|
Качество воды зависит от наличия в
ней различных веществ неорганического и органического происхождения (в том
числе микроорганизмов). Эти вещества могут находиться в воде в растворенном и
нерастворенном (различной дисперсности) состоянии.
Качество воды характеризуется ее температурой, содержанием
в ней взвешенных веществ (взвеси), ее цветностью, запахом, привкусом,
жесткостью, содержанием отдельных химических элементов и соединений, активной
реакцией, бактериальными загрязнениями и другими показателями.
Качество воды источников водоснабжения и воды питьевой,
определение физических свойств воды, химических, санитарно-
бактериологических и технологических показателей регламентируется ГОСТами.
Содержание в воде взвешенных веществ характеризует
содержание в ней грубодисперсных нерастворенных веществ и определяется путем
фильтрования исследуемой воды через бумажный или мембранный фильтр. Прирост в
массе высушенных фильтров показывает содержание в воде взвешенных веществ.
Обычно их измеряют в миллиграммах сухого вещества, содержащегося в 1 л воды (мг/л).
Взвешенные вещества состоят из частиц песка, глины и
других пород, смываемых дождевыми и талыми водами в реки или вымываемых из их
русел, а также из органических взвесей естественного (ил, планктон, остатки
растений) или искусственного происхождения, поступающих в водоем со сточными
водами.
Косвенной характеристикой содержания в воде взвешенных
веществ может служить ее прозрачность, а при количестве взвешенных веществ в
воде менее 3 мг/л— ее мутность.
Прозрачность воды определяется по кресту или шрифту в
стеклянном цилиндре с сантиметровой шкалой. Она выражается в сантиметрах слоя
воды, через который еще виден нанесенный черной краской на белой пластинке
условный знак в виде двух крестообразно расположенных линий толщиной 1 мм («крест») или специальный стандартный шрифт.
Мутность воды определяется на специальных приборах —
мутномерах. Принцип определения мутности основан на сравнении мутностей
исследуемой воды и эталонного раствора. Мутность выражается в мг/л.
В последние годы для определения прозрачности воды широко
используются фотоэлектроколориметры-нефелометры (ФЭК-Н), действие
которых основано на применении фотоэлементов. На станциях водоподготовки
применяются автоматически действующие регистрирующие мутномеры различных
конструкций.
Содержание взвешенных веществ в воде поверхностных
источников водоснабжения весьма разнообразно. В воде ряда рек средней полосы
СССР оно сравнительно мало. В воде рек Средней Азии, в том числе Амударьи и
Сырдарьи, оно весьма велико и достигает десятков тысяч миллиграммов в 1 л. Следует иметь в виду, что содержание взвешенных веществ в воде рек резко колеблется по сезонам
года —оно минимально летом и зимой и достигает значительных размеров в период
паводков, Поверхностные источники подразделяются на маломутные, если
количество взвешенных веществ в воде составляет до 50 мг/л, средней мутности
— от 50 до 250 мг/л, мутные — от 250 до 2500 мг/л, высокомутные — более 2500
мг/л, В питьевой воде количество взвешенных веществ не должно превышать 1,5
мг/л.
Важной характеристикой качества воды является цветность,
т. е. ее окраска. Она обусловливается присутствием в воде поверхностных
источников водоснабжения гумусовых веществ, являющихся продуктами распада
остатков растений, присутствием соединений железа и других веществ,
попадающих в водоемы со сточными и дождевыми водами. Цветность измеряется в
градусах по так называемой платино-кобальтовой шкале путем сравнения
исследуемой воды с эталонным раствором. Цветность поверхностных вод
колеблется в широких пределах — от 15 до 200 град и более для гуминовых вод.
Цветность питьевой воды не должна превышать 20 град.
В зависимости от наличия гумусовых веществ природные воды
подразделяются на малоцветные (до 35 град) и цветные (35—50 град).
Наличие в воде растворенных газов, минеральных солей,
органических веществ и микроорганизмов может придавать ей неприятный запах и
привкус. Запах и привкус оценивают по условной пятибалльной шкале. Для
питьевой воды с температурой 20°С запах и привкус должен быть не более 2
баллов.
Содержание в воде солей кальция и магния значительно
ухудшает ее качество. Использование воды с большим содержанием таких солей
вызывает нежелательные последствия: образуется накипь на стенках котлов и
кипятильников, увеличивается расход мыла при стирке, затрудняется варка
продуктов. Наличие накипи в свою очередь приводит к перерасходу топлива, а в
ряде случаев к аварии котлов. Наличие в воде катионов кальция и магния
характеризуется жесткостью воды, измеряемой в миллиграмм-эквивалентах на 1 л воды (мг-экв/л). Жесткость вычисляется путем деления количества вещества в мг/л, обусловливающего
жесткость, на его эквивалентную массу.
Различают карбонатную жесткость, обусловленную наличием в
воде двууглекислых и углекислых солей кальция и магния, и некарбонатную
жесткость, обусловленную наличием в воде других солей кальция и магния.
Суммарную жесткость называют общей жесткостью.
Речная вода средней полосы СССР имеет общую жесткость
0,5—4 мг-экв/л, а южных районов европейской части СССР — 20—30 мг-экв/л. Воды
подземных источников водоснабжения в большинстве случаев имеют более высокую
жесткость, чем поверхностных.
Жесткость питьевой воды должна быть не более 7
мг-экв/л и лишь в особых случаях допускается до 10 мг-экв/л. Для ряда
потребителей допустимая жесткость воды не должна превышать 0,01—0,005
мг-экв/л.
Общее количество минеральных и органических веществ,
содержащихся в воде в растворенном или коллоидном состоянии, характеризуется
сухим («растворенным») остатком. Он получается в результате выпаривания
профильтрованной воды и просушки остатка до постоянной массы. Сухой остаток
характеризует общее солесодержание воды и для питьевой воды не должен
превышать 1000 мг/л.
Химический состав воды характеризуется также
активной реакцией — значением рН (отрицательным логарифмом концентрации
водородных ионов в воде в г на 1 л воды). Значение рН показывает степень
кислотности или щелочности воды. При рН = 7 вода имеет нейтральную реакцию,
при рН>7—щелочную, а при рН<7—кислую. Необходимо знать активную реакцию
воды источников водоснабжения для оценки ее стабильности и коррозионного
действия на водопроводные сооружения. Значение рН служит важнейшим
показателем при контроле за процессами, происходящими при большинстве
способов водоподготовки. Для питьевой воды значение рН должно быть в пределах
6,5—8,5.
Загрязненность воды бактериями характеризуется количеством
бактерий, содержащихся в 1 см3 воды.
Санитарную оценку качества воды проводят по содержанию в
ней бактерий группы кишечной палочки (Coli) —типичного представителя кишечной
микрофлоры. Кишечная палочка не является болезнетворной, но ее присутствие
свидетельствует о загрязнении воды бытовыми стоками и возможности попадания в
нее болезнетворных бактерий (брюшного тифа, дизентерии и др.). Поэтому при
бактериологических анализах определяют коли-титр или коли-индекс. Коли-титр —
объем воды в см3, в котором содержится одна кишечная палочка. Коли-индекс —
количество кишечных палочек, содержащихся в 1 л воды. Для питьевой воды общее число бактерий не должно быть более 100 в 1 мл, коли-титр должен
быть не менее 300 и коли-индекс— не более 3.
При использовании природных вод для водоснабжения часто
необходимо иметь данные о содержании в них железа, марганца, фтора,
кремниевой кислоты, растворенного кислорода, углекислого газа и ряда других
элементов и соединений.
Допустимое содержание в воде отдельных химических
элементов и соединений зависит от того, для каких целей используется вода.
Методы очистки воды зависят от качества воды в источнике
водоснабжения, потребляемого расхода и требований, предъявляемых к качеству
воды потребителями.
При очистке речной воды, используемой для хозяйственно-
питьевых и производственных целей в ряде отраслей промышленности, наиболее
широко применяют осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды
(дезинфекцию). При осветлении и обесцвечивании из воды удаляют взвешенные и
гумусовые вещества, а при обеззараживании уничтожают бактерии.
Для некоторых производств требуется вода невысокой
прозрачности. В этом случае может оказаться достаточным удаление из воды лишь
крупных взвешенных веществ. Это достигается процеживанием воды через решетки
и сетки, устанавливаемые в водозаборных сооружениях.
Более мелкие взвешенные вещества удаляют простым
механическим отстаиванием воды в отстойниках или отстойниках с
предварительным коагулированием.
Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания и
дегазации воды служат химические и физико-химические методы обработки воды.
Их применяют одновременно с отстаиванием, и фильтрованием.
|