СВОЙСТВА ВОДЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЕЕ КАЧЕСТВУ
Качество воды характеризуется ее физическими, химическимии 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. Температура воды подземных источников относительно постоянна (обычно 6—8° С).
Под цветностью воды понимают ее окраску. Цветность выражают в градусах цветности по платиново-кобальтовой шкале. Один градус этой шкалы соответствует цвету 1 л воды, окрашенной 1мгпорошка платины.
Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Йода подземных источников имеет малую мутность. Мутность воды поверхностных источников зависит от их вида (разные реки несут воды различной мутности) и от времени года. Особенно велика мутность воды в период паводков.
Вода источников может иметь различные 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 сумма). Карбонатная, или временная, жесткость характеризует содержание в воде бикарбонатных икарбонатных солей кальция, а некарбонатная, или постоянная, жесткость — содержание в воде некарбонатных солей кальция и магия. Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников — относительно невысокую (3—6 мг-экв/л). Особенно велика жесткость морской воды.
Окисляемость обусловливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами.
Содержание в воде растворенных солей (в мг/л) характеризуется плотным остатком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный остаток, чем вода подземных источников, т. е. содержит меньше растворенных солей.
Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 см3 воды. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т. д. Вода подземных источников обычно не загрязнена бактериями.
Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки степени загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактери-альное загрязнение воды измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-тшпр — объем воды в кубических сантиметрах, в котором содержится одна кишечная палочка. Коли-индекс — число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды.
Требования, предъявляемые к качеству питьевой воды, определяются ГОСТ 2874—73. Эти требования разделены на две группы.
Требования первой группы обязательны для всех хозяйственно-питьевых систем централизованного водоснабжения. К этим требованиям 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 активногохлора не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л.
Требования, предъявляемые к качеству производственной воды, зависят от характера производства. На ряде промышленных предприятий значительный процент производственной воды расходуется на охлаждение оборудования и продукции. Так, водой охлаждаются доменные и мартеновские печи, компрессоры, турбины и т. п. В охлаждающей воде не должно содержаться много взвешенных частиц. Она должна иметь невысокую карбонатную жесткость (не более 4—5 мг-экв/л). Во избежание зарастания трубопроводов из-за выпадения солей временной жесткости охлаждающая вода не должна нагреваться выше 30—50° С. Зарастание трубопроводов могут вызвать и микроорганизмы при значительном их содержании в охлаждающей воде. Вода, предназначенная для питания котлов, должна иметь минимальную жесткость. Для снижения жесткости воду подвергают умягчению.
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Метод очистки воды и состав очистных сооружений зависят от качества воды в источнике водоснабжения, назначения водопровода, производительности станции и местных условий. К наиболее распространенным методам очистки воды относятся осветление и обеззараживание.
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, взаимодействуя с мельчайшими коллоидными частицами, находящимися в воде, образуют агрегаты слипшихся частиц в виде хлопьев, быстро выпадающих в осадок. Приготовление и дозирование реагента осуществляют на установках, входящих в состав так называемого ре-агентного 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 осуществляют с целью уничтожения бактерий, главным образом патогенных. Наиболее распространенными способами обеззараживания являются 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 ее дегазацию.
Для предотвращения коррозии трубопроводов и аппаратуры, а также выпадения в трубах 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.