Справочник строителя | Водоподготовка
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ 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 нерастворенных веществ. Содержание взвешенных 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 их 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 и воды с эталонной мутностью. Мутность выражается также 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.
Содержание взвешенных веществ в воде поверхностных источников водоснабжения весьма разнообразно. В воде ряда рек средней полосы оно сравнительно мало. В воде рек Средней Азии, и в том числе Амударьи и Сырдарьи, оно весьма велико и достигает десятков тысяч миллиграммов в 1 л. Следует иметь в виду, что содержание взвешенных веществ в воде рек резко колеблется по сезонам года. Оно минимально летом и зимой и достигает значительных размеров в период паводков.
Важной характеристикой качества воды является цветность. Она обусловливается присутствием в воде поверхностных источников водоснабжения гумусовых веществ. Цветность измеряется в градусах по так называемой платинокобальтовой шкале путем сравнения исследуемой воды с водой, имеющей эталонную цветность.
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.
Содержание в воде солей кальция и магния значительно ухудшает ее качество. Использование воды с большим содержанием солей кальция и магния вызывает нежелательные последствия: образуется накипь на стенках котлов и кипятильников, увеличивается расход мыла при стирке, затрудняется варка мяса и овощей и др. Наличие накипи, в свою очередь, приводит к перерасходу топлива, а в ряде случаев к аварии котлов. 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 и углекислых солей кальция и магния, и некарбонатную жесткость, обусловленную наличием других солей кальция и магния. Суммарную жесткость называют общей жесткостью.
Речная вода имеет сравнительно невысокую жесткость. В реках средней полосы вода имеет общую жесткость 2- 3 мг-экв/л. Воды подземных источников водоснабжения в большинстве случаев имеют более высокую жесткость, чем вода рек.
Допустимое содержание в воде отдельных химических элементов и соединений зависит от того, для каких целей используется вода.
Общее количество минеральных и органических веществ, содержащихся в воде в растворенном или коллоидальном состоянии, характеризуется «растворенным» (сухим) остатком. Он получается в результате выпаривания профильтрованной воды и просушки остатка до постоянного веса.
Химический состав воды характеризуется также активной реакцией-величиной рН (отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов в воде в г на 1 л воды). Величина рН показывает степень кислотности или щелочности воды. При рН=7 вода имеет нейтральную реакцию, при рН>7 - щелочную, а при рН<7 - кислую. Знание активной реакции воды источников водоснабжения необходимо для оценки коррозионного действия воды на водопроводные сооружения и возможности образования на них бугристых железистых отложений с целью выбора метода очистки воды.
Загрязненность воды бактериями характеризуется количеством бактерий, содержащихся в 1 см3 воды.
Важной санитарной оценкой качества воды является содержание в ней бактерий группы кишечной палочки (Co1i), 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, дизентерии и др.). Поэтому при бактериологических анализах определяют коли-титр или коли-индекс. Коли-титр - объем воды в см3, в котором содержится одна кишечная палочка. Коли-индекс-количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды.
Методы очистки воды зависят от качества воды в источнике водоснабжения, потребляемого расхода и требований, предъявляемых к качеству воды потребителями. Во второй графе табл. 4 даны допускаемые величины показателей качества воды для различных водопотребителей.
При очистке речной воды, используемой для хозяйственно-питьевых и производственных 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 грубодисперсных 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 коагулирование воды при пропуске ее через «взвешенный слой» хлопьев, ранее отделенных от воды. Сооружение, в котором происходит очистка воды этим способом, называют осветлителем.
Для глубокого осветления воды обычно применяют фильтрование через песчаные фильтры.
Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, а затем хлорирование воды применяют также для устранения цветности и снижения 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. 1 указаны основные методы обработки воды для улучшения ее качества по отдельным показателям.
Таблица 1. Методы обработки воды для улучшения ее качества
Показатели качества воды |
Допускаемые величины показателя качества воды для различных водопотребителей и влияние этого показателя на водопроводные сооружения |
Возможные методы обработки воды и другие мероприятия для изменения показателя качества воды или устранения его влияния |
Температура |
Оптимальная величина для питьевой воды от 7 до 11°С, предельно допустимая 35°С; предельная для воды, используемой при охлаждении теплообменных аппаратов, обусловливается экономичностью их работы и технологическими требованиями |
Охлаждение в градирнях, брызгальных бассейнах, водоемах-охладителях |
Привкус и запах |
Для питьевой воды при температуре ее 20°С не более 2 баллов (см. ГОСТ 2874-54 и ГОСТ 3351-46) |
Обработка хлором или раствором хлорной извести, озоном, активированным углем. При наличии фенольных запахов хлорирование с предварительной аммонизацией (обработка аммиаком) |
Содержание взвешенных веществ |
Для питьевой воды не более 2мг/л (прозрачность по шрифту не менее 30см), для питания паровых котлов и для некоторых видов производств, где вода соприкасается с продукцией (производство тканей, кинопленки и др.), не более 5мг/л |
Естественное отстаивание, отстаивание с предварительным коагулированием взвешенных веществ, фильтрование |
Цветность |
Для питьевой воды в среднем за год не более 20° |
Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием; хлорирование, озонирование |
Окисляемость |
Не более 5-8мг/л 02 (большая величина окисляемости указывает на возможное загрязнение источника сточными водами) Вызывает вспенивание воды в паровых котлах |
Проверка состояния источника, установление зоны санитарной охраны. Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием |
Окисляемость |
Указывает на возможность развития органических обрастаний в охлаждаемых водой теплообменных аппаратах |
Хлорирование, хлорирование с предварительной аммонизацией, обработка медным купоросом |
Растворенный (сухой) остаток |
В воде источника, используемого для питьевых целей, не более 1000 мг/л Для питания паровых котлов, а также для некоторых предприятий (производство синтетического каучука, капрона, кинопленки, конденсаторной бумаги и т.д.) допускаемая величина во много раз меньше и должна определяться экономическими соображениями |
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 на более 14 мг-экв/л. Для паровых котлов и некоторых предприятий (крашение тканей, производство волокна и т.д.) жесткость не должна быть более 0,005-0,02 мг-экв/л В системах оборотного водоснабжения, содержащих теплообменные аппараты и охлаждающие устройства (градирни, брызгальные бассейны) ограничивается карбонатная жесткость добавочной воды |
Умягчение одним из следующих методов: термическим, реагентным, ионитовым или комбинацией из перечисленных методов Обработка кислотой, фосфатами, углекислотой дымовых газов |
Активная реакция (РН) |
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: подщелачивания, фосфатирование, подкисление, обработка дымовыми газами |
Содержание железа |
Для питьевой воды не более 0,3 мг/л. Для некоторых предприятий (крашение ткани, производство кинопленки, триплекса и др.) определяется технологическими требованиями |
Обезжелезивание одним из следующих методов: аэрация с последующим отстаиванием и фильтрованием, коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, известкование с последующим отстаиванием и фильтрованием, катионирование |
Содержание сульфатов и хлоридов |
Обусловливают агрессивность воды по отношению к бетону на силикатном цементе при следующем содержании: при SO42->250 мг/л, если Cl-<3000 мг/л; при SO42->500 мг/л, если Сl- =3000+5000 мг/л; при SO42->1000 мг/л, если Сl->5000 мг/л; при SO42- >4000 мг/л вода агрессивна по отношению к пуццолановому и шлако-пуццолановому силикатным цементам, а также к шлакосиликатному цементу |
Противокоррозионная защита бетонных поверхностей |
Содержание сульфатов и хлоридов |
Для питания паровых котлов и для некоторых предприятий (гидрометаллургия, переработка цветных металлов, производство синтетического каучука, капрона и др.) определяется в зависимости от общей степени минерализации воды |
Частичное или полное обессоливание одним из следующих методов: испарение с последующей дистилляцией пара, ионный обмен, электрохимическое обессоливание |
Содержание фтора |
Для питьевой воды не менее 0,5 мг/л и не 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 и нитратов |
Наличие их является сигналом о возможном загрязнении источника бытовыми сточными водами |
Обследование источника, устранение причин загрязнения, установление зоны санитарной охраны |
Содержание кремнекислоты |
Наличие ее препятствует использованию воды для питания котлов высокого давления (из-за отложения силикатной накипи на стенах котлов и на лопастях турбин) |
Обескремнивание воды магнезиальными методами или в цикле полного обессоливания воды |
Содержание свободной углекислоты |
Может вызвать коррозию бетонных сооружений и водопроводных труб |
Аэрация, обработка известью, фильтрование через фильтр с мраморной крошкой или полуобожженым доломитом |
Содержание растворенного кислорода |
Усиливает коррозию металла котлов, теплообменной аппаратуры, теплосетей и водопроводных труб |
Термическая или вакуумная деаэрация, обработка сульфитом натрия, сернистым газом или гидразингидратом. Фильтрование через сталестружечные фильтры. |
Содержание сероводорода |
Придает воде неприятный запах. Вызывает коррозию труб и их зарастание в результате развития серобактерий |
Аэрация, хлорирование |
Общее число бактерий |
Для питьевой воды не более 100 колоний бактерий в 1 см3 воды |
Обеззараживание одним из следующих методов: хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами |
Содержание кишечной палочки |
Для питьевой воды не более 3 палочек в 1 л |
Обеззараживание теми же методами |
Вернуться к списку | Распечатать |