Практическое занятие № 1
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1 Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого
назначения
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные
органолептические свойства.
Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется
ее соответствием нормативам по бактериологическим показателям,
приведенным в таблице 1.
Таблица 1 – Бактериологические показатели
№ п/п Показатели
Единицы
Нормативы
измерения
1
Коли-индекс
Число бактерий
Не более 3
2
Коли-титр
Число бактерий
Более 300
Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее
соответствием нормативам по содержанию вредных химических веществ,
наиболее часто встречающихся в природных водах (Таблица 2).
Таблица 2 – Химические показатели
№ п/п
Показатели
Единицы измерения
Нормативы
1
Водородный показатель
единицы рН
В пределах 6-9
2
Общая минерализация (сухой
мг/л
1000
остаток)
3
Жесткость общая
мг-экв/л
7,0
4
Окисляемость перманганатная
мг/л
5,0
5
Нефтепродукты, суммарно
мг/л
0,1
6
Поверхностно-активные
мг/л
0,5
вещества (анионоактивные)
7
Железо
мг/л
0,3
8
Кадмий
мг/л
0,001
9
Марганец
мг/л
0,1
10
Медь
мг/л
1,0
11
Мышьяк
мг/л
0,05
12
Свинец
мг/л
0,03
13
Сульфаты
мг/л
500
14
Хлориды
мг/л
350
15
Цинк
мг/л
5,0
Благоприятные органолептические свойства определяются ее
соответствием нормативам, указанным в таблице 3.
Таблица 3 – Органолептические показатели
№ п/п
Показатели
Единицы
Нормативы
измерения
1
2
3
4
Запах
Привкус
Цветность
Мутность
баллы
баллы
градусы
мг/л
2
2
20
1,5
1.2 Выбор методов обработки природных вод
В практике водоподготовки используются различные технологические
приемы и методы улучшения качества воды. Выбор рациональной схемы
обработки воды представляет определенные трудности из-за сложности
состава природных вод, изменения состава воды водоема в результате деятельности человека, высоких требований к качеству очистки воды и т.д.
Характер обработки воды на водопроводных станциях зависит от качества
воды источника водоснабжения и требований к ее качеству. В таблице 4
приводятся основные способы химической обработки воды в зависимости от
ее исходного качества.
Таблица 4 – Основные способы химической обработки воды
Показатели
Способы химической об- Применяемые реагенты
качества воды
работки
Мутность
Коагулирование.
Коагулянты (сернокислый
Обработка флокулянтами глинозем, хлорное железо и
др.). Флокулянты полиакриламид, активная
кремниевая кислота и др.)
Цветность, повыПредварительное хлориХлор. Коагулянты.
шенное содержарование, коагулирование.
Флокулянты. Озон
ние органических
Обработка флокулянтами.
веществ и планкОзонирование
тона
Низкая
Подщелачивание
Известь. Сода
щелочность,
затрудняющая
коагулирование
Привкусы и запахи
Углевание.
Активный уголь. ЖидПредварительное
кий хлор. Перманганат
хлорирование. Предвари- калия. Аммиак. Озон
тельное хлорирование
с преаммонизацией. Обработка перманганатом калия. Озонирование
Продолжение таблицы 4
Показатели
Способы химической обкачества воды
работки
Нестабильная вода
с отрицательным
индексом
насыщения
(коррозионная)
Нестабильная вода
с положительным
индексом насыщения
Бактериальные
загрязнения
Подщелачивание.
Фосфатирование
Хлорирование. Озонирование
Фторирование
Избыток фтора
(более 1,5 мг/л)
Избыток железа
Обесфторивание
Общее
солесодержание
выше нормы
Содержание
кремнекислоты
выше нормы
Наличие
сероводорода
Избыточный
растворенный
кислород
Известь. Сода. Гексаметафосфат или триполифосфат натрия
Подкисление. Фосфатиро- Кислоты (серная, соляная).
вание
Гексаметафосфат или
триполифосфат натрия
Недостаток фтора
(менее
0,5 мг/л)
Избыток солей
жесткости
Применяемые реагенты
Аэрация. Хлорирование.
Подщелачивание. Коагулирование. Обработка
перманганатом калия.
Катионирование
Декарбонизация. Известково-содовое умягчение.
Ионный обмен
Ионный обмен. Электродиализ. Дистилляция,
гиперфильтрация и др.
Коагулирование. Магнезиальное обескремнивание.
Ионный обмен
Подкисление. Аэрация.
Хлорирование. Коагулирование
Связывание кислорода
восстановителями
Хлор. Гипохлориты.
Озон. Аммиак
Фтористый или кремнефтористый натрий. Кремнефтористый аммоний. Кремнефтористоводородная
кислота
Сернокислый глинозем
Хлор. Известь. Сода.
Коагулянты. Перманганат
калия
Известь. Сода. Коагулянты
(хлорное железо или
железный купорос).
Поваренная соль. Серная
кислота
Серная кислота. Сода.
Едкий натр. Известь
Коагулянты. Каустический
магнезит. Известь
Хлор. Коагулянты.
Кислоты
Сульфат или тиосульфат
натрия. Сернистый газ.
Задание № 1
Анализ исходных данных: производительности очистной станции,
качества природной воды, требований к качеству питьевой воды.
Выполнение работы целесообразно производить в следующей
последовательности.
Изучается лекционный материал.
Из таблицы 5 выбирается вариант задания (по списку группы).
Изучаются требования к качеству воды хозяйственно-питьевого
назначения и сравниваются исходные данные с нормативными значениями
качества питьевой воды по химическим и органолептическим показателям.
Делаются выводы о соответствии или несоответствии качества воды
нормативным требованиям. Определяются задачи, возлагаемые на очистные
сооружения водоснабжения в соответствии с материалами, изложенными в
лекциях (п.1.2).
Таблица 5 – Исходные данные для расчета очистных сооружений водоподготовки (Очистка природных вод)
1
ВКО
Варианты заданий
2
3
4
5
6
7
ВКО Астана Астана Астана ВКО ВКО
- температура от –
до,ºС
2-22
2-22
2-17
2-18
3-20
3-15
2-18
1-14
2-16
3-18
- вкус и запах не
более, баллы
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
- содержание
взвешенных веществ
от – до, мг/л;
80350
60800
120520
100250
150340
120-440
95-520
105-620
- цветность от –до,
град.
80100
20-80 80-100
100120
60-100 40-90
50-95
20-90
40-80
80-120
- активная реакция,
рН
Сухой остаток, мг/л
6,8
7,1
7,5
7,2
7,4
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
528,0
800,0
190,0
310,0
370,0
710,0
410,0
460,0
830,0
570,0
Район расположения
очистной станции
Физико-химические
и
бактериологические
показатели воды в
точке водозабора:
95-650 80-480
8
9
10
Алматы Алматы Алматы
Окисляемость,
мгО2/л
Коли-индекс
12,4
5,5
4,8
7,8
8,2
15,1
15,0
6,7
7,2
4,55
400
250
120
840
420
550
480
720
240
520
36,0
12,8
182,0
6,1
53,0
6,9
120,0
12,2
34,0
6,3
37,0
12,6
44,0
7,5
100,0
3,8
67,0
0,2
1,2
57000
77,0
0,1
0,9
42000
79,0
0,2
0,7
35000
125,0 105,0
0,3
0,15
0,8
0,8
45000 120000
240,0
0,1
1,1
80000
81,0
0,2
0,75
64000
103,0
0,25
1,4
38000
Химический состав
растворенных
примесей в воде
- хлориды, мг/л
48,0
89,0
- бикарбонаты,
13,2
6,5
мг-экв/л
- сульфаты, мг/л
49,0
32,0
- железо, мг/л
0,2
0,3
- фтор, мг/л
1,2
0,8
Полезная
51000 35000
производительность
очистных
сооружений, м3/сут
Пример выполнения задания 1
Исходные данные: источник водоснабжения – река.
Показатели качества воды в источнике приведены в таблице 6.
Назначение станции – хозяйственно-питьевое водоснабжение, станция
работает круглосуточно.
Таблица 6 – Показатели качества воды
Показатель
Значение показателя
Концентрация взвешенных веществ, 140…410
мг/л
Цветность, град
80-167
Запах, вкус, привкус, баллов
3
Жесткость общая, ммоль/л (мг-экв/л) 1,59
Жесткость некарбонатная, ммоль/л 0,74
(мг-экв/л
Содержание железа, мг/л
0,9
Водородный показатель рН
7,4…7,75
Окисляемость, мг/лО2
8…11
Коли-индекс
460
Сравнение показателей качества воды источника с требованиями ГОСТ
2874-82 «Вода питьевая» (таблицы 1,2,3) показывает, что она не
удовлетворяет этим требованиям по мутности, цветности, запаху, вкусу и
привкусу, содержанию железа и коли-индексу. Поэтому она должна
подвергаться
осветлению,
обесцвечиванию,
обезжелезиванию,
обеззараживанию и снижению интенсивности запаха, вкуса и привкуса (см.
лекцию № 1).
Способы химической обработки воды приведены в таблице 4. Для
приведенного качества природной воды осветление и обесцвечивание можно
провести коагулированием с применением в качестве коагулянта очищенного
сернокислого алюминия Al 2 SO4 2 18 H 2 O . Специальных мероприятий по
обезжелезиванию воды в данном случае можно не предусматривать, так как
оно будет происходить при осветлении и обесцвечивании воды
коагулированием. Для снижения интенсивности запаха, вкуса и привкуса
предусматривается предварительное хлорирование. Для обеззараживания
воды также применяется хлорирование (вторичное), осуществляемое перед
поступлением воды в резервуары чистой воды.
