Водоснабжение – важнейшая отрасль хозяйственного комплекса

Введение

Водоснабжение – важнейшая отрасль хозяйственного комплекса

Среди многих отраслей народного хозяйства, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населенных пунктов и развития сельскохозяйственного и промышленного производства одно из ключевых мест занимает водоснабжение.

Водоснабжение – это обеспечение водой населенных пунктов, производственных и других объектов для удовлетворения хозяйственно-питьевых, производственных и противопожарных нужд.

Водоснабжение – это комплекс мероприятий по обеспечению водой различных потребителей.

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемииологических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населенный пункт позволяет поднять общий уровень его благоустройства. Для удовлетворения потребностей современных крупных населенных пунктов в воде требуются громадные ее количества, измеряемые в миллионах кубических метров в сутки.

Для примера если в средние века в городах на одного человека приходилось 25 л воды в сутки, то теперь ее расходуется 200...400 л, а в крупных городах – 500 и более.

Выполнение этой задачи, а также обеспечение высоких санитарных качеств питьевой воды требуют тщательного выбора природных источников, их защиты от загрязнения и надлежащей очистки воды на водопроводных сооружениях.

Производственные процессы на промышленных предприятиях также сопровождаются большим расходованием воды. При этом предприятия отдельных отраслей промышленности и энергохозяйства потребляют количество воды, нередко значительно превосходящее коммунальное водопотребление крупных городов.

Так, например, для добычи 1 л нефти нужно израсходовать 10 л воды, для производства 1 кг бумаги – 200 л, 1 кг шерстяной ткани – 600 л, 1 т стали – 20 м³, для выработки 1 т ацетатного шелка необходимо 2660 м³ воды, лавсана – 4200 м³, а капронового волокна – 5600 м³ воды.

Следует отметить, что кроме обеспечения водой населения и промышленности, осуществляемого системами водоснабжения, огромное народно-хозяйственное значение имеет обеспечение водой сельского хозяйства, в особенности в орошаемом земледелии. Например, чтобы получить 1 кг сухого пшеничного зерна, надо израсходовать 750 л воды.

История развития, современное состояние и перспективы развития

В республике

Первые сведения, которые мы имеем об искусственных сооружениях для добывания воды – колодцах, относятся к III тысячелетию до н. э., в древнем Египте уже имелись простейшие механизмы для подъема воды из колодцев – наподобие наших «журавлей».

В Вавилоне воду поднимали на довольно значительную высоту с помощью различных приспособлений с использованием блоков. В водопроводах Египта и Вавилона для подачи воды из резервуаров применялись трубы гончарные, деревянные, а также металлические (свинцовые и медные). В Древнем Китае для водоснабжения использовались весьма глубокие колодцы, из которых воду доставали ведрами с помощью воротов или блоков.

В период расцвета Древней Греции и Рима существовали довольно большие централизованные системы водоснабжения. В Рим вода подавалась к городу самотеком по каналам. При пересечении долин или оврагов каналы прокладывались по специальным мостам – акведукам. В городе вода подводилась к центральным резервуарам, откуда подавалась по трубам к общественным баням и купальням, к дворцам и домам патрициев, а также к общественным фонтанам и бассейнам, которыми пользовалось население.

Начальные сведения об устройстве централизованных городских водопроводов в других странах Европы относятся к XII в. В конце XII в. построен первый самотечный водопровод в Париже. В XIII в. начинается централизованное водоснабжение Лондона. К началу XV в. относятся сведения об устройстве водопроводов в немецких городах.

Зарождение и развитие капиталистической мануфактуры вызвало развитие и водопроводной техники. Промышленная революция XVIII в. обусловила строительство фабрично-заводских водопроводов. В то же время сброс промышленных сточных вод в открытые водоемы привел к их сильному загрязнению и поставил вопрос об изыскании источников чистой воды, поэтому в это же время возникает необходимость в добыче подземных вод.

Из древних водопроводных устройств, которые применяли народы, населявшие территорию бывшего СССР, в маловодных районах Средней Азии частично сохранились до нашего времени своеобразные сооружения для сбора грунтовых вод – подземные галереи, в Крыму найдены вырубленные в скалах емкости для сбора атмосферных вод, в Новгороде на территории княжеской резиденции при раскопках обнаружен самотечный водопровод из деревянных труб, время постройки которого отнесено к концу XI – началу XII в. Имеются сведения о самотечном водопроводе из гончарных труб, построенном в Грузии в начале XIII в.

В XII—XIV вв. в ряде русских городов были построены водопроводы для крепостей. В XV в. был сооружен самотечный родниковый водопровод для Московского Кремля. В 1631 г. в Кремле был построен водопровод, который подавал воду с помощью «водовзводной машины» в водонапорную башню. Для транспортирования воды от водонапорной башни к местам потребления использовались свинцовые трубы.

В 1718 г. по приказу Петра I был сооружен водопроводный канал для Летнего сада в Петербурге. В 1721 г. сооружаются знаменитые Петергофские фонтаны.

При Петре I начато также сооружение родникового водопровода в Царском селе (ныне г. Пушкин), законченного в 1749 г. Для Царского села был построен крупный для того времени (длиной более 15 км) речной водопровод.

В 1804 г. заканчивается сооружение первого московского городского водопровода, который подавал в город самотеком грунтовую воду на расстояние около 16 км. Водопровод в дальнейшем перестраивался и модернизировался; были построены насосные станции, самотечные водоводы заменены напорными. В 1898 г. были построены около Рижского вокзала Крестовские водонапорные башни, в которых вмонтированы стальные баки вместимостью по 1875 м³ каждый, расположенные на высоте 30 м над поверхностью земли.

Сооружались водопроводы и в других городах. В течение XIX в. в России были построены еще 64 городских водопровода.

Однако вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции строительство водопроводов в России развивалось медленно. При этом большая часть построенных водопроводов находилась в неудовлетворительном состоянии; норма расхода воды на одного жителя была малой; надлежащей очистки воды не производилось; число домовых вводов было незначительно, и большая часть воды отпускалась населению через уличные водоразборы.

Развитие водоснабжения в республике тесно связано с развитием такового в России. Однако после распада СССР оно получило новый виток. Так 24 июня 1999 года в республике был принят закон «О питьевом водоснабжении» (№271-З). Настоящий закон регулирует отношения в области питьевого водоснабжения и устанавливает государственные гарантии по обеспечению потребителей питьевой водой. Данный закон был первым на территории стран бывшего Советского Союза.

Дальнейшее развитие водоснабжение получило (и в большей степени сельскохозяйственное) с принятием в 2005 году Государственной программы возрождения и развития села на 2005-2010 годы, предусматривающей в качестве результатов полностью удовлетворить потребности сельского населения в качественной питьевой воде за счет реконструкции и развития систем центрального и локального водоснабжения.

Водопотребление

Режимы водопотребления

Водопотребители расходуют воду в течение суток неравномерно со значительными колебаниями в различные часы. Чтобы обеспечить требуемую пропускную способность распределительной сети труб и других сооружений системы водоснабжения необходимо знать максимальный требуемый расход. Для его определения необходимо просуммировать часовые расходы воды каждым потребителем и составить график водопотребления в течение суток.

Для населенных пунктов часовые расходы воды определяют с учетом коэффициента часовой неравномерности водопотребления который определяется по зависимости:

(3.4)

где Q_max.час – максимальное часовое водопотребление.

Поскольку рассматриваются сутки максимального водопотребления, то среднечасовой расход определяется из условия

(3.5)

При известных Q_ср.час и К_ч максимальное часовое водопотребление

При таком подходе будет известно лишь потребление воды в час максимального водопотребления. Этого достаточно для расчета сетей и сооружений децентрализованных систем.

Для того чтобы правильно рассчитать параметры основных элементов централизованной системы водоснабжения, нужно с достаточной точностью определить максимальные секундные расходы секторов, всего населённого пункта и отдельных объектов водоснабжения. С этой целью определяют максимальный часовой расход и затем, разделив его на количество секунд в часе, вычисляют максимальный секундный расход.

, л/с (3.6)

Однако определение или выбор К_час связаны с определёнными трудностями, а его величина может лежать в достаточно широком диапазоне.

Поэтому на практике максимальный секундный расход с необходимой точностью определяют с помощью типовых графиков или таблиц распределения воды по часам суток для конкретных водопотребителей или секторов в целом.

Водозаборные скважины

Трубчатые буровые колодцы устраивают путем бурения в земле вертикальных цилиндрических каналов – скважин. В пределах водоносного пласта для возможности приема воды из грунта колодец оборудуют специальными фильтрами (кроме колодцев в трещиноватых скальных породах).

В буровом колодце различают водоприемную часть – фильтр, ствол – глухую часть скважины, по которой поднимается вода, и устье – выходную часть.

1 − устье;

2 − забой (дно скважины);

3 − стенки;

4 − ствол.

Устье обычно располагается в специальном павильоне.

Конструкция скважины зависит от глубины залегания подземных вод, характера проходимых горных пород и способа бурения. В свою очередь способ бурения принимается в зависимости от требуемой глубины колодца.

Стенки скважины закрепляют опускаемой в него стальной обсадной трубой. Эту трубу опускают до верхней границы залегания водоносных пород. В обсадную трубу опускают трубу меньшего диаметра, которую доводят обычно до нижней границы залегания водоносных пород, несколько заглубляя в подстилающие водонепроницаемые породы. Затем в трубу опускают фильтр, предназначенный для защиты колодца от занесения в него вместе с водой частиц грунта из водоносного слоя. Фильтр представляет собой обычно трубу с перфорированной дырчатой или щелевой частью.

При залегании водоносных пород на большой глубине достигнуть их одной обсадной трубой не удается, так как значительно возрастает сопротивление грунта погружению обсадных труб. В этих условиях используют несколько обсадных труб, которые имеют различный постепенно уменьшающийся диаметр.

Затрубное пространство, как правило, цементируется.

Общая схема конструкции водозаборной скважины

1 − водоносный горизонт;

2 − фильтр;

3 − эксплуатационная колонна;

4 − промежуточная (техническая) колонна;

5 − кондуктор (направляющая труба − служит для закрепления устья скважины, придания скважине вертикальности);

6 − цементация (затрубная или межтрубная − для изоляции непродуктивных водоносных горизонтов, защиты труб от корозии);

7 − насос.

Расчетная схема

Дополнительное понижение уровня воды в скважине №1 за счет взаимодействия

где – дебит скважины, м³/сут;

– расстояние от скважины №1 до №2;

– расстояние от скважины №1 до №3.

Дополнительное понижение уровня воды в скважине №2 за счет взаимодействия

где – расстояние от скважины №2 до №3.

Максимальное понижение воды в скважине с учетом взаимодействия:

,

где – максимальное дополнительное понижение в скважине.

Для нормальных условий работы водозабора максимальное понижение воды в скважине должно быть меньше допустимого значения понижения. Допустимое значение понижения определяется по формуле:

для напорных пластов

где H – полный напор в скважине, т.е. разность между статическим уровнем воды в скважине и подошвой водоносного пласта, м;

m – мощность напорного водоносного пласта, м;

DН_н – максимальная глубина погружения нижней кромки насоса под динамический уровень в скважине, м. (Н_н = 5 − 10 м.);

DН_ф – потери напора на входе через фильтр, (DН_ф=0,5 – 1,5 м).

для безнапорных пластов

.

Шахтные колодцы

Шахтные колодцы чаще всего применяют для приема относительно неглубоко залегающих вод (обычно на глубине не более 20…30 м) из безнапорных водоносных пластов. Прием воды осуществляется через их дно и частично стенки.

На дно колодца укладывается обратный фильтр в виде слоев гравия с возрастающей кверху крупностью для предотвращения занесения в колодец частиц песка из водоносного пласта. В стенках колодца в пределах водоносного пласта для увеличения притока воды в колодец оставляют отверстия.

Диаметр шахтного колодца обычно не превышает 3–4 м. При устройстве нескольких колодцев их располагают в одну линию и соединяют между собой сифонными, а иногда самотечными трубами. Отбор воды осуществляется насосами из сборного колодца, который часто используется одновременно и для приема воды из грунта.

(Любой шахтный колодец должен быть выведен не менее чем на 0,7 м выше поверхности земли. Вокруг колодца у поверхности земли устраивают глиняный замок на глубину 1,5–2 м и в радиусе около 2 м – отсыпку с мощением или производят асфальтирование для предотвращения попадания в колодец загрязненных поверхностных вод.)

Приток воды через дно к несовершенному шахтному колодцу при условии, что , может быть определен по формуле, предложенной В.Д. Бабушкиным

,

где T – расстояние от дна колодца до водоупора, м;

R – радиус влияния для безнапорных вод может быть определен по формуле Кусакина;

, м.

Приток воды через боковую поверхность

где –фильтрационные сопротивления по степени вскрытия водоносного горизонта, считая для безнапорного пласта .

Горизонтальные водозаборы

При малой глубине залегания водоносного пласта (до 5–8 м) и относительно небольшой его мощности применяют горизонтальные водозаборы. Они представляют собой дренажи разных типов или водосборные галереи, укладываемые в пределах водоносного пласта. Водосборное устройство часто располагают по линии, перпендикулярной направлению движения грунтового потока. Вода, поступившая из грунта в дренажные трубы или галереи, подается по ним в сборный колодец, откуда откачивается насосами.

Все конструкции горизонтальных водосборов можно разделить на следующие три группы:

·траншейные водосборы;

·трубчатые водосборы;

·водосборные галереи.

Траншейные водосборы являются наименее совершенным типом горизонтальных водосборов.

Трубчатые водосборы представляют собой керамические, бетонные или железобетонные трубы круглого или овоидального сечения с фильтрующей гравийно-песчаной обсыпкой вокруг них.

Водосборные галереи – обычно железобетонные овоидального сечения или сводообразного типа с отверстиями в стенке.

Количество воды, поступающей в совершенный горизонтальный водосбор из безнапорного пласта

,

где H – мощность водоносного горизонта, м;

h – высота стояния воды в водосборе, м;

R – зона влияния, м;

l – длина водосбора, м.

Размеры поперечного сечения водопроводящей части галерей и труб определяется из условия безнапорного движения воды со скоростью не менее 0,7 м/с при наполнении по зависимости

,

где С – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус;

I – уклон галереи или трубы.

Площадь водоприемных отверстий, приходящихся на 1 м

,

где m – коэффициент расхода отверстий, равный 0,6…0,62;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

h₁ – средний напор над водоприемными отверстиями, м.

Поскольку в горизонтальных водозаборах расход по мере приближения к колодцу увеличивается, то расчет водопроводящей части следует вести по участкам (обычно от колодца к колодцу.

Лучевые водозаборы

Лучевые водозаборы – комбинация шахтного колодца и расходящихся от него лучами горизонтальных дрен, выполняемых при помощи гидравлического бурения или продавливания. Число горизонтальных лучевых дрен изменяется от 2 до 8, реже больше. Длина лучей обычно находится в пределах 20 - 50 м, но иногда достигает 150 м. В водообильных водоносных пластах лучевые дрены могут располагаться в несколько ярусов.

При двух дренах, расположенных по прямой, приток к лучевому водозабору приближенно равен притоку воды к горизонтальному. С увеличением числа дрен они начинают оказывать влияние друг на друга, и приток к каждой дрене уменьшается, хотя в целом дебит лучевого водозабора возрастает. По сравнению с одиночным шахтным колодцем (без дрен) лучевые водозаборы имеют больший дебит.

Лучевые водозаборы рекомендуют применять для забора воды из песчаных или песчано-гравелистых аллювиальных отложений, из маломощных водоносных пластов, залегающих на глубине 10…20 м, а также для захвата инфильтрационных вод у берегов и под руслами рек.

На лучах при входе в колодец устанавливают задвижки. Лучевые водоприемники позволяют наиболее полно использовать водоносные слои даже малой мощности.

Каптажи

Родники, или ключи, представляют собой естественный выход подземных вод на поверхность. Прозрачность, высокие санитарные качества, а также относительно простые способы получения родниковой воды привели к широкому использованию ее для целей питьевого водоснабжения.

Родники бывают двух типов – восходящие и нисходящие. Первые образуются при проникании в поверхностные слои грунта напорных вод в результате нарушения целостности перекрывающих их водонепроницаемых пород. Вторые образуются в результате выклинивания на поверхность земли безнапорных водоносных пластов, покоящихся на водонепроницаемых породах.

Сооружения для приема родниковых вод получили название каптажных сооружений, а процесс сбора родниковой воды называют каптажем родников. Эти сооружения в соответствии с характером их работы имеют различное устройство.

Для каптажа восходящих родников водоприемные сооружения выполняются в виде резервуара или шахты, сооружаемых над местом наиболее интенсивного выхода родниковой воды. Вода принимается только через дно, выполненное в виде обратного фильтра. Собранная вода отводится к потребителю самотеком или к насосной станции по трубе.

Каптаж нисходящих родников осуществляется путем устройства приемных камер с боковой водоприемной поверхностью, располагаемых в месте наиболее интенсивного выхода родниковой воды. В ряде случаев перпендикулярно основному направлению движения родниковой воды для ее перехвата и направления к приемной камере устраиваются сооружения в виде перемычек, подпорных стен и т. п. Иногда вдоль этих перемычек укладывают горизонтальные водосборные трубы или галереи.

Водозаборы берегового типа

Водозаборные сооружения берегового типа используют обычно при относительно крутых берегах и наличии у берега достаточных глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды. Водоприемными устройствами береговых водозаборов служат окна, расположенные в лобовой стенке сооружения и снабженные сороудерживающими решетками, осуществляющими предварительную грубую механическую очистку воды.

Водозаборное сооружение берегового типа представляет собой колодец 2, обычно железобетонный, передняя стенка которого выходит непосредственно в русло реки.

Вода поступает в водозабор через входные окна 1, расположенные в передней стенке колодца, и забирается через всасывающие трубы 4. На пути от входных окон к всасывающим трубам вода проходит через сетки 9, установленные в перегородке 8, разделяющей водоприемный колодец на два отделения: переднее – приемное (А) и заднее – всасывающее (Б).

На сетках задерживается значительная часть загрязнений, содержащихся в воде: планктон, водоросли, мелкий сор и т. д. Подобная механическая очистка (процеживание) воды значительно облегчает работу сооружений для осветления воды, предотвращает возможное засорение труб и насосов, а в ряде случаев в системах производственного водоснабжения дает возможность использовать воду без какой-либо дополнительной очистки.

Расчет водозабора берегового типа заключается в определении размеров водоприемных окон, сеток, отметок уровней воды в отделениях водозабора.

Водозаборы руслового типа

Водозаборы руслового типа чаще всего применяют при относительно пологом береге. В этих условиях требуемые для забора воды глубины в реке находятся на относительно большом расстоянии от берега. Кроме того, при пологом береге сезонные колебания уровня в реке вызывают значительное перемещение уреза воды, т.е. затопление берега. А поскольку насосная станция, как правило, должна быть расположена вне зоны затопления, длина труб от точки приема воды до насосной станции достигает часто большой длины. Устройство длинных всасывающих линий экономически нецелесообразно и не обеспечивает надежной эксплуатации водозабора. В связи с этим в водозаборах руслового типа всасывающие линии заменены на большей части их длины самотечными, по которым осуществляется своеобразный глубокий ввод воды в берег с подводом ее возможно ближе к насосной станции.

В отличие от береговых водозаборов русловые водозаборы имеют специальные устройства, осуществляющие непосредственный прием воды из русла реки (водоприемники).

Здесь непосредственный прием воды из реки производится через водоприемник, конструктивное оформление которого зависит от количества забираемой воды, глубины реки, ее ледовых условий, характера грунта и т. д. От водоприемника вода по самотечным линиям 2 подводится к береговому колодцу 3. Его конструкция и оборудование несколько отличаются от обычного водозабора берегового типа, поскольку вода из источника поступает в него не через входные окна, а по самотечным трубам. Так же, как и водозабор берегового типа, береговой колодец обычно состоит из приемного и всасывающего отделений и снабжен сетками для грубой механической очистки воды. Береговой колодец может быть устроен раздельным или совмещен с насосной станцией 4.

При значительных колебаниях уровня воды русловые водозаборы иногда устраивают, с двумя ярусами самотечных труб для возможности приема воды с наименьшим количеством взвеси.

В некоторых случаях в целях уменьшения глубины укладки самотечных линий их заменяют сифонными линиями.

Расчет водозабора руслового типа заключается в определении размеров самотечных (или сифонных) линий, сеток, отметок уровней воды в отделениях водозабора.

Комбинированные водозаборы

При определенных условиях – профиль берега, амплитуда колебаний уровня воды – устраивают комбинированный водозабор, где забор воды при высоком стоянии уровня производится через входные окна в передней стенке берегового колодца, как и в обычном водозаборе берегового типа.

Гидравлический расчет сети.

Расчетные расходы принимаются в зависимости от схем питания сети:

а) Сеть с проходным резервуаром.

1) Час максимального потребления системы в целом .

2) Пропуск максимального хозяйственного расхода совместно с противопожарным .

б) Сеть с контррезервуаром.

1) Час максимального потребления системы в целом .

2) Период работы насосной станции и случай максимального транзита в башню .

3) Насосная станция не работает и максимальное потребление .

4) Пропуск максимального хозяйственного расхода совместно с противопожарным .

5) Насосная станция не работает, пропуск соответствующего максимального расхода совместно с противопожарным

Водоподъемные установки

Согласование режимов водопотребления и водоподачи, а также обеспечение в сети требуемых свободных напоров возможно не только устройством на сети водонапорной башни, но и нашедших в настоящее время широкое распространение автоматических водоподъемных установок типа ВУ. В отличие от башен водоподъемные установки характеризуются компактностью, автоматизацией всего процесса водоподачи, меньшей металлоемкостью. В то же время такие недостатки, как малый регулирующий объем ее бака, частое включение и выключение насоса, резкое колебание давлений с сети сужает область их применения. Их применение целесообразно для снабжения водой отдельно стоящих высотных зданий, микрорайонов повышенной этажности, ферм и населенных пунктов при расходах воды до 100 м³/ч.

Работа установок типа ВУ протекает следующим образом: в периоды, когда насосы подают воды больше, чем потребляет водоснабжаемый объект, часть воды поступает в гидропневмобак. Давление сжимаемого в нем воздуха повышается и когда оно достигнет верхнего предела, на которое отрегулировано реле давления, происходит разрыв электрической цепи и выключение насоса. В дальнейшем вода подается к местам потребления под действием давления воздуха в баке (Р_мак=Р_выкл). По мере опорожнения бака давление в нем падает, и когда оно достигнет нижнего предела, на которое отрегулировано реле давления (Р_мин=Р_вкл) последнее, включает насос в работу. Объем воды, заключенный между уровнями воды в баке, соответствующими давлению включения (Р_вкл) и выключения (Р_выкл) насоса – регулирующий объем.

Такой повторно-кратковременный режим работы ВУ обеспечивает максимальное приближение режима водоподачи к режиму водопотребления.

Расчет автоматической водоподъемной установки ведется в следующей последовательности:

Производительность установки

Q_У = (1…1,2)∙ , м³/ч

где – расчетный расход системы, м³/ч.

Напор установки

Н_У=Н_св+Sh+(Z_Д.Т.–Z_ВУ), м

где Н_СВ – требуемый свободный напор в диктующей точке сети, м;

Sh – сумма потерь напора на участках сети от ВУ до диктующей точки, м;

Sh=h_ВОД+Sh_С, м,

h_ВОД – потери напора на водоводах, м;

Sh_С – потери напора на участках сети, м;

Пневматическая напорно-регулирующая установка:

1 − электродвигатель; 2 − насос; 3 − всасывающая труба; 4 − нагнетательная труба; 5 − воздушно-водяной котёл; 6 − станция автоматического управления; 7 − реле давления; 8 − предохранительный клапан.

Z_Д.Т. – отметка поверхности земли в диктующей точке;

Z_ВУ – отметка поверхности земли у водоподъемной установки.

Значение давления включения и выключения насосов

; , м. вод. ст.

где α=0,8…0,75 – для малонапорных установок с Н_У 50 м;

α=0,75…0,65 – для средненапорных установок с Н_У=50…100 м.

Регулирующий объем гидропневмобака

, м³

где n – число включений насоса за час, n=4…10 раз.

Полный объем гидропневмобака

, м²,

где β=1,2…1,3 – коэффициент запаса емкости бака;

.

УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ

8.1. Свойства природных вод и требования к качеству питьевой воды

Качество воды природных источников, так же как и требования, которые предъявляются к качеству воды, используемой различными потребителями, весьма разнообразны.

Качество воды определяется наличием в ней различных веществ неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмов. Примеси могут содержаться в воде в различном состоянии:

· во взвешенном – в виде отдельных частиц (грубодисперсная взвесь);

· в коллоидном;

· в растворенном.

Рассмотрим основные физические, химические и бактериологические свойства воды природных источников.

Содержание взвешенных веществ. Мутность.

Мутность воды обусловливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения, планктона, водорослей и др. Мутность обычно свойственна воде поверхностных источников и главным образом рек.

Чем меньше размеры частиц грунта, тем большее количество их несет река. Чем больше скорость течения, тем больших размеров частицы могут увлекаться водой. При определенной скорости течения воды частицы эти поддерживаются во взвешенном состоянии и придают воде мутность.

Цветность.

Цветность свойственна воде рек, питающихся частично болотной водой, а иногда и воде водохранилищ. Объясняется главным образом присутствием в воде гумусовых веществ. Измеряется цветность в градусах по так называемой платинокобальтовой шкале путем сравнения исследуемой воды с водой, имеющей эталонную цветность. Цветность питьевой воды, подаваемой водопроводом, не должна превышать 20 град. В исключительных случаях, по согласованию с органами санитарного надзора может быть допущена цветность воды до 35 град.

Запахи и привкусы воды.

Наличие запахов и привкусов у воды природных источников обусловливается присутствием в ней растворенных газов, различных минеральных солей, а также органических веществ и микроорганизмов. Запах и привкус имеют болотные и торфяные воды, а также воды, содержащие сероводород. В ряде случаев запах вызывают присутствующие в воде живые или гниющие после отмирания водоросли.

Неприятный запах имеет вода после хлорирования при наличии в ней некоторых количеств остаточного хлора. Интенсивность запаха, как правило, увеличивается с повышением температуры воды.

Привкус солоноватый и даже горько-солоноватый часто имеют сильно минерализованные воды подземных источников.

В большинстве случаев при использовании воды для производственных целей запах и вкус воды сами по себе несущественны. Однако наличие их может указывать на присутствие в воде нежелательных примесей.

Температура воды.

В течение года температура воды поверхностных источников колеблется в весьма широких пределах (для стран СНГ – от близкой к нулю до 25°С, а иногда и выше). Воды подземные, в особенности артезианские, имеют почти постоянную температуру в течение года – 8…12°С.

Для питьевых целей наиболее желательно использование воды с температурой 7…12°С.

Жесткость воды.

Жесткость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, которая определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния – сульфаты, хлориды, нитраты.

Суммарная жесткость воды называется общей жесткостью. Вода разных природных источников имеет весьма различную жесткость. Речная вода, за некоторыми исключениями, обладает относительно небольшой жесткостью.

Содержание газов.

В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы: кислород О₂, двуокись углерода (углекислый газ) СО₂ и сероводород H₂S.

Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных количествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб, резервуаров, котлов. Процесс коррозии усиливается с повышением температуры воды, а также при ее движении. При значительном содержании в воде агрессивной двуокиси углерода коррозии подвергаются также стенки бетонных труб и резервуаров.

Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие H₂S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно-питьевых и для большинства производственных нужд.

Содержание соединений железа.

Железо довольно часто встречается в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухвалентного железа. Иногда железо содержится и в поверхностных водах в форме комплексных соединений, коллоидов или тонкодисперсной взвеси.

Наличие железа в водопроводной воде может придавать ей плохой вкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. При использовании такой воды для стирки белья на нем остаются пятна.

Согласно ГОСТ, в воде, подаваемой централи<