Нормирование качества воды

Качество воды оценивается по многочисленным параметрам, величины которых зависят от её назначения. Основные требования можно объединить в следующие группы:

1. К основным физико-химическим показателям, определяющим органолептические свойства воды, относят: привкус, запах, мутность, цветность, а также ПДК компоненты, которые ухудшают органолептические свойства воды. Привкус, запах, цветность определяются по специальным шкалам. Для питьевой воды эти показатели «на глаз» не должны ощущаться. Мутность - не более 1,5 мг/л.

2. Органолептические свойства воды во многом связаны с её кислотностью или щелочностью. Степень кислотности (или щелочности) должна быть не слишком велика, т.е. реакция воды - близка к нейтральной. Это оценивается величиной водородного показателя рН. Для питьевой воды рН = 6-9

3. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется косвенными показателями: количеством микробов в 1 мл воды (общее микробное число для питьевой воды- до 100) и содержащем бактерий группы кишечной палочки в 1 л. (палочек Коли). Для питьевой воды в водопроводе- до 3.

4. Показатели токсичности воды приводятся в виде ПДК тех веществ, которые могут встретиться в исходной воде или добавляться в нее искусственно. Это достаточно широкий перечень органических и неорганических компонентов, к которым относятся: алюминий, барий, бериллий, ртуть, свинец, хлороформ, дихлорэтан, бензопирен и т.д.

5. Паразитологические показатели оценивают количеством патогенных микроорганизмов. Они не должны обнаруживаться в 25л. Питьевой воды.

6. Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем - по количеству кислорода, необходимого для окисления органических примесей в 1л воды. Чем больше требуется кислорода, тем грязнее вода. Применяют 2 показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время - БПК, и химическая потребность в кислороде - ХПК - более полная оценка загрязнения, т.к. при её определении в реакцию вовлекаются даже трудноокисляемые органические вещества.

Методы очистки воды

1. Механическая очистка. Применяется, прежде всего, для отделения твердых и взвешенных веществ.

1) Процеживание - первичная стадия очистки сточных вод – вода пропускается через специальные металлические решётки, установленные наклонно.

2) Отстаивание происходит в специальных емкостях. Общими для нмх являются выход очищенной воды в верхней части отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу.

3) Инерционное разделение осуществляется в гидроциклонах, принцип действия которых аналогичен циклонам для очистки газов.

4) Фильтрование осуществляется чаще всего через пористые материалы. Фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Фильтроматериалы: кварцевый песок, гравий, антрощит, частички металлов и т.д.

5) Нефтеловушки в самом простом исполнении представляют собой отстойники, в которых выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собирается сверху.

2. Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так и растворенных примесей.

1) Экстракция – процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды). Например, в специальных колонках стоки смешиваются с экстрагентом, отбирающим вредные вещества.

2) Флотация – процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду.

3) Нейтрализация – обработка воды щелочами или кислотами, известью, содой, аммиаком и т.п. с целью обеспечения заданной величины рН. Самый простой способ нейтрализации – смешении кислых и щелочных стоков.

4) Окисление – применяется как при водоподготовке, так и при обработке сточных воды и уничтожения токсичных биологических примесей. Хлорирование, озонирование.

5) Сорбция – способна обеспечить эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ и т.д. Лучший сорбент – активированный уголь.

6) Коагуляция – обработка воды специальными реагентами с целью удаления нежелательных растворенных примесей. Обработка ведется соединениями алюминия или железа, при этом образуются твердые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами.

7) Ионообменные методы достаточно эффективны для очистки от многих растворов и даже от тяжелых металлов. Очистка производится синтетической ионообменной смолой и, если ей предшествует механическая очистка, позволяет получить выделенные из воды металлы в виде сравнительно чистых концентрированных солей.

8) В последнее время за рубежом используют установки обратного осмоса. В них вода продавливается через набор специальных микропленок при высоком давлении. Эти установки очень эффективны в качестве последних ступеней. Но они дороги и энергоемки.

3. Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. И в том, и в другом случае органические примеси обрабатываются редуцентами (бактериями, простейшими, водорослями и т.д.) и превращаются в минеральные вещества. В естественных условиях очистка производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах-отстойниках, в которых концентрация загрязнений снижается до требуемых норм за счет процессов самоочищения, осуществляемых микроорганизмами, водорослями, беспозвоночными. Пруды могут быть с поддувом воздуха (с искусственной аэрацией). В качестве искусственных сооружений могут применятся аэротенки, окситенки, метатенки и биофильтры. В тенках (аэро-с подачей воздуха; окси-с подачей кислорода; мета-без доступа кислорода) сточные воды обрабатываются микроорганизмами при определенной температуре, рН и отсутствии многих солей. На промышленных очистных сооружениях чаще применяются биофильтры, в которых активная биологическая среда менее чувствительна к колебаниям параметров среды и сточных вод.