Заказать прямо сейчас
На текущий момент технически корректно условно разделить все устройства, установки и сооружения, в том числе станции для обработки водозаборных потребляемых вод питьевого, технического, промышленного (промышленного оборотного) назначения и использованных сбрасываемых (в водоемы, на рельеф, в почву) хозяйственно-бытовых, ливневых и промышленных стоков на:
Наиболее жесткие требования предъявляются к очистке и обеззараживанию питьевой воды, очистка и обеззараживание сточных вод регулируется соответствующими нормативно-правовыми актами в зависимости от водохозяйственного значения места сбрасывания стоков, водоподготовка промышленных (и промышленных оборотных), технических вод разных видов водопользования (п. 3 ГОСТ 17.1.1.01–77), в том числе для бассейнов, аквапарков, воды тепловых сетей и т.д. регулируется государственными, отраслевыми стандартами, ТУ, СНиП и СанПиН.
Справка: В России установлены 2 категории объектов водопользования, по сути, определяющих жесткость требований к очистке и обеззараживанию сточных вод, сбрасываемых в водные объекты и/или на прилегающие к этим объектам поверхности почвы (сброс на рельеф или в почву):
Рекомендации World Health Organization (WHO) по оптимальным и предельно допустимым отклонениям
физико-химических и бактериологических показателей качества питьевой воды.
Показатель качества | Единица измерения | Рекомендуемое значение | Предельно допустимое значение |
---|---|---|---|
Цветность | mg Pt/l* | 5 | 15 |
Мутность | FTU | 0.3 | 0.5 |
рН | - | 7.0 – 8.0 | 8.5 |
Удельная проводимость (удельная электропроводимость) | μS/cm* | > 300 | -- |
Содержание перманганата калия (КMnО4) | mg (KMnO4)/l | 6 | 12 |
Общая минерализация (Total Dissolved Solids - TDS) | mg/l | -- | 1500 |
Кальций | mg/l | По полной (постоянной) жесткости | |
Магний | mg/l | 30 | 50 |
Полная (постоянная) жесткость | °dH* | 5 - 30 | -- |
Натрий | mg/l | 20 | 175 |
Калий | mg/l | 10 | |
Аммоний | mg/l | 0.05 | 0.5 |
Железо | mg/l | 0.05 | 0.2 |
Марганец | mg/l | 0.02 | 0.05 |
Бикарбонаты (гидрокарбонаты) | mg/l | >100 | |
Хлориды | mg/l | 50 | 300 |
Сульфаты | mg/l | 50 | 250 |
Нитраты | mg/l | 25 | 50 |
Фтористые соединения | mg/l | 1.5 | |
Кислород | mg/l | > 5 | -- |
Сероводород | mg/l | Отсутствие | -- |
Метан | mg/l | Отсутствие | -- |
Хлор, свободный и полный | mg/l | Около 1 | -- |
Бактерии | Number/100 ml* | Отсутствие | -- |
Примечание: * - адаптация размерности показателей качества к российской размерности рассмотрена ниже. |
На территории РФ для оценки качества воды используются следующие показатели:
Соотношение российских единиц жесткости и национальных единиц жесткости других стран мира.
Страна | Единица жесткости | Россия | Германия | Великобритания | Франция | США |
---|---|---|---|---|---|---|
Россия | °Ж | 1 | 2.8 | 3.51 | 5.0 | 50.04 |
Германия | °DH | 0.357 | 1 | 1.25 | 1.78 | 17.84 |
Великобритания | °Clark | 0.285 | 0.8 | 1 | 1.43 | 14.3 |
Франция | °F | 0.2 | 0.56 | 0.7 | 1 | 10 |
США | ppm | 0.02 | 0.056 | 0.07 | 0.1 | 1 |
Примечание: 1 °Ж обозначает наличие 20,04 мг Са2+ или 12,15 Mg2+ в 1 дм³ воды; 1 °DH обозначает наличие 10 мг СаО в 1 дм³ воды; 1 °F обозначает наличие 10 мг СаСО3 в 1 дм³ воды; 1 ррm обозначает наличие 1 мг СаСО3 в 1 дм³ воды; 1 °Clark обозначает наличие 10 мг СаСО3 в 0,7 дм³ воды.
Микробиологические и паразитологические показатели питьевой воды по СанПиН 2.1.4.10749 – 01.
Показатель | Единица измерения | Норматив |
---|---|---|
Термотолерантные колиформные бактерии | Число бактерий в 100 мл | Отсутствие |
Общие колиформные бактерии | Число бактерий в 100 мл | Отсутствие |
Общее микробное число (ОМЧ) | Число образующих колоний бактерий в 1 мл | Не более 50 |
Колифаги | Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл | Отсутствие |
Споры сульфитредуцирующих клостидий | Число спор в 20 мл | Отсутствие |
Цисты лямблии | Число спор в 50 мл | Отсутствие |
Типовой перечень показателей качества воды в РФ и нормированные значения показателей качества.
Показатель | Единица измерения | Норматив | Метод испытания по |
---|---|---|---|
Водородный показатель рН | б/р | 6.5 - 9 | ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 |
Общая минерализация | мг/дм³ | 1000 | ПНД Ф 14.1:2.114-97 |
Жесткость общая | °Ж | 7 | ГОСТ Р 52407-2005 |
Запах | балл | Не более 3 | ГОСТ 3351-74 |
Мутность | мг/дм³ | Не более 2 | ГОСТ 3351-74 |
Цветность | град. цв. | Не более 20 | ГОСТ 52769-2007 |
Перманганатная окисляемость | мг О2/дм³ | 5.0 | ПНД Ф 14.2:4.154-99 |
Железо общее | мг/дм³ | 0.3 | ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 |
Железо растворенное | мг/дм³ | -- | ПНД Ф 14.1:2.50-96 |
Марганец | мг/дм³ | 0.1 | ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 |
Медь | мг/дм³ | 0.1 | ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 |
Сульфаты | мг/дм³ | ≤ 500 | РД 52.24.405-95 |
Хлориды | мг/дм³ | ≤ 700 | ПНД Ф 14.1:2.96-97 |
Ионы аммония | мг/дм³ | 2.6 | ПНД 10.1:2.84-03 |
Щелочность | мг-экв/дм³ | Не нормируется | ПНД Ф 14.1:2.99-97 |
Гидрокарбонаты | мг/дм³ | Не нормируется | ПНД Ф 14.1:2.99-97 |
Нитраты | мг/дм³ | 45 | РД 52.24.367-95 |
Нитриты | мг/дм³ | 3.0 | ПНД Ф 14.1:2.3-95 |
Фториды | мг/дм³ | 1.5 | ГНМЦ «ВНИИФТРИ» №001-66-97 |
Кремний | мг/дм³ | 10.0 | РД 52.24.432-95 |
Хлор остаточный свободный | мг/дм³ | 0.3 – 0.5 | ГОСТ 18190-72 |
Хлор остаточный связанный | мг/дм³ | ≤ 1.2 | ГОСТ 18190-72 |
Сульфиды (сероводород) | мг/дм³ | 0.003 | ГОСТ 18190-72 |
Важно: Обеззараживание питьевой воды, технических, промышленных вод и обеззараживание сточных вод осуществляется по данным технологических изысканий, выявляющих наличие в направляемой на обработку воде содержания свободного и связанного хлора или иного дезинфектанта, что позволяет точно рассчитать количество вводимого реагента.
Запах, Цветность, мутность, перманганатная окисляемость, содержание железа, марганца и сульфидов влияют на потребление активного хлора или иного дезинфектанта в процессе обеззараживания воды, а содержание ионов аммония – на содержание остаточного свободного и связанного хлора. рН, показатели общей минерализации, жесткости, щелочности и содержания гидрокарбонатов влияют на индекс стабильности воды.
Справка: Индекс насыщения (индекс стабильности) Ланжелье определяет возможность самообразования из транспортируемой воды на трубопроводах, арматуре и деталях устройств и механизмов (насосы, теплообменники, установки ультрафиолетовой обработки воды и пр.) тонкой буферной пленки, защищающей трубы и детали систем водоснабжения, отопления, водоотведения от коррозии и эрозии, но не засоряющей транспортируемую среду. В отдельных случаях тонкая пленка может ухудшать работу систем, устройств и установок – пленка на кварцевых трубках установки ультрафиолетового обеззараживания воды снижает эффективность обеззараживания, на нагревательных элементах электрических бойлеров – ухудшает теплоотдачу, на стенках чаши бассейнов – затрудняет их очистку и дезинфекцию.
Нормативно-правовая база очистки и обеззараживания воды разных видов водопользования формируется:
В России сегодня применяется около 4 десятков методов и технологий водоподготовки с использованием физических, химических, физико-химических и биологических процессов, ориентированные на: удаление из воды загрязняющих взвешенных частиц; снижение концентраций железа, марганца и их соединений; удаление или снижение концентраций органических загрязнений; удаление микробиологических и паразитологических загрязнений (обеззараживание воды); деминерализацию (обессоливание); снижение концентраций солей кальция и магния (умягчение); корректировку состава по рН, фтору, йоду, индексу стабильности и т. д.
В целом подход к водоподготовке воды различных видов водопользования или очистке и обеззараживанию сточных вод в России гибкий, избирательный и основан на выборе оптимальных методов очистки и обеззараживания воды в зависимости от ее исходного физико-химического, биологического состава и требований, предъявляемых к качеству воды (потребляемой, оборотной, сбрасываемой в водоемы, на рельеф, в почву). Так, например, очистка и обеззараживание питьевой воды при одинаковых требованиях к качеству по всей территории РФ во многом зависит от водозабора – из глубинных водных пластов подземных вод или поверхностных вод (водоемов 1 категории, песчаных скважин, колодцев). Грунтовые воды из глубинных скважин, как правило, бедны кислородом, насыщены двуокисью углерода, в небольшой степени загрязнены взвешенными частицами, часто минерализованы, однако в редких случаях загрязнены вредными/опасными для человека органическими соединениями и бактериями, почти никогда паразитами.
Это определяет типовой пакет методов и технологий водоподготовки для питьевой воды при водозаборе из глубинных пластов подземных вод:
При выявлении во время анализа воды органических загрязнений в технологическую цепочку водоподготовки интегрируют фильтры активированного угля, конструктивно схожие с песчаными фильтрами.
Технологическая цепочка очистки и обеззараживания питьевой воды при водозаборе из глубинных скважин, где: 1 – скважина, 2 – дозировочный насос; 3 - емкость с раствором для выщелачивания; 4 – каскадный аэратор; 5 – сооружение аэрации; 6 – отстойник; 7 и 8 – соответственно первичный и вторичный песчаные фильтры (параллельно могут использоваться угольные фильтры или засыпки фильтра активированным углем); 9 – система очистки песчаных фильтров; 10 – компрессор; 11 – дозировочный насос; 12 – резервуар с дезинфектантом; 13 – резервуар с чистой водой; 14 – насос для перекачки или насосная установка; 15 – водонапорная башня.
Справка: Обеззараживание питьевой воды может выполняться:
Принципиальная схема генерации озона (слева) и наиболее популярные системы введения озона в обеззараживаемую воду
(справа): 1 – прямоточная, 2 - система с боковым потоком.
Перекись водорода эффективно уничтожает грамположительные ми грамотрицательные бактерии, вирусы, многие виды патогенных грибов, однако она по ГОСТ 177-88 относится к пожаровзрывоопасным жидкостям и при хранении/использовании для стабилизации и снижения негативных коррозионных процессов с металлами требует добавок пирофосфата или станната натрия, а также ингибитора коррозии NH4NO3.
Обеззараживание воды надуксусной кислотой помогает избавиться от вирусов, патогенных микроорганизмов семейств Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis, Bacillus Anthracis, отчасти грибов и их спор. Вместе с тем, надуксусная кислота сильно агрессивна к металлам, причем активно коррозируют конструкционная сталь, железо, латунь, медь даже, если они никелированы, хромированы или имеют буферное защитное покрытие, что делает обеззараживание воды этим дезинфектантом проблематичным.
Обеззараживание воды перманганатом калия нашло широкое применение благодаря негорючести и нетоксичности реагента, параллельно с обеззараживанием воды перманганат калия используется для окисления соединений двухвалентного железа и марганца.
Особенности обеззараживания воды наиболее популярными хлорсодержащими дезинфектантами, озоном и обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением представлены в таблице ниже.
Дезинфектант/способ воздействия | Достоинства метода обеззараживания воды | Недостатки |
---|---|---|
Газообразный хлор | Низкая себестоимость обеззараживания воды, простота проведения процесса хлорирования, высокая дезинфицирующая способность. Действует не только на микроорганизмы, но и на органические вещества, устраняет привкусы и запахи воды, цветность, не способствует увеличению мутности, окисляет железо и марганец. | Сильнодействующее ядовитое вещество, необходимость хранения большого запаса хлора для обеззараживания воды, огромные затраты на обеспечение безопасности при хлорировании, образование хлорорганических соединений, высокая коррозионная активность дезинфектанта |
Диоксид хлора | Дезинфицирующие свойства диоксида хлора сильнее, чем у хлора, особенно при повышенных значениях рН. Обладает пролонгированным действием и оказывающим двойное действие, бактерицидное и вирулицидное в форме ClO2, и бактериостатическое и слабое бактерицидное в форме хлорита (ClO2-). Количество побочных веществ, получаемых в результате реакции диоксида хлора с органическими загрязнителями воды предельно мало и не отражается на органолептических и токсикологических свойствах воды. | Стоимость диоксида хлора в 5 – 10 раз превышает стоимость газообразного хлора, взрывоопасен в газообразном состоянии, что затрудняет его доставку в баллонах, в основном производится на месте с помощью специальных установок, но в то же время при генерации на месте некоторыми методами может содержать значительное количество свободного хлора, что сводит на нет положительный эффект при использовании его в качестве дезинфектанта, не образующего хлораминов и тригалометанов. |
Озон | Обеззараживающее действие сильнее, чем у газообразного хлора и не приводит к образованию хлорорганических соединений. Гораздо эффективнее кислорода окисляет двухвалентное железо, марганец, гумусовые вещества (фульвокислоты и коллоидные частицы гуминовых кислот), придающие воде желтоватый оттенок. Расщепляет большой спектр веществ, способствующих появлению неприятного привкуса и запаха. Воздействует на сернистые соединения (сероводород), фенолы. | Озон ядовит и взрывоопасен во всех агрегатных состояниях (класс опасности – I). Предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе рабочих помещений не более 0.1 мг/м³. Генерация озона – энергозатратный процесс, а установки обеззараживания воды озоном дорогие. |
УФ обеззараживание воды | Обеспечивает необратимые повреждения ДНК и РНК, нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Количество обезвреженных микроорганизмов экспоненциально растет с увеличением дозы облучения. УФ обеззараживание воды воздействует на вирусы, бактерии, грибы и их споры. | Сравнительно дорогой способ с падением эффективности при обработке мутной или цветной воды, необходимость периодической отмывки ламп от налетов осадков, которые образуются при плохо работающей коагуляции, фильтрации или не стабильной воде, есть риски вторичного заражения воды. |
Установки обеззараживания воды Grundfos OXIPERM PRO с генерацией диоксида хлора из хлорита натрия и соляной кислоты.
Поверхностные воды (водозабор из водоемов 1 категории, песчаных скважин, колодцев) существенно отличаются от подземных по физико-химическим показателям, загрязненности взвешенными частицами, органическими веществами, бактериями, микроорганизмами и паразитами, что обусловлено невысокой степенью фильтрации осадочных вод загрязненными поверхностными слоями почвы, недостаточной биологической активностью аэробных и анаэробных бактерий в водоемах, смывом с загрязненных деятельностью человека участков земли химических, бактериологических и паразитологических загрязнений, прямым загрязнением водоемов сбросами отходов промышленности и жизнедеятельности людей и т.д.. Поэтому очистка и обеззараживание воды с водозабором из водоемов, песчаных скважин, колодцев практически всегда включает в себя весь комплекс методик, основанных на физических, химических, физико-химических и биологических процессах.
Очистка и обеззараживание сточных вод включает физические, химические, физико-химические методики, но в прерогативной остается биологическая очистка сточных вод и обеззараживание осадков сточных вод.
К прогрессивным методам обеззараживания сточных вод относят УФ обеззараживание воды, хотя на текущий момент обеззараживание сточных вод УФ в основном используется в индивидуальных системах водоотведения при сбросе стоков в магистральные линии водопроводно-канализационного хозяйства или при невозможности обустроить на участке полей/траншей/колодцев фильтрации после септиков или аэротенков.
Позвоните: +7 (863) 221-38-70, +7 (863) 221-39-70
Напишите: Eco-centr@eco61.ru
Заказать прямо сейчас