Свойства воды и требования, предъявляемые к ее качеству

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами. К физическим свойствам воды относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах. Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, скорости движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в значительных пределах. Под цветностью воды понимают ее окраску. Цветность выражают в

градусах цветности по платинокобальтовой шкале. Один градус этой шкалы соответствует цвету 1 л воды, окрашенной 1 мг порошка платины. Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода источников может иметь различный привкус и запах. Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей. Активная реакция воды определяется концентрацией водородных

ионов. Обычно она выражается через рН. При рН = 7 – среда нейтральная; при рН < 7 – среда кислая, а при рН > 7 – среда щелочная. Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л).

Различают жесткость карбонатную, некарбонатную и общую (их сумму). Карбонатная жесткость характеризует содержание в воде бикарбонатных и карбонатных солей кальция. Некарбонатная жесткость – содержание в воде некарбонатных солей кальция и магния.

Окисляемость обусловливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Содержание в воде растворенных солей, мг/л, характеризуется плотным осадком. Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 см3 воды. Различают патогенные и сопрофитные бактерии. Для оценки степени загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение воды измеряют колититром и коли-индексом. Коли-титр – объем воды, см3, в котором содер-

жится одна кишечная палочка. Коли-индекс – число кишечных палочек,

содержащихся в 1 л воды.

Требования, предъявляемые к качеству питьевой воды, разделены на две группы.

Требования первой группы обязательны для всех хозяйственно питьевых систем централизованного водоснабжения. К ним относятся следующие: запах и привкус не более 2 баллов, цветность не более 20.; прозрачность по шрифту не менее 30 см; общая жесткость воды не более 10 мг-экв/л.

Требования второй группы должны соблюдаться при наличии в системе водоснабжения очистных сооружений. Эти требования заключаются в следующем: мутность осветленной воды не более 2 мг/л; содержание железа не более 0,3 мг/л; активная реакция рН при осветлении и умягчении воды не менее 6,5 и не более 9,5; содержание остаточного активного хлора не менее 6,5 и не более 9,5; содержание остаточного активного хлора не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л. Требования, предъявляемые к качеству производственной воды, за-

висят от характера производства.

41) Методы очистки воды.

Метод очистки воды и состав очистных сооружений зависит от качества воды в источнике водоснабжения, назначения водопровода, пропускной способности станции и местных условий.

Осветление может осуществляться отстаиванием воды в отстойниках, пропуском ее через взвешенный слой осадка в осветлителях и фильтрованием через зернистую загрузку в фильтрах. Для улучшения процесса отстаивания применяют коагулирование, т.е. вводят в воду химические реагенты (коагулянты), которые взаимодействуют с мельчайшими коллоидными частицами, находящимися в воде, образуют агрегаты слипшихся частиц в виде хлопьев, быстро выпадающих в осадок. Приготовление и дозирование реагента существляют на установках, входящих в состав так называемого реагентного хозяйства. Раствор коагулянта тщательно перемешивается с обрабатываемой водой в смесителе. Из смесителя вода направляется в камеру хлопьеобразования, а затем поступает в отстойник, где происходит ее осветление, т.е. выпадение хлопьев с адсорбированными на них взвешенными частицами. Если применяются осветлители со взвешенным осадком, то камера хлопьеобразования не устраивается.

Обеззараживание воды осуществляется с целью уничтожения бактерий, главным образом патогенных. Способами обеззараживания является хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.

Иногда применяется специальная обработка воды. Так, подземные воды, которые содержат много железа и марганца, подвергаются обезжелезиванию и удалению марганца.Питательная вода котельных установок и ТЭЦ требует предварительного умягчения. Вода некоторых источников водоснабжения должна быть до подачи ее потребителям обессолена, т.е. из воды должны быть удалены растворенные в ней соли. Иногда из воды в процессе ее очистки необходимо удалять растворенные газы, т.е. проводить дегазацию. Для предотвращения коррозии трубопроводов и аппаратуры, а также выпадения солей осуществляют стабилизацию воды путем добавления в нее химических реагентов. Таким образом, очистная станция представляет собой комплекс сооружений, в которых вода подвергается очистке, приобретая качества и свойства, необходимые потребителю. Очистные сооружения, как правило, располагают так, чтобы вода могла передаваться из одного сооружения в другое самотеком.

Для укрупнения мелкодисперсных коллоидных частиц с целью увеличения скорости их осаждения и способности задерживаться пористыми фильтрующими материалами применяют коагулирование.

Коллоидные частицы, обладают электрическим зарядом, взаимно отталкиваются, что препятствует их укрупнению. Для устранения этого препятствия в обрабатываемую воду, содержащую обычно отрицательно заряженные коллоидные частицы, вводят коагулянты, образующие положительно заряженные коллоиды. Взаимодействие тех и других коллоидных

частиц приводит к нейтрализации их зарядов и образованию более крупных частиц в виде хлопьев. В качестве коагулянтов чаще всего применяют сернокислый алюминий,сернокислое закисное железо или хлорное железо.В результате гидролиза этих солей образуются гидраты окисей алюминия или железа, представляющие собой обычно положительно заряженные коллоиды. Образующиеся при гидролизе водородные ионы связываются с присутствующими в воде бикарбонатными ионами. Если содержащихся в воде бикарбонатных ионов недостаточно, то для связывания выделяющихся при коагулировании ионов водорода к воде добавляют известь, соду или едкий натр. Доза коагулянта зависит от мутности и цветности воды и для природных вод обычно составляет примерно 20 – 50 мг/л.

Реагентное хозяйство. Наибольшее распространение имеет мокрый способ дозирования реагентов. При этом способе комья коагулянта загружают в растворный бак с водой, откуда после растворения коагулянт поступает в расходные баки, в которых приготавливается раствор определенной концентрации. Этот раствор направляется в дозировочный бачок, а из

него подается в обрабатываемую воду. Для ускорения процесса растворения коагулянта в растворенный бак подают сжатый воздух или пар, или же применяют механические мешалки. Для ускорения процесса коагуляции в воду вводят флокулянты – полиакриламид или активную кремниевую кислоту.

Смесители. Для равномерного перемешивания коагулянта со всей массой воды служат смесители. Наибольшее распространение получили перегородчатые, дырчатые и вихревые смесители.

Камеры хлопьеобразования. В этих камерах происходит образование хлопьев в процессе плавного перемешивания обрабатываемой воды с раствором коагулянта. Вода в камере в течение 10 – 40 минут постепенно перемешивается от места впуска до выпуска. Скорость движения воды в камере должна быть такой, чтобы хлопья в ней не выпадали и не разбива-

лись. Камеры хлопьеобразования бывают перегородчатые, лопастные, вихревые и др.