Качество воды

ЗАО “СПИНОКС”

Качество воды

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год. Это дало основание назвать проблему водоснабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один.

В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Обладая свойствами универсального растворителя, она постоянно несет большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды, составом водоносных пород. Из грунта атмосферная вода поглощает углекислоту и становиться способной растворять по пути своего движения минеральные соли.

Проходя через породы, вода приобретает свойства, характерные для них. Так, при прохождении через известковые породы, вода становится известковой, через доломитовые породы - магниевой. Проходя через каменную соль и гипс, вода насыщается сернокислыми и хлористыми солями и становится минеральной.

После постройки колодца, да и любого другого источника водоснабжения, необходимо провести исследования качества и состава воды для определения пригодности ее к использованию и потреблению. Надо помнить, что хозяйственно-питьевая вода относится к пищевым продуктам и ее показатели должны отвечать требованиям, установленным законодательно.

Качество воды характеризуется ее физическими, химическими и бактериологическими свойствами.

К физическим свойствам относятся ее температура, цветность, мутность, привкус и запах. Температура воды из колодцев должна быть 7...12°С. Вода, имеющая более высокую температуру, теряет свои освежающие свойства. Температура ниже 5°С считается вредной для здоровья людей и приводит к простудным заболеваниям.

Под цветностью понимают ее окраску и выражают в градусах по платиново-кобальтовой шкале.

Мутность определяется содержанием в воде взвешенных частиц и выражается в миллиграммах на литр (мг/л). Вода подземных источников имеет малую мутность. Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее физические (органолептические) показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на человека и животных.

Установлено, что незначительные изменения физических свойств воды снижают секрецию желудочного сока, а приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца (неприятные - снижают).

Химические свойства воды характеризуются следующими показателями: активной реакцией, жесткостью, окисляемостью, содержанием растворенных солей. Активная реакция воды определяется концентрацией водородных ионов. Обычно она выражается через pH. При pH=7 среда нейтральная; при pH<7 среда кислая, при pH>7 среда щелочная.

Жесткость воды определяется содержанием в ней солей кальция и магния. Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг•экв/л). Вода подземных источников имеет большую жесткость, а вода поверхностных источников - относительно невысокую (3-6 мг•экв/л).

Жесткая вода содержит много минеральных солей, от которых на стенках посуды, котлах и других агрегатах образуется накипь - каменная соль. Жесткая вода губительна и непригодна для систем водоснабжения. В такой воде плохо заваривается чай, плохо растворяется мыло, почти не развариваются овощи, особенно бобовые. Мягкая вода должна иметь жесткость не более 10 мг•экв/л.

В последние годы высказано предположение, что вода с низким содержанием солей жесткости способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Окисляемость обуславливается содержанием в воде растворенных органических веществ и может служить показателем загрязненности источника сточными водами. Для колодцев особую опасность представляют сточные воды, в составе которых есть белки, жиры, углеводы, органические кислоты, эфиры, спирты, фенолы, нефть и др.

Содержание в воде растворенных солей (мг/л) характеризуется плотным (сухим) осадком. Вода поверхностных источников имеет меньший плотный осадок, чем вода подземных источников, т.е. содержит меньше растворенных солей. Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка) 1000 мг/л был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния -10 мг/л.

Степень бактериологической загрязненности воды определяется числом бактерий, содержащихся в 1 куб.см воды и должен быть до 100. Вода поверхностных источников содержит бактерии, внесенные сточными и дождевыми водами, животными и т.д. Вода подземных артезианских источников обычно не загрязнена бактериями.

Различают патогенные (болезнетворные) и сапрофитные бактерии. Для оценки загрязненности воды патогенными бактериями определяют содержание в ней кишечной палочки. Бактериальное загрязнение измеряют коли-титром и коли-индексом. Коли-титр - обьем воды, в котором содержится одна кишечная палочка, должен составлять не менее 300. Коли-индекс - число кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды, должен составлять до 3.

Анализ воды и ее водоочистка

После постройки колодца (да и любого другого источника водоснабжения) необходимо провести исследования качества и состава воды для определения пригодности ее к использованию и потреблению.

В поверхностных водотоках наблюдается самоводоочистка счет протекания физических, химических и биологических процессов, чему способствует аэрация, перемешивание, декантация взвесей, разбавление загрязнений в большой массе воды. Под действием простейших водных организмов, микробов-антагонистов, бактериофагов и антибиотиков биологического происхождения, под влиянием биохимических и оксидационных процессов погибают патогенные бактерии и вирусы. Самоочищение воды, как правило, не обеспечивает необходимого ее качества для хоз-питьевых целей. Поэтому практически всегда поверхностная воде требуется тщательная водоочистка, кондиционирование ее свойств с их доведением до требований потребителя.

Для того чтобы анализ природной воды достаточно надежно отражал качество воды источника, нельзя ограничиваться одной случайной пробой, так как качество воды в источнике может претерпевать сезонные изменения. Для колодцев и неглубоких скважин должны быть выполнены анализы не менее девяти проб, взятых по три в весенний, летний и зимний периоды.

Для среднего химического анализа (по 20-26 параметрам) нужно не менее 3 литров воды. Цена такого анализа составляет в среднем от 1400 рублей. В качестве емкостей можно использовать стеклянную или пластиковую тару.

Необходимо сказать и о типичных «заблуждениях» и спорных вопросах, связанных с качеством воды и ее очисткой. Их несколько.

  • самое простое - «вода у нас прекрасная», то есть водоочистка на 100% сделала свое дело. Данное утверждение должно подтверждаться конкретными цифрами, приведенными в анализе и трансформироваться в утверждение: «вода пригодна для потребления»;
  • обычно считают, что если вода прозрачная и бесцветная, и в ней ничего не плавает, то она пригодна для потребления. Поэтому люди крайне удивляются, узнав, что из воды можно извлекать растворенные в ней невидимые вещества. Не будет лишним заметить, что они могут быть не всегда полезными или находиться в концентрациях, превышающих допустимые;
  • выбор фирмы для проведения анализа и подбора оборудования очистки по принципу «минимальной цены» за одинаковый набор услуг. Опыт показывает, что это далеко не всегда правильно. Справедливо заметить, что и выбор организаций, предлагающих вызывающе высокие цены на свои услуги, в составе услуг которых значится водоочистка, не гарантирует столь же вызывающе высокого качества этих услуг. Лучше воспользоваться рекомендациями авторитетных специалистов и выбирать фирму с «именем» и хорошей историей;
  • иногда выбранная система водоочистки - минимального размера. Так поступают, ориентируясь только на суточный расход воды в кубометрах. Подвох заключается в том, что для нормальной очистки важен не столько суточный расход воды, сколько скорость, с которой вода проходит через фильтр.;
  • кое-кто считает, что водоочистка при помощи импортных систем предпочтительней отечественных и/или, к примеру, американские системы намного эффективней других. Важно понимать, что водоочистка происходит не со среднестатической водой, а именно российской, имеющей ряд особенностей. Так, например, вода в недрах Америки существенно отличается по своему составу от российской воды. Заметим, что использование обезжелезивателей с применением марганцовки не допустимо в системах канализации, имеющих биосептик т.е. там где используется принцип «биологической очистки».
  • у некоторых уважаемых ученых существует мнение, что вода высокой очистки «не полезна», так как в ней нет оптимального для человека количества микроэлементов. С другой стороны, не менее уважаемые специалисты утверждают, что человеческий организм вообще усваивает только вещества органического происхождения, а вода служит лишь растворителем и должна быть максимально чистой. На наш взгляд, надо выбрать, что-то среднее.

Как это ни странно, но водоочистка до состояния, близкого к байкальской (очень чистой ледниковой воде) легче и дешевле, чем обеспечить наличие в воде ряда веществ в определенной оптимальной для человека концентрации.

Фактически, решая для себя проблему водоочистки - «чистить не чистить», люди стоят перед дилеммой: либо заведомо удалить из воды вредные составляющие, пожертвовав частью (10% по данным Советской медицинской энциклопедией) полезных веществ, либо рисковать, оставляя в воде вместе с теоретически полезными и часть вредных примесей. Каждый должен делать выбор сам.

В большинстве цивилизованных стран для питья применяют обратноосмотическую воду. По своим свойствам такая вода близка к талой воде ледников, считающейся идеально экологически чистой и наиболее безопасной для человека.

Для выполнения анализа воды и подбора оборудования водоочистки необходимо выбрать серьезную и надежную фирму т.к. «халтура» и некомпетентность обойдутся Вам слишком дорого. Не забудьте, что речь идет о Вашем здоровье и здоровье Ваших близких. Некачественно проведенный анализ приведет к ошибочному подбору оборудования водоочистки, а это - фактически «деньги на ветер».

Водоочистные сооружения

Водоочистные сооружения используются для очистки питьевой воды, обеспечения требуемых эпидемических и радиационных показателей, химического состава. Находятся на водопроводных станциях. Кроме того существуют технические системы для очистки сточных вод.

Водопроводные ВОС представляют собой оборудование, обеспечивающее ввод и смешение реагентов с обрабатываемой водой, хлопьеобразование, удаление примесей из воды и ее обеззараживание; сооружения для обработки промывных вод фильтров и контактных осветлителей; сооружения для обработки осадка; сооружения и оборудование реагентных хозяйств.

Сооружения ВОС для извлечения из воды примесей бывают одно-, двух- и многоступенчатые.

Одноступенчатые представляют собой фильтровальные водоочистные сооружения, предназначенные для осветления и обесцвечивания вод (напр., схемы с медленными фильтрами, контактными фильтрами и контактными осветлителями).

ВОС, работающие по двухступенчатой схеме, используются для получения воды питьевого качества при значительном колебании состава исходной воды. На первой ступени применяют грязеемкие сооружение (отстойники, осветлители со взвешенным осадком или флотаторы), на второй – скорые фильтры для полного осветления воды. Водоочистные сооружения, работающие по многоступенчатой схеме, состоят из нескольких ступеней фильтровальных сооружений.

Методы очистки воды

Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и биологических ее изменений в процессе обработки с целью сделать ее пригодной для питья, т. е. очистки и улучшения ее природных свойств.

Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

- Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры, представляющие собой наиболее распространенные водоочистные сооружения. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции в емкостях ВОС коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.

В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

- Обесцвечивание воды, т.е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

- Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.

Этапы очистки воды

Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все категории загрязнителей. Мусор и песок удаляются на этапе предочистки. Сочетание первичной и вторичной очистки, проводимое на ВОС, позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки.

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков, проходящих через водоочистные сооружения, в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других - осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. Мусор и песок обычно засоряют систему и тормозят дальнейшую очистку стоков. Поэтому их устранение считается ее предварительным этапом. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку, присутствующую на любых ВОС, т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от руга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в песколовку, или пескоотстойник, - емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается на водоочистных сооружениях через крупные баки, называемые первичными отстойниками. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец.

При первичной очистке всего-навсего «заливают грязную воду в сосуд, дают отстояться и сливают». Тем не менее это позволяет устранить значительную часть органического вещества при минимальных затратах. Вода, покидающая первичные отстойники, преходящая к другим водоочистным сооружениям, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены.

Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической, так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил, придающие разные черты водоочистным сооружениям.

В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Как и в естественных ручьях, в этих условиях функционирует сложная экосистема, включающая бактерии, простейших коловраток, различных мелких червей и других прикрепленных к камням детритофагов. Они буквально выедают из протекающей воды все органическое вещество, включая патогенов.

Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам, находящимс в общей структуре ВОС. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества.

Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар ВОС, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар из предыдущих водоочистных сооружений. По мере движения по нему она интенсивно аэрируется, т.е. создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается.

Покидая аэрационный резервуар, стремясь в следующие водоочистные сооружения, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита, осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил, который снова закачивают в аэрационный резервуар. Таким образом, детритофаги рециклизуются, а вода очищается от органического вещества, проходя через указанные водоочистные сооружения, на 90-95%. Излишки активного ила, накапливающиеся в процессе размножения организмов, обычно объединяют с илом-сырцом и в дальнейшем обрабатывают их вместе.

Системы вторичной очистки не устраняют растворенных биогенов. До двух последних десятилетий не ощущалось на водоочистных сооружениях острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы. Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап - доочистку, устраняющую биогены.

Доочистка. После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Однако это требует больших затрат. Суммарный объем стоков – около 150 галлонов в день на человека. Очистка такого количества воды названными методами на водоочистных сооружениях слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы. Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием. Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно.

При соответствующей доочистке, при качественной аппаратуре ВОС можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья. Многие люди бледнеют при мысли о вторичном использовании канализационных стоков, но стоит вспомнить о том, что в природе в любом случае вся вода совершает круговорот. Фактически соответствующая доочистка может обеспечить воду лучшего качества, нежели получаемая из рек и озер, не редко принимающих неочищенные канализационные стоки.

Септиком называют один из видов локальных очистных сооружений, который выполняется в том случае, если у владельца дома нет возможности подключиться к централизованной канализационной сети.

Традиционно канализация септик имеет вид бетонных, металлических или пластиковых емкостей, размещенных на земельном участке. Камера септиков (или камеры, в зависимости от модели) может вмещать до 4 000 литров воды. Сточные воды попадают в камеру септика с одного конца и вытекают с противоположной стороны.

В камерах септика сточные воды разделяются на три части. Все легкие элементы поднимаются наверх, образуя пленку, а все тяжелые отходы опускаются на дно камеры, образуя осадок. Таким образом, промежуточный слой в камере септика остается чистым. Эта относительно «чистая» вода содержит бактерии и химикалии, такие как азот и фосфор, которые используют в качестве удобрений, но с меньшим содержанием сухого вещества. Сточные воды попадают в камеры септика по канализационным трубам.

Необходимо отметить, что канализация септик приводится в действие гравитацией, то есть вода стекает из дома в контейнеры септиков и далее на поле орошения. Канализация септик может быть однокамерной и многокамерной. В однокамерном септике процесс очистки сточных вод происходит медленнее и степень очистки меньше чем в многокамерном септике. Оптимальный выбор для небольшой семьи – двухмодульные двухсекционные септики. Они позволяют очистить воду быстрее и качественнее.

Канализация септик: устройство

Канализация септик дома — это система локальной механической очистки бытовых сточных вод. Рекомендуется к установке в коттеджах, загородных домах и дачах при отсутствии центральной системы канализации.

Канализация септик выполняется в цельнонесущем пластиковом корпусе из вспененного интегрального листового полипропилена толщиной до 80 мм. Листы полипропилена содержат внутри пузырьковый слой, который влияет на их упругость и термозащиту. Механические свойства корпуса позволяют монтировать установки в различных грунтах без какого-либо усиления. Опыт показывает высокую надежность материала корпуса в условиях средней полосы России. Корпуса установок содержат внутри функциональные перегородки, пирамидальный вторичный отстойник, защищенный приборный отсек и технологическое оборудование.

  1. Вторичный отстойник (доступен для визуального контроля качества очищенной воды).
  2. Приемная камера.
  3. Переключающий клапан (позволяет интенсифицировать технологию очистки).
  4. Эрлифт (способствует сохранению биомассы, повышает надежность работы системы в связи с отсутствием механических узлов).
  5. Автоматический регулятор режимов работы в соответствии с объемом поступающих стоков.
  6. Аэробный стабилизатор избытков активного ила. Удаление стабилизированного ила происходит штатным эрлифтом или фекальным насосом.
  7. Аэротенк, в котором используются пленочные мембранные аэраторы (они же установлены и в приемной емкости). Их применение позволяет работать с SBR-технологиями.

Канализация септик большой производительности (от 10 м3/сут и более) применяется для очистки стоков на объектах общественного пользования: гостиницах, домах отдыха, коттеджных поселках, школах, спортивных клубах, предприятиях общественного питания и т.д.

  1. Крышка канализации септик (находится над поверхностью земли, что позволяет легко контролировать и обслуживать установку, а также обеспечивает свободный доступ кислорода воздуха в компрессорный отсек);
  2. Корпус;
  3. Листы для изготовления корпуса (выполнены из полипропилена, интегральная структура и уникальные характеристики которого позволяют использовать установку в климатических условиях России);
  4. Листы корпуса сварены по особой технологии (которая гарантирует его полную водонепроницаемость и высокую механическую прочность);
  5. Канализация септик имеет монтажные петли (в совокупности с небольшими размерами и малым весом установки обеспечивают удобство транспортировки и монтажа);
  6. Патрубок отвода очищенной воды (возможно отведение воды самотечным или принудительным способом);
  7. Ребра жесткости канализации септик (в совокупности с прочным полипропиленовым корпусом позволяет монтировать установку без дополнительного бетонирования);
  8. Дно (выполненное из полипропилена, как и корпус, гарантирует отсутствие коррозии, экологическую безопасность и отличную теплоизоляцию).

Данные очистные сооружения дают эффект очистки по органическим загрязнениям (БПК) - 30-35%, по взвешенным веществам — 70-80%. Указанные очистные сооружения улавливает часть органических загрязнений, которые в основной массе являются растворимыми.

После септика должна идти биологическая очистка. Это может быть естественная очистка методом почвенной доочистки в фильтрующем колодце, траншее или песчано-гравийном фильтре.

Время пребывания сточных вод в септике по российским требованиям 1-3 дня. От этого зависит размер самого септика.Осадок за время пребывания в септике уплотняется и частично разлагается. Время до его откачки ассенизационными машинами в среднем составляет 6-12 месяцев. Санитарная зона от здания до септика составляет 5 м., до фильтрующей траншеи 8 м., от скважины 30-50 метров. Данные очистные сооружения не обязательно устанавливать ниже глубины промерзания.

Канализация септик: достоинства

  • простота
  • дешевизна и доступность

Канализация септик: недостатки

  • запрещен сброс без почвенной доочистки
  • для очистки необходимо применение бактерий для септиков
  • перерывы в эксплуатации приводят к загниванию воды в септике

Создание сайта - НИИ Электронных образовательных ресурсов    Design Banda-Panda
Copyright © ЗАО “СПИНОКС” 2017
625049 Тюмень, ул. Московский тракт, 140/1
Написать письмо...
(+7 3452) 30-71-72