Качество воды

окиси железа. Появление сероводорода в подземных водах можно объяснить за

счет гниения органических соединений. В связи с этим на территории, где в

подземные воды проникают органические вещества в воде обнаруживается

сероводород и железо (районы г.г. Люблино и Люберцы ). Воды с повышенным

содержанием железа отличаются значительной окисляемостью. Это также

справедливо для восточных районов области, где имеются большие площади,

занятые торфяником.

В Московской области используют почти исключительно

водоносные горизонты, достаточно хорошо защищенные водонепроницаемой

кровлей глин. Несмотря на это известны несколько случаев ухудшения качества

подземных вод из –за нарушения защищенности водоносного горизонта от

интенсивных поверхностных загрязнений или по причине редкого возрастания

водоотбора. Так в городе Люберцы и его окрестностях на части территории

качество подземных вод значительно изменилось. Например, содержание

хлоридов с 3–5 мг / л возросло до 70–120 мг / л содержание железа возросло

в 6–10 раз и составляет порядка 4–5 мг / л.

Однако, несмотря на значительное изменение химического состава подземных

вод, в бактериологическом отношении их качество осталось неизменно высоким.

Изменение качества подземных вод в данном случае можно объяснить влиянием

Люберецких полей фильтрации в результате некоторого нарушение защитных

слоев на территории города, а также заметно возрос отбор воды.

Ярким примером нежелательного ухудшения качества подаваемых

вод в результате загрязнения являются случай на заводе « Акрихин » (поселок

Купавна ). На территории завода были пробурены еще в 1935 г два трубчатых

колодца, снабжавшие водой завод и жилой поселок. Первоначально вода

полностью отвечала требованиям ГОСТа на питьевую воду, однако вскоре

колодцы стали подавать воду неудовлетворительного качества с большим

количеством органики и неприятными специфическими вкусом и запахом с явными

признаками производственных стоков завода. Это вынудило к бурению новых

трубчатых колодцев для хозяйственно – питьевого водоснабжения. Последние

пробурены на территории поселка на расстоянии 3 – 4 км от действующих.

Заводские скважины были выведены на производственное водоснабжение и

избежание распространения загрязнений по водоносному горизонту их пришлось

усиленно откачивать. Причиной загрязнение подземных вод действительно

явились производственные стоки завода. Обработка сточных вод завода ранее

была предусмотрена на полях фильтрации, расположенных выше по течению

потока подземных вод. В результате размыва водоупорных глинистых слоев

водоносный горизонт на значительной территории оказался покрыт лишь слоем

песка (порода с хорошим коэффициентом фильтрации ). Мощность песков

оказалась недостаточной и почти неочищенные производственные стоки, вступая

в контакт подземными водами, ухудшали их качество.

Таким образом, можно сделать осторожный вывод о том, что в течение

будущих десятилетий будет наблюдаться тенденция к переходу водоснабжения

городов и поселков Московской области из поверхностных или открытых

источников воды.

Г Л А В А 2

Оценка качества воды в источниках водоснабжения

2.1. Анализ воды и форма его выражения

При оценке качества воды, предназначенной для удовлетворения

хозяйственно – питьевых потребностей, обычно используется анализ ( тип 2 ),

в процессе которого определяются : физические свойства ( температура, запах

и вкус, прозрачность или мутность, цветность), Cl-, SО42-, НСО3-, СО32-,

NO3-, Са2+,Мg2+, Fе2+, Fе3+, рН, СО2 ( свободная ), сухой остаток Р, NO2-,

NН4+ и окисляемость. Анализ дает общую характеристику воды и производится

в полустационарных или стационарных условиях. При этом можно контролировать

анализ по сухому остатку с вычислением суммы К+ + Nа+ по разности.

В отдельных случаях ( главным образом для подземных вод ) может

потребоваться подробный анализ с дополнительным определением Nа+, К+,

Мn2+, Fе2О3 + АI2O3, SiO2, агрессивной СО2, Н2S. Этот вид анализа позволяет

произвести общий контроль определений не только по сухому остатку, но и по

суммам мг – экв анионов и катионов.

Наиболее распространенными формами выражения концентрации

химических веществ являются объемная ( мг / л ) и нормальная ( мг – экв /л

) ; в более редких случаях концентрацию выражают в весовой ( мг / кг ) и

молярной ( г – мол / л ) форме. В любом случае результаты анализа могут

быть представлены в виде солей ( NаСl, Са SO4 и т.д. ), окислов ( Nа2О, СаО

и т.д.), ангидридов (SO3, N2O5 и т. д.) или в ионной форме. Последняя форма

наиболее полно отражает действительное состояние веществ, растворенных в

воде, их диссоциацию, облегчает и ускоряет проверку анализа, и потому в

настоящее время является общепринятой. Следует, однако, иметь в виду, что

при этой форме выражения неионизированные или очень мало ионизированные

соединения (чаще всего трехвалентного железа, алюминия, кремния)

обозначаются в виде соответствующих окислов ( Fe2O3, Аl2O3, Si02 ), а

растворенные неионизированные газы – всегда их формулами ( СО2, Н2S, О2 ).

При пересчете концентраций, выраженных в солевой или окисно

– ангидридной форме, в ионную форму содержание соли, окисла или ангидрида

умножают на отношение молекулярных весов данного иона и соответствующего

ему соединения. Например, содержание Са2+ в исследуемой воде при окисной

форме выражения анализа, т.е через СаО, оказалось равным [Са] = 100 мг / л.

Молекулярные веса: Са = 40,08, СаО = 56,08.

40,08

Следовательно: [Cа2+] = [pic] = 71,5 мг / л.

В таблице 1 в качестве примера приведен химический анализ

воды с определениями, выраженными в ионной и окисло – ангидридной формах

записи.

Форма выражения химического состава воды.

Таблица 1.

| Ионная форма |Окисно – ангидридная форма |

|ий |вес | | | | |/л |

| | | |в мг |в мг –| | | |

| | | |/л |экв / | | | |

| | | | |л | | | |

|Сl- |35,46 |35,46 |17,73 |0,5 |Сl2 |70,91 |35,46 |

|SO42- |96,07 |48,03 |72,04 |1.5 |SO3 |80,07 |60 |

|НСО3- |61,02 |61,02 |122,04|2 |СО2 |44 |88 |

|СО3-2 |60,01 |30,01 |0 |0 |СО2 |44 |0 |

|NО3- |62,01 |62,01 |31 |0,5 |N2O5 |108 |54 |

|Са2+ |40,08 |20,04 |60,12 |3 |СаО |56,08 |84 |

|Мg 2+ |24,32 |12,16 |12,16 |1 |МgO |40,32 |20,16 |

|Fе 2+ |55,85 |27,93 | Следы |FеО |71,81 |Следы |

|Fе3+ |55,85 |18,62 |не обнаружено |Fе2О3 |159,7 |не |

|рН | - | - | |рН | - | 7 |

| | | |7 | | | |

|СО2 ( |44 |22 |22 |1 |СО2 |44 |22 |

|) | | | | | | | |

|Сухой | - | - | 300 |300|Сухой | - |300 |

| | | | |/л | | | |

|NO2- |46 |46 | следы |NO3 |76 |следы |

|NН4+ |18,03 |18.03 |не обнаружено |NН3 |17.03 |не |

|окисляемо| - | - | 18 | 18|окисляемость| - | 18|

|сть | | | |мг | | | |

| | | | |/л | | | |

| |

| Для пересчета концентрации Со, выраженных в мг /л, в СЭ (мг – экв/л) |

|используется соотношение |

| |

|[pic] |

| |

|Где Э – эквивалент на вес данного вещества |

| |

|Решающим показателем санитарного состояния воды является титр кишечной |

|палочки (коли титр или коли индекс). Дополнительной характеристикой |

|бактериальной загрязнённости служит число зародышей |

|в одном литре исследуемой воды. |

| |

|2.2. Проверка результатов анализа. |

| |

|Приступая к изучению анализов воды, необходимо прежде всего убедиться в их |

|правильности. |

|Правильность определения физических свойств (температуры. цветности, |

|мутности или прозрачности, запаха и вкуса) может быть проверена только при |

|поммощи повторных определений в аналогичных условиях; поэтому проектировщик,|

|как правило, должен иметь серии анализов для одних и тех же точек и условий |

|отбора. При количественной оценке мутности воды следует помнить, что этот |

|показатель имеет наибольшую ценность при сравнении проб, но дает лишь |

|приближенное представление о фактическом содержании взвешенных веществ. |

|Последние для расчетных грязевых нагрузок должны быть определены весовым |

|способом. |

|Для контроля химического анализа сравнивают суммарное количество всех |

|нелетучих составных частей, определенных анализов, с величиной сухого |

|остатка. Естественно, что из –за неточностей в определениях всегда будет |

|наблюдаться разница в сравниваемых величинах. Но, как правило, вес сухого |

|остатка оказывается не более чем на 7 – 12 % выше суммы ионов солей. |

|Такового рода контроль исключает возможность появления ошибки в анализе, а в|

|отдельных случаях указывает на необходимость дополнительных определений. |

|Не следует забывать, что при вычислении суммы ионов солей нужно брать только|

|половину найденного анализом содержания НСО3-. |

|Сумма всех нелетучих в мг / л по анализу определяется из выражения |

| |

|Р = Сl- + SO4-2 + Ѕ НСО3-2 + Са2+ +Мg2+ + Nа+ ( 2 ) |

| |

|Величину Nа+ находят по разности содержания отрицательных и положительных |

|ионов. При нормальной форме выражения концентрации ( в мг – экв /л ) имеем |

| |

|[pic] |

| |

|где К+ + Na+ - определяемое по разности содержание калия и натрия в мг – |

|экв/л; |

?а – сумма мг – экв анионов ;

?КОПР– сумма мг – экв катионов, включенных в анализ.

Сумму щелочных ионов К+ + Nа+, выраженную в мг – экв/л,

пересчитывают в мг /л по эквивалентному весу Nа+, равному 23, и вводят в

формулу ( 2 ). Такой пересчет приводит к сравнительно небольшой ошибке,

обычно не превышающей 1,6 % суммы всех составных частей общего

солесодержания ( содержание К+ + Nа+ в общей сумме ионов, так же как и К в

сумме К+ + Nа+, составляет не более 20 % ).

Кроме общего контроля анализа по сухому остатку следует

сопоставить результаты некоторых отдельных определений.

1) Содержание в воде СО3-2, НСО3- и свободной СО2 сопоставляют с величиной

рН. Зависимость между этими величинами применительно к открытым

источникам, не содержащим СО3-2, с температурой природной воды 22С,

определяют из формулы рН = 6,37 – lgCco2 + lgCнсо3- +lgf(1) ,

( 4 ).

где Ссо2 – концентрация свободной углекислоты в мг / л ;

Снсо3 – концентрация НСО3- в мг /л ;

f(1) – коэффициент активности НСО3-.

Использование номограммы ( рис 1.2, существенно облегчает проверку

определения СО2, НСО3- и рН. Например, по таблице 1 при [CO2 ] = 22 мг /л

щелочность определяемая концентрацией НСО3, равна 2 мг /л ; для этих

значений по номограмме ( при t = 20С ) имеем, что рН такой воды должно быть

равно 6,9. Прямое определение показало, что рН = 7. Таким образом,

отклонение составляет 0,1. Допустимая разница не должна превышать 0,2.

Следовательно, аналитические определения СО2, НСО3 и рН проведены

правильно.

Если в воде кроме НСО3- и СО2 находятся анионы других слабых кислот (

НSiO3-, НS-, Н2РО4-, органических ) или анионы СО3, а также при наличии

только СО2 ( тогда рН 400мг/л и

ty=6 – 12 часов при М0 1000 |29000 |31000 |33000 |35000 |37000 |

| |

|Полная глубина осветлителей определяется по таблице. |

|Таблица 3.3.3 |

|Высотные размеры осветлителей. |

|Параметры | Величина | Примечание |

|Глубина зон осветления |1,5 - 2 |1. При назначении глубин зон|

|Нз.о | |меньшие значения следует |

| | |относить к мутным водам ( Мо|

| | |? 400 мг/л) |

|взвешенного осадка Нз.в |2 – 2,5 |2. Глубиной Нз.в считается |

|Высотные размеры: | |растояние от плоскости |

|от плоскости отбора осадка| |отбора осадка до плоскости, |

|до начала наклонных стенок| |где скорость восходящего |

|У1 | |потока достигает 2 мм /сек |

| |1,5 – 1,75 | |

Основная формула для определения расчетных расходов осветлителя:

[pic] в м3/сут ( 3.3.7 )

где :

Т – время работы осветлителей в течение суток;

Т = 24 ч

tпр – продолжительность в ч продувки одного осветлителя (включая время на

подготовку продувки) ;

n – число продувок одного осветлителя в течение суток ;

Кn – коэффициент, определяющий степень снижения выдачи воды продуваемым

осветлителем; расчетное значение Кn следует принимать равным единице. Это

условие означает, что расчетный продувочный расход Qпр будет равен

расчетной подаче на осветлитель и при продувке уровень воды не станет ниже

расчетного.

Расчетная продолжительность в часах самой продувки определяется по формуле.

[pic] ( 3.3.8 )

где

К пр – коэффициент разжижения осадка при его сбросе;

равен 1,2 ;

qпр – продувочный расход в м3/ч ; при Rн = 1 Qпр = Q0 ( расчетной

производительности осветлителя ).

Необходимая наименьшая глубина в зависимости от типа

осветлителя приближенно может быть определена по формулам:

Н мин = 1,9А > 0,6А + 3 м, (3.3.9 )

где

А – расчетный линейный параметр при определении глубины: ширина полосы

зоны осветления, обслуживаемой одной распределительной трубой и двумя

сборными трубами (или желобами ) или кольцевым желобом.

Наибольшее значение параметра А – диаметр, радиус или сторона осветлителя,

ширина прямоугольной или кольцевой полосы – должно составить (из условия

обеспечения равномерного отбора воды ) 3 – 3,5 м, а фактическая величина

определяется в результате расчета размеров зоны осветления.

Если в соответствии с высотной схемой можно применить

несколько типов, то решающим фактором в выборе одного из них будет величина

потребной для их размещения площади, которую можно вписать в стандартную

сетку размеров промышленных зданий. Окончательный выбор типа осветлителя в

этом случае определяет наименьшее значение необходимой производственной

площади.

Для предварительной ориентировки в выборе типа осветлителя

может быть использована таблица, в которой приведены приближенные размеры

осветлителей в зависимости от общей производительности установки ( в

расчетах были приняты : vз.о = 1 мм / сек ; Кр = 0,8 ; Мо = 500 мг / л ;

tу = 4 ч ;

Таблица 3.3.4

Вспомогательная таблица к выбору типа осветлителя

|Qо в м3 / сутки |Основные | Тип осветлителя |

| |показатели | |

| | |с центральным осадкоуплотнителем |

|2000 |N? F1 |3?8 |3?8 |

| |A или A ?В |1 ?3,2 |1 ?3; С = 0,6 |

| |Н мин |3,6 |3,6 |

|5000 |N? F1 |3? 20 |3? 20 |

| |A или A ?В |1,25?5 |2? 5; С = 1 |

| |Н мин |3,75 |4,2 |

|10000 |N? F1 |?30 |30 |

| |А или А?В |1,6 ? 6,2 |2 ?6 ; С = 1,2 |

| |Н мин |4 |4,2 |

где : N – число осветлителей

F1 – площадь одного осветлителя

А – расчетный линейный параметр

В – длина или диаметр осветлителя

С – ширина по верху зоны отделения осадка

3.4 Расчет осветлителей для проектируемой станции водоочистки

Предположим, что проектируемые осветлители должны выдавать

осветленную воду с m = 10 мг / л на группу фильтров, работающих в режиме,

который допускает изменение скорости фильтрования при отключении одного из

фильтров на промывку или ремонт. Расчетная подача воды на фильтры Qо = 12

000 м3 / сутки (летний период ). Зимний расход на объекте водопотребления

Qз = 10 000 м3 / сутки.

Расчетные показатели, характеризующие качества исходной воды

для летнего периода: М = 300 мг / л, Ц = 40 град; для зимнего периода:

сернокислого неочищенного алюминия – 60 мг / л в расчете на безводный

продукт; извести – 45 мг / л в расчете на СаО.

В соответствии с высотной схемой полная глубина

осветлителей не должна превышать 4,5 м. Размеры помещения, в котором

разместятся осветлители вместе с фильтрами, должны быть не более 24 60 м.

Число фильтров – 7, их ширина ( в осях ) – 5,5 м , общая длина – 34 м.

Расчетные расходы. Прикидочные расчеты по формулам 3.3.1 и

3.3.2 при расчетных значениях vз.о = 1 мм / сек, Kр = 0,75, vз.о = 0,8 мм /

сек, Кр = 0,8, принятых по таблице 3.3.1 позволили установить, что для

расчета зон осветления исходным должен быть зимний расход, который с учетом

Страницы: 1, 2, 3, 4

МЕНЮ

Качество воды

ИНТЕРЕСНОЕ