Шпаргалка по "Водоснабжению"

По ГОСТ 2874—73 в  питьевой воде допускается содержание нитратов (по N) не более 10 мг/л.

Содержание сульфатов  и хлоридов. Сульфаты — соли серной кислоты. Сульфаты кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости; сульфат натрия, содержащийся в больших  дозах, вреден для желудка.

Хлориды — соли соляной  кислоты. Хлорид кальция СаСЬ обусловливает некарбонатную жесткость воды. Хлорид натрия NaCl содержится в значительных количествах в воде морей, а также некоторых озер и подземных источников. По ГОСТ 2874—73 предельно допустимое содержание в воде сульфатов (SOf") — 500 мг/л и хлоридов (С1~) —350 мг/л.

Содержание кремнекислоты. Кремнекислота встречается в  воде как подземных, так и поверхностных  источников в различной форме (от коллоидной до ионнодисперсной). Воды, содержащие кремнекислоту, не могут быть использованы для питания котлов высокого давления, так как образуют силикатную накипь на их стенках.

Содержание фтора. Согласно требованиям ГОСТ 2874—73, содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в пределах 0,7— 1,2 мг/л (в зависимости  от климатических условий).

Содержание растворенных веществ (сухой остаток). Общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном или коллоидном состоянии, характеризуется сухим  остатком, получаемым з результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка  до постоянной массы. В воде источника, используемого для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л и в особых случаях 1500 мг/л.

Величина сухого остатка лимитируется также в  воде, идущей для питания паровых  котлов и используемой в ряде производств (синтетического каучука, искусственного волокна, кинопленки и др.).

Активная реакция  воды. Активная реакция воды характеризуется  показателем концентрации в ней  водородных ионов (рН). При нейтральной  реакции рН=7; при кислой реакции.рН<С7, при щелочной реакции рН>7.

Согласно ГОСТ 2874—73, вода, подаваемая хозяйственно-питьевым водопроводом, должна иметь рН в  пределах 6,5—9,5. Для вод большинства  природных источников значение рН не выходит из указанных пределов. 

Для правильной оценки качества воды, действия ее на водопроводные  сооружения и выбора метода ее очистки  необходимо знать значение рН воды источника в различные периоды  года. При низких значениях рН, т. е. при кислой реакции воды, сильно возрастает ее корродирующее действие по отношению к стали и бетону.

Бактериальная загрязненность воды. Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством  бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТ 2874—73, питьевая вода не должна содержать  более 100 бактерий в 1 мл (при стандартном  методе исследования).

Особую важность для санитарной оценки воды имеет  определение наличия в ней  бактерий группы кишечной палочки. Присутствие  кишечной палочки свидетельствует  о загрязнении воды фекальными стоками  и, следовательно, о возможности  попадания в нее болезнетворных бактерий, в частности бактерий брюшного тифа. Путем бактериологического  анализа воды определяют число кишечных палочек в 1 л воды (так называемый коли-индекс) или тот наименьший объем воды, в котором еще обнаруживается кишечная палочка (коли-титр).

Воды некоторых  поверхностных источников бывают весьма загрязнены в бактериальном отношении.

Согласно требованиям  стандарта, в питьевой воде, подаваемой в сеть хозяйственно-питьевых водопроводов, может содержаться не более трех кишечных палочек в  1 л.

В большинстве производств  бактериальное загрязнение воды не препятствует ее использованию для  технических целей. Исключение составляют предприятия пищевой промышленности, для которых требуется вода питьевого  качества.

Здесь перечислены  лишь основные свойства воды природных  источников. В практике использования  воды водоемов для различных потребителей приходится встречаться еще с  целым рядом специфических свойств  воды. Например, согласно требованиям  ГОСТ 2874—73, питьевая вода, подаваемая водопроводом, не должна содержать  более 0,05 мг/л мышьяка, 1 мг/л меди, 5 мг/л цинка и 0 ,1 мг/л свинца.

Следует отметить, что  данных, получаемых в результате обычных  физико-химических и бактериологических анализов природной воды, еще недостаточно для проектирования очистных сооружений. По этим данным невозможно определить расчетные параметры технологического процесса очистки воды (требуемые  дозы химических реагентов, скорость процесса на отдельных его этапах, продолжительность  обработки воды в отдельных сооружениях  и т. п.), а в ряде случаев и  выбрать технологическую схему  очистки. Поэтому исследуемую воду необходимо подвергать специальному технологическому анализу, который дает дополнительные данные для возможности выбора наиболее надежного и экономичного метода ее очистки и проектирования соответствующих  очистных сооружений. 

Поверхностные источники  характеризуются большими колебаниями  качества воды и количества загрязнений  в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени  зависит от интенсивности выпадения  атмосферных осадков, таяния снега, а также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов  и промышленных предприятий.

Воды подземных  источников, особенно глубоко залегающие артезианские воды, характеризуются  большой прозрачностью, отсутствием  цветности, значительным содержанием  различных минеральных солей (большой  жесткостью и иногда наличием железа, марганца и др.). Санитарное состояние  подземных вод, если они защищены водонепроницаемым слоем от проникания стоков с поверхности земли, бывает иногда настолько хорошим, что эти воды можно без какой-либо очистки подавать в сеть питьевых водопроводов.

24 вопрос.

Использование: изобретение  относится к области обработки  природных вод для хозяйственно-питьевых целей и может быть использовано в системах водоснабжения городов, населенных пунктов и предприятий  различных отраслей промышленности. Сущность изобретения: в способе очистки природных вод, включающем окислительно-обеззараживающую обработку, коагуляцию, осветление и фильтрование, окислительно-обеззараживающую обработку ведут с использованием анолита, полученного при обработке в анодной камере вертикального электролизера с коаксиальными цилиндрическими нерастворимыми электродами и керамической диафрагмой водного раствора хлорида натрия с концентрацией 1-3 г/л до достижения pH 5-7 и значения окислительно-восстановительного потенциала +10-+800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, причем объем вводимого раствора составляет 0,01-1,0% от объема очищаемой воды. Процесс коагуляции может быть проведен с использованием флокулянтов. При необходимости (при очистке сильно загрязненных или сточных вод) после фильтрования дополнительно вводят обработанный раствор с теми же характеристиками и в том же количестве. Исходный раствор хлорида натрия готовят на очищенной воде, в катодную камеру диафрагменного электролизера подают очищенную воду и католит используют на стадии коагуляции.

25 вопрос.

Обработка воды с  целью подготовки ее для питья, хозяйственных  и производственных целей представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения  ее первоначального состава. Под  обработкой воды понимают не только очистку  ее от ряда нежелательных и вредных  примесей, но и улучшение природных  свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами. Все многообразие методов  обработки воды можно подразделить на следующие основные группы: улучшение  органолептических свойств воды (осветление и обесцвечивание, дезодорация  и др.); обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, ультрафиолетовая радиация и др.); кондиционирование  минерального состава (фторирование и  обесфторивание, извлечение ионов тяжелых металлов, обезжелезивание, деманганация, умягчение или обессоливание и др.). Метод обработки воды выбирают на основе предварительного изучения состава и свойств воды источника, намеченного к использованию, и их сопоставления с требованиями потребителя.

Наиболее характерными и общими признаками примесей воды являются формы их нахождения в ней, т. е. фазовое состояние, которое  характеризуется дисперсностью  веществ. По Л.А. Кульскому фазово-дисперсное состояние примесей воды обусловливает их поведение в процессе водообработки. Каждому фазово-дисперсному состоянию примесей отвечает совокупность методов воздействия, позволяющая достичь требуемых качественных показателей воды изменением этого состояния или без изменения его.

На этой основе все  многообразие загрязнений (примесей) природных  и промышленных вод разделено  на четыре группы с общим для каждой группы набором методов водоочистки, предопределяемым формой нахождения примесей в воде.

В основу технологии очистки воды от примесей каждой группы положены процессы, протекающие под  воздействием сил, наиболее эффективно влияющих на данную дисперсную систему. Так, для удаления взвесей, являющихся кинетически неустойчивыми системами, используют гравитационные и адгезионные  силы, для удаления коллоидных и  высокомолекулярных веществ, агрегативно  неустойчивых в водных растворах, —  адгезионные и адсорбционные. Примеси, находящиеся в виде молекулярных растворов, удаляют путем ассоциации молекул , под влиянием сил межмолекулярного взаимодействия. И, наконец, для удаления из воды электролитов используют силы химических связей, характерные для ионных процессов.

Технология кондиционирования  воды предполагает процессы, связанные  с корректированием ее физических и  химических свойств, а также процессы обеззараживания. Однако, несмотря на принципиальное различие задач этих методов обработки, они могут  быть общими в зависимости от фазово-дисперсного  состояния минеральных, органических и биологических примесей воды.

К первой группе примесей воды относятся взвешенные в воде вещества (от высокодисперсных взвесей  до крупных частичек), а также  бактериальные взвеси и другие биологические  загрязнения. Удалять эти примеси  можно как безреагентными, так и реагентными методами.

Вторую группу примесей воды представляют разные типы гидрофильных и гидрофобных коллоидных систем, высокомолекулярные вещества и детергенты, способные в зависимости, от условий  менять свою агрегативность. Их можно удалять из воды различными методами и технологическими приемами. Например, обработкой воды коагулянтами, флокулянтами, известью, а также хлором, озоном и другими окислителями. 

При этом снижается  цветность воды, уничтожаются микроорганизмы, разрушаются гидрофильные коллоиды, проявляющие защитные свойства по отношению  к гидрофобным примесям воды, тем  самым создавая благоприятные условия  для последующего коагулирования, ускоряется процесс образования и осаждения хлопьев.

Для третьей группы примесей, являющихся молекулярными  растворами, наиболее эффективные процессы, обеспечивающие их удаление из воды, —  аэрирование, окисление, адсорбция.

Для четвертой группы примесей, представляющих собой электролиты, технология очистки воды сводится к  связыванию реагентами ионов, подлежащих устранению, в малорастворимые и  малодиссоциированные соединения. При выборе реагентов целесообразно исходить из произведения растворимости образующихся соединений. (Произведением растворимости (ПР) называется произведение концентраций ионов в насыщенном растворе малорастворимого соединения, характеризующее способность его растворяться.) В случае малых значений ПР полнота очистки воды возрастает, особенно при избытке иона-осадителя. Присутствие в воде посторонних солей обусловливает увеличение ионной силы раствора (ионная сила является мерой напряженности электрического поля, создаваемого присутствующими в растворе ионами), вследствие чего уменьшаются' коэффициенты активности реагирующих ионов и растворимость осадков возрастает. (Активность — эффективная концентрация вещества, учитывающая степень связанности его молекул или ионов в растворе. Она позволяет судить об отклонении свойств данного вещества в сложном растворе от свойств в чистом его растворе при этой же молярной концентрации вещества. Активность вещества зависит от вида и концентрации других компонентов раствора, а также от температуры и давления.)

Все примеси, загрязняющие водоемы, полностью охватываются четырьмя группами предлагаемой классификации. Используя особенности, характеризующие  каждую группу примесей, можно находить эффективные методы удаления всего  комплекса находящихся в воде примесей небольшим числом соответствующим  образом скомпонованных элементов  очистных сооружений.

При проектировании водоочистных комплексов использование  этого принципа классификации помогает определять главные элементы очистных сооружений, компоновать их, а также  подбирать реагенты и процессы, которые  должны в них протекать. Это наиболее сложная часть проектирования, которое  следует развивать в направлении  уточнения параметров сооружений и  режима работы с учетом индивидуальных особенностей и состава примесей природных вод.

При составлении  схемы водообработки следует  выбирать методы и режимы, наиболее эффективные для удаления примесей каждой из групп. Желательна предварительная  лабораторная проверка и сравнительная  технико-экономическая оценка нескольких вариантов.