Как осуществляют контроль качества воды?

Качество питьевой воды оценивается комплексом различных показателей, определяемых санитарно-химическим и гидробиологическим анализом.

Полный санитарно-химический анализ воды включает несколько десятков определений: температуры, запаха, цветности, мутности, взвешенных веществ и их зольности (для исходной воды); жесткости общей, карбонатной и некарбонатной; щелочности; содержания сульфатов, хлоридов, нитритов, нитратов, фосфатов, силикатов, аммиака солевого и альбуминоидного; ионов Са²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺ (остаточный), Cu²⁺, Zn²⁺, F ^- ; плотного остатка; углекислоты свободной и связанной; растворенного кислорода; окисляемости, БПК₅ (для исходной воды), рН, общего числа бактерий; числа бактерий группы кишечной палочки. Кроме перечисленных определений исходная вода не реже 1 раза в год анализируется на содержание радиоактивных веществ, соединений селена, стронция, ионов Мо²⁺, Ве²⁺, Pb²⁺, As³⁺, As⁵⁺, и в случае их постоянного обнаружения эти определения включаются в полный анализ.

Повседневный контроль качества воды обеспечивается значительно меньшим числом анализов. Характер и число показателей, по которым осуществляется повседневный контроль, могут значительно изменяться в зависимости от вида водоисточника, методов обработки воды и требований, предъявляемых к воде потребителем. Требования к качеству воды, используемой для нужд промышленных и сельскохозяйственных предприятий или другими потребителями, в каждом конкретном случае обосновываются специалистами, отвечающими за качество производимой продукции или оказываемых услуг.

Для каждой централизованной системы питьевого водоснабжения эксплуатационной организацией разрабатывается специальная программа, в которой обосновывается перечень контролируемых показателей и регламент проведения контроля. Программа согласовывается с органами Госсанэпидемнадзора. Общие требования к организации и методам контроля качества воды определены в ГОСТ Р51232-98.

Необходимость и частота определения того или иного показателя зависят от цели, с которой выполняется анализ. Основные показатели, быстро изменяющиеся в процессе очистки, например мутность и цветность, по которым нормируется качество воды, определяются часто. Для их определения на крупных станциях применяют автоматические регистрирующие приборы. Если на очистной станции предусмотрено кондиционирование ионного состава воды, постоянно контролируется показатель, по которому осуществляется кондиционирование. Часто определяются и показатели, характеризующие санитарное состояние воды.

Часть технологических показателей определяют с целью контроля за условиями протекания процесса обработки воды. К их числу относятся, например, температура, рН, щелочность. Функцией температуры является вязкость воды, а, следовательно, и силы сопротивления частицам в процессе их осаждения. От температуры зависит растворимость в воде газов и скорость окислительных процессов. Температура существенным образом влияет на скорость и глубину процесса умягчения. Резкие колебания температуры даже на 1-2 °С осложняют работу осветлителей водоумягчительных установок.

Активная реакция среды является технологическим параметром при процессах коагуляции, умягчения, обезжелезивания. Значением рН определяется состояние химических равновесий в воде, растворимость гидроксидов алюминия и железа. Величина рН — важнейший показатель при оценке коррозионных свойств воды и ее стабильности.

Определение щелочности является одним из вариантов технологического контроля некоторых процессов. От величины щелочности исходной воды зависят дозы реагентов.

При обработке воды ее качество зависит и от остаточных концентраций применяемых реагентов. Концентрации алюминия, полиакриламида, железа и других соединений строго нормируются в питьевой воде. Определение остаточных концентраций хлора и озона проводится непрерывно автоматическими регистрирующими приборами, а в случае невозможности такого контроля — 1 раз в час. Столь частое выполнение этих анализов диктуется необходимостью поддержания определенной остаточной концентрации окислителя для достижения требуемого бактерицидного эффекта. Кроме того, по этим показателям контролируется доза окислителя.

Однако для исходной воды данные полного санитарно-химического анализа еще не могут дать полного представления о свойствах воды.

В связи с этим в практике водоподготовки широко применяют технологические анализы воды, позволяющие оценить ее качество с точки зрения возможности обработки воды тем или иным методом и выбрать оптимальные дозы реагентов. К числу таких анализов относятся пробные коагулирование, углевание, хлорирование, обезжелезивание, стабилизация воды и т.д.

Как правило, качество воды контролируют на всех этапах ее обработки, поэтому перед каждым сооружением и после него должны быть предусмотрены приспособления для отбора проб. Качество воды контролируют не только на очистной станции, но и в распределительной сети. При этом места отбора проб выбирают с таким расчетом, чтобы можно было оценить качество воды во всех основных магистральных водопроводных линиях и в наиболее возвышенных и тупиковых участках уличной распределительной сети.

Общее число анализируемых проб должно быть при численности обслуживаемого населения: до 10 тыс. человек — не менее 2; до 20 тыс. человек — не менее 10; до 50 тыс. человек — не менее 30; до 100 тыс. человек — не менее 100 и при большей численности населения — не менее 200 анализов в месяц. Во всех отобранных пробах определяется общее микробное число, количество общих и термотолерантных колиформных бактерий, содержание колифагов, мутность, цветность, запах и привкус воды.

Контроль водоподготовки и водного режима в промышленности состоит:

Из текущего, осуществляемого обычно круглосуточно по приборам или упрощенными методами ручного анализа сменным персоналом лабораторий, аппаратчиками водоочистных установок, операторами котельных и тепловых пунктов;

Углубленного периодического, включающего полные анализы разовых или средних проб, в том числе приборные и ионитовые методы контроля, анализ реагентов, отложений (накипи, продуктов коррозии и др.);

Специального, предусматривающего внутренние осмотры оборудования (баков, фильтров, осветлителей, деаэраторов и т.п.), контроля при очистках и промывках от отложений: парогенераторов, турбин, теплообменников (водных, щелочных и кислотных) и установки специальных индикаторов (рисунок 1).

Рисунок 1 - Трубчатый индикатор коррозии и накипеобразования: 1 — корпус-патрон; 2 — индикатор;

3 — резиновые прокладки между индикаторами; 4 — то же между концами индикаторов и патроном; 5 — фланцы

Трубчатые индикаторы устанавливают на байпасе к обследуемому трубопроводу для периодического контроля состояния его внутренней поверхности с возможностью их извлечения, осмотра и измерения без отключения трубопровода от сети.

Производственный контроль может быть местным и централизованным. Он должен обеспечивать нормальный ход технологического процесса и своевременно оповещать об изменениях качества исходной и обрабатываемой воды. Контроль осуществляют круглосуточно и его разделяют: на гидравлический, химико-бактериологический и гидробиологический, выполняемый лабораторией водоподготовительной станции (за проведение анализов отвечает заведующий лабораторией станции); технологический, производимый дежурным персоналом по станции под наблюдением главного инженера или начальника станции и включающий контроль за своевременной заготовкой растворов реагентов, их концентрацией и подачей в сооружения станции, а также за работой всех сооружений, включая хлораторные и аммонизаторные.

Для этого на водоподготовительных станциях любого назначения необходимо предусматривать установку приборов с целью контроля:

Расхода воды, поступающей на станцию; чистой, подаваемой в резервуары; поступающей на каждое водоочистное сооружение и на промывку фильтров; подаваемой в сеть водопотребителей и на собственные нужды станции;

Уровня воды в отстойниках, фильтрах, а также резервуарах, промывных и реагентных баках; потерь напора в фильтрах и отдельных участках трубопроводов;

Давлений на всасывающих и напорных линиях трубопроводов;

Автоматического дозирования вводимых в воду реагентов;

Качества воды, поступающей на станцию, обработанной после сооружений и подаваемой потребителям.

Контрольные замеры, обходы и наблюдения за работой сооружений осуществляют в определенные сроки, устанавливаемые эксплуатационными инструкциями. О периодичности химического контроля можно судить на приведенном ниже примере производственного регламента взятия проб воды в схеме ее ионитового обессоливания (цифры указывают интервал в часах между взятием проб воды на анализ).

Таблица 1 – Периодичность химического контроля

Для получения представительных результатов при проведении анализа необходимо, чтобы свойства воды в отобранной пробе не изменялись в промежутке времени от момента взятия пробы до ее поступления на анализ.