Отчет по практике в лаборатории ГПК "Водоканал"

• питьевую;
• природные воды (водоемы хозяйственно–питьевого, культурно–бытового и рыбохозяйственного назначения);
• сточные воды (нормативно–очищенные, сточные воды неизвестного происхождения, ливневые).

 

             Температура

          В условиях теплового загрязнения значительно изменяются кислородный режим и интенсивность процессов самоочищения водоема, изменяется интенсивность фотосинтеза и др. В результате этого нарушается, часто необратимо, природный баланс водоема, складываются особые экологические условия, негативно сказывающиеся на животном и растительном сообществе.

            Специалисты установили: чтобы не допустить необратимых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных (теплых) вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за последние 10 лет.

 

 

 

           Органолептические показатели

           Любое знакомство со свойствами воды начинается с определения органолептических показателей, т.е. таких, для определения которых мы пользуемся нашими органами чувств (зрением, обонянием, вкусом). Органолептическая оценка приносит много прямой и косвенной информации о составе воды. К органолептическим характеристикам относятся: цветность, мутность (прозрачность), запах, вкус, привкус.

 

           Водородный показатель (рН)

           Нормативные требования рН питьевой воде 6,0 – 9,0; в воде водоемов хозяйственно-питьевого и культурно–бытового водопользования – 6,5 – 8,5. Пониженное значение рН (5,5 – 6,0) характерно для болотных вод за счет повышенного содержания гуминовых и других природных кислот.

 

            Щелочность и кислотность

            Щелочность природных вод в силу их контакта с атмосферным воздухом и известняками, обусловлена, главным образом, содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов, которые вносят значительный вклад в минерализацию воды. Щелочность пробы воды измеряется в г-экв/л или мг-экв/л и определяется количеством сильной кислоты (обычно используют соляную кислоту), израсходованной на нейтрализацию раствора.

             Естественная кислотность воды обусловлена содержанием слабых органических кислот природного происхождения (например, гуминовых кислот). Кислотность воды определяют в основном при анализе сточных и технологических вод.

 

            Минеральный состав

            Ряд показателей качества воды связан с определением концентрации растворенных в воде различных минеральных веществ. Содержащиеся в воде минеральные соли вносят разный вклад в общее солесодержание, которое может быть рассчитано суммированием концентраций каждой из солей. Пресной считается вода, имеющая общее солесодержание не более 1 г/л. Можно выделить две группы минеральных солей, обычно встречающихся в природных водах.

 

            Карбонаты и гидрокарбонаты

             Как отмечалось выше, карбонаты и гидрокарбонаты представляют собой компоненты, определяющие природную щелочность воды. Их содержание в воде обусловлено процессами растворения углекислого газа, взаимодействия воды с находящимися в прилегающих грунтах известняками и протекающими в воде жизненными процессами дыхания всех водных организмов.

 

             Сульфаты

            Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсического эффекта для человека, однако, ухудшают вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 250-400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в трубопроводах при смешении двух вод с разным минеральным составом, например, сульфатных и кальциевых (в осадок выпадает СаSO4). ПДК сульфатов в воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения составляет 500 мг/л.

 

           Хлориды

              Хлориды присутствуют практически во всех пресных поверхностных и грунтовых водах. Если в воде присутствует хлорид натрия, она имеет соленый вкус уже при концентрациях 250 мг/л; в случае хлоридов кальция и магния соленость воды возникает при концентрациях свыше 1000 мг/л. ПДК для питьевой воды по хлоридам 350 мг/л.

 

              Сухой остаток

             Сухой остаток характеризует содержание в воде нелетучих растворенных веществ (главным образом минеральных) и органических веществ, температура кипения которых превышает 105-110°С.

 

             Для питьевой и природной воды величина сухого остатка практически равна сумме массовых концентраций анионов (карбоната, гидрокарбоната, хлорида, сульфата) и катионов (кальция и магния, а также определяемых расчетным методом натрия и калия). Величина сухого остатка для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования не должна превышать 1000 мг/л (в отдельных случаях допускается до 1500 мг/л).

 

             Общая жесткость, кальций и магний

             Жесткость воды обусловлена присутствием солей кальция, магния, стронция и др. В поверхностных и грунтовых природных водах из перечисленных катионов в заметных концентрациях присутствуют практически исключительно кальций и магний. Содержание в питьевой воде кальция и магния играет важнейшую роль для человеческого организма. Кальций играет большую роль в жизнедеятельности клеток организма. Дефицит магния приводит к коронарной болезни сердца, с другой стороны, повышенное содержание магния угнетающе действует на нервную систему, поражая двигательные нервные окончания.

           Величина жесткости воды может варьироваться в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года, погодных условий. Общая жесткость воды в озерах и реках тундры, например, составляет 0,1-0,2 мг-экв/л, а в морях, океанах, подземных водах достигает 80-100 мг-экв/л и даже больше (Мертвое море).

           Суммарная жесткость воды, т.е. общее содержание растворимых солей кальция и магния, получила название “общей жесткости”. При жесткости до 4 мг-экв/л вода считается мягкой; от 4 до 8 мг-экв/л – средней жесткости; от 8 до 12 мг-экв/л – жесткой; более 12 мг-экв/л – очень жесткой.

           Допустимая величина общей жесткости для питьевой воды и источников централизованного водоснабжения составляет 7 мг-экв/л.

 

           Растворенный кислород

            Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями, т.е. в результате физико-химических и биохимических процессов. Содержание растворенного кислорода (РК) зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. ПДК растворенного в воде кислорода для рыбохозяйственных водоемов – 6 мг/л (для ценных пород рыбы), 4 мг/л (для остальных пород).

 

           Фтор(фториды)

           Фтор в виде фторидов может содержаться в природных и грунтовых водах. Избыток фтора в организме вызывают разрушение зубной эмали, осаждает кальций, что приводит к нарушениям кальциевого и фосфорного обмена. По этим причинам определение фтора в питьевой воде, а также грунтовых водах (например, воде колодцев и артезианских скважин) и воде водоемов хозяйственно-питьевого назначения, является очень важным. ПДК фтора в питьевой воде для разных климатических районов составляет от 0,7 до 1,5 мг/л, лимитирующий показатель вредности – санитарно-токсический.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              3.2. Определение щелочности воды

              Щелочность воды (water alkalinity), мг-экв/л, определяется суммой содержащихся в воде гидроксильных ионов и анионов слабых кислот — угольной, органических, а также бикарбонатных и карбонатных ионов.

              Различают бикарбонатную, карбонатную и гидратную щелочность. Под щелочностью природных или очищенных вод понимают способность некоторых их компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Щелочность обусловлена наличием в воде анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов, силикатов, боратов, сульфитов, гидросульфитов, сульфидов, гидросульфидов, анионов гуминовых кислот, фосфатов). Их сумма называется общей щелочностью. Ввиду незначительной концентрации трех последних ионов общая щелочность воды обычно определяется только анионами угольной кислоты (карбонатная щелочность). Анионы, гидролизуясь, образуют гидроксид-ионы:

CO32- + H2O <=> HCO3- + OH-

HCO3- + H2O <=> H2CO3 + OH

             Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для нейтрализации 1 дм3 воды. Щелочность большинства природных вод определяется только гидрокарбонатами кальция и магния, pH этих вод не превышает 8,3.Определение щелочности полезно при дозировании химических веществ, необходимых на обработку вод для водоснабжения, а также при реагентной очистке некоторых сточных вод. Определение щелочности при избыточных концентрациях щелочноземельных металлов важно для установлении пригодности воды для ирригации. Вместе со значениями рН щелочность воды служит для расчета содержания карбонатов и баланса угольной кислоты в воде.

 

 

 

 

 

 

 

             3.3. Хлорирование воды

             Качество воды при централизованном водоснабжении зависит от качества воды источников, условий водозабора, правильности организации зон санитарной охраны и выполнения в них соответствующего режима, режима очистки и обеззараживания воды, а также от санитарно-технического состояния водозаборных устройств и водоразводящих сетей. Для того, чтобы, обеспечить население доброкачественной питьевой водой, необходимо строго соблюдать санитарные требования при устройстве и эксплуатации всех сооружений водопровода, в том числе и установок для хлорирования воды.

           Хлорирование воды должно производиться во всех случаях получения ее из поверхностных водоемов (после обязательной предварительной очистки), а также при получении воды из подземных источников, бактериальные показатели которой не соответствуют ГОСТ "Вода питьевая".

           Хлорирование воды на водопроводах должно производиться, как правило, с применением жидкого хлора. Для станций производительностью до 3000 м3/сутки допускается применение хлорной извести или гипохлорита кальция в виде двутретьосновной соли (ДТСГК). Реагенты, используемые для хлорирования воды, должны быть подвергнуты контрольному анализу на водопроводной станции для проверки содержания в них активного хлора и прочих составных частей, согласно установленным нормативам ("Хлор жидкий" - ГОСТ 6718-53, "Известь хлорная" - ГОСТ 1692-58, "Временное наставление по применению ДТСГК для целей дезинфекции", утвержденное Министерством здравоохранения СССР 6.11.1960 г. N 311-60).

           В целях установления показаний для хлорирования воды источников, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также в целях разработки основных положений по режиму хлорирования, производится предварительное санитарное и лабораторное обследование водоисточника, выполняемое в соответствии с программой, предусмотренной действующим ГОСТ "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества" (2761-57).

            В целях установления рабочей дозы хлора для хлорирования, опытным путем производится определение эффекта обеззараживания воды и количества остаточного активного хлора, которое зависит от величины хлорпоглощаемости воды.

 

           Выбранная для обеззараживания воды рабочая доза хлора должна обеспечивать надлежащий бактерицидный эффект, т.е. количество кишечных палочек в обработанной воде должно быть не более 3 в 1 л, общее число бактерий - не более 100 в 1 мл после контактного периода воды с хлором (не менее 30 мин.). Содержание остаточного хлора при этом должно быть не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л (ГОСТ "Вода питьевая").

             При хлорировании воды некоторых источников, преимущественно открытых, могут возникнуть затруднения, связанные с необходимостью получить надлежащий эффект обеззараживания и в тоже время обеспечить соответствие воды гигиеническим требованиям в отношении органолептических свойств (запаха и вкуса). В таких случаях должен применяться тот или иной из специальных приемов обеззараживания, к которым относятся следующие:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       3.4.Выбор технологической схемы очистки воды

 

       В процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые методы очистки.

       Наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды для хозяйственно-питьевых целей.

1. Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2. После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных  (мутность) и коллоидальных        Рисунок 1- Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды

                                                                                                                            (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы и промывают.