Требования к качеству воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Требования к качеству воды для хозяйственно-питьевых нужд, охлаждения, паросилового хозяйства, технологических нужд промышленности, заводнения нефтяных пластов, нужд сельского хозяйства

1.1 Требования к качеству воды для хозяйственно-питьевых нужд

Общее количество воды на земле оценивается в 14000 млн.км3. Однако стационарные запасы пресных вод, пригодных для использования составляют всего 0,3 % объема гидросферы ( около 4 млн.км3 ).

Вода на нашей планете находится в состоянии круговорота. Под действием солнечной энергии вода испаряется с поверхности мирового океана и суши, а затем выпадает в виде атмосферных осадков.

С поверхности мирового океана испаряется около 412 тысяч км3 в год, а количество атмосферных осадков, выпадающих на поверхность морей и океанов, составляют около 310 тыс. км3 в год. Разница и представляет собой речной сток с суши в моря и океаны.

Единовременный запас воды во всех реках земного шара составляет примерно 1200 км3, причем этот объем возобновляется примерно каждые 12 суток.

Речной сток состоит из подземного и поверхносного. Наиболее ценным является подземный источник воды.

В природе не существует воды, которая не содержала бы примесей. Даже атмосферные осадки содержат до 100 мг / л различных загрязнителей.

Централизованное снабжение водой городов, поселков и промышленных предприятий представляет собой сложный комплекс технико-экономических и организационных мероприятий. Их рациональное решение определяет уровень санитарного благоустройства городов и поселков, обеспечивает нормальные условия жизни населения, гарантирует бесперебойную работу промышленности.

Запасы пресной воды ограничены и распределены по поверхности и в земной коре неравномерно.

Вся используемая вода хозяйственно-питьевого назначения предварительно очищается и обеззараживается на очистных сооружениях. Берется она из поверхностных источников. В момент очистки, дойдя до резервуаров чистой воды, она, как правило, соответствует самым высоким нормам СанПиН'а. Однако при движении по многокилометровым магистралям из чугунных и стальных труб, подверженных коррозии, качество ее заметно ухудшается, появляется запах, снижается прозрачность, повышается содержание железа, меди, цинка и других тяжелых металлов, в воду попадают токсичные компоненты и бактерии из конструкционных и герметизирующих материалов. Все это может привести к развитию аллергии и заболеваний крови.

Присутствие в воде бытового назначения механических примесей и соединений железа способствует преждевременному износу сантехники. Жесткая вода образует на сантехнике и кафеле трудноудаляемый налет, накипь в водонагревательных приборах. Стало быть, вода нуждается в дополнительной очистке непосредственно на месте потребления, что особенно необходимо для питьевой воды, чистота которой важна для здоровья человека.

Требования к качеству питьевой воды изложены в действующих ГОСТе 2874-82 "Вода питьевая" и СанПиН 2.1.4.559-96. Но нормативно-методическая база ГОСТа уже не соответствует современным требованиям. Десятки лет данные о качестве воды не публиковались, такая ситуация сохраняется и по сей день.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Качество воды определяют ее составом и свойствами при поступлении в водопроводную сеть; в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

По микробиологическим показателям питьевая вода должна соответствовать требованиям:

Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более 100 По ГОСТ 18963-73

Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более 3 По ГОСТ 18963-73

Токсикологические показатели воды

Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают нормативы для веществ:

встречающихся в природных водах;

добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;

появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов:

Алюминий остаточный (Аl), мг/дм3, не более 0,5 По ГОСТ 18165-89

Бериллий (Be), мг/дм3, не более 0,0002 По ГОСТ 18294-89

Молибден (Мо), мг/дм3, не более 0,25 По ГОСТ 18308-72

Мышьяк (As), мг/дм3, не более 0,05 По ГОСТ 4152-89

Нитраты (NO3), мг/дм3, не более 45,0 По ГОСТ 18826-73

Полиакриламид остаточный, мг/дм3, не более 2,0 По ГОСТ 19355-85

Свинец (Рb), мг/дм3, не более 0,03 По ГОСТ 18293-72

Селен (Se), мг/дм3, не более 0,01 По ГОСТ 19413-89

Стронций (Sr), мг/дм3, не более 7,0 По ГОСТ 23950-88

Фтор (F), мг/дм3, не более для климатических районов:

По ГОСТ 4386-88

I и II 1,5 III 1,2 IV 0,7

Органолептические показатели воды

Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ:

встречающихся в природных водах;

добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;

появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнений источников водоснабжения.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов:

Железо (Fe), мг/дм3, не более 0,3 По ГОСТ 4011-72

Жесткость общая, моль/м3, не более 7,0 По ГОСТ 4151-72

Марганец (Мn), мг/дм3, не более 0,1 По ГОСТ 4974-72

Медь (Сu2+), мг/дм3, не более 1,0 По ГОСТ 4388-72

Полифосфаты остаточные (РO3-4), мг/дм3, не более 3,5 По ГОСТ 18309-72

Сульфаты (SO4--), мг/дм3, не более 500 По ГОСТ 4389-72

Сухой остаток, мг/дм3, не более 1000 По ГОСТ 18164-72

Хлориды (Сl-), мг/дм3, не более 350 По ГОСТ 4245-72

Цинк (Zn2+), мг/дм3, не более 5,0 По ГОСТ 18293-72

Органолептические свойства воды должны соответствовать требованиям:

Запах при 20 °С и при нагревании до 60°, не более 2 По ГОСТ 3351-74

Вкус и привкус при 20 °С, баллы, не более 2 По ГОСТ 3351-74

Цветность, градусы, не более 20 По ГОСТ 3351-74

Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более 1,5 По ГОСТ 3351-74

Вода не должна содержать различимые невооруженным глазом водные организмы и не должна иметь на поверхности пленку.

1.2 Требования к качеству воды для охлаждения

В зависимости от вида технологического процесса оборотная вода может быть транспортирующей или поглощающей средой (использование воды в таких качествах в данной работе не рассматривается), либо теплоносителем, циркулирующим в охлаждающей системе оборотного водоснабжения. Это система, в которой вода используется в качестве хладогента для охлаждения оборудования или для конденсации и охлаждения газообразных и жидких продуктов в теплообменных аппаратах, где нагревается, а в некоторых случаях и загрязняется этими продуктами в основном за счет неплотностей оборудования. После охлаждения преимущественно на градирнях и очистки (при необходимости) основная масса воды возвращается в систему; часть оборотной воды (обычно не более 5%) теряется на испарение, капельный унос, утечки и сброс в виде продувки системы.

Для охлаждения различного рода технологического оборудования в России используется примерно 105-130 км3 оборотной воды, что составляет в среднем по всем отраслям промышленности около 65% общего расхода воды этой категории.

Требования, предъявляемые к температуре оборотной воды различными промышленными предприятиями, диктуются технологическим процессом и эксплуатационными свойствами оборудования. При выборе типа градирен для обеспечения этой температуры следует учитывать возможность загрязнения воды продуктами производства в водооборотном цикле.

Предприятия теплоэнергетической отрасли потребляют две трети свежей воды, забираемой на промышленные нужды из источников водоснабжения, при наибольшем расходовании ее для охлаждения технологического оборудования (96%). Однако коэффициент водооборота в отрасли ниже среднего по промышленности и составляет примерно 60% из-за сохранившихся с предыдущих лет на многих энергетических предприятиях прямоточных систем водоснабжения. Так, из 144 ТЭС с установленной мощностью 215 ГВт на прямоточных системах водоснабжения работают 45 и на оборотных 99. При этом для охлаждения оборотной воды используются водохранилища (54%), башенные градирни (14%), «сухие» (радиаторные) градирни (0,8%) и брызгальные бассейны (0,2%).

Вода в промышленности и энергетике используется для конденсации и охлаждения газообразных и жидких продуктов химических и нефтехимических производств, для конденсации отработавшего пара после расширения его в паровых двигателях, отвода теплоты от маслоохладителей и оборудования в целях предохранения его от быстрого разрушения под влиянием высоких температур (например, цилиндров компрессоров, кладки производственных печей) и т. п.

вода качество умягчение

1.3 Требования к качеству воды для паросилового хозяйства

Вода для нужд паросилового хозяйства не должна образовывать накипь, вызвать коррозию металла и вспениваться, не должна содействовать отнесение солей с паром.

Использование твердой воды для этих целей недопустимо, потому, что это приводит к созданию накипи на поверхности нагревания, которое ухудшает теплопередачу и вызывает перерасход топлива и перегревы металла.

Установки умягчения воды непрерывного действия предназначены для умягчения воды в водогрейных и паровых котельных, а также на предприятиях с непрерывным циклом производства.

Применение установок умягчения позволяет:

не допустить образования накипи на внутренней поверхности труб, котлов, теплообменников и различных нагревательных приборов;

довести показатель жесткости до 0,07-1 мг-экв/л, а при последовательной двухступенчатой обработке до 0,01-0,02 мг-экв/л.

1.4 Требования к качеству воды для технологических нужд промышлености

Системы промышленного водоснабжения предназначены обеспечивать подачу воды на производство в требуемых количествах и соответствующего качества. Они состоят из комплекса взаимосвязанных сооружений -- водозаборных устройств, насосных станций, водоводов, установок для очистки и улучшения качества воды, регулирующих и запасных емкостей, охладителей воды и разводящей сети трубопроводов. В зависимости от назначения и местных условий некоторые из перечисленных сооружений в системе могут отсутствовать.

По данным государственного учета использования воды промышленностью Российской Федерации расходуется в год примерно 40 км3 свежей воды, что составляет 50% общего количества, забираемого для нужд народного хозяйства из источников водоснабжения. Это равняется примерно 20% потребности промышленных предприятий в воде. Недостающее количество (160 км3) обеспечивается за счет повторного использования воды после охлаждения и (или) очистки. Такая вода называется оборотной или циркуляционной.

Потребление свежей воды в промышленности в значительной мере может быть уменьшено за счет перехода производств на безотходные, безводные или маловодные технологии. Однако многие производственные процессы не всегда или не в полной мере позволяют использовать такие технологии. Тогда на первый план в реализации задачи экономии воды в промышленности вступают охлаждающие системы оборотного водоснабжения с градирнями различных типов и конструкций.

1.5 Требования к качеству воды для заводнения нефтяных пластов

а) Водородный показатель (рН)

Значение рН должно находиться в пределах от 4,5 до 8,5.

б) Фильтрационная характеристика

При снижении коэффициента приемистости нагнетательных скважин с начала закачки воды на 20% следует проводить работы по восстановлению фильтрационной характеристики призабойной зоны и, при необходимости, улучшать качество закачиваемой воды.

в) Совместимость с пластовой водой и породой

При контакте в пластовых условиях закачиваемой воды с пластовой водой и породой коллектора может быть допущено снижение фильтрационной характеристики в соответствии с п. 1.2.

г) Размер частиц механических примесей и эмульгированной нефти.

При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью свыше 0,1 мкм2 должно быть 90% частиц не крупнее 5 мкм;

При закачке воды в поровые коллекторы проницаемостью до 0,1 мкм2 - не крупнее 1 мкм.

д) Содержание нефти и механических примесей

В зависимости от проницаемости и относительной трещиноватости коллектора допустимое содержание нефти и механических примесей устанавливается по таблице.

е) Содержание растворенного кислорода

Содержание растворенного кислорода не должно превышать 0,5 мг/л.

ж) Набухаемость пластовых глин

Набухаемость глин коллекторов в закачиваемой воде не должна превышать значения их набухаемости в воде конкретного месторождения.

з) Коррозионная активность

При коррозионной активности воды свыше 0,1 мм/год необходимо предусматривать мероприятия по антикоррозионной защите трубопроводов и оборудования.

и) Содержание сероводорода.

В воде, нагнетаемой в продуктивные коллекторы, пластовые воды которых не содержат сероводород или содержат ионы железа, сероводород должен отсутствовать.

к) Наличие сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ)

Не допускается присутствие СВБ в воде, предназначенной для закачки в пласты, нефть, газ и вода которых не содержат сероводород.

л) Содержание ионов трехвалентного железа

При заводнении продуктивных пластов, содержащих сероводород, устанавливать возможность образования сернистого железа, необходимость и мероприятия для удаления ионов трехвалентного железа из воды.

1.6 Требования к качеству воды для нужд сельского хозяйства

В сельском хозяйстве вода используется для водопоя птиц и животных, а также для орошения.

Для водопоя птиц и животных используется вода питьевого качества. При невозможности соблюдения этого правила допускается применения воды с повышенным минеральным составом, а именно: сухой остаток -- 1...5г/л; сульфаты -- 0,5...2,4г/л; общая твердость -- 14...45 мг-екв/л. Кроме того, разрешается для водопоя использования воды с повышенной цветностью с привкусами и запахами при температуре 8...15°С. Качество воды при этом применяют в зависимости от вида и возраста животных. Водопой животных и птиц водой непитьевого качества в каждом конкретном случае должен быть разрешен органами ветеринарного надзора.

Основным требованием к качеству поливной воды есть недопущения засола грунтов в результате выпарывания воды. Сформулированных регламентаций качества воды для орошения нет. Минерализация поливных вод в зависимости от метеорологических и агротехнических факторов, условий полива и дренажа может меняться в широких границах, но не более 1,5 г/л.

Вода с солесодержанием до 1 г/л пригодная для орошения независимо от местных условий.

На качество воды в естественных источниках влияют антропогенные, гидрологические и метеорологические факторы.

Антропогенное влияние на естественные воды обусловлен жизнью и хозяйственной деятельностью людей. Санитарный стан водоемов в значительной степени зависит от обжитости региона и степени концентрации в нем промышленности.

2. Контроль источников водоснабжения (поземные и поверхностные)

Учреждения и организации, в ведении которых находятся централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводы, используемые одновременно для хозяйственно-питьевых и технических целей, постоянно контролируют качество воды на водопроводе в местах водозабора, перед поступлением в сеть, а также в распределительной сети в соответствии с требованиями настоящего раздела.

На водопроводах с подземным источником водоснабжения анализ воды в течение первого года эксплуатации проводят не реже четырех раз (по сезонам года), в дальнейшем - не реже одного раза в год в наиболее неблагоприятный период по результатам наблюдений первого года.

На водопроводах с поверхностным источником водоснабжения анализ воды проводят не реже одного раза в месяц.

Лабораторно-производственный контроль качества воды перед поступлением в сеть проводят по микробиологическим, химическим и органолептическим показателям.

Микробиологический анализ проводят по показателям:.

На водопроводах с подземным источником водоснабжения должен проводиться анализ при отсутствии обеззараживания:

не менее одною раза в месяц - при численности населения до 20000 чел.;

не менее двух раз в месяц - » » » до 50 000 чел;

не менее одного раза в неделю - » » » более 50000 чел;

При обеззараживании:

один раз в неделю - при численности населения до 20000 чел.;

три раза в неделю - » » » до 50000 чел.;

ежедневно - » » » более 50000 чел.

На водопроводах с поверхностным источником водоснабжения должен проводиться анализ:

не реже одною раза в неделю и ежедневно в весенне-осенний периоды - при численности населения до 10000 чел.;

не реже одного раза в сутки - более 10000 чел.

Содержание остаточного хлора в воде после резервуаров чистой воды должно быть в указанных пределах:

Хлор остаточный Концентрация Необходимое время контакта хлора

остаточного хлора, мг/дм3 с водой, мин, не менее

1. Свободный 0,3-0,5 30

2. Связанный 0,8-1,2 60

В отдельных случаях по указанию органов санитарно-эпидемиологической службы или по согласованию с ними допускается повышенная концентрация остаточного хлора в воде.

При озонировании воды с целью обеззараживания концентрация остаточного озона после камеры смещения должна быть 0,1-0,3 мг/дм3 при обеспечении времени контакта не менее 12 мин.

При необходимости борьбы с биологическими обрастаниями в водопроводной сети места введения и дозы хлора согласовываются с органами санитарно-эпидемиологической службы.

Лабораторно-производственный контроль за остаточными количествами реагентов и удаляемых веществ при обработке воды на водопроводах специальными методами проводится в зависимости от характера обработки в соответствии с графиком, согласованным с санитарно-эпидемиологической службой, но не реже одного раза к смену.

Отбор проб в распределительной сети проводят из уличных водоразборных устройств, характеризующих качество воды в основных магистральных водопроводных линиях, из наиболее возвышенных и тупиковых участков уличной распределительной сети. Отбор проб проводят также из кранов внутренних водопроводных сетей всех домов, имеющих подкачку и местные водонапорные баки.

3. Организация контроля качества воды

В настоящее время контроль качества воды осуществляется Водоканалом в соответствии с действующими нормативными документами: санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.» и государственным стандартом ГОСТ Р 51232-98 «Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества».

Выполнение ежедневных анализов воды по всему ее движению от водоисточника до потребителя производится сетью ведомственных лабораторий.

Все лаборатории аттестованы или аккредитованы органами Госстандарта. Плановая работа лабораторий выполняется в соответствии с графиками контроля качества воды, которые регламентируют точки отбора проб, перечень контролируемых показателей и частоту контроля. Графики ежегодно согласовываются с Центром госсанэпиднадзора в г.Москве, который осуществляет государственный надзор за качеством питьевой воды в системе централизованного водоснабжения. В рамках этого надзора в лаборатории Центра регулярно доставляются пробы воды для выполнения физико-химического, микробиологического и радиологического контроля.

Всего ведомственными лабораториями ежесуточно производится до 4 тысяч определений физико-химических показателей, 400 бактериологических и 300 гидробиологических анализов. С апреля 1994 г. контроль качества природной и питьевой воды по широкому спектру физико-химических и биологических показателей осуществляется и в независимом российско-французском центре контроля качества воды "Роса". Возможности АЦ "Роса" позволяют выполнять анализ воды по более, чем 20 биологическим и 180 химическим показателям с использованием современного аналитического оборудования методами ионной и высокоэффективной жидкостной хроматографии, хроматомассспектрометрии, атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектроскопии и др. Перечень контролируемых параметров был разработан с учетом международного опыта контроля и возможного поступления загрязнений от объектов, расположенных в зонах санитарной охраны водоисточников. Он включает в себя металлы, галогенорганические соединения, полиароматические соединения, полихлорбифенилы, пестициды и т.д.

Помимо контроля качества воды ведомственными лабораториями и лабораториями сторонних организаций в практику Водоканала внедрен автоматический мониторинг основных параметров качества воды, поступающей на водопроводные станции, по стадиям очистки и на выходе.

4. Контроль процессов предварительной обработки воды

На установках предочистки и предварительной обработки воды чаще всего производится снижение содержания или глубокое удаление из воды взвешенных и некоторых органических веществ, полное удаление свободной угольной кислоты, частичное удаление магния, кальция, бикарбонатного иона и кремниевой кислоты путем окисления, фильтрования, осаждения, обработки в поле центробежных сил, подщелачивания, адсорбции активированным углём. Для окисления наиболее распространены перманганат калия, озон и хлор.

Наибольшее распространение среди этих методов получило предварительное хлорирование воды, окисляющее часть органических веществ. В результате снижается цветность воды и разрушаются защитные коллоиды, препятствующих коагуляции. Одновременно с этим происходит обеззараживание воды, что существенно улучшает условия работы сооружений водоподготовки. Дозы хлора составляют в среднем от 3 до 6 мг/дм3. Так как хлорирование снижает численность колоний фитопланктона, процесс должен контролироваться дополнительными гидробиологическими тестами.

Обязательным этапом предочистки воды является удаление из воды запахов и привкусов. В тех случаях, когда хлорирования не хватает для достижения этой цели, дополнительно вводят в воду перманганат калия, который добавляется после хлора в виде 1--2%-го раствора дозой от 1 до10 мг/дм3. Время между введением хлора и добавлением перманганата калия не должно быть меньше 10 мин. Другим комбинированным вариантом осветления и удаления органических и биологических загрязнителей является хлорирование в сочетании с последующей адсорбцией воды. Наиболее распространено применение активированного угля в виде 2,5--5% (по массе) суспензии. Она вводится в воду через 10--15 мин после первичного хлорирования в расчёте 20--80 мг/дм3. Контроль процессов комбинированной обработки сводится к поддержанию оптимальных концентраций реагентов, соблюдению порядка их ввода, обеспечению необходимого времени контакта фаз с водой, проверки воды по показателям запаха и остаточного хлора.

При содержании в воде микроорганизмов более 1000 клеток в 1 мл целесообразно в качестве предварительной ступени водоподготовки применять микрофильтры. При контроле работы микрофильтров замеряются потери напора (до 0,05 атмосферы) и расход воды на обратную промывку (приблизительно 5% от расхода обрабатываемой воды). Частичную отмывку сетчатых полотен осуществляют обратным противотоком воды, а полную очистку сеток производят механически, с извлечением сетки из корпуса фильтра. Гидробиологический анализ воды до и после этой стадии даёт оценку эффективности работы микрофильтров.

Перед внедрением в схему водоподготовки предлагаемые методы рассчитываются, экспериментально изучаются и проходят апробирование на модельных установках, близких к реальным условиям работы.

Размещено на Allbest.ru

...