Критерии качества питьевой воды

Для обеспечения  качества воды в водоисточниках и  системах водопотребления используется ряд нормативных документов, основанных на значениях ПДК, из которых главными являются следующие:

• ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».
• ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».
• «Санитарные нормы предельно-допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования» СанПиН 42-121-4130-88.
• «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения». СанПиН 4630-88
• «Водный кодекс РФ», 1997 год

 

Современное состояние систем водоснабжения

До 50% речного  стока Мира ежегодно подвергается антропогенному воздействию, в том числе в  результате сброса – 420 км³ сточной жидкости. В настоящее время 100 млн человек потребляет питьевую водк с высоким содержанием очищенных сточных вод. В России, в 1992 году в поверхностные водоисточники было сброшено 13,4 км3 сточных вод, из которых только 7% было очищено до нормативного уровня, а 10% не подвергалось очистке. По мнению гигиенистов, региональные особенности качества питьевых вод РФ определяется следующими основными факторами:

• качеством воды используемых водоисточников
• технологиями и режимами водообработки
• санитарно-техническим состоянием водоразводящих сетей
• уровнем контроля за качеством
• объемы инвестирования на предотвращение загрязнения водоисточников и модернизацию водоочистных сооружений
• эффективность профилактических мероприятий

К началу 90-х  годов на территории РФ насчитывалось 60000 централизованных водопроводов, из которых 13% не отвечали тредованиям нормативных документов.

                                                            Таблица 2

Санитарно-гигиенические  показатели централизованных систем водоснабжения  в регионах России на 1993 год

 
 
 

   Водозаборы  жилищно-коммунального хозяйства  забирают более 15 км³/год пресной воды, из которой в сетях теряется 10%. Всего в 1992 году водопроводами подано потребителям 21,6 км воды, в том числе на коммунально-бытовые нужды 13,8 км. Среднесуточный уровень водопотребления увеличился до 344 л/сутки-человек, но в отдельных регионах расход составляет 200 л/сутки. Ежегодный прирост мощностей водопровода  в  последние годы оставался в 2 раза ниже требуемых объемов. Ежегодно на водопроводных сетях происходит 75000 прорывов, отключений и аварий. 

     Системы критериев качества пресной воды

С учетом изложенного  выше, возникает необходимость нормирования качества не только питьевой воды, но и сбрасывания сточной жидкости С этой целью в проектной документации используется гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения с использованием четырех критериев вредности: органолептический, токсикологический, общесанитарный, и бактериологический (Таблица 3). Четыре градации свидетельствуют о различных возможностях их эксплуатации в зависимости от индекса загрязнения:

• 0, без ограничений
• 1, умеренное загрязнение и частичное нарушение водоиспользования
• 2, характерен для водоемов с чрезвычайно высокой степенью загрязнения, где даже кратковременный контакт с водой имеет неблагоприятные последствия для здоровья человека
• 4, по существу, эти воды соответствуют сточной жидкости.

 

                                                Таблица 3

Гигиеническая классификация водных объектов 

   Водоем  считается загрязненным в результате сброса сточных вод, если происходит изменение качества воды выше пункта водоиспользования на расстоянии 1 км, которое не соответствует санитарным правилам и нормам (СанПиН) «Гигиенические требования к качеству воды хозяйственно-питьевого снабжения» и ГОСТа «Вода питьевая. Контроль качества».

   При разработке нового ГОСТа «Вода питьевая. Контроль качества», в котором учитывались рекомендации ВОЗ о необходимости нормирования по 100 приоритетным показателям, было также  проведено группирование характеристик воды по 5 критериям вредности (Таблица 4).

                                                               Таблица 4

   Дифференцированные  показатели качества питьевой воды 

 
 

      Из  приведенного выше следует, что ПДК  является одной из частных форм выражения  экологического риска при постоянной интенсивности воздействия токсических  соединений на организм. 
 

   Основные  методы водподготовки 

   Методы  водоподготовки, используемые для приготовления питьевой воды, очень разнообразны. Во всяком случае, применение конкретных методов или их сочетаний определяется химическим составом воды. Ниже приведены основные методы водоподготовки. 

   Предварительня  очистка. Если в качестве источникаводоснабжения для приготовления питьевой воды используются поверхностные воды, требуется проведение тщательной предварительной очистки. Она включает в себя:

   Первичное отстаивание, решетки и сетчатые фильтры с размером ячеекот 0,005 мм до 1 см, коагуляцию, т.е. введение в обрабатываемую воду солей алюминия или железа, и приопределенных условиях, добавление флокулянта, чтобы укрупнить взвешенные и коллидные частицы диперсной системы и перевести их в фильтруемую форму. 
 
 

   

               Рисунок 1

   Схема съемной водоочистной сетки

   1 –  рама, 2 – подложка,3  - фильтровальная  сетка, 4 – петля подъема и опускания  сетки 
 
 
 

   Фильтрование.  Фильтрование воды является важнейщим этапом при приготовлении питьевой воды и применяется для самых различных целей.

   Основы фильтрования. Скорые фильтры объемные,в целях восстановления задерживающей способности загрузки включаютсяна промывку. Скорость фильтрования определяется составом воды и составляет, как правило, 10-20 м/ч. В качестве фильтрующего материала в зависимости от целей фильтрации. Применяется кварцевый песок, антрацит, активные угли и доломит.

   

                                 Рисунок 2

   Скорый  безнапорный фильтр: а – продольный разрез, б – поперечный разрез, в  – вид сверху, г – дренажная  система.

   1 –  корпус, 2 – слой воды, 3 – фильтрующий материал, 4 – гравий, 5 – дренажная система, 6 – желоб для отвода воды, 7 – карман фильтра, 8 – ввод воды на фильтр, 9 – труба фильтрованной воды, 10 – подача промывной воды, 11 – отвод промывной воды, 12 – канализационный лоток. 

    Кроме  того, используется комбинация различных фильтрующих материалов, применяют также многослойные фильтры. Фильтровальные сооружения для приготовления питьевой воды используются для решения следующих задач. 

   Обезжелезивание. Под этим термином понимают удаление ионов железа из исходной воды. В артезианской воде, не содержащей растворенного кислорода,железо присутствует в форме бикарбоната. Обезжелезивание производят следующими способами:

• аэрация,т.е. нагнетание воздуха и интенсивный роцесс окисления в водонапорном баке. Расход воздуха для насыщения воды кислородом составляет 30л/м³.
• В исключительных случаях с целью интенсификации процесса окисления добавляются окислиели: озон, хлор, двуокись хлора, или перманганат калия.
• Обезжелезивающие фильтры (песчаные, гравийные или многослойные фильтры)

 

Деманганация. Деманганация воды – это удаление из нее ионов марганца. Деманганация производится практически теми же методами, что и обезжлезивание. Однако, в большинстве случаев следует использовать более сильные окислители. При этом желательно обеспечивать более высокие значения водородного показателя. Повышение рН достигается, например, введением в процесс доломитовых материалов. 

Нейтрализация. Нейтрализация, или снижение кислотности воды, это процесс, который не произошел в природных геологических условиях и перенесен на фильтровальные сооружения. Фильтровальный бак заполняется гранулированным карбонатом кальция или полуобожженным, содержащим магний, доломитом. При прохождении воды через этот фильтрующий материал, достигается равновесное значение водородного показателя.

При более  высоких значениях агрессивной  углекислоты, наряду с вышеназванной  химической нейтрализацией, имеется  возможность удаления углекислоты  с помощью открытых аэрационных  установок, или скрубберов. Это достигается  разбрызгиванием артезианской воды через систему форсунок. Воздух, движущийся от воздуходувки, обеспечивает снижение свободной углекислоты до 10 мг/л. Одновременно в такой «механической нейтрализацией», наступает насыщение кислородом. 

Фильтрация  на активных углях. Фильтрование на активных углях является предпочтительным способом улучшения качества питьевой воды и чаще всего применяется на последней ступени очистки. Такое дополнительное осветление воды  необходимо в тех случаях, когдатребуется устранить незначительные нарушения показателей цветности, вкуса и запаха воды. Скорости фильтрования на фильтрах с активными углями устанавливаются как правилона полупромышленных установках.