Источники загрязнения воды

⇐ Назад

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения, вещество, нарушающее нормы качества воды, —загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.

Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.

В 90-х гг. XX в.антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промыш-леннные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений (рис. 15.4).

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7%, или около 2,5 тыс. км естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд т в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Урал. Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Объем хозяйственных стоков в реки европейской части России, Белоруссии, Украины и Средней Азии увеличился в 5 раз. В России в 1991 г. со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс. т): 1200— взвешенных веществ, 190— аммонийного азота, 58 - фосфора, 50 - железа, 30 - нефтепродуктов, 11 — СПАВ, 2,1 — цинка, 0,8 — меди, 0,3 — фенолов и т. д.

Все большая опасность загрязнения грозит и уникальному озеру Байкал. В 1990 г. объем хозяйственных стоков составил

Мнения рН водной среды в результате загрязнения оказывает отрицательное влияние на организмы. У пресноводных озер и рек рН воды обычно 6-7, организмы адаптированы именно к этому уровню. Изменение реакции воды всего на одну единицу рН по сравнению с оптимумом приводит в большинстве случаев к стрессу, а нередко и к гибели организмов. Подкисление озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией

Водоросли окрашивают воду в различные цвета и поэтому данный процесс называют и «цветением» водоемов. Под влиянием водорослей изменяется вкус воды, приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода, пищи и убежищ гибнут рыба, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодна для питья и даже для купания.

Ртуть давно известна как яд. Главными симптомами заболевания являются сужение поля зрения и расстройство координации движений. В легких случаях отравление у людей вызывает бессоницу, неспособность воспринимать критику, страхи, головную боль, депрессию и неадекватные эмоциональные реакции. Ртуть поступает в природные воды из многих источников (рис. 15.7).

Во время дождя ртуть вымывается из воздуха, куда она попадает при сгорании ископаемого топлива, дождевая вода смывает в водоемы, содержащие ртуть пестициды, попадает с бытовыми и промышленными сточными водами, а также в результате утечек со свалок, куда выбрасываются отработанные элементы питания, переключатели и другое оборудование. Далее ртуть, попавшая в озеро много лет назад, накапливается в слоях донного ила и грязи, где она медленно превращается бактериями в ядовитую метиловую ртуть и затем включается в пищевые цепи.

Нужно учитывать, что при попадании соединений ртути в водные экосистемы происходит, во-первых, ее трансформация, во-вторых, биологическое накопление, например в рыбе и моллюсках до уровней во

Возможность этих двух процессов — трансформации веществ в окружающей среде и избирательного накопления их живыми организмами — всегда должна учитываться при решении вопроса об опасности того или иного химического загрязнения.

К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей (рис. 15.8).

С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных вирусов и микроорганизмов.

Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы так же подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.

Большую озабоченность вызывает судьба Мирового океана, являющегося великим транспортным путем, «жизненным пространством» для многих растительных и животных организмов, источником несметных богатств для человечества. Загрязнение Мирового океана и многих морей приняло угрожающие размеры. В морские и океанские экосистемы попадает в год только свыше 10 млн т нефти при ее транспортировке, во время катастроф нефтеналивных танкеров и т. д. (рис. 15.9).

Известный путешественник Тур Хейердал писал: «В 1947 году, когда бальсовый плот «Кон-Тики» за 101 сутки прошел около 8 тысяч километров в Тихом океане, экипаж на всем пути не видел никаких следов человеческой деятельности. И для нас, пишет он, было настоящим ударом, когда в 1969 году, дрейфуя на парусной лодке «Ра», увидели — до какой степени загрязнен Атлантический океан. Обгоняли пластиковые сосуды, изделия из нейлона, пустые бутылки, консервные банки. Но особенно бросался в глаза мазут. У берегов Африки, посреди океана, в районе Вест-Индских островов до самого горизонта поверхность моря оскверняли черные комки мазута с булавочную головку, с горошину, с картофелину».

Озабоченность вызывает загрязнение морей, окружающих Европу: Балтийского, Северного, Средиземного, Черного, где антропогенная нагрузка очень значительна, а сменяемость массы воды происходит сравнительно медленно. Так, только в Среди-земое море ежегодно выбрасывается 120 т минеральных масел, 100 т ртути, 3800 т олова, 2400 т хрома, 21 000 т цинка и еще десятки других вредных веществ.

В последние годы возникла опасность загрязнения вод Мирового океана и морей радиоактивными отходами, пестицидами. Пестициды и другие вредные вещества, в первую очередь агрохими-каты, под влиянием течений распространяются довольно быстро. Они обнаруживаются в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западных побережий Англии, Исландии, Португалии, Испании. Это отрицательно сказывается на живых организмах, особенно на рыбных запасах. Все больше загрязняются моря промышленными отходами и сточными водами, содержащими значительное количество органических отходов. Нередко реки играют роль продолжения канализации и выносят большую часть стоков в моря. Так, прибрежные государства Северного моря ежегодно сбрасывают в него около 20 000 т жидких и твердых отходов. В настоящее время в Северном море известны 10 постоянных мест «свалки» отходов. Отходы, попавшие в воды морей, частично оседают на дно, частично разрушаются, но при этом они губят большое количество живых организмов, особенно страдает планктон. На него обрушиваются все поверхностные загрязнители — поверхностно-активные вещества, масла, пленки нефтепродуктов и т. д. Однако проблемы, связанные с загрязнением морей и океанов, остаются нерешенными. По имеющимся оценкам, к концу XX в. общая масса загрязняющих веществ, поступающих в воды морей и океанов, возрастет по сравнению с началом 80-х гг. в 1,5—3 раза

11)

Загрязнение поверхностных и подземных вод

Основными водотоками, дренирующими промышленно-селитебную зону города, являются: Первая Речка, Вторая Речка и р. Объяснения. Бассейны этих рек имеют высокую степень антропогенного освоения. Это комплексы промышленно-хозяйственных объектов и жилой застройки. Микроэлементный состав вод поверхностных водотоков разнообразен и отражает не столько состав водовмещающих пород, сколько промышленных и бытовых стоков, поступающих в их русла. Миграция микроэлементов в поверхностных водах происходит в виде двух форм: взвешенной и растворенной. Анализ микроэлементного состава поверхностных вод показывает, что концентрация тяжелых металлов в них хотя и превышает фоновое значение в несколько раз, все же ниже существующих нормативных пределов. Воды р. Объяснения и Второй Речки имеют наиболее высокие степени концентрирования в растворимой форме. В водах Первой Речки миграция элементов с высокой степенью концентрирования происходит как в растворимой, так и во взвешенной форме. Это, по-видимому, связано с метеоусловиями в весенний и осенний периоды наблюдений. В период стабилизации водного режима рек и отсутствия поверхностного стока сильного изменения концентраций микроэлементного состава не наблюдается. Это говорит о том, что главным фактором, влияющим на изменение концентраций микроэлементов в поверхностных водотоках, дренирующих промышленно-селитебную зону, является поверхностный сток с антропогенных территорий. Сбросы жидких отходов предприятий носят локальный характер и не имеют таких масштабов как ливневый сток с поверхности территории города в речную сеть. На территории города распространены, в основном, такие типы подземных вод: трещинно-грунтовые, трещинно-пластовые, порово-пластовые и трещинно-жильные. Трещинно-грунтовые воды распространены в трещинных коллекторах зоны выветривания осадочных и изверженных пород палеозоя-мезозоя. Питание вод осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Дренаж происходит по обводненным разломам в аллювиальные отложения и структуры, расположенные на более низких гипсометрических уровнях. Трещинно-пластовые воды находятся в трещинных коллекторах зон интрузивных контактов. Порово-пластовые воды распространены в поровых коллекторах аллювиальных, аллювиально-делювиальных, морских и лагунно-морских отложениях. Питание порово-пластовых вод осуществляется за счет перетекания из выше лежащих структур и инфильтрации атмосферных осадков. Трещинно-жильные воды вскрыты в зонах обводненных разломов, являющихся структурами второго и более высоких порядков, определяющих глубинные разломы. Питание вод осуществляется за счет вод коры выветривания. Обводненные разломы имеют на полуострове Муравьева-Амурского повсеместное распространение. По ним осуществляется гидравлическая связь между различными гидрогеологическими структурами. Все типы подземных вод легко загрязняются с поверхности, особенно, порово-пластовые воды. Наблюдение за составом порово-пластовых вод ведется на трех пунктах, расположенных в бассейнах Первой Речки, Второй Речки и р. Объяснения.

12) Сточные воды – отработанные воды, дальнейшее использование которых невозможно по техническим условиям, либо нецелесообразно по технико-экономическим показателям.

При оборотном водообеспечении промышленных предприятийчасть сточных вод повторно используется в производстве после их очистки и охлаждения (при необходимости).

Производственные сточные воды в течение смены могут поступать равномерно и неравномерно. Возможны залповые поступления высококонцентрированных токсичных сточных вод. Режим спуска производственных сточных вод определяется регламентом технологического процесса (цехов и предприятия в целом). В течение суток могут также изменяться отдельные показатели свойств сточных вод.

Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, разделяются на три вида: производственные, бытовые, атмосферные.

Производственные сточные воды – это воды, использованные в технологическом процессе. Они включают две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые).Загрязненные сточные воды могут содержать примеси: а) минеральные, б) органические, в) бактериальные, г) биологические.

Бытовые сточные воды –это воды от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых установок и т.п.

Атмосферные сточные воды –дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливе улиц. Атмосферные осадки содержат до 100 мг/л примесей.

Состав сточных вод зависит от характера использования чистой воды в промышленности, условий сбора всех видов вод на территории предприятия или более крупной промышленной зоны.

Производственные сточные воды делятся на загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

Загрязненные производственные сточные воды по характеру содержащихся в них примесей подразделяются на группы:

− загрязненные преимущественно минеральными примесями;

− загрязненные преимущественно органическими примесями;

− загрязненные минеральными и органическими примесями.

В зависимости от концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды делятся на четыре группы:

− менее 500 мг/л;

− от 500 до 5000 мг/л;

− от 5000 до 30000 мг/л;

− свыше 30000 мг/л,

а по степени агрессивности – на три группы в зависимости от значения рН:

− неагрессивные (6,5 ≤ рH ≤ 8);

− слабоагрессивные (6 ≤ рH < 6,5 и 8 < рH ≤ 9);

− сильноагрессивные (рH < 6 и рH > 9).

Схема приведенной выше классификации показана на рис. 1.

13) Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий, разделяются на три вида: производственные, бытовые, атмосферные.

Производственные сточные воды делятся на загрязненные и незагрязненные (условно чистые).

− загрязненные преимущественно минеральными примесями;

− загрязненные преимущественно органическими примесями;

− загрязненные минеральными и органическими примесями.

− менее 500 мг/л;

− от 500 до 5000 мг/л;

− от 5000 до 30000 мг/л;

− свыше 30000 мг/л,

а по степени агрессивности – на три группы в зависимости от значения рН:

− неагрессивные (6,5 ≤ рH ≤ 8);

− слабоагрессивные (6 ≤ рH < 6,5 и 8 < рH ≤ 9);

14)

15) Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на четыре класса:

1. Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

2. Циклопарафины (30 - 60% от общего состава) насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

3. Ароматические углеводороды (20-40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше , чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол).

4. Олефины (алкены) - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую и разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты оказывают вредное воздействие на многие живые организмы и пагубно влияют на все звенья биологической цепи. Далеко в море и на пляже можно видеть небольшие шарики смолоподобного вещества, огромные блестящие пятна и бурую пену. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти, и по крайней мере половина из них попадает из источников на суше (нефтеперерабатывающие заводы, нефтезаправочные станции). Большое количество нефти поступает в океан в результате естественного просачивания со дна океана, но сколько именно определить сложно.

В период между 1973-1984 гг. в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено до 12 000 случаев загрязнения вод нефтью. Большинство зафиксированных разлитий было незначительно и не требовало проведения специальной очистки поверхности океана. Общее количество разлитой нефти колеблется от 8,2 млн. галлонов в 1977 г. до 21,5 млн. галлонов в 1985 г. В период 1970-1982 гг. в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров.

Можно назвать несколько путей поступления нефти и нефтепродуктов:

¨ бросы в море промывочных, балластных и льяльных вод с судов (23%);

¨ сбросы в портах и припортовых акваториях, включая потери при загрузке бункеров наливных судов (17%);

¨ сброс промышленных отходов и сточных вод (10%);

¨ ливневые стоки (5%);

¨ катастрофы судов и буровых установок в море (6%)

¨ бурение на шельфах (1%);

¨ атмосферные выпадения (10%);

¨ вынос речным стоком во всем многообразии форм (28 %)

Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей.

Примером первой крупнейшей аварии нефтеналивного судна может служить катастрофа в 1967 г. танкера «Торри Каньон», в танках которого содержалось 117 тыс. т. сырой кувейтской нефти. Недалеко от мыса Корнуэлл танкер налетел на риф, и в результате пробоин и повреждений в море вылилось около 100 тыс. т. нефти. Под воздействием ветра мощные нефтяные слики достигли побережья Корнуэлла, пересекли Ла-манш и подошли к побережью Бретани (Франция). Морским, прибрежным и пляжным экосистемам был причинен огромный ущерб. С тех пор разливы нефти при авариях судов и морских буровых установок происходит довольно часто. В целом за 1962-1979гг.в результате Аварий в морскую среду поступило около 2 млн. нефти, причем с 1964по 1971 г. 66 тыс. т ежегодно, с 1971 по 1976 г. - по 116 тыс. т, с 1976 по 1979 г. - по 177 тыс. т.

За последние 30 лет в Мировом океане пробурено около 2000 скважин, из них только в Северном море начиная с 1964 г. пробурено 1000 и оборудовано 350 промышленных скважин. Из-за незначительных утечек на буровых ежегодно теряется 0,1 млн. т. нефти, но аварийные ситуации также нередки.

Большие массы нефти с суши поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнения нефтью из этого источника превышает 2 млн. т. нефти в год. Со стоками промышленности и нефтеперерабатывающих заводов в море ежегодно попадает до 0,5 млн. т. нефти.

Нефтяные пленки на поверхности морей и океанов могут нарушать обмен энергией, теплом, влагой и газами между океаном и атмосферой. В конечном итоге наличие нефтяной пленки на поверхности океана может повлиять не только на физикохимические и гидробиологические условия в океане, но и на баланс кислорода в атмосфере.

16) Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки.Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год.Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов.Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеят данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде .Поверхностно активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы- образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена на рисунке 1.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

17) Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Разница не превышает естественных изменений температуры и поэтому не представляет опасности для большинства взрослых обитателей моря. Однако при заборе воды засасываются икра, личинки, молодь, обитающие в прибрежных водах. Они проходят через электростанцию вместе с водой для охлаждения, где неожиданно подвергаются воздействию высокой температуры, сниженному давлению, что оказывается для них губительным. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв. км. По этой и другим причинам было бы целесообразно размещать электростанции в открытом море, где можно забирать воду с более глубоких и прохладных слоев, менее богатых живыми организмами. Тогда, если электростанции атомные, была бы также снижена опасность последствий возможной аварии. Если электростанции работают на нефти и угле, то горючее могло бы доставлятся судами прямо на станцию, тогда как береговая линия могла бы быть использована для непромышленных целей. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоем. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом температуры усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей.

18) ^ Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

http://aquascope.ru/bakterialnoe-zagryaznenie/ посмотреть на этом сайте!!!!!!!!!

19)

20)

21)

22)

23) К механическим способам очистки сточных вод можно отнести фильтрование, осаждение, и флотацию стоков.Механический этап

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

решётки (или УФС – устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;

песколовки;

первичные отстойники;

мембранные элементы;

септики.

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей – сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод. Очистка сточных вод с использованием прогрессивной мембранной технологии применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврат их в производственный цикл.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20–40 %.

В результате механической очистки удаляется до 60–70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Метод осажденияможет использоваться, например, для очистки сточных вод от взвешенных веществ. Фильтрация сточных вод при помощи данного метода можно организовать двумя различными способами: либо под действием силы тяжести – при отстаивании сточных вод, или же под действием центробежной силы. Установки, очищающие сточные воды такими способами, как правило, могут удалять нерастворимые взвеси размером более нескольких долей милиметра. При фильтрации сточных вод нередко используют многоступенчатые отстойники. При этом частично очищенная на первой ступени сточная вода под напором подается в следующие отстойники.

Другим методом очистки производственных сточных вод и загрязненных вод другого происхождения от крупнодисперсных субстанций является метод флотации. Суть данной методики состоит в переносе загрязняющих агентов на поверхность обрабатываемых сточных вод при помощи воздушных пузырьков. Как результат флотации, образуются пенные образованя, содержащте загрязнителиводы, которые, затем, удаляются особыми скребками. Пузырьки воздуха для флотации могут быть получены механическими спосабами – при помощи турбин или форсунок, при помощи электрофлотации воды и другими способами.

Пожалуй, самым широко используемым в настоящее время методом очистки сточных воды от крупнодисперсных агентов является процесс фильтрации стоков через пористые материалы или сетки с нужным пространственным рейтингом фильтрации. Очистка сточных вод с использованием указанных процессов важна, если необходимо использование оборотной воды.

Для удаления из сточных вод взвешенных веществ методом отстаивания используют аппараты периодического и непрерывного действия. Отстойники периодического действия целесообразны при небольших объемах сточных вод или при их периодическом поступлении. Обычно они представляют собой металлические или железобетонные резервуары с коническим днищем, из которых вода отбирается декантацией через сифон или специальные желоба. Осадок из таких отстойников удаляют чаще всего вручную. Размеры отстойников периодического действия определяются расходом сточной воды и гидродинамическими свойствами осаждаемой взвеси.

Общая схема биологической очистки сточных вод показана на рис. 1, 2. Механическую очистку сточных вод можно выполнять двумя способами.

Первый способ состоит в процеживании воды сквозь решетки и сита, в результате чего отделяются твердые частицы. Второй способ заключается в отстаивании воды в специальных отстойниках, в результате чего минеральные частицы оседают на дно.

Сточные воды из канализационной сети сначала поступают на решетки или сита, где они процеживаются, а крупные составляющие – тряпки, кухонные отходы, бумага и т. п. – удерживаются. Задержанные решетками и сетками крупные составляющие вывозят для обеззараживания.

Песколовки защищают отстойники от загрязнения минеральными примесями. Конструкция песколовок может быть различной и зависит от количества поступающих стоков. После песколовок воды поступают в первичные отстойники, где осуществляется осаждение нерастворимых взвешенных частиц как органического, так и минерального происхождения. Песколовки бывают горизонтальные, вертикальные и щелевые.

Горизонтальные и вертикальные песколовки применяют на очистных сооружениях, щелевые – на каналах. Горизонтальные и вертикальные песколовки устраивают, если объем хозяйственно-фекальных вод превышает 300 м³/сут. Песколовки проектируют двухсекционными, чтобы во время ремонта и очистки от песка работала хотя бы одна секция, даже с временной перегрузкой.

В горизонтальной песколовке процесс осаждения песка и других частиц минерального происхождения осуществляется при горизонтальном движении жидкости со скоростью 0,1 м/сек. В вертикальных песколовках осаждение осуществляется в период подъема жидкости снизу вверх со скоростью 0,05 м/сек. Выбор того или иного типа песколовки зависит от общей высотной компоновки сооружения.

Отстойники – основной и наиболее распространенный тип очистных сооружений. В них оседают нерастворенные взвешенные частицы как органического, так и минерального происхождения. Отстойники бывают с горизонтальным движением воды – горизонтальные и с вертикальным движением воды – вертикальные.

При больших расходах сточных вод применяют отстойники непрерывного действия. При расходе сточных вод не более 50000 м³/сут используют вертикальные отстойники. Сточная вода подводится по лотку и центральной трубе в нижнюю часть отстойника. Выходящая из центральной трубы вода движется снизу вверх к сборным лоткам и отводящему лотку. Во время движения «сточной воды из нее выпадают взвеси, – удельный вес которых больше удельного веса воды. Отстойники рассчитывают по заданному расходу Q и времени отстаивания t, которое определяют на основании результатов опытов по отстаиванию данной или аналогичной сточной жидкости

Кроме этого бывают радиальные отстойники, в которых вода движется в радиальном направлении. Расчет отстойников для хозяйственно-фекальных вод выполняется с наибольшим приплывом сточных вод.

Отстойники могут быть первичными и вторичными. Первичные отстойники устанавливают перед сооружениями биологической очистки, а вторичные – устанавливают для вторичного просветления воды после сооружений биологической очистки. После биофильтров вторичные отстойники одновременно являются и контактными. Если местные условия позволяют выпускать сточные воды после первых отстойников в водоемы, то в схеме механической очистки должно предусматриваться обеззараживание (хлорирование) в контактном резервуаре.

Осадок, полученный в первичных отстойниках, перегнивает, а затем его высушивают на специально отведенных площадках и используют в качестве сельскохозяйственного удобрения. Вертикальные отстойники могут быть прямоугольными или круглыми в плане.

Чаще всего используются круглые отстойники, которые представляют собой резервуары со срезанным коническим днищем. В центре отстойника устанавливается труба, по которой сточные воды поступают к нижней части отстойника. По периферии отстойника устраивают сборные желоба. Осаждение суспензии в отстойнике осуществляется тогда, когда сточная вода отбивается от зонта и центральной трубы и со скоростью 0,7 мм/сек поднимается вверх. Образовавшийся в отстойнике осадок удаляется иловой трубой под действием столба воды.

Горизонтальные отстойники представляют собой резервуары, длина которых в 4–5 раз больше их ширины. Устраивают их преимущественно из железобетона, кирпича, камня и других водостойких материалов. Резервуары имеют наклон в сторону приямка, который устраивают вначале отстойника (за потоком воды). Такая конструкция обеспечивает наиболее интенсивное осаждение суспензии.

Для равномерного распределения потока сточных вод по ширине отстойника вначале и в конце его устраивают желоба. Для распределения жидкости по всей глубине отстойника в начале на некоторую глубину устанавливается отбойная доска. Чтобы предотвратить вынос на поверхность жидкости веществ, которые всплывают, в конце отстойника устанавливают плавающую доску.

В больших отстойниках для удаления осадка устанавливают механические скребки, с помощью которых осадок подается в приямок, а оттуда удаляется иловой трубой. Радиальные отстойники являются разновидностью горизонтальных. В плане они представляют собой круглые железобетонные резервуары, в которых жидкость движется в горизонтально-радиальном направлении от центра к периферии.

Вода поступает в центральную распределительную трубу, а собирается периферийным лотком. В отстойниках данного типа хорошо объединяется смена рабочего сечения с динамикой осаждения суспензии. Поперечное сечение отстойника от центральной трубы к периферийному лотку постепенно увеличивается.

Обычный эффект осветления сточных вод в первичных отстойниках не более 60 %, а вынос взвешенных частиц превышает 100–150 мг/л, что создает неблагоприятные условия для дальнейшей биологической очистки сточных вод. Для большей эффективности осветления сточных вод применяют взвешенные фильтры (аналогично с осветлением питьевой воды). В осветлителях со взвешенным фильтром осуществляется взаимная коагуляция взвешенных частиц или флокуляция.

Так как загрязненные сточные воды являются дисперсной системой, в которой крупные частицы в совокупности с мелкими ускоряют коагуляцию, задача состоит в том, чтобы создать оптимальные условия для коагуляции сточных вод. Для этого выполняют предварительную аэрацию сточных вод в аэраторах или в биокоагуляторах.

Аэраторы и биокоагуляторы – это сооружения, в которых осуществляются процессы безреагентной коагуляции и флокуляции примесей с чрезмерным илом при продувке воды сжатым воздухом.

Аэраторы представляют собой прямоугольные резервуары с перегородками для удлинения путей движения сточной воды. Аэраторы служат для повышения степени осветления сточных вод в отстойниках, для устранения из сточной воды жидкого жира и подготовки к биологической очистке стоков.

Аэрация представляет собой продувание сточной воды воздухом на протяжении 10–30 мин при наличии активного ила со вторичных отстойников. Воздух подается снизу через отверстия в трубах или через фильтры.

Биокоагулятор представляет собой вертикальный или горизонтальный отстойник с кольцевой отстойной зоной и центральной камерой биокоагуляции, в которой осуществляется перемешивание и контакт излишнего активного ила со сточными водами. Чтобы снизить расход воздуха, в центральной камере биокоагуляции, в углах, предусматривают четыре треугольные короба, а на глубине 2,5–3,0 м устанавливают горизонтальные короба с фильтрующими пластинами.

Смесь воды с излишками активного ила подают подводящим лотком в центральную трубу. Сточную воду вводят в биокоагулятор ниже фильтрующих пластин, чтобы избежать засорения их крупными примесями. Концентрация подаваемого активного ила составляет приблизительно 7 г/л, а его количество должно составлять приблизительно 1 % от расхода сточных вод.

К фильтрующим пластинам подводят сжатый воздух. При помощи сжатого воздуха перемешивают активный ил со сточными водами и поддерживают ил во взвешенном состоянии. Интенсивность аэрации сохраняют в пределах 1,8–2,0 м²/час.

Жидкость, барбатированная воздухом, приобретает циркуляционное направление движения по четырем циркуляционным коробам, установленным в углах камеры биокоагуляции. Короба короче стенок, которые отгораживают камеру биокоагуляции. В кольцевой отстойной зоне биокоагулятора, между центральной камерой и наружными стенами, создается взвешенный слой активного ила, уровень которого зависит от расхода сточных вод.

Взвешенный слой благоприятствует коагуляции загрязнений, позволяет выровнять скорость подъема воды в отстойной зоне и ликвидировать обычную для вертикальных отстойников направленность вертикального потока жидкости. Профильтрованная сквозь взвешенный слой вода переливается через периферийный водослив в сборный лоток. Перед периферийным лотком устанавливают доску, которая препятствует выносу плавающих частиц. Уплотненный ил удаляется иловой трубой под гидростатическим давлением после открытия задвижки.

Механическую очистку стоков просто необходимо проводить. Она медленно подготавливает стоки к последующей биологической очистке. Если пренебречь столь важным и ответственным процессом, то вы рискуете тем, что в процессе биологической очистки вы не добьетесь максимального результата. Принцип механической очистки заключается в том, что на данном этапе из стоков удаляются все твердые нерастворимые вещества и примеси, которые могут повредить дальнейшее очистное оборудование и сооружения.

24) Физико-химическая очистка обеспечивает отделение как твердых и взвешенных частиц, так растворенных примесей. Один из наиболее распространенных методов очистки сточных вод. Применяется самостоятельно и в сочетании с механическими и биологическими методами очистки. Наиболее эффективны при локальной очистке сточных вод промышленных предприятий. Физико-химическая очистка включает множество разных способов, основными из которых являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция и другие.

Коагуляция - процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия с коагулянтами, которые в воде образуют хлопья гидроксидов металлов. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и быстро оседают на дно резервуара. В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси.

Флокуляция - один из видов коагуляции, процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. При этом процесс образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа интенсифицируется для повышения скорости их осаждения. Таким образом, введение коагулянтов в сточные воды позволяет, с одной стороны, снизить массу используемых коагулянтов, с другой - уменьшить продолжительность процесса хлопьеобразования и повысить скорость их осаждения.

Коагуляция наиболее эффективна для удаления из сточных вод эмульгированных веществ и тонкодисперсных частиц размером 1-100 мкм. Эффективность очистки может достигать 0,9-0,95. Наибольшее применение в качестве коагулянтов получили сульфат алюминия, гидрохлорид алюминия и хлорид железа. Их расход составляет 0,1-5 кг на кубометр сточных вод.

Весьма перспективным методом очистки сточных вод гальванических и травильных отделений от хрома и других тяжелых металлов, а также цианидов является электрокоагуляция - процесс образования нерастворимых гидроксидов в сточных водах при их прокачке через электрокоагулятор. Электрокоагулятор оснащен блоком электродов, выполняемых из стали или сплавов алюминия. На электроды подается постоянный ток. Под влиянием электрического поля, с одной стороны, дисперсные системы сточных вод становятся менее устойчивыми, с другой - они коагулируют с трудно растворимыми гидроксидами железа или алюминия, возникающими и переходящими в воду с электродов.

Несмотря на повышенный расход электроэнергии, этот метод очистки сточных вод позволяет перейти на оборотное водоснабжение, так как в результате действия электрического поля вода практически полностью очищается от бактерий. Это приводит к увеличению срока службы используемой воды, исключает возможность появления заболеваний у обслуживающего персонала при обращении с бактериально загрязненной водой.

Флотация - процесс всплывания примесей (чаще всего маслопродуктов) при обволакивании их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. Применяется для очистки вод, содержащих ПАВ, нефть и нефтепродукты, масла, волокнистые частицы.

Виды флотационной обработки сточных вод: перенасыщение сточной воды воздухом (ваккумная и напорная), механическая и электрофлотация.

При вакуумной флотации сточную воду насыщают воздухом при атмосферном давлении в аэрационной камере и затем направляют во флотационную камеру, где вакуум-насосом поддерживается разрежение 30-40 кПа (225-300 мм рт.ст). выделяющиеся в верхнюю часть камеры пузырьки воздуха выносят загрязнения на поверхность воды. Процесс длится около 20 мин, концентрация взвешенных частиц не должна превышать 300 мг/л.

Напорная флотация протекает в две стадии: насыщение сточной воды воздухом под избыточным давлением и последующее резкое снижение давления до атмосферного.

Для механической флотации используют импеллеры (турбины насосного типа), форсунки и пористые пластины.

Разновидность метода - электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счет окислительно-восстановительных процессов у электродов.

Сорбция - процесс поглощения вещества (сорбата) из очищаемой среды твердым телом или жидкостью (сорбентом). Поглощение вещества массой жидкого сорбента - абсорбция, поверхностным слоем твердого сорбента - адсорбция. Если при поглощении происходит химическое взаимодействие сорбента и сорбата, процесс называют хемосорбцией.

При очистке сточных вод в качестве сорбентов применяют искусственные и природные пористые материалы: золу, коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные илы. Наиболее эффективны активированные угли.

Работа сорбционной установки достаточно проста. Сточная вода поступает в адсорбер по трубопроводу. По другому трубопроводу подается адсорбент, который перемешивается со стоками импеллером. При этом адсорбент с поглощенными примесями оседает на дно адсорбера, откуда удаляется через специальный трубопровод. Сточная вода со взвешенными частицами сорбента поступает в отстойник, в котором частицы сорбента оседают на дно и удаляются, а очищенная сточная вода направляется для последующей обработки. Обычно сорбционная установка представляет собой несколько параллельно работающих секций.

Сорбция способна обеспечить эффективную очистку воды от солей тяжелых металлов, непредельных углеводородов, частичек красящих веществ и т.п.

Экстракция - процесс разделения примесей в смеси двух нерастворимых жидкостей (экстрагента и сточной воды).

Очистка сточных вод экстракцией состоит из трех стадий. Первая - интенсивное перемешивание сточной воды с экстрагентом (органическим растворителем), в результате чего образуются две жидкие фазы: экстракт, который содержит извлекаемое вещество и экстраген, и рафинат, который содержит сточную воду и экстраген. Вторая стадия - разделение экстракта и рафината, а заключительная - регенерация экстрагента из экстракта и рафината.

С помощью жидкостной экстракции очищают сточные воды от фенолов, масел, жирных кислот. Целесообразность использования этого метода определяется концентрацией органических примесей в сточных водах. В общем случае экстракция выгоднее адсорбции при концентрациях примесей выше 3-4 г/л.

Для экстракции из сточных вод фенолов применяют простые и сложные эфиры, а нефтепродуктов - бензол. Эффективность экстракционных методов очистки сточных вод достигает 0,8-0,95.

Ионный обмен - метод основан на процессе обмена между ионами, находящимися в растворе (в сточных водах) и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита. Позволяет извлекать и утилизировать из сточных вод соединения мышьяка, фосфора, а также хром, цинк, свинец, медь, ртуть и радиоактивные вещества. При этом сточная вода может быть очищена до предельно допустимых концентраций вредных веществ и использоваться в технологических процессах или системах оборотного водообеспечения.

Наиболее распространены синтетические органические иониты - ионообменные смолы, представляющие синтетические полимеры с сетчатой структурой. Они отличаются высокой поглотительной способностью, механической прочностью, химической устойчивостью и большой гидрофильностью.

Ионный обмен производится в ионообменных фильтрах, которые в общих конструктивных чертах подобны механическим зернистым насыпным фильтрам.

Электродиализ - вариант ионного обмена. В нем ионитный слой заменен специальными ионообменными мембранами, а движущей силой является внешнее электрическое поле. Метод перспективен для очистки сточных вод от растворенных солей, ионов тяжелых металлов (хром, медь и т.д.) и фтора. Извлечение 1 кг фтора электродиализом в 5 раз дешевле реагентного метода. Электродиализ дает хорошие результаты при очистке вод от радиоактивных загрязнителей, особенно изотопов стронция.

Для очистки сточных вод от различных диспергированных примесей электрохимическими методами применяют процессы анодного окисления и катодного восстановления, а также диализ. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. В процессе электрохимического окисления вещества (цианиды, амины, альдегиды, нитросоединения и т.д.), находящиеся в сточных водах, полностью разлагаются, образуя СО₂, NН₃ и воду или более простые и нетоксичные вещества. При катодном восстановлении из сточных вод удаляются ионы тяжелых металлов, которые осаждаются на катоде и могут быть рекуперированы.

Гиперфильтрация (обратный осмос) - процесс непрерывного молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупронецаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ионы растворенного вещества. При этом размеры отделяемых частиц (молекул, гидратированных ионов) сопоставимы с размерами молекул растворителя (воды).

Для гиперфильрации используют ацетатцеллюлозные, полиамидные и подобные им мембраны с ресурсом работы 1-2 г.

По сравнению с другими методами очистки гиперфильтрация требует малых энергозатрат, установки для очистки конструктивно просты и компактны, легко автоматизируются, фильтрат имеет высокую степень чистоты и может быть использован в оборотных системах водоснабжения, а сконцентрированные примеси сточных вод легко утилизируются или уничтожаются.

25) химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

26) Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

27)

28)

29)Жесткость воды - определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны» именно жесткой воде.

Жесткость воды принято исчислять суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm карбоната кальция.

Выделяют 2 типа жесткости воды:
- временная – карбонатная жесткость, обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;
- постоянная – некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых прекрасно растворяются в воде;
- общая жесткость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой карбонатной и некарбонатной жесткости.

Принято классифицировать жесткость воды следующим образом:
- мягкая вода – жесткость 3,0 мг-экв/л и более
- средняя жесткость – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л
- жесткая вода – свыше 6,0 мг-экв/мл.

Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков граммов на один литр воды.

В целом, жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Приемлемость жесткости воды для питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса для иона кальция находится в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния - значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают низкому уровню.

Однако мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.

⇐ Назад