Методы улучшения качества воды

1.Способы очистки воды: а) физические (отстаивание, фильтрация); устройство горизонтального и вертикального отстойников; б) химические (коагуляция);

2.Способы обеззараживания воды: а) физические (безреагентные); б) химические (реагентные).

3.Хлорирование воды.

Количество хлора, которое при хлорировании 1л воды расходуется на окисление органических, легкоокисляющихся неорганических веществ и обеззараживание бактерий в течении 30 минут, называется хлорпоглощаемостью воды. Хлорпоглощаемость определяется экспериментально, путем проведения пробного хлорирования.

По окончании процесса связывания хлора содержащимися в воде веществами и бактериями в воде начинает появляться остаточный активный хлор, Его появление, определяемое титрометрически, является свидетельством завершения процесса хлорирования. СанПиН 2.1.4.1074-01 указывает на необходимость обязательного присутствия в воде, подаваемой в водопроводную сеть, остаточного активного хлора в концентрациях

0,3 - 0,5 мг/л, что является гарантией эффективности обеззараживания. Кроме того, наличие активного остаточного хлора необходимо для предотвращения вторичного загрязнения воды в разводящей сети. Таким образом, наличие остаточного хлора является косвенным показателем безопасности воды в эпидемическом отношении.

Общее количество хлора, необходимое для удовлетворения хлорпоглощаемости воды и обеспечения наличия необходимого количества (0,3–0,5 мг/л свободного активного хлора при нормальном хлорировании и 0,8-1,2 мг/л связанного активного хлора при хлорировании с аммонозацией) остаточного хлора называется хлорпотребностью воды. В практике водоподготовки используется несколько способов хлорирования воды:

1. Хлорирование нормальными дозами (до хлорпотребности).

2. Двойное хлорирование.

3. Хлорирование с преаммонизацией и др.

4. Гиперхлорирование (доза хлора заведомо превышает хлорпотребность).

Процесс обеззараживания обычно является последней ступенью схем обработки воды на водопроводных станциях, однако в ряде случаев при значительном загрязнении исходных вод применяется двойное хлорировании – до и после осветления и обесцвечивания, также для снижения дозы хлора при заключительном хлорировании, весьма перспективным является комбинирование хлорирования с озонированием.

Хлорирование нормальными дозами. Доза хлора устанавливается экспериментально по сумме величин хлорпоглощаемости и санитарной нормы остаточного хлора (хлорпотребности воды) путем проведения пробного хлорирования.

Хлорирование нормальными дозами является наиболее часто применяемым методом на водопроводных станциях. Минимальное время контакта воды с хлором при хлорировании нормальными дозами составляет летом не менее 30 минут, зимой – 1 часа.

Двойное хлорирование предусматривает подачу хлора на водопроводные станции дважды: первый раз перед отстойниками, а второй раз, как обычно, после фильтров. Это улучшает коагуляцию и обесцвечивание воды, подавляет рост микрофлоры в очистных сооружениях, увеличивает надежность обеззараживания.

Хлорирование с преаммонизацией. При этом способе в воду помимо хлора вводится также аммиак, в результате чего происходит образование хлораминов. Этот метод употребляется для улучшения процесса хлорирования:

- при необходимости транспортировки воды по трубопроводам на большие расстояния, т.к. остаточный связанный (хлораминный) хлор обеспечивает более длительный бактерицидный эффект, чем свободный;

- при содержании в исходной воде фенолов, которые при взаимодействии свободным хлором образуют хлорфенольные соединения, придающие воде резкий аптечный запах. Хлорирование с преаммонизацией приводит к образованию хлораминов, которые из-за более низкого окислительно-восстановительного потенциала в реакцию с фенолами не вступают, поэтомупосторонние запахи и не возникают.

Однако в силу более слабого действия хлораминого хлора его остаточное количество в воде должно быть выше, чем свободного и составлять не менее 0,8-1,2 мг/л.

Гиперхлорирование воды

- хлорирование избыточными дозами, заведомо превышающими хлорпотребность воды. Гиперхлорирование является способом, используемым в неблагоприятной эпидемиологической обстановке, при отсутствии или неэффективной работе водоочистных сооружений, в полевых условиях, при отсутствии возможности проведения пробного хлорирования для определения хлорпотребности. Введение

избыточных доз хлора:

- создает возможность надежного обеззараживания мутных, цветных,

сильнозагрязненных и зараженных вод;

- сокращает время обеззараживания до 10-15 минут.

Доза хлора при этом определяется ориентировочно в зависимости от вида водоисточника, качества воды (мутности, цветности), степени загрязнения и опасности в эпидемическом отношении.

При гиперхлорировании воды обычно используют следующие дозы хлора:

для воды хорошо оборудованных срубовых колодцев, при хороших органолептических свойствах воды – 10 мг/л активного хлора, при пониженной прозрачности колодезной воды, а также для воды рек или озер (прозрачной и бесцветной) – 15-20 мг/л, при сильном загрязнении воды любого водоисточника, а также при использовании воды из источников непитьевого назначения (вода искусственных прудов и запруд) – 25-30 мг/л.

В случае опасности применения бактериологического оружия используют дозы хлора – до 100 мг/л.

По истечении необходимого времени контакта избыточное количество остаточного хлора удаляют путем дехлорирования воды тиосульфатом натрия или фильтрацией её через активированный уголь (с помощью табельных или импровизированных фильтр

Остаточный хлор

4. Способы хлорирования воды: а) хлорирование нормальными дозами хлора; б) хлорирование допереломными и послепереломными дозами хлора; в) хлорирование с преаммонизацией; г) перехлорирование.

5. Специальные методы улучшение качества питьевой воды.

10. Гигиеническое нормирование качества воды.

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.2652-10 Гигиенические требования безопасности материалов, реагентов, оборудования, используемых для водоочистки и водоподготовки

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.2496-09 "Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения"

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1175-02 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1116-02 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества

Методические указания МУ 2.1.4.1184-03 Методические указания по внедрению и применению санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.4.1116-02

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1110-02 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения"

Санитарные правила СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества

Санитарные правила СП 2.1.4.2625-10 Зоны санитарной охраны источников питьевого водоснабжения г. Москвы

Санитарные правила по устройству и эксплуатации водозаборов с системой искусственного пополнения подземных вод хозяйственно-питьевого назначения

Санитарные правила проектирования, строительства и эксплуатации водохранилищ

Методические указания МУ 2.1.4.1060-01 Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием синтетических полиэлектролитов в практике питьевого водоснабжения

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.3225-14 Ориентировочный допустимый уровень (ОДУ) метилфосфоновой кислоты в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2947-11 Предельно допустимая концентрация (ПДК) O-(1,2,2-триметилпропил)метилфторфосфоната (зомана) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2738-10 Предельно допустимая концентрация (ПДК) O-изопропилметилфторфосфоната (зарина) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Санитарные правила СанПиН 2.1.5.2582-10 Санитарно-эпидемиологические требования к охране прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2561-09 Предельно допустимые концентрации (ПДК) 2,2'-дихлордиэтилсульфида (иприта) и ипритно-люизитной смеси в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования районов размещения объектов хранения и уничтожения химического оружия

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2307-07 Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2122-06 Предельно допустимая концентрация (ПДК) 2-хлорвинилдихлорарсина (люизита) в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования районов размещения объектов хранения и уничтожения химического оружия

ГН 2.1.5.1373-03 Гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в зонах защитных мероприятий объектов хранения и уничтожения химического оружия

Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования"

Методические указания МУ 2.1.5.1183-03 Санитарно-эпидемиологический надзор за использованием воды в системах технического водоснабжения промышленных предприятий

Санитарные правила СП 2.1.5.1059-01 Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения

Санитарные правила СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод

Методические указания МУ 2.1.5.732-99 Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым излучением

11. Методика санитарно-гигиенического исследования питьевой воды

Пробыводы отбираются для исследования санитарно-гигиеническими лабораториями в плановом и внеплановом порядке.

Плановые исследования проводятся по утвержденному графику, на установленных источниках водопользования (открытые водоемы, подземные источники, водопроводные станции, разводящая сеть, организованные родники). Внеплановые исследования проводятся при возникновении отравлений, эпидемий, расследовании случаев загрязнения водоемов, по заявлениям.

Вода отбирается в специальную чистую посуду, пробы доставляются в лабораторию немедленно после отбора. На месте отбора можно провести некоторые качественные пробы. Отобранные пробы снабжают специальными этикетками, на которых оказываются дата, время и место отбора, цель исследования, должность и фамилию пробоотборщика. В некоторых случаях возможно временное хранение проб воды, но не свыше 72 ч.

К физическим и органолептическим свойствам воды относятся:

· Температура. Оптимальной для питьевой воды является температура 7-12°С. Повышенная температура у воды поверхностных водоемов свидетельствует о гнилостных процессах в самой воде или почве. Температура должна быть постоянной, так как постоянство указывает на отсутствие притока посторонних вод.

· Запах воды определяется органолептически. Различают естественный и искусственный запах воды. Естественный запах связан с наличием в воде живых или отмирающих организмов и описывается специальными терминами: ароматический (напр., цветочный), гнилостный, древесный, землистый, плесневый и т.д. Искусственный запах обусловлен загрязнением воды промышленными и сельскохозяйственными сточными водами, поэтому его характеризуют. Сравнивая с запахом химических веществ: аптечный, хлорный, фенольный, металлический и т.д.

· Вкус воды зависит от минерального состава, температуры и растворенных в ней газов. Различают 4 основных вкусовых ощущения: соленый, кислый, сладкий, горький. Остальные вкусы называются привкусами, поэтому вкус воды описывают сравнительными терминами, например: слабый соленый с хлорным привкусом.

· Цвет воды определяют по специальной шкале—из приготовленных цветных растворов, при сравнивании проб с ними

· Прозрачность воды определяют путем сравнения со специальными стандартами мутности. Она обусловлена наличием взвешенных в ней веществ, солей, примесей. Наличие взвешенных веществ называется мутностью. Прозрачность воды измеряется в баллах.

· Сухой осадок—это общая масса сухих веществ, оставшихся после выпаривания в воде. Он состоит из солей, взвешенных веществ, микроорганизмов. Санитарными нормативами допускается сухой осадок до 1,5 г/л воды. Вода с массой сухого осадка менее 1г/л называется пресной, свыше 1г/л—минерализованной.

К химическим показателям воды относятся:

· рН,иливодородный показатель—обусловлен содержанием в воде водородный катионов и гидроксильных анионов. Допускается величина рН воды в пределах 6,0-9,0.

· Жесткость определяется наличием в воде солей угольной, серной, хлороводородной, фосфорной и азотной кислот, а также солей калия, натрия, железа. Различают: постоянную жесткость—жесткость воды после кипячения в течение 1 ч, она обусловлена стойкими к действию температуры солями, которые практически не подвергаются гидролизу, и устранимую жесткостьобусловлена наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые выпадают при кипячении виде накипи.

· Хлоридыпопадают в воду при прохождении воды через солончаковую почву, при разложении экскрементов, мочи, бытовых отходов. Содержание хлоридов допускается в питьевой воде на уровне до 0,35 г/л. Большее содержание этих солей придает воде соленый вкус и делает непригодной для питьевого использования. Высокое содержание хлоридов вместе с солями аммония и неудовлетворительными микробиологическими показателями свидетельствует о ее органическом загрязнении.

· Сульфатыпридают воде горько-солоноватый привкус, оказывают неблагоприятное воздействие на желудочную секрецию. Являются свидетельством загрязнения воды животными отбросами, так как сера выделяется при разложении белка. Содержание сульфатов в оде ограничено 0,5 г/л.

· Соли железасами по себе на состояние здоровья значительного влияния не оказывают, но сильно влияют на жесткость воды. Повышенная жесткость делает воду непригодной для хозяйственно-бытовых нужд, придает воде неприятный привкус, кроме того, колонии железобактерий могут даже закупоривать просветы водопроводов.

Обеззараживание воды.

Доза хлора, необходимая для хлорирования воды, определяется исходя из величины хлоропотребности воды. Она состоит из двух величин: хлоропоглощаемости и остаточного хлора.

Хлоропоглощаемость—количество хлора, которое расходуется при хлорировании 1 дм³ воды в течение 30 мин для окисления органических веществ.

Остаточный хлор—количество хлора, не вступившего в реакции соединения в хлорируемой воде. Для обеспечения надежности обеззараживающего эффекта необходимо содержание остаточного хлора в воде в количестве 0,3-0,5 мг/дм³.

Методика определения хлоропоглощаемости в полевых условиях.Рабочая доза хлора для хлорирования в полевых условиях определяется опытным путем.

В 3 стакана наливают по 200 см³ исследуемой воды, прибавляют в 1-й стакан 0,1 см³, во 2-й 0,2 см³, в 3-й 0,3 см³ 1% раствора хлорной извести. Содержимое стаканов перемешивают стеклянными палочками и оставляют на 30 мин.

Спустя 30 мин. прибавляют в каждый стакан по 5 см³ 5% раствора иодида калия, 5 см³ 20% раствора хлороводородной кислоты, 1 см³ 1% раствора крахмала и перемешивают.

При наличии остаточного хлора вода окрашивается в синий цвет. Окрашенную воду титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия до обесцвечивания. Содержание остаточного хлора определяют по формуле:

х=n×0,355×1000×1/V, мг/дм³, где

n—объем 0,01 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, см³, 0,355—содержание хлора, соответствующее 1 см³ 0,01 н. раствора тиосульфата натрия, 1000—коэффициент для пересчета в кубические сантиметры, V—объем пробы воды. Взятой для анализа.

Для расчета рабочей дозы хлорной извести, необходимой для хлорирования воды, выбирают ту пробу, в которой содержание остаточного хлора находится в пределах 0,3-0,5 мг/дм³. Расчет требуемой дозы для 1 дм³ проводят по формуле:

х=5n, см³, где

n—объем 1% раствора хлорной извести, добавленный в стакан с емкостью, отвечающей требованиям содержания остаточного хлора.

Методика определения хлоропоглощаемости на водопроводных станциях.

Хлорная известь содержит 20-30% активного хлора, однако под действием времени, температуры, света его количество снижается, поэтому перед ее использованием необходимо проверять содержание в ней активного хлора. Для проверки существует иодометрический метод.

Для хлорирования воды применяется раствор хлорной извести, содержащий в 1 см³ 1 мг активного хлора. После установления содержания активного хлора в 1% растворе готовят рабочий раствор хлорной извести, содержащий 1 мг активного хлора в 1 см³ путем разбавления 1% раствора.

Количество исходного 1% раствора хлорной извести, которое необходимо взять для приготовления требуемого объема рабочего раствора, содержащего 1 мг активного хлора в 1 см³, рассчитывают по формуле:

х=n/V, см³, где

n—количество активного хлора, содержащегося в 1 см³ исходного раствора, мг, V—требуемый объем рабочего раствора, см³.

Отбор проб воды

Объекты исследования

Объектами исследования является вода различных водных объектов:

- сточная;

- сточная на этапах очистки и обеззараживания;

- пресных и морских поверхностных водоемов, используемых в рекреационных целях, а также в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения;

- плавательных бассейнов;

- подземных водоисточников;

- питьевая (водопроводная; вода, расфасованная в емкости и др.);

- из децентрализованных водоисточников.

1. Сточные воды.

Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, исследуют с целью изучения спектра энтеровирусов, циркулирующих среди населения, и по эпидемическим показаниям.

Сточные воды на этапах очистки и обеззараживания исследуют для изучения эффективности работы очистных сооружений в отношении возбудителей кишечных вирусных инфекций в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.5.980-00 "Гигиенические требования к охране поверхностных вод".

2. Вода поверхностных водоемов

Воду пресных водоемов исследуют на наличие вирусного загрязнения с целью изучения процессов самоочищения, при выборе поверхностных водоемов в качестве водоисточников для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, установления зон санитарной охраны, по эпидемическим показаниям.

Контроль воды морских и пресных водоемов за уровнем загрязнения осуществляют при использовании их в рекреационных целях в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.5.980-00 "Гигиенические требования к охране поверхностных вод", по эпидемическим показаниям.

3. Вода подземныхводоисточников.

Воду подземныхводоисточников исследуют на наличие вирусного загрязнения при выборе источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, контроле ее качества в соответствии с ГОСТ 2761-84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения", по эпидемическим показаниям.

4. Вода плавательных бассейнов и аквапарков.

Контроль за уровнем вирусного загрязнения воды плавательных бассейнов проводят в соответствии с требованиями санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.2.1188-03 "Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества", СанПиН 2.1.2.1331-03 "Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству вод аквапарков", по эпидемическим показаниям.

5. Вода питьевая.

Питьевую воду исследуют на наличие вирусного загрязнения в соответствии с требованиями санитарно-эпидемиологических правил и нормативов СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества", СанПиН 2.1.4.1116-02 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества", в соответствии с программой исследования воды, утвержденной главным государственным санитарным врачом города, района, субъекта Российской Федерации, по эпидемическим показаниям.

6. Контроль воды децентрализованных источников.

Исследование воды децентрализованных источников проводят в соответствии с санитарно- эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.4.1175-02 "Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана водоисточников", по эпидемическим показаниям.

Методы отбора проб

1. Вода из водопроводной сети, РЧВ, скважин, колодцев, плавательных бассейнов, бутилированная вода берется в объеме 5 - 10 л для метода концентрирования вирусов с использованием фильтрационных мембран (МУК 4.2.2029-05). Дополнительно к МУК рекомендуется использование полиамидных мембран с положительным потенциалом (ММПА+), что на один порядок повышает эффективность концентрирования вируса гепатита А.

2. Сточные воды, вода поверхностных водоемов пропускаются через установку с флизелиновыми пакетами с макропористым стеклом в течение 3 - 7 суток. Во время вспышечной заболеваемости гепатитом

А целесообразно использовать метод концентрирования вирусов из воды распределительной сети с помощью флизелиновых пакетов с макропористым стеклом, с установкой их в протоке воды минимально на 3 суток, что позволяет исследовать кумулятивную пробу.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ

ф

Для отбора точечных проб на заданной глубине применяют батометры.

Допускается отбор проб воды бутылью. Бутыль закрывают пробкой, к которой прикреплен шнур, и вставляют в тяжелую оправу или к ней подвешивают груз на тросе (шнуре, веревке). Бутыль опускают в воду на заранее выбранную глубину, затем пробку вынимают при помощи шнура, бутыль заполняется водой доверху, после чего вынимается. Перед закрытием бутыли пробкой слой воды сливается так, чтобы под пробкой оставался небольшой слой воздуха.

Целесообразно применять специальные бутыли для отбора проб, например, бутыли с откаченным воздухом.

Пробу воды с небольшой глубины (особенно зимой) отбирают бутылью, прикрепленной к шесту.

Для исследования вертикального профиля воды при-ее слоистой структуре допускается применять стакан с делениями, пластмассовый цилиндр или цилиндр из нержавеющей стали, открытый с обоих концов. В точке отбора проб цилиндр перед поднятием на поверхность закрывают с обоих концов специальным устройством (управляющим тросом).

Общие правила отбора проб из различных водных объектов

Для отбора проб воды используют специально предназначенную для этих целей одноразовую посуду или стерильные емкости многократного применения, изготовленные из материалов, не оказывающих инактивирующего действия на вирусы. Емкости должны быть оснащены плотно закрывающимися пробками (силиконовыми, резиновыми или из других материалов) и защитным колпачком (из алюминиевой фольги, плотной бумаги). Емкость открывают непосредственно перед отбором, удаляя пробку вместе со стерильным колпачком. Во время отбора пробка и края емкости не должны чего-либо касаться. Ополаскивать посуду не допускается. При исследовании воды из распределительных сетей отбор проб из крана производят после его предварительной стерилизации обжиганием и последующего спуска воды не менее 10 мин. при полностью открытом кране. При отборе пробы напор воды может быть уменьшен. Пробу отбирают непосредственно из крана без резиновых шлангов, водораспределительных сеток и других насадок. Если через пробоотборный кран вода течет постоянно, отбор проб производят без предварительного обжига, не изменяя напора воды и существующей конструкции (при наличии силиконовых или резиновых шлангов).

Если отбирают пробу после обеззараживания химическими реагентами, то для нейтрализации остаточного количества хлорсодержащих дезинфектантов в емкость, предназначенную для отбора проб, вносят до стерилизации натрий серноватистокислый в виде кристаллов или концентрированного раствора из расчета 10 мг на 500 мл воды. После наполнения емкость закрывают стерильной пробкой и колпачком. При отборе проб в одной и той же точке для различных целей, первыми отбирают пробы для бактериологических исследований.

Отобранную пробу маркируют и сопровождают актом отбора проб воды с указанием места, даты, времени отбора и другой необходимой информации.

К исследованию проб воды необходимо приступить сразу же после доставки проб в лабораторию.