19. Требования, предъявляемые к качеству хозяйственно–питьевой воды. Методы улучшения качества воды. Требования предъявляемые к питьевой воде
8. Гигиенические требования, предъявляемые к питьевой воде и водоснабжению помещения.
Общее количество воды в организме взрослого животного составляет – 65%. Вода необходима для обеспечения пищеварения, процессов выделения, терморегуляции, способствует сохранению коллоидного состояния плазмы крови и тургора клеток. Косвенное значение воды: поддержание гигиены, чистоты тела, кормов.
Физическое состояние воды (температура и др.), химический состав, микробная обсемененность воды и т.д. оказывают заметное влияние на здоровье животных. Следует всегда помнить, что даже перемена воды у животных часто сопровождается расстройством пищеварения и отказом от корма, снижением продуктивности.
Питьевая вода плохого качества (мутная, необычного запаха и вкуса) не обладает способностью возбуждать деятельность секреторных аппаратов желудочно-кишечного тракта и при сильной жажде вызывает негативную физическую реакцию.
При поении очень холодной водой организм животных переохлаждается, возникают простудные заболевания, нарушаются функции пищеварения. У беременных маток при поении холодной водой возможны аборты. Однако при поении теплой водой (свыше 200С) животные (взрослые) становятся изнеженными и более восприимчивыми к простудным заболеваниям. Животные пьют такую воду неохотно, нередко возникает диарея, т.к. всасывается она медленно.
Для взрослых животных наиболее благоприятной является вода с температурой 10-120С. Вода указанной температуры лучше утоляет жажду и оказывает освежающее действие. Однако в последнее время имеются сообщения о целесообразности поения дойных коров водой, подогретой до 15-180С.
Вода в природе никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяются условиями формирования воды, составом водоносных пород, а также техногенными и антропогенными факторами. Все это создает биохимические зоны (провинции) и появление энзоотий у животных.
Влияние ее суммарного солевого состава на организм животных разнообразно. Однако предел минерализации питьевой воды (сухого остатка), равный 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Основная часть сухого остатка пресных вод представлена хлоридами и сульфатами. Эти соли обладают выраженным соленым или горьким вкусом, что является основанием для ограничения их содержания в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Исследования показали, что вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме.
Реакция животных на минеральный состав воды различна и зависит от их вида, возраста и физиологического состояния, а также от количества и состава солей в воде. Снижение удоев коров отмечено при поении их водой, содержащей 8,32 и 10,09 г/л растворимых веществ, в том числе хлористого магния 3,46 и 1,89 г/л, бикарбоната кальция 0,78 и 0,24; сульфата кальция 0,93 и 0,18 г/л; хлористого кальция 0,83 и 2,35 г/л; хлористого натрия 2,31 и 5,41 г/л.
Сильно минерализованная вода способствует повышению гидрофильности тканей, понижению диуреза, задержанию воды в организме (т.е. масса тела животного может увеличиваться за счет воды).По характеру источников водных ресурсов различают следующие системы водоснабжения ферм: получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и др.), из подземных источников (артезианские, родниковые и др.) и атмосферную (дождевая, талая).
Сульфаты, при содержании их более 1 г/л воды, могут оказать слабительное действие на животных, особенно молодого возраста, однако у животных вырабатывается привыкание к ним (до 2,5 г/л).
Хлориды при концентрации выше 1% придают воде соленый вкус и в такой концентрации способны вызвать простое обезвоживание ткани с нарушением определенного электролитического баланса в организме животных.
Жесткость воды, обусловленную суммарным содержанием кальция и магния, обычно рассматривают в хозяйственно-бытовом аспекте (образование накипи, повышенный расход моющих средств и др.). В то же время известна прямая высокая корреляция жесткости воды с содержанием в ней, кроме кальция и магния, еще 12 элементов (в т.ч. бериллия, бора, кадмия, калия, натрия) и ряда анионов. Как правило, в эндемических зонах, где источники воды (питьевой) характеризуются высокой жесткостью, у людей часто развивается мочекаменная болезнь. Эксперименты на животных подтвердили, что эти соли могут быть одним из этиологических факторов в развитии уролитиаза.
На организм животных отрицательное воздействие оказывают нитриты и нитраты, которые попадают в водоемы, чаще с полей (минеральные удобрения). Наличие нитратов, нитритов стали регистрировать даже в подземных водах. Это опасно, так как нитриты-нитраты в воде и кормах суммируются, и их негативное действие на животных усиливается.
В воде обнаружено до 65 микроэлементов, содержащихся в тканях животных и растений в концентрациях, соответствующих тысячным долям процента и менее. Гигиеническое значение микроэлементов определяется биологической ролью многих из них, поскольку они не только участвуют в минеральном обмене, но и существенно влияют на общий обмен в качестве катализаторов. В настоящее время доказано биологическое значение для животных и растений около 20 микроэлементов.
Вода играет значительную роль в возникновении некоторых инфекционных, вирусных и инвазионных болезней сельскохозяйственных животных (сибирская язва, эмфизематозный карбункул, инфекционная анемия лошадей, бруцеллез, туляремия, пастереллез, сальмонеллезы, лептоспироз, сап, чума и рожа свиней, ящур, многие паразитарные болезни и др.). Срок хранения в воде патогенных микроорганизмов может исчисляться месяцами. Так, кишечная палочка в дистиллированной воде выживает в течение 21-72 суток, в речной – 21-183 суток, возбудитель паратифа А – 3 –88 суток и 4-183 суток соответственно.
Жизнеспособность (выживаемость) микроорганизмов в воде зависит от температурного фактора, наличия органических веществ и химического состава растворенных компонентов.
Таким образом, природная вода не всегда может удовлетворить физиологические и гигиенические потребности животных. В ряде случаев ее потребление может приводить к различным расстройствам здоровья животных, снижению продуктивности и качества продукции. Микробная и паразитарная флора природной воды способна вызвать вспышки заразных болезней – инфекционных и инвазионных, чаще всего кишечных. Отсюда вытекает необходимость гигиенического нормирования и стандартизации состава и свойств воды.
Основные санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к питьевой воде сведены в следующих таблицах.
Нормативы бактериальной чистоты питьевой воды
Показатель | Норматив |
Число микроорганизмов в 1 мл воды | Не более 100 |
Число бактерий группы кишечной палочки в 1 мл воды (коли-индекс) | Не более 3 |
studfiles.net
Требования, предъявляемые к качеству воды
Категория: Очистка сточных вод
Требования, предъявляемые к качеству воды
Требования, предъявляемые к качеству хозяйственно-питьевой воды. Требования, которым должна удовлетворять хозяйственно-питьевая вода, диктуются заботой об охране здоровья трудящихся и устанавливаются в законодательном порядке государственными стандартами.
В настоящее время действует ГОСТ 2874-54, в котором приведены требования к качеству воды, используемой для питья, а также для большинства предприятий пищевой промышленности.
Требования, предъявляемые к хозяйственной воде, разделяются на две группы.
К первой группе относятся такие требования, выполнение которых является обязательным во всех случаях централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.
К числу этих требований относятся следующие.
Запах и привкус при температуре 20° должны быть не более 2 баллов.
Цветность по шкале должна быть не более 20°.
Прозрачность по шрифту должна быть не менее 30 см.
Общая жесткость воды должна быть не более 7 мг-экв/л. В исключительных случаях по согласованию с органами санитарного надзора допускается жесткость до 14 мг-экв/л, цветность до 35° и мутность до 3 мг/л.
В воде допускается содержание (не более): свинца-0,1 мг/л, мышьяка — 0,05 мг/л, фтора — 1,5 мг/л, меди — 3 мг/л, цинка — 5 мг/л.
Общее число бактерий при посеве 1 мл неразбавленной воды, определяемое числом колоний после 24-часового выращивания при 37°, должно быть не более 100, а число кишечных палочек в 1 л воды — не более 3 (т. е. титр-коли не менее 300).
Ко второй группе относятся требования, которые должны быть выполнены при наличии в системе сооружений для обработки воды (для ее осветления, обезжелезивания, умягчения).
К числу этих требований относятся следующие: – мутность осветленной воды должна быть не более 2 мг/л; – содержание железа (при обезжелезивании воды) не должно превышать 0,3 мг/л-, – активная реакция рН при осветлении и умягчении воды должна быть не менее 6,5 и не более 9,5.
При хлорировании воды должны отсутствовать хлорфенольные запахи.
Содержание остаточного активного хлора в водопроводной воде в ближайшей к насосной станции точке допускается не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л.
Если вода в естественном состоянии не удовлетворяет некоторым из этих оптимальных требований, но является безвредной и пригодной для хозяйственно-питьевого водоснабжения, то допускается использование ее без устройства соответствующих сооружений для обработки воды. Пригодность воды в этом случае устанавливается органами Государственной санитарной инспекции.
Очень жесткая вода, используемая для питья, не приносит ущерба здоровью, но использование ее для хозяйственных целей сопряжено с неудобствами, так как в ней плохо развариваются овощи, быстро образуется накипь на посуде, значительно увеличивается расход мыла при стирке и мытье.
Наилучшей температурой хозяйственно-питьевой воды считают температуру от 7 до 12°. Вода, получаемая из открытых источников, не всегда удовлетворяет этому требованию; подземная же вода, как указывалось выше, характеризуется постоянством температуры в указанных желательных пределах. Это является одним из факторов, заставляющих предпочитать подземную воду для питьевого водоснабжения.
Требования, предъявляемые к качеству воды, расходуемой на производство. Требования, предъявляемые к качеству воды, расходуемой на производство, чрезвычайно разнообразны, так как они зависят от вида производства. Устанавливаются они в каждом случае технологическим заданием. Ниже приводятся некоторые сведения в отношении воды, расходуемой на охлаждение и на питание котельных установок, так как эти виды водопотребления встречаются наиболее часто.
Охлаждающая вода расходуется для охлаждения оборудования или продукции. Так, например, водой охлаждаются: доменные, мартеновские и нагревательные печи на заводах черной металлургии, ватержакетные печи на заводах цветной металлургии, оборудование кузнечных, механических, литейных и других цехов, компрессоры (охлаждение воздуха), конденсаторы паровых турбин (охлаждение пара с целью его конденсации). Охлаждающая вода подается для охлаждения (одновременно с очисткой) газа на заводах металлургических, коксохимических и Др. Большое количество воды расходуется на химических, нефтеперерабатывающих и других заводах для охлаждения продуктов в теплообменных аппаратах. На заводах черной металлургии водой охлаждаются кокс, получаемый из коксовых печей, шлак из доменных печей и т. д.
От вида охлаждения зависят требования, предъявляемые к качеству и температуре охлаждающей воды. Основные требования, предъявляемые к качеству охлаждающей воды, заключаются в том, что вода должна иметь небольшую карбонатную (временную) жесткость и содержать как можно меньше взвешенных веществ.
В тех случаях, когда охлаждение производится не путем циркуляции воды в закрытых охлаждающих устройствах, а путем непосредственного полива водой охлаждаемого оборудования (например, охлаждение валков прокатных станов на металлургических заводах) или путем опускания в проточную воду нагретых предметов оборудования (например, охлаждение инструмента в кузнечных цехах в баках с проточной водой), карбонатная жесткость воды не имеет особого значения.
Имеющиеся данные о допустимом содержании взвешенных веществ колеблются в значительных пределах. В среднем можно считать приемлемым содержание взвешенных веществ в охлаждающей воде, подаваемой в коробчатые холодильники, 30- 50 мг/л, подаваемой в трубчатые холодильники — 75-100 мг/л\ в наводочные периоды эти количества могут быть увеличены вдвое. В охлаждающей воде недопустимо наличие микроорганизмов, так как они вызывают зарастание трубок конденсаторов.
Что касается температуры охлаждающей воды, то необходимо иметь в виду следующие соображения.
Целью охлаждения деталей металлургических печей и оборудования является понижение их температуры настолько, чтобы была обеспечена достаточная механическая прочность деталей (чтобы не было их прогара или недопустимой деформации). Охлаждающая вода циркулирует в закрытых устройствах (трубках, рубашках, коробках).
Вода, проходя через эти устройства, нагревается, отнимая тепло от охлаждаемой конструкции. Во избежание выпадения солей временной жесткости в охлаждающих устройствах обычно нагрев воды до температуры выше 50-60° не допускают. В большинстве случаев воду нагревают до температуры не выше 30-40°.
Охлаждение деталей возможно даже паром. Лауреатом Сталинской премии канд. техн. наук С. М. Андоньевым предложено так называемое «испарительное охлаждение». Сущность этого охлаждения заключается в том, что вода циркулирует в замкнутой системе, вследствие чего она нагревается до кипения и выходит из охлаждающих устройств в виде пароводяной эмульсии, содержащей 15% пара. Основное экономическое преимущество такого охлаждения заключается в том, что в этом случае используется скрытая теплота парообразования. По сравнению с обычным охлаждением расход воды уменьшается в 50-100 раз. Вода для испарительного охлаждения должна быть химически очищена, что не представляет затруднений ввиду ее незначительного количества.
Особенно нужно отметить охлаждение (конденсацию) пара на тепловых электростанциях. Пар охлаждается в конденсаторах, где вода проходит через пучки труб небольшого диаметра, а пар проходит через аппарат, омывая трубки.
Здесь также ограничивается температура воды, так как от нее зависит глубина вакуума и как следствие этого-экономичность работы электростанции (расход топлива). Не допускается и высокая карбонатная жесткость воды ввиду опасности засорения трубок отложениями.
Питательная вода для котельных установок. Требуемое качество питательной воды для котельных установок зависит от типа котлов, давления пара, наличия экономайзеров и пр.
Основные требования предъявляются к жесткости воды, которая должна быть весьма незначительной. В связи с этим в большинстве случаев (а на крупных установках почти всегда) приходится производить умягчение питательной воды.
В питательной воде ограничивается содержание масел, нефти и кислорода в зависимости от давления пара. Для котлов среднего и высокого давления нормируется величина рН (не ниже 7,0), а также предъявляются определенные требования в отношении содержания кремнекислоты, величины сухого остатка и щелочности.
Предъявляется и ряд других требований, которым должна удовлетворять котловая вода. Эти требования приводятся в специальных руководствах.
Очистка сточных вод - Требования, предъявляемые к качеству водыgardenweb.ru
19. Требования, предъявляемые к качеству хозяйственно–питьевой воды. Методы улучшения качества воды
Эти требования определяются ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» и СанПиН 2.1.4599-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения, контроль качества воды» на основании физического, химического и бактериологического анализов.
Физический анализ позволяет определить температуру, мутность (прозрачность), цветность, вкус и запах.
1. Желаемая температура 7…12оС. При температуре выше 12оС вода становится менее приятной на вкус и хуже утоляет жажду, а при пониженной может вызвать простудные заболевания.
2. Мутность характеризуется содержанием в воде взвешенных частиц. Допускается не более 2 мг/л.
3. Прозрачность также характеризует содержание в воде взвешенных частиц. Определяют ее при помощи градуированного стеклянного цилиндра. На дно опускают белый фарфоровый диск с нанесенным на нем черными линиями толщиной 1 мм крестом. Затем в цилиндр наливают исследуемую воду таким слоем, при котором крест становится невидимым. Допустимая прозрачность – не менее 30 см.
4. Цветность определяют сравнением на фотоколориметре испытуемой воды с эталоном искусственно подкрашенной воды (солями кобальта и платины). Допустимая цветность – 20о платино-кобальтовой шкалы.
5. Запах и привкус воды. Запах определяют, нагревая воду до 50оС в закрытом сосуде. Для определения привкуса воды ее нагревают до 25оС. Запах и привкус воды оцениваются по пятибалльной шкале. Питьевая вода должна иметь не более 2 баллов по шкале запахов и привкусов при температуре 20оС.
На основании химического анализа определяются плотный остаток, жесткость, окисляемость и активная реакция воды.
Плотный остаток характеризует общее содержание в воде растворенных солей. Его определяют выпариванием профильтрованной воды. Допустимое количество сухого остатка 500…1000 мг/л
Жесткость воды определяется содержанием в ней в растворенном виде солей кальция и магния. Жесткость воды измеряется в мг-экв/л; 1 мг-экв/л соответствует растворенным в 1 л воды 20,04 мг солей кальция и магния. Жесткость воды не должна превышать 14,3 мг-экв/л.
Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ; она является показателем возможной загрязненности воды источника сточными водами.
Активная реакция вызывается содержанием в воде водородных ионов. Обычно она выражается через рН. Если - среда кислая;- среда нейтральная;- щелочная. Питьевая вода должна иметь рН от 6,5 до 9,5.
На основании бактериологического анализа устанавливается общее количество бактерий, в частности, кишечных палочек. Показателем бактериального загрязнения воды служит так называемый коли-титр или коли-индекс.
Коли-титр - это количество воды в см3, в котором обнаружена одна кишечная палочка. Допускается – более 300.
Коли-индекс – это число кишечных палочек в одном литре воды; допускается – не более 3.
Улучшение качества природной воды предусматривается в тех случаях, когда концентрация различных примесей в ней превышает предельно допустимые нормы, установленные ГОСТ на питьевую воду или когда она не соответствует дополнительным требованиям органов санитарного надзора.
В зависимости от качества воды в источнике и требований, предъявляемых к степени ее очистки, определют необходимый состав очистных сооружений.
Основные способы очистки природных вод – это осветление и обеззараживание. Осветление в основном применяется при использовании поверхностных, обеззараживание – при использовании всех источников, но чаще всего поверхностных и грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине от поверхности земли.
При наличии в воде солей жесткости, металлов, растворенных газов и других элементов могут применяться и другие способы обработки воды. Например, при повышенном содержании в воде железа предусматриваются установки по обезжелезиванию воды. Слишком жесткая вода умягчается на катионитовых фильтрах, растворенные газы удаляются из воды путем ее дегазации. Иногда воду обесфторивают или, наоборот, фторируют. Могут применяться и другие способы обработки воды, описания которых дается в специальной литературе.
Осветление воды можно проводить с применением коагулянта или без него. Коагулянт применяют обычно при содержании в исходной воде более 50 мг/л взвешенных веществ.
Коагулированные воды применяют для ускорения осаждения из воды взвешенных частиц и коллоидов, которые в исходной воде имеют одноименные электрические заряды. При введении в воду коагулянта (сернокислый глинозем Al2(SO4)3·18h3O, железный купорос FeSO4·7h3O, хлорное железо FeCl3 и др.) с зарядом, противоположным зарядам коллоидов, последние нейтрализуются, в результате чего происходит укрупнение взвешенных частиц с образованием хлопьев. Осаждаясь на дно, хлопья захватывают более мелкие частицы взвеси, в том числе и бактерии (95%), находящиеся в воде отстойника.
Для коагуляции взвесей и коллоидов необходимо, чтобы обрабатываемая вода имела достаточную щелочность. При недостатке в воде естественной щелочности воду подщелачивают, добавляя гашеную известь или кальцинированную соду (Na2CO3).
Коагулирование производят в камерах хлопьеобразования, из которых вода направляется в отстойники со скоростью 0,05…0,10 м/с во избежание разрушения образовавшихся хлопьев. В отстойниках хлопья под действием силы тяжести выпадают в осадок, который периодически удаляется различными (механическими или гидравлическими) методами.
Фильтрование является последней, завершающей стадией осветления воды. Для фильтрования воды устанавливают водоочистные фильтры, загруженные слоем зернистого фильтрующего материала – песка, дробленого антрацита, керамзита и др.
В зависимости от скорости фильтрации различают медленные, скорые и напорные фильтры. В системах сельскохозяйственного водоснабжения в основном используют медленные и скорые фильтры.
Медленные фильтры находят применение в небольших установках для фильтрования некоагулированной воды, содержащей не более 50 мг/л взвешенных веществ.
Эффект очистки на медленных фильтрах относительно высок, на них задерживается до 90% бактерий, устраняются запахи и привкусы. Они надежны и просты в эксплуатации. Существенный недостаток их состоит в значительной площади фильтрования при небольшом количестве очищаемой воды. объясняется это малыми скоростями фильтрации, которые не превышают 0,1-0,2 м/ч.
Скорые фильтры – наиболее распространенные сооружения по осветлению воды после ее предварительного коагулирования.
В зависимости от гранулометрического состава фильтрующего слоя скорость фильтрации принимается в пределах 6-10 м/ч. Указанная скорость фильтрации обеспечивается созданием над поверхностью загрузки слоя воды толщиной 1,2…1,5 м.
Обеззараживание воды в хозяйственно-питьевых водопроводах, питающихся из подземных источников, производят в случае возможного попадания в эти источники болезнетворных бактерий. Вода поверхностных источников, как правило, содержит болезнетворные бактерии. В результате отстаивания и фильтрования из воды удаляется до 95% бактерий. Для уничтожения оставшихся бактерий воду обеззараживают. С этой целью используют жидкий хлор, гипохлориты натрия и кальция, растворы гипохлоритов, полученные электролитическим путем, двуокись хлора, озон и бактерицидное облучение.
Наиболее распространенным методом обеззараживания является хлорирование. Для хлорирования используют хлорную известь или газообразный хлор.
Хлорную известь применяют при расходах до 3000 м3/сут. При введении в воду хлорная известь распадается на гипохлорит кальция и хлористый кальций. Гипохлорит кальция, реагируя с углекислотой или бикарбонатами кальция, находящимися в воде, образует хлорноватистую кислоту, которая легко распадается с образованием атомарного кислорода, оказывающего бактерицидное действие.
При введении в воду газообразного хлора образуются хлорноватистая и соляная кислоты. Хлорноватистая кислота распадается с выделением атомарного кислорода. Необходимый эффект хлорирования достигается в результате хорошего перемешивания и тридцатиминутного контакта хлора с водой. Такой контакт происходит в контактном резервуаре или в трубопроводе, подающем воду потребителям.
Вода, поступающая к потребителям, может содержать в 1 л 0,3…0,5 мг хлора (так называемый остаточный хлор), что свидетельствует о достаточности введенной дозы хлора для полного обеззараживания воды. На 1 л фильтрованной воды вводят 0,3..1,0 мг хлора, на 1 л нефильтрованной речной воды – до 2 мг.
Обычно применяют двойное хлорирование, добавляя хлор перед отстаиванием и после фильтрования. При повышении дозы хлора в воде остается неприятный запах. Такую воду необходимо дехлорировать. Для этого в нее добавляют гипосульфит или сернистый газ, который нейтрализует хлор.
Способ обеззараживания озоном применяется для воды, мутность которой не превышает 15 мг/л. Озон одновременно уменьшает цветность, запахи и привкусы воды.
Для обеззараживания 1 л воды подземных источников требуется 0,75…1,0 мг озона, для обеззараживания 1 л фильтрованной воды поверхностных источников – 1…2 мг озона.
Озон в виде озоновоздушной смеси получают в электрических озонаторах из кислорода воздуха. В состав озонаторной установки входят сооружения для синтеза озона и для смешения озона с водой. Подготовка воздуха для синтеза озона состоит в задержании взвешенных частиц на фильтре, осушке воздуха в адсорберах с силикагелем или алюмогелем. Подготовленный воздух направляется в озонаторы.
Перемешивание полученной озоновоздушной смеси с водой производится барботированием в колонках, резервуарах. Применяют для этого также эжекторы–смесители и механические мешалки.
обеззараживание воды осуществляется ультрафиолетовыми лучами, обладающими бактерицидными свойствами. применяют его для обеззараживания небольших расходов воды подземных источников, а также фильтрованной воды поверхностных источников, отвечающей требованиям ГОСТ на питьевую воду по мутности и цветности. В качестве источников излучения служат ртутно–кварцевые лампы высокого давления или аргоно–ртутные лампы низкого давления. Бактерицидные лампы могут располагаться над поверхностью воды или погружаться в нее.
В зависимости от свойств воды источника водоснабжения или от требований, предъявляемых потребителями к качеству воды, может потребоваться специальная ее обработка – умягчение, обезжелезивание, стабилизация, обессоливание и т.п.
Умягчение воды. По ГОСТу вода, предназначенная для хозяйственно-питьевых целей, должна иметь жесткость менее 7 мг-экв/л, в особых случаях 14 мг-экв/л.
Умягчение воды для хозяйственно – питьевых целей обычно не производят. Однако его требуют некоторые производственные потребители воды, в том числе пищевая промышленность. Питательная вода для котлов среднего и высокого давления должна иметь жесткость не более 0,3 мг-экв/л. Для умягчения воды применяют реагентный и катионитовый методы, а также магнитную обработку воды.
Обезжелезивание воды. Содержание железа в питьевой воде не должно быть выше 0,3 мг/л. Для удаления железа применяют аэрацию, коагулирование, известкование и катионирование.
Стабилизация воды заключается в придании ей свойств, при которых она теряет способность вызывать коррозию и откладывать соли. Стабилизация воды необходима в системах оборотного водоснабжения, когда из-за испарения воды в охладительных сооружениях в ней повышается концентрация солей. Стабилизация воды в таких системах предотвращает образование накипи и развитие коррозии в теплообменных аппаратах и охладительных установках. Для стабилизации воды применяют подкисление, рекарбонизацию и фосфатирование.
Обессоливание воды заключается в удалении из нее растворенных солей. Полное обессоливание необходимо, например, при подготовке питательной воды для котлов высокого давления. Частичное удаление растворенных солей называется опреснением.
Применяют термический и химический методы обессоливания.
Дегазация воды заключается в удалении из нее газов (углекислоты, сероводорода, кислорода). Удаление углекислоты и кислорода необходимо для уменьшения коррозионных свойств воды.
studfiles.net
19. Требования, предъявляемые к качеству хозяйственно–питьевой воды. Методы улучшения качества воды
Эти требования определяются ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» и СанПиН 2.1.4599-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения, контроль качества воды» на основании физического, химического и бактериологического анализов.
Физический анализ позволяет определить температуру, мутность (прозрачность), цветность, вкус и запах.
1. Желаемая температура 7…12оС. При температуре выше 12оС вода становится менее приятной на вкус и хуже утоляет жажду, а при пониженной может вызвать простудные заболевания.
2. Мутность характеризуется содержанием в воде взвешенных частиц. Допускается не более 2 мг/л.
3. Прозрачность также характеризует содержание в воде взвешенных частиц. Определяют ее при помощи градуированного стеклянного цилиндра. На дно опускают белый фарфоровый диск с нанесенным на нем черными линиями толщиной 1 мм крестом. Затем в цилиндр наливают исследуемую воду таким слоем, при котором крест становится невидимым. Допустимая прозрачность – не менее 30 см.
4. Цветность определяют сравнением на фотоколориметре испытуемой воды с эталоном искусственно подкрашенной воды (солями кобальта и платины). Допустимая цветность – 20о платино-кобальтовой шкалы.
5. Запах и привкус воды. Запах определяют, нагревая воду до 50оС в закрытом сосуде. Для определения привкуса воды ее нагревают до 25оС. Запах и привкус воды оцениваются по пятибалльной шкале. Питьевая вода должна иметь не более 2 баллов по шкале запахов и привкусов при температуре 20оС.
На основании химического анализа определяются плотный остаток, жесткость, окисляемость и активная реакция воды.
Плотный остаток характеризует общее содержание в воде растворенных солей. Его определяют выпариванием профильтрованной воды. Допустимое количество сухого остатка 500…1000 мг/л
Жесткость воды определяется содержанием в ней в растворенном виде солей кальция и магния. Жесткость воды измеряется в мг-экв/л; 1 мг-экв/л соответствует растворенным в 1 л воды 20,04 мг солей кальция и магния. Жесткость воды не должна превышать 14,3 мг-экв/л.
Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ; она является показателем возможной загрязненности воды источника сточными водами.
Активная реакция вызывается содержанием в воде водородных ионов. Обычно она выражается через рН. Если - среда кислая;- среда нейтральная;- щелочная. Питьевая вода должна иметь рН от 6,5 до 9,5.
На основании бактериологического анализа устанавливается общее количество бактерий, в частности, кишечных палочек. Показателем бактериального загрязнения воды служит так называемый коли-титр или коли–индекс.
Коли–титр - это количество воды в см3, в котором обнаружена одна кишечная палочка. Допускается – более 300.
Коли–индекс – это число кишечных палочек в одном литре воды; допускается – не более 3.
Улучшение качества природной воды предусматривается в тех случаях, когда концентрация различных примесей в ней превышает предельно допустимые нормы, установленные ГОСТ на питьевую воду или когда она не соответствует дополнительным требованиям органов санитарного надзора.
В зависимости от качества воды в источнике и требований, предъявляемых к степени ее очистки, определют необходимый состав очистных сооружений.
Основные способы очистки природных вод – это осветление и обеззараживание. Осветление в основном применяется при использовании поверхностных, обеззараживание – при использовании всех источников, но чаще всего поверхностных и грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине от поверхности земли.
При наличии в воде солей жесткости, металлов, растворенных газов и других элементов могут применяться и другие способы обработки воды. Например, при повышенном содержании в воде железа предусматриваются установки по обезжелезиванию воды. Слишком жесткая вода умягчается на катионитовых фильтрах, растворенные газы удаляются из воды путем ее дегазации. Иногда воду обесфторивают или, наоборот, фторируют. Могут применяться и другие способы обработки воды, описания которых дается в специальной литературе.
Осветление воды можно проводить с применением коагулянта или без него. Коагулянт применяют обычно при содержании в исходной воде более 50 мг/л взвешенных веществ.
Коагулированные воды применяют для ускорения осаждения из воды взвешенных частиц и коллоидов, которые в исходной воде имеют одноименные электрические заряды. При введении в воду коагулянта (сернокислый глинозем Al2(SO4)3·18h3O, железный купорос FeSO4·7h3O, хлорное железо FeCl3 и др.) с зарядом, противоположным зарядам коллоидов, последние нейтрализуются, в результате чего происходит укрупнение взвешенных частиц с образованием хлопьев. Осаждаясь на дно, хлопья захватывают более мелкие частицы взвеси, в том числе и бактерии (95%), находящиеся в воде отстойника.
Для коагуляции взвесей и коллоидов необходимо, чтобы обрабатываемая вода имела достаточную щелочность. При недостатке в воде естественной щелочности воду подщелачивают, добавляя гашеную известь или кальцинированную соду (Na2CO3).
Коагулирование производят в камерах хлопьеобразования, из которых вода направляется в отстойники со скоростью 0,05…0,10 м/с во избежание разрушения образовавшихся хлопьев. В отстойниках хлопья под действием силы тяжести выпадают в осадок, который периодически удаляется различными (механическими или гидравлическими) методами.
Фильтрование является последней, завершающей стадией осветления воды. Для фильтрования воды устанавливают водоочистные фильтры, загруженные слоем зернистого фильтрующего материала – песка, дробленого антрацита, керамзита и др.
В зависимости от скорости фильтрации различают медленные, скорые и напорные фильтры. В системах сельскохозяйственного водоснабжения в основном используют медленные и скорые фильтры.
Медленные фильтры находят применение в небольших установках для фильтрования некоагулированной воды, содержащей не более 50 мг/л взвешенных веществ.
Эффект очистки на медленных фильтрах относительно высок, на них задерживается до 90% бактерий, устраняются запахи и привкусы. Они надежны и просты в эксплуатации. Существенный недостаток их состоит в значительной площади фильтрования при небольшом количестве очищаемой воды. объясняется это малыми скоростями фильтрации, которые не превышают 0,1-0,2 м/ч.
Скорые фильтры – наиболее распространенные сооружения по осветлению воды после ее предварительного коагулирования.
В зависимости от гранулометрического состава фильтрующего слоя скорость фильтрации принимается в пределах 6-10 м/ч. Указанная скорость фильтрации обеспечивается созданием над поверхностью загрузки слоя воды толщиной 1,2…1,5 м.
Обеззараживание воды в хозяйственно-питьевых водопроводах, питающихся из подземных источников, производят в случае возможного попадания в эти источники болезнетворных бактерий. Вода поверхностных источников, как правило, содержит болезнетворные бактерии. В результате отстаивания и фильтрования из воды удаляется до 95% бактерий. Для уничтожения оставшихся бактерий воду обеззараживают. С этой целью используют жидкий хлор, гипохлориты натрия и кальция, растворы гипохлоритов, полученные электролитическим путем, двуокись хлора, озон и бактерицидное облучение.
Наиболее распространенным методом обеззараживания является хлорирование. Для хлорирования используют хлорную известь или газообразный хлор.
Хлорную известь применяют при расходах до 3000 м3/сут. При введении в воду хлорная известь распадается на гипохлорит кальция и хлористый кальций. Гипохлорит кальция, реагируя с углекислотой или бикарбонатами кальция, находящимися в воде, образует хлорноватистую кислоту, которая легко распадается с образованием атомарного кислорода, оказывающего бактерицидное действие.
При введении в воду газообразного хлора образуются хлорноватистая и соляная кислоты. Хлорноватистая кислота распадается с выделением атомарного кислорода. Необходимый эффект хлорирования достигается в результате хорошего перемешивания и тридцатиминутного контакта хлора с водой. Такой контакт происходит в контактном резервуаре или в трубопроводе, подающем воду потребителям.
Вода, поступающая к потребителям, может содержать в 1 л 0,3…0,5 мг хлора (так называемый остаточный хлор), что свидетельствует о достаточности введенной дозы хлора для полного обеззараживания воды. На 1 л фильтрованной воды вводят 0,3..1,0 мг хлора, на 1 л нефильтрованной речной воды – до 2 мг хлора.
Обычно применяют двойное хлорирование, добавляя хлор перед отстаиванием и после фильтрования.
При повышении дозы хлора в воде остается неприятный запах. Такую воду необходимо дехлорировать. Для этого в нее добавляют гипосульфит или сернистый газ, который нейтрализует хлор.
Способ обеззараживания озоном применяется для воды, мутность которой не превышает 15 мг/л. Озон одновременно уменьшает цветность, запахи и привкусы воды.
Для обеззараживания 1 л воды подземных источников требуется 0,75…1,0 мг озона, для обеззараживания 1 л фильтрованной воды поверхностных источников – 1…2 мг озона.
Озон в виде озоновоздушной смеси получают в электрических озонаторах из кислорода воздуха. В состав озонаторной установки входят сооружения для синтеза озона и для смешения озона с водой. Подготовка воздуха для синтеза озона состоит в задержании взвешенных частиц на фильтре, осушке воздуха в адсорберах с силикагелем или алюмогелем. Подготовленный воздух направляется в озонаторы.
Перемешивание полученной озоновоздушной смеси с водой производится барботированием в колонках, резервуарах. Применяют для этого также эжекторы–смесители и механические мешалки.
обеззараживание воды осуществляется ультрафиолетовыми лучами, обладающими бактерицидными свойствами. применяют его для обеззараживания небольших расходов воды подземных источников, а также фильтрованной воды поверхностных источников, отвечающей требованиям ГОСТ на питьевую воду по мутности и цветности. В качестве источников излучения служат ртутно–кварцевые лампы высокого давления или аргоно–ртутные лампы низкого давления. Бактерицидные лампы могут располагаться над поверхностью воды или погружаться в нее.
В зависимости от свойств воды источника водоснабжения или от требований, предъявляемых потребителями к качеству воды, может потребоваться специальная ее обработка – умягчение, обезжелезивание, стабилизация, обессоливание и т.п.
Умягчение воды. По ГОСТу вода, предназначенная для хозяйственно-питьевых целей, должна иметь жесткость менее 7 мг-экв/л, в особых случаях 14 мг-экв/л.
Умягчение воды для хозяйственно – питьевых целей обычно не производят. Однако его требуют некоторые производственные потребители воды, в том числе пищевая промышленность. Питательная вода для котлов среднего и высокого давления должна иметь жесткость не более 0,3 мг-экв/л. Для умягчения воды применяют реагентный и катионитовый методы, а также магнитную обработку воды.
Обезжелезивание воды. Содержание железа в питьевой воде не должно быть выше 0,3 мг/л. Для удаления железа применяют аэрацию, коагулирование, известкование и катионирование.
Стабилизация воды заключается в придании ей свойств, при которых она теряет способность вызывать коррозию и откладывать соли. Стабилизация воды необходима в системах оборотного водоснабжения, когда из-за испарения воды в охладительных сооружениях в ней повышается концентрация солей. Стабилизация воды в таких системах предотвращает образование накипи и развитие коррозии в теплообменных аппаратах и охладительных установках. Для стабилизации воды применяют подкисление, рекарбонизацию и фосфатирование.
Обессоливание воды заключается в удалении из нее растворенных солей. Полное обессоливание необходимо, например, при подготовке питательной воды для котлов высокого давления. Частичное удаление растворенных солей называется опреснением.
Применяют термический и химический методы обессоливания.
Дегазация воды заключается в удалении из нее газов (углекислоты, сероводорода, кислорода). Удаление углекислоты и кислорода необходимо для уменьшения коррозионных свойств воды.
studfiles.net
19. Требования, предъявляемые к качеству хозяйственно–питьевой воды. Методы улучшения качества воды
Эти требования определяются ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» и СанПиН 2.1.4599-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству централизованных систем питьевого водоснабжения, контроль качества воды» на основании физического, химического и бактериологического анализов.
Физический анализ позволяет определить температуру, мутность (прозрачность), цветность, вкус и запах.
1. Желаемая температура 7…12оС. При температуре выше 12оС вода становится менее приятной на вкус и хуже утоляет жажду, а при пониженной может вызвать простудные заболевания.
2. Мутность характеризуется содержанием в воде взвешенных частиц. Допускается не более 2 мг/л.
3. Прозрачность также характеризует содержание в воде взвешенных частиц. Определяют ее при помощи градуированного стеклянного цилиндра. На дно опускают белый фарфоровый диск с нанесенным на нем черными линиями толщиной 1 мм крестом. Затем в цилиндр наливают исследуемую воду таким слоем, при котором крест становится невидимым. Допустимая прозрачность – не менее 30 см.
4. Цветность определяют сравнением на фотоколориметре испытуемой воды с эталоном искусственно подкрашенной воды (солями кобальта и платины). Допустимая цветность – 20о платино-кобальтовой шкалы.
5. Запах и привкус воды. Запах определяют, нагревая воду до 50оС в закрытом сосуде. Для определения привкуса воды ее нагревают до 25оС. Запах и привкус воды оцениваются по пятибалльной шкале. Питьевая вода должна иметь не более 2 баллов по шкале запахов и привкусов при температуре 20оС.
На основании химического анализа определяются плотный остаток, жесткость, окисляемость и активная реакция воды.
Плотный остаток характеризует общее содержание в воде растворенных солей. Его определяют выпариванием профильтрованной воды. Допустимое количество сухого остатка 500…1000 мг/л
Жесткость воды определяется содержанием в ней в растворенном виде солей кальция и магния. Жесткость воды измеряется в мг-экв/л; 1 мг-экв/л соответствует растворенным в 1 л воды 20,04 мг солей кальция и магния. Жесткость воды не должна превышать 14,3 мг-экв/л.
Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ; она является показателем возможной загрязненности воды источника сточными водами.
Активная реакция вызывается содержанием в воде водородных ионов. Обычно она выражается через рН. Если - среда кислая;- среда нейтральная;- щелочная. Питьевая вода должна иметь рН от 6,5 до 9,5.
На основании бактериологического анализа устанавливается общее количество бактерий, в частности, кишечных палочек. Показателем бактериального загрязнения воды служит так называемый коли-титр или коли–индекс.
Коли–титр - это количество воды в см3, в котором обнаружена одна кишечная палочка. Допускается – более 300.
Коли–индекс – это число кишечных палочек в одном литре воды; допускается – не более 3.
Улучшение качества природной воды предусматривается в тех случаях, когда концентрация различных примесей в ней превышает предельно допустимые нормы, установленные ГОСТ на питьевую воду или когда она не соответствует дополнительным требованиям органов санитарного надзора.
В зависимости от качества воды в источнике и требований, предъявляемых к степени ее очистки, определют необходимый состав очистных сооружений.
Основные способы очистки природных вод – это осветление и обеззараживание. Осветление в основном применяется при использовании поверхностных, обеззараживание – при использовании всех источников, но чаще всего поверхностных и грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине от поверхности земли.
При наличии в воде солей жесткости, металлов, растворенных газов и других элементов могут применяться и другие способы обработки воды. Например, при повышенном содержании в воде железа предусматриваются установки по обезжелезиванию воды. Слишком жесткая вода умягчается на катионитовых фильтрах, растворенные газы удаляются из воды путем ее дегазации. Иногда воду обесфторивают или, наоборот, фторируют. Могут применяться и другие способы обработки воды, описания которых дается в специальной литературе.
Осветление воды можно проводить с применением коагулянта или без него. Коагулянт применяют обычно при содержании в исходной воде более 50 мг/л взвешенных веществ.
Коагулированные воды применяют для ускорения осаждения из воды взвешенных частиц и коллоидов, которые в исходной воде имеют одноименные электрические заряды. При введении в воду коагулянта (сернокислый глинозем Al2(SO4)3·18h3O, железный купорос FeSO4·7h3O, хлорное железо FeCl3 и др.) с зарядом, противоположным зарядам коллоидов, последние нейтрализуются, в результате чего происходит укрупнение взвешенных частиц с образованием хлопьев. Осаждаясь на дно, хлопья захватывают более мелкие частицы взвеси, в том числе и бактерии (95%), находящиеся в воде отстойника.
Для коагуляции взвесей и коллоидов необходимо, чтобы обрабатываемая вода имела достаточную щелочность. При недостатке в воде естественной щелочности воду подщелачивают, добавляя гашеную известь или кальцинированную соду (Na2CO3).
Коагулирование производят в камерах хлопьеобразования, из которых вода направляется в отстойники со скоростью 0,05…0,10 м/с во избежание разрушения образовавшихся хлопьев. В отстойниках хлопья под действием силы тяжести выпадают в осадок, который периодически удаляется различными (механическими или гидравлическими) методами.
Фильтрование является последней, завершающей стадией осветления воды. Для фильтрования воды устанавливают водоочистные фильтры, загруженные слоем зернистого фильтрующего материала – песка, дробленого антрацита, керамзита и др.
В зависимости от скорости фильтрации различают медленные, скорые и напорные фильтры. В системах сельскохозяйственного водоснабжения в основном используют медленные и скорые фильтры.
Медленные фильтры находят применение в небольших установках для фильтрования некоагулированной воды, содержащей не более 50 мг/л взвешенных веществ.
Эффект очистки на медленных фильтрах относительно высок, на них задерживается до 90% бактерий, устраняются запахи и привкусы. Они надежны и просты в эксплуатации. Существенный недостаток их состоит в значительной площади фильтрования при небольшом количестве очищаемой воды. объясняется это малыми скоростями фильтрации, которые не превышают 0,1-0,2 м/ч.
Скорые фильтры – наиболее распространенные сооружения по осветлению воды после ее предварительного коагулирования.
В зависимости от гранулометрического состава фильтрующего слоя скорость фильтрации принимается в пределах 6-10 м/ч. Указанная скорость фильтрации обеспечивается созданием над поверхностью загрузки слоя воды толщиной 1,2…1,5 м.
Обеззараживание воды в хозяйственно-питьевых водопроводах, питающихся из подземных источников, производят в случае возможного попадания в эти источники болезнетворных бактерий. Вода поверхностных источников, как правило, содержит болезнетворные бактерии. В результате отстаивания и фильтрования из воды удаляется до 95% бактерий. Для уничтожения оставшихся бактерий воду обеззараживают. С этой целью используют жидкий хлор, гипохлориты натрия и кальция, растворы гипохлоритов, полученные электролитическим путем, двуокись хлора, озон и бактерицидное облучение.
Наиболее распространенным методом обеззараживания является хлорирование. Для хлорирования используют хлорную известь или газообразный хлор.
Хлорную известь применяют при расходах до 3000 м3/сут. При введении в воду хлорная известь распадается на гипохлорит кальция и хлористый кальций. Гипохлорит кальция, реагируя с углекислотой или бикарбонатами кальция, находящимися в воде, образует хлорноватистую кислоту, которая легко распадается с образованием атомарного кислорода, оказывающего бактерицидное действие.
При введении в воду газообразного хлора образуются хлорноватистая и соляная кислоты. Хлорноватистая кислота распадается с выделением атомарного кислорода. Необходимый эффект хлорирования достигается в результате хорошего перемешивания и тридцатиминутного контакта хлора с водой. Такой контакт происходит в контактном резервуаре или в трубопроводе, подающем воду потребителям.
Вода, поступающая к потребителям, может содержать в 1 л 0,3…0,5 мг хлора (так называемый остаточный хлор), что свидетельствует о достаточности введенной дозы хлора для полного обеззараживания воды. На 1 л фильтрованной воды вводят 0,3..1,0 мг хлора, на 1 л нефильтрованной речной воды – до 2 мг хлора.
Обычно применяют двойное хлорирование, добавляя хлор перед отстаиванием и после фильтрования.
При повышении дозы хлора в воде остается неприятный запах. Такую воду необходимо дехлорировать. Для этого в нее добавляют гипосульфит или сернистый газ, который нейтрализует хлор.
Способ обеззараживания озоном применяется для воды, мутность которой не превышает 15 мг/л. Озон одновременно уменьшает цветность, запахи и привкусы воды.
Для обеззараживания 1 л воды подземных источников требуется 0,75…1,0 мг озона, для обеззараживания 1 л фильтрованной воды поверхностных источников – 1…2 мг озона.
Озон в виде озоновоздушной смеси получают в электрических озонаторах из кислорода воздуха. В состав озонаторной установки входят сооружения для синтеза озона и для смешения озона с водой. Подготовка воздуха для синтеза озона состоит в задержании взвешенных частиц на фильтре, осушке воздуха в адсорберах с силикагелем или алюмогелем. Подготовленный воздух направляется в озонаторы.
Перемешивание полученной озоновоздушной смеси с водой производится барботированием в колонках, резервуарах. Применяют для этого также эжекторы–смесители и механические мешалки.
обеззараживание воды осуществляется ультрафиолетовыми лучами, обладающими бактерицидными свойствами. применяют его для обеззараживания небольших расходов воды подземных источников, а также фильтрованной воды поверхностных источников, отвечающей требованиям ГОСТ на питьевую воду по мутности и цветности. В качестве источников излучения служат ртутно–кварцевые лампы высокого давления или аргоно–ртутные лампы низкого давления. Бактерицидные лампы могут располагаться над поверхностью воды или погружаться в нее.
В зависимости от свойств воды источника водоснабжения или от требований, предъявляемых потребителями к качеству воды, может потребоваться специальная ее обработка – умягчение, обезжелезивание, стабилизация, обессоливание и т.п.
Умягчение воды. По ГОСТу вода, предназначенная для хозяйственно-питьевых целей, должна иметь жесткость менее 7 мг-экв/л, в особых случаях 14 мг-экв/л.
Умягчение воды для хозяйственно – питьевых целей обычно не производят. Однако его требуют некоторые производственные потребители воды, в том числе пищевая промышленность. Питательная вода для котлов среднего и высокого давления должна иметь жесткость не более 0,3 мг-экв/л. Для умягчения воды применяют реагентный и катионитовый методы, а также магнитную обработку воды.
Обезжелезивание воды. Содержание железа в питьевой воде не должно быть выше 0,3 мг/л. Для удаления железа применяют аэрацию, коагулирование, известкование и катионирование.
Стабилизация воды заключается в придании ей свойств, при которых она теряет способность вызывать коррозию и откладывать соли. Стабилизация воды необходима в системах оборотного водоснабжения, когда из-за испарения воды в охладительных сооружениях в ней повышается концентрация солей. Стабилизация воды в таких системах предотвращает образование накипи и развитие коррозии в теплообменных аппаратах и охладительных установках. Для стабилизации воды применяют подкисление, рекарбонизацию и фосфатирование.
Обессоливание воды заключается в удалении из нее растворенных солей. Полное обессоливание необходимо, например, при подготовке питательной воды для котлов высокого давления. Частичное удаление растворенных солей называется опреснением.
Применяют термический и химический методы обессоливания.
Дегазация воды заключается в удалении из нее газов (углекислоты, сероводорода, кислорода). Удаление углекислоты и кислорода необходимо для уменьшения коррозионных свойств воды.
studfiles.net