Чистая вода — дело техники!

ХИМИЯ ВОДЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Источниками водообеспечения централизованных систем водоснабжения являются подземные и поверхностные воды и атмосферные осадки. К подземным водам относят: подрусловые, грунтовые, межпластовые, артезианские, карстовые, шахтные. Шахтными называют подземные воды, проникающие в выработанное при добыче полезных ископаемых подземное пространство и проходящие через водоотлив шахты. Состав подземных вод определяется условиями их образования и залегания.

К поверхностным относят воды рек, озер, водохранилищ, прудов, каналов, морей. Их состав определяют почвенно-геологические условия; климатические, геоморфологические и антропогенные факторы.
К атмосферным водам относят осадки, выпадающие в виде дождя и снега, аккумулирующиеся в естественных или искусственных емкостях. Их состав определяется чистотой атмосферны, количеством; гидрогеологическими свойствами грунтов бассейна водосбора, способом их накопления и хранения; условиями, сопутствующими их выпадению.
Для технического водоснабжения промышленных предприятий возможно использование доочищенных сточных вод.
Подземные воды характеризуются обычно постоянством состава и температуры, значительной минерализацией, отсутствием минеральных взвесей, низким содержанием органических веществ, присутствием растворенных газов, значительной жесткостью, повышенным содержанием железа и марганца, высокой санитарной надежностью. Часто подземные воды имеют гидравлическую связь с поверхностными, что влечет за собой изменение их химического состава: повышается концентрация органических веществ, кремниевой кислоты; изменяется минерализация, появляется растворенный кислород. С возрастанием глубины залегания увеличивается степень минерализации воды. По О. А. Алекину подземные воды подразделяют:

• по степени минерализации: пресные – до 1 г/л; солоноватые – 1-3 г/л; засоленные – 3-10 г/л; соленые – 10-50 г/л;
• по величине pH: щелочные – 11-14; слабощелочные – 8-10; нейтральные – 7; слабокислые – 4-6; кислые – 1-3;
• по общей жесткости (мг-экв/л): очень мягкие – до 1,5; мягкие – 1,5-3; умеренно жесткие – 3-6; жесткие – 6-9; очень жесткие – свыше 9.

Пресные поверхностные воды отличаются значительными колебаниями их состава и температуры в течение года, что объясняется характером их питания (поверхностное и подземное). Они характеризуются наличием диспергированных минеральных, коллоидных и растворенных веществ. СНиП 2.04.02-84 дает следующие классификации поверхностных вод:

• по минерализации: очень малой – до 100 мг/л; малой – 100-200 мг/л; средней – 200-500 мг/л; повышенной – 500-1000 мг/л и высокой – свыше 1000 мг/л;
• по наличию гумусовых (в т. ч. фульвокислот): малоцветные – до 35 град, средней цветности – 35-120 град; высокой цветности – свыше 120 град;
• по количеству взвешенных веществ: маломутные – до 50 мг/л; средней мутности – 50-250 мг/л; мутные – 250-1500 мг/л; высокомутные – свыше 1500 мг/л;
• по степени бактериальной загрязненности (коли-индекс): сильно загрязненные – свыше 10000; загрязненные – более 1000; слабо загрязненные – свыше 100; удовлетворительные – более 10; хорошие – до 3.

В зависимости от категории системы централизованного водоснабжения обеспеченность минимальных среднемесячных расходов воды поверхностных источников доглжна быть: 1 категория – 95%; 2 категория – 90% и 3 категория – 85%.
Наблюдается определенная закономерность: воды рек Севера характеризуются малой или средней мутностью, высокой цветностью и малым солесодержанием, а реки Юга – высокой мутностью и минерализацией, бесцветностью. Воды поверхностных источников, как правило, имеют значительную бактериальную загрязненность.

Состав природных вод постоянно изменяется в результате протекающих в них процессов оксидации и восстановления, седиментации диспергированных и коллоидных примесей и солей, как следствие изменения давления и температуры; ионообмена между водой и донными отложениями; обогащения вод микроэлементами вследствие биохимических процессов; смешения вод различного питания. В поверхностных водотоках наблюдается самоочищение воды за счет физических, химических и биологических процессов, чему способствует аэрация, перемешивание, декантация взвесей, разбавление загрязнений в большой массе воды. Под действием простейших водных организмов, микробов-антагонистов, бактериофагов и антибиотиков биологического происхождения, под влиянием биохимических и оксидационных процессов – погибают патогенные бактерии и вирусы. Самоочищение воды, как правило, не обеспечивает необходимого ее качества для производственных и хоз-питьевых целей. Поэтому практически всегда поверхностная вода нуждается в кондиционировании ее свойств с их доведением до требований потребителя.
Хозяйственная деятельность человека существенно влияет на состояние водоисточников как в качественном, так и в количественном отношении. Одним из ее факторов является смыв с сельскохозяйственных угодий химических удобрений и сброс в водоемы недостаточно очищенных сточных вод и вод тепловых и атомных электростанций. Вследствие этого интенсивно развиваются планктон и макрофиты, вызывающие зарастание водоемов, повышение цветности воды, возникновение привкусов и запахов, что ухудшает санитарное состояние водоисточников.
Таким образом, при выборе технологии водоподготовки необходимо определить качество воды источника, т.е. состав и концентрацию содержащихся в ней примесей, а затем сопоставить с предъявляемыми требованиями.