І.9. Контроль якості води. Споруди для очищення води. Знезараження води

Технологію водоочищення і тип установки потрібно вибирати з огляду на належну якість вихідної води, відповідно до вимог Державних санітарних норм та правил ДСанПіН 2.2.4-400-10 «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною», витрат води, а також зважаючи на конкретні місцеві умови.
Лабораторно-виробничий контроль якості води здійснюють згідно з ДСанПіН 2.2.4-40010. Контролювати якість води за фізико-хімічними та бактеріологічними показниками потрібно в джерелах (у місцях водозаборів та у процесі обробки води) перед надходженням води у водопровідну мережу, а також у самій мережі. Контроль якості вихідної та очищеної води здійснюють за схемою скороченого та повного санітарно-хімічного аналізу.
Виробничий контроль безпечності та якості питної води здійснюється підприємствами питного водопостачання відповідно до вимог санітарних норм, атестованими лабораторіями підприємств питного водопостачання населення або установ та закладів державної санітарноепідеміологічної служби згідно з робочою програмою.
Відповідно до вимог нових Державних санітарних правил та норм повний контроль (мікробіологічні, органолептичні, фізико-хімічні та санітарно-токсикологічні показники) здійснюється 1 раз на рік, скорочений контроль має здійснюватися 1 раз на місяць або 1 раз на тиждень (залежно від кількості жителів, які обслуговуються цим водопроводом). А у весняно-літній період періодичність досліджень проб питної води для поверхневих водозаборів повинна становити не менше ніж 1 раз на добу. 

Приклад

За даними моніторингу у партнерських селах DESPRO, надавачі послуг регулярно здійснюють відбір проб води для дослідження якості.
• 43% – здійснюють один відбір води протягом року;
• 40% – здійснюють таку процедуру двічі на рік;
• решта операторів роблять по 3, а то й по 4 проби на рік.
В усіх громадах водопостачання здійснюється зі свердловин.
Більше ніж у половині (54,8%) сіл стандартам якості відповідають всі 100% проб води. У 7 громадах ця величина коливається від 75 до 100%. Жодна проба води не відповідає стандартам якості лише в одному селі з усіх досліджених. Що стосується даних по окремих регіонах, то у Сумській області стандартам відповідають 62,5% проб, а у Вінницькій – 53,8%.

Необхідність контролю показників якості та безпечності води не викликає сумнівів.
Кількість показників якості та безпечності води та їх граничні значення (або діапазон значень) нормуються документами, які мають обов’язковий характер.
Кількість контрольованих показників збільшилася, наприклад, у Державних санітарних правилах та нормах «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-400-10) нормується загалом 95 показників, тоді як у європейській Директиві 98/83/ЄС щодо води, призначеної для споживання людиною, нормується 49 показників.
Така велика кількість контрольованих показників потребує значної кількості селективних методів дослідження та значних фінансових витрат на обладнання, засоби вимірювальної техніки, хімікати тощо. Крім того, ці дослідження тривалі в часі та потребують залучення багатьох фахівців. Таку роботу можна виконувати тільки в спеціалізованих лабораторіях. Враховуючи ці фактори, все більшу увагу приділяють методам дослідження води, за допомогою яких можна визначати так звані інтегровані показники.
До методів дослідження інтегрованих показників, які характеризують органічні забруднення, можна віднести методи дослідження органічного вуглецю, загального органічного вуглецю, хімічного споживання кисню, біохімічного споживання кисню та загального споживання кисню. До методів дослідження інтегрованих показників неорганічної природи можна віднести визначення рН, окиснювально-відновлювального потенціалу, кондуктометричні методи та ін.

Рекомендації

Деякі засоби дають змогу істотно спростити і здешевити здійснення хімічного аналізу води. Їх використовують для швидкої оцінки забрудненості води в польових умовах та періодичного контролю за роботою водоочисного обладнання.

Очищення води

У системах водопостачання сільських населених пунктів, у яких використовують підземні води, зазвичай передбачають знезараження води, а в разі невідповідності якості води вимогам стандарту на воду – також знезалізнення, знефторювання, очищення від сірководню, пом’якшення, опріснення і т. ін.
Використовуючи поверхневі джерела, воду потрібно освітлювати, знебарвлювати, усувати її присмак та різні запахи, а також знезаражувати.
Воду підземних джерел, якість якої відповідає вимогам ДСанПіН 2.2.4-400-10, можна, за умови погодження з органами санітарно-епідеміологічної служби, подавати в систему господарського питного водопроводу без обробки.
Знезалізнення підземних вод, за вмісту заліза не більше ніж 10 мг/л, рекомендують здійснювати методом фільтрування з попередньою спрощеною аерацією відповідно до вимог ВБН (п. 7.183). Вказану технологію передбачено в чинних типових проектах.
Кількість споруд, які потрібно звести, визначають на підставі якості вихідної води та необхідної продуктивності.
За каламутності оброблюваної води (показник не більший за 1000 мг/л) та продуктивності системи (показник не перевищує 800 м3 за добу) рекомендують використовувати напірну очисну установку (на зразок установки «Струя» – Рис. 25), виготовлену на заводі.
Якщо показник кольоровості води не перевищує 35-40°, установка може працювати за безреагентною схемою, але тоді її продуктивність знижується в чотири рази. Натомість якщо показник кольоровості перевищує 40°, потрібно застосовувати реагенти.
Установка «Струя» передбачає осідання суспензії в трубчастих елементах малого діаметра, розміщених у відстійнику, а згодом – очищення води через фільтри. Для промивання фільтрів використовують башту з промивною водою.
Тиск насосів перед установкою має бути не меншим ніж 20 м. До того ж варто брати до уваги втрати напору в установці (4 м) і позначки води в промивній башті (не менше ніж 12 м).
Установку «Струя» з невеликими видозмінами можна застосовувати і для видалення з підземних вод заліза, фтору, а також для пом’якшення води.
Існують типові проекти водопровідних очисних споруд на зразок установки «Струя» з пропускною спроможністю від 25 до 800 м3 за добу.
Очисні споруди можуть працювати і з застосуванням реагентів (із продуктивністю 100800 м3 за добу), і за безреагентною схемою (з продуктивністю 25-200 м3 за добу).


1 – водозабір;
2 – насоси першого підйому;
3 – сітчасті фільтри;
4 – трубчастий відстійник;
5 – фільтр;
6 – контактний резервуар;
7 – водонапірна башта (з промивною водою);
8 – хлораторна установка; 9 – обладнання для приготування реагентів.

Рис. 25. Схема водоочисної установки «Струя»

При продуктивності системи 1 600 м3 за добу і більше потрібно передбачати обладнання очисних споруд за стандартною схемою, з попереднім відстоюванням та очищенням води на швидкісних фільтрах.
За певних обставин, коли концентрація нітратів у підземній воді незначно перевищує допустимі показники, при невеликій продуктивності (не більше ніж 3 м3/год.) застосовують технологію видалення нітратів, засновану на обміні нітратних іонів на іони кухонної солі під час фільтрації води через шар іонообмінної смоли (див. Рис. 26). У якості фільтрувального завантаження використовують катіонообмінні або аніонообмінні смоли. Видалення накопичених у воді речовин і відновлення фільтрувального шару здійснюють періодичним зворотним промиванням. Працездатність смоли відновлюється завдяки промиванню розчином кухонної солі.

1 – фільтр;
2 – автоматичний блок керування;
3 – бак для розчину солі;
4 – обвідна лінія;
5 —засувки

Рис. 26. Схема установки видалення нітратів, заснована на обміні нітратних іонів

Можна застосовувати й інші види очищення підземних вод (знезалізнення, очищення від сірководню, пом’якшення, опріснення тощо). Рекомендації щодо цих видів очищення води викладено в інструкціях до використовуваного обладнання.
У більшості випадків установки такого типу – це складні високотехнологічні схеми комплексної підготовки води. Вони проектуються, виготовляються і монтуються на основі хімічного аналізу води на вході, значення витрати води та ін. Залежно від цих даних розрізняються як за функціями, так і за вартістю. Нижче наведено схему сучасної установки знезалізнення води, пом’якшення та знезараження за допомогою бактерицидного УФ-випромінювання.

1 – фільтр грубої очистки;
2 – компресор;
3 – аераційна колона;
4 – фільтр знезалізнення;
5 – імпульсний лічильник;
6 – бак солі;
7– пом’якшувальна установка;
8 – освітлювальний фільтр;
9 – бактерицидна установка;
10 – вугільний фільтр

Рис. 27. Схема установки для комплексної підготовки води

Варто пам’ятати

Якщо йдеться про малі системи водопостачання, то встановлення та подальша експлуатація споруд водопідготовки становить чималу проблему з погляду витрат та складності їх технічного обслуговування (придбання та використання реагентів, періодична заміна завантаження фільтрів, промивання фільтрів, складування осаду, утвореного після промивання фільтрів, і т. ін.).
Тому дуже важливо вибрати і використовувати незабруднене джерело водопостачання.

Знезараження води

Характеристика та доцільність використання різних методів знезараження наведено в таблиці:
Тип знезараження   Умови влаштування        Характеристики       Переваги/Недоліки 
        Бактерицидні установки (Рис. 28)  Рекомендовано використовувати тільки для води підземних джерел. Бактерицидні установки належить розміщувати за водозабірними свердловинами (при безпосередній подачі води в мережу) або за резервуарами чистої води на напірних лініях насосів II підйому       Знезараження води відбувається в результаті впливу УФ-випромінювання на воду, яка протікає через камеру знезараження. УФ-установки призначені для роботи в автономному режимі. Обслуговування УФ-установок полягає у контролі за роботою УФ-ламп, періодичному очищенні (промиванні) захисних кварцових чохлів і заміні УФ-ламп  • Сучасний метод знезараження
• Широко використовуються
• Гігієнічні й зручні в експлуатації • Порівняно висока ціна
• Потребують додаткових затрат під час експлуатації
• Не мають пролонгованої дії знезараження 
Вакуумні хлоратори (використання хлоргазу) (Рис. 29)  Використовуються для середніх та великих водозаборів       На ринку доступна велика кількість високопродуктивного обладнання для зберігання, транспортування та дозування хлору. Потребують спеціальних систем вентиляції, обладнання відповідних санітарно-охоронних зон, кваліфікованого персоналу • Економні (дози хлору порівняно невеликі)
• Висока ефективність процесу знезараження
• Тривалий термін дії знезараження
• Випробувана роками технологія знезараження
• Під час використання хлору існує підвищена небезпека отруєння мешканців та персоналу 
Гіпохлорит натрію (Рис. 30)  Дозування розчину здійснюють за допомогою насоса-дозатора в автоматичному режимі. Використовуються витратні пластикові резервуари      Використовуючи гіпохлорит натрію, вдається зберегти всі переваги хлорування, водночас можна уникнути найбільшої небезпеки – роботи з високотоксичним газом • Сучасний метод знезараження
• Обладнання постійно вдосконалюється, можлива робота в автоматичному режимі
• Висока ефективність процесу знезараження
• Тривалий термін дії знезараження
• Невисока ціна 
Хлорне вапно  Широко застосовується в системах водопостачання невеликих населених пунктів      У розчинні баки засипають хлорне вапно і додають воду. Вапняне молоко надходить у витратні баки, де готують розчин з концентрацією 1-2%, застосовуючи механічні мішалки. З робочих баків хлорний розчин через дозувальні пристрої надходить у воду  • Застаріла технологія
• Усі роботи виконуються вручну, тому можливе передозування
• Порівняно невисока ціна

        


1 – ультрафіолетова лампа;
2 – камера бактерицидної установки;
3 – подача води;
4 – шнур живлення

Рис. 28. Типова конструкція бактерицидної установки

1 – балон з хлором;
2 – фільтр з вакуумним регулятором;
3 – ротаметр;
4 – ежектор;
5 – трубка хлоргазу;
6 – водогін

Рис. 29. Типова конструкція хлораторної установки

1 – приймальний клапан;
2 – витратний резервуар;
3 – насос-дозатор;
4 – інжекційний клапан;
5 – трубка для відведення повітря

Рис. 30. Схема установки для дозування гіпохлориту натрію

Використання сучасних дезінфекційних засобів

Хлорувати воду можна методом дифузного хлорування з використанням дозувальних патронів (Рис. 31). Це рекомендовано ДСанПіН 2.2.4-171-10 «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною».
Підставами для знезараження води в колодязі є її невідповідність гігієнічним вимогам за показниками епідемічної безпеки, наявність ознак забруднення води за санітарно-хімічними показниками.
Дозувальні патрони – це ємності циліндричної форми з пористими стінками об’ємом 250, 500 та 1000 см3, які заповнюють гіпохлоритом кальцію чи хлорним вапном і занурюють у колодязь.
Перед наповненням патрон попередньо витримують у воді протягом 3-5 годин, потім заповнюють розрахованою кількістю знезаражувального реагенту, додають 100-300 см3 води та щільно перемішують (до утворення рівномірної суміші). Після цього патрон закривають керамічною або гумовою пробкою, підвішують у колодязі та занурюють у воду приблизно на 0,5 м нижче верхнього рівня води (на 0,2-0,5 м від дна колодязя).
Контроль за концентрацією активного залишкового хлору у воді колодязя здійснюють через 6 годин після занурення дозувального патрона. Якщо концентрація активного хлору у воді нижче 0,5 мг/дм3, необхідно занурити додатковий патрон та провести після цього відповідний контроль ефективності знезараження. Якщо концентрація активного залишкового хлору у воді значно вища за 0,5 мг/дм3, один патрон витягають та здійснюють контроль ефективності знезараження. Надалі контролюють концентрацію активного залишкового хлору не рідше ніж один раз на тиждень, перевіряючи при цьому також мікробіологічні показники безпечності та якості питної води.
Періодичність заміни патрона складає 3-4 тижні. Патрон витягають з колодязя, видаляють із нього залишки препарату, ретельно промивають чистою водою, заповнюють реагентом та знову занурюють у колодязь. Для очищення пор від солей карбонату кальцію патрон занурюють у слабкий розчин оцтової кислоти (1:250) на 1-6 годин залежно від інтенсивності осаду. Після цього патрон промивають чистою водою та висушують. Така обробка дозволяє використовувати патрон багаторазово.


Рис. 31. Дозувальний хлорний патрон «AQUAWELL EXTRA»
Основні характеристики дозувального патрона:
•вага – 0,4-0,6 кг;
•місткість – 300-500 мл;
•термін служби до перезаряджання – 28-35 днів;
•загальний термін служби – безстроковий

Знезараження колодязів і води здійснюють також дезінфекційними засобами, які дозволені до використання Міністерством охорони здоров’я України («хлорне вапно», «ЖавельКлейд», «Саносил Супер 25» тощо). Усі роботи з дезінфекції колодязів та води в них потрібно виконувати за погодженням з органами санітарного нагляду.
← Назад    Далі →