использование воды источников с солесодержанием до 1500 мг/л. Кроме того, в воде источников водоснабжения нормируется содержание веществ, токсичных для человека.

При несоответствии качества воды требованиям ГОСТ 2761 – 57 по тем или иным показателям, а также при содержании кишечных палочек более 10 000 в 1 л должна быть обеспечена дополнительная обработка воды, гарантирующая требуемое качество питьевой воды. Качество питьевой воды регламентируется ГОСТ 2874 – 73.

Нормирование концентрации тех или иных веществ обусловлено необходимостью обеспечения благоприятных органолептических свойств питьевой воды, безвредности ее химического состава и безопасности воды в санитарном отношении. Несоответствие хотя бы одного из этих нормативов требованиям ГОСТ 2874- 73 дает основания для признания непригодности воды для питьевых целей.

Согласно ГОСТ 2874-73, интенсивность специфических привкусов и запахов, появляющихся после хлорирования или любой другой реагентной обработки воды, должна быть не более 1 балла, т.е. запах и привкус может быть обнаружен только опытным аналитиком. Безопасность воды в санитарно- эпидемиологическом отношении гарантируется при условии соблюдения требований ГОСТ 2874-73 по бактериологическим показателям. Общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной питьевой воды не должны отсутствовать организмы, различаемые невооруженным глазом.

  

 

Оценка качества воды

Качество воды зависит от наличия в ней различных веществ неорганического и органического происхождения (в том числе микроорганизмов). Эти вещества могут находиться в воде в растворенном и нерастворенном (различной дисперсности) состоянии.

Качество воды характеризуется ее температурой, содержанием в ней взвешенных веществ, ее цветностью, запахом, привкусом, жесткостью, содержанием отдельных химических элементов и соединений, активной реакцией и другими показателями.

Качество воды источников водоснабжения и воды питьевой регламентируется ГОСТами: «Источники централизованного хозяйственно- питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества», «Вода питьевая» и др.

Содержание в воде взвешенных веществ характеризует содержание в ней нерастворимых веществ. Определяется путем фильтрования исследуемой воды через бумажный фильтр. Прирост в весе высушенных фильтров показывает содержание в воде взвешенных веществ. Обычно их измеряют в мг/л (миллиграммов сухого вещества, содержащегося в 1 л воды).

Взвешенные вещества состоят из частиц песка и глины, смываемых дождевыми и талыми водами в реки или вымываемых из русл, а также из органических взвесей.

Содержание в воде нерастворимых веществ может характеризоваться мутностью. Мутность воды определяется на специальных приборах -мутномерах. Принцип определения мутности основан на сравнении мутностей исследуемой воды с эталонной мутностью. Мутность выражается в мг/л.

Косвенной характеристикой содержания в воде нерастворенных веществ является прозрачность. Ее измеряют в стеклянном цилиндре с сантиметровой шкалой. Прозрачность выражается в сантиметрах слоя воды, через который еще виден нанесенный черной краской на белой пластинке условный знак в виде двух крестообразно расположенных линий толщиной 1 мм («крест») или специальный стандартный шрифт.

Наличие в воде растворенных газов, минеральных солей, органических веществ и микроорганизмов может придавать ей неприятные запах и привкус. Запах и привкус оценивают по условной пятибалльной шкале.

Наличие в воде солей кальция и магния характеризуется жесткостью воды, измеряемой в миллиграмм-эквивалентах на 1 л воды (мг-экв/л). Жесткость вычисляется путем деления количества вещества в мг/л, обусловливающего жесткость, на его эквивалентный вес.

Различают карбонатную жесткость, обусловленную наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную жесткость, обусловленную наличием в воде других солей кальция и магния. Суммарную жесткость называют общей жесткостью.

Важной санитарной оценкой качества воды является содержание в ней бактерий группы кишечной палочки (Coli) , являющейся типичным представителем кишечной микрофлоры, но не являющейся болезнетворной. Присутствие кишечной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и возможности попадания в нее болезнетворных бактерий (бактерий брюшного тифа, дизентирии). Поэтому при бактериологических анализах определяют коли-титр или коли-индекс. Коли – индекс – количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды.  

2.2. Анализ существующей схемы очистки питьевой воды г. Новочеркасска

Методы очистки воды зависят от качества воды в источнике водоснабжения, потребляемого расхода и требований, предъявляемых к качеству  воды потребителями. Во второй графе табл. 4 указаны допускаемые величины показателей качества воды для различных водопотребителей.

При очистке речной воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей в ряде отраслей промышленности, наиболее широко применяют осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды (дезинфекцию). При осветлении и обесцвечивании из воды удаляют взвешенные и гумусовые вещества, а при обеззараживании уничтожают бактерии.

Для некоторых производств требуется вода невысокой прозрачности. В этом случае может оказаться достаточным удаление из воды лишь грубодисперстных взвешенных веществ. Это достигается процеживанием воды через решетки и сетки, устанавливаемые в водозаборных сооружениях.

Удаление более мелких взвешенных веществ осуществляется простым механическим отстаиванием воды в отстойниках или отстаиванием ее в отстойниках с предварительным коагулированием.

Более глубоко и более эффективно происходит осветление воды при коагулировании и пропуске ее через «взвешенный слой» хлопьев, ранее отделенных от  воды. Сооружение, в котором происходит очистка воды этим способом, называется осветлением.

Для глубокого осветления воды обычно применяют ее фильтрование через песчаные фильтры.

Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, а затем хлорирование воды применяют также для устранения цветности и снижение окисляемости воды.

Обеззараживание воды производят хлорированием, озонированием, ультрафиолетовыми лучами и т.д.

Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания и дегазации воды применяют химические и физико-химические методы обработки воды. Их применяют одновременно с отстаиванием и фильтрованием.

В третьей графе табл. 4 указаны основные методы обработки воды для улучшения ее качества по отдельным показателям.

 

Таблица 4

 

Методы обработки воды для улучшения ее качества

 

Показатели  качества воды	Допустимые величины показателя качества для различных водопотребителей  и влияния этого  показателя на водопровод ные сооружения	Возможные методы обработки воды и другие мероприятия для изменения показателя качества воды или устранения его  влияния
1	2	3
ТЕМПЕРАТУРА	Оптимальная величина для питьевой воды от 7 до 11градусов, предельно допустимая для воды, используемой при охлаждении теплообменных аппаратов, обуславливается экономичностью их работы и технологичес кими требованиями	Охлаждение в градирнях, брызгальных бассейнах, водоемах-охлладителях
ПРИВКУС И ЗАПАХ	Для питьевой воды при температуре ее 20 градусов не более 2 баллов (см. ГОСТ 2874- -54 и ГОСТ 3351-46	Обработка хлором или раствором хло- ром извести, озоном, активированным углем. При наличии фенольных запа- хов хлорирование с предварительной аммонизацией (обработка аммиаком)
СОДЕРЖАНИЕ  ВЗВЕШЕННЫХ  ВЕЩЕСТВ	Для питьевой воды не более 2мг/л (прозрач- ность по шрифту не менее 30 см), для питания паровых котлов и для некоторых видов про- изводств, где вода соприкасается с продук- цией (производство тканей, кинопленки), не более 5 мг/л	Естественное отстаивание, отстаива- ние  с предварительным коагулирова- нием взвешенных веществ, фильтрова- ние.
ЦВЕТНОСТЬ	Для питьевой воды в среднем за год не более 20 градусов	Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, Хлорирование, озонирование.
ОКИСЛЯЕМОСТЬ	Не более 5-8 мг/л О2 (большая величина указывает на возможное загрязнение источ- никами сточными водами). Вызывает вспени вание воды в паровых котлах.	Проверка состояния источника, устано вление зоны санитарной охраны
1	2	3
РССТВОРЕННЫЙ   ОСТАТОК (СУХОЙ)	В воде источника, используемого для питье- вых целей, не более 1000 мг/л Для питания паровых котлов, а также для некоторых предприятий (производство син- тетического каучука, капрона, кинопленки, конденсаторной бумаги) допускаемая вели- чина во много раз меньше и должна опреде- ляться экономическими собраниями	Частичное обессоливание одним из следующих методов: испарение с последующей дистилляцией пара, ионный обмен, электрохимическое обессоливание Частичное или полное обессоливание теми же методами
ЖЕСТКОСТЬ	Для питьевой воды не более 7 мг-экв/л и в особых случаях не более 14 мг-экв/л. Для паровых котлов и некоторых предприятий (крашение тканей, производство  волокна) Жесткость не должна быть более 0,005-0,02 мг-экв/л В системах оборотного водоснабжения, со держащих теплообменные аппараты и охла- ждающие устройства (градирни, брызгаль- ные бассейны), ограничивается карбонат- ная жесткость добавочной воды	Умягчение одним из следующих методов: термическим, реагентным, ионитовым или комбинацией из перечисленных методов     Обработка кислотой, фосфатами, углекислотой дымовых газов
АКТИВНАЯ   РЕАКЦИЯ (pH)	Для питьевой воды в пределах 6,5-9,5. Малые значения рН обычно вызывают коррозию труб, что может ухудшить вкус воды Для воды промышленных водопроводов определяются технологическими требованиями с учетом других показателей качества воды (температура, общая щелочность, содержание кальция и растворенный остаток)	Подщелачивание известью или другой щелочью (содой, едким натром)   Стабилизация одним из следующих методов: подщелачивание, фосфатирование, подкисление, обработка дымовыми газами
СОДЕРЖАНИЕ  ЖЕЛЕЗА	Для питьевой воды не более 0,3 мг/л. Для некоторых предприятий (крашения тканей, производство кинопленки, триплекса) определяется технологическими требованиями	Обезжелезивания одним из следующих методов: аэрация с последующим отстаиванием и фильтрованием, коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, известкование с последующим отстаиванием  и фильтрованием, катионирование

 

1	2	3
СОДЕРЖАНИЕ  СУЛЬФАТОВ И  ХЛОРИДОВ	Для питания паровых котлов и для некоторых предприятий (гидрометаллургическая переработка цветных металлов, производство синтетического каучука, капрона) определяется в зависимости от общей степени минерализации воды	Частичное или полное обессоливание одним из следующих методов: испарение с последующей дистилляцией пара, ионный обмен, элнктрохимическое обессоливание
СОДЕРЖАНИЕ   ФТОРА	Для питьевой воды не менее 0,5 мг/л инее более 1,5 мг/л	Обработка фтористым или кремнефтористым натрием (при недостатке фтора в воде), обесфторивание воды магнезиальным методом или фильтрование ее через слой активированной окиси алюминия
СОДЕРЖАНИЕ  АММИАКА,   НИТРИТОВ	Наличие их является сигналом о возможном загрязнении источника бытовыми сточными водами	Обследование источника, устранение причин загрязнения загрязнения, установление зоны санитарной охраны
СОДЕРЖАНИЕ  КРЕМНЕКИСЛОТЫ	Наличие ее препятствует использованию во ды для питания котлов высокого давления (из-за отложения силикатной накипи на стен ках котлов и на лопостях турбин)	Обескремнивание воды магнезиальны ми методами или в цикле полного обе ссоливания воды
СОДЕРЖАНИЕ  СВОБОДНОЙ  УГЛЕКИСЛОТЫ	Может вызвать коррозию бетонных сооруже ний и водопроводных труб	Аэрация, обработка известью, фильтрование через фильтр с мрамор ной крошкой или полуобоженным до- ломитом
СОДЕРЖАНИЕ  РАСТВОРЕННОГО  КИСЛОРОДА	Усиливает коррозию металла котлов, теплообменной аппаратуры, теплосетей и водопроводных труб	Термическая или вакуумная деаэра ция, обработка сульфитом натрия, се- рнистым газом или гидразин-гидра- том. Фильтрование через сталеструже чные фильтры
СОДЕРЖАНИЕ  СЕРОВОДОРОДА	Придает воде неприятный запах. Вызывает коррозию труб и их зарастание в результате развития серобактерий	Аэрация, хлорирование
ОБЩЕЕ число ччч  БАКТЕРИЙ	Для питьевой воды не более 100 колоний бактерий в 1 см3 воды	Обеззараживание одним из следую- щих методов: хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами
СОДЕРЖАНИЕ  КИШЕЧНОЙ  ПАЛОЧКИ	Для питьевой воды не более 3 палочек в 1л	Обеззараживание теми же методами