Химия и экология (стр. 12 из 16)

После того как очищенные стоки попадут в водоемы, вода становится вполне пригодной для растительной и животной жизни. Однако для употребления в качестве питьевой вода из водоемов и рек требует дополнительной очистки. Посмотрим, что же представляют собой сооружения водоподготовки.

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ВОДОПОДГОТОВКИ. В течение 70-х и начала 80-х годов город Питсфилд в США столкнулся с проблемой качества питьевой воды: ее вкуса, запаха и цвета. При применении в процессе обработки только процесса хлорирования уровни мутности и цвета время от времени начинали превышать стандарты.

Проблема усложнялась тем, что в отдельные времена года в отдаленных участках водопроводной системы было слишком мало или совсем отсутствовал остаточный хлор; вкус воды явно указывал, что сырая вода города при обработке только хлором содержит органические вещества, формирующие тригалометаны в концентрациях, выше стандартных. Кроме того, давление воды не всегда было достаточным в западных и северных частях системы, в то время как в нижней части города давление наоборот было избыточным.

В течение 70-х годов были выполнены исследования, связанные с проблемами качества воды и давления. К 1982 году была проведена комплексная чистка водопроводной системы, а также установка дополнительных сооружений по хлорированию воды. Кроме того, были намечены к проектированию два очистительных сооружения, система транспортировки воды, хранения и распределения, для того чтобы ввести очистные сооружения в систему с обеспечением необходимого давления. Инженерные работы обеспечили основу для установки очистных сооружений и системы модернизации стоимостью 20,5 миллионов долларов.

В состав системы вошли:

два очистных сооружения, трубопровод для транспортировки сырой воды к очистным сооружениям, две станции контроля и управления подачей воды на очистные сооружения, бетонный резервуар на 20 млн. л для распределения чистой воды, станции усилительных распределительных насосов с резервуарами для обеспечения соответствующего давления в нужных местах системы водообеспечения, система управления и отбора проб и небольшая установка для восстановления электрической энергии системы на клапана, задвижки и пр.

Из этого примера можно увидеть, какой состав оборудования необходим для обеспечения населенного пункта чистой водой, насколько важна проблема этого обеспечения, каких громадных капиталовложений она требует и как относятся к этой проблеме в США. Сравните все это с приведенными ниже данными по нашей области.

В Екатеринбург вода поступает из системы поверхностных водохранилищ: Верх-Исетского, Волчихинского и Верхне-Макаровского. Из них главными являются Волчихинское и Верх-Исетское. В Волчихинское водохранилище поступают шахтные сильно загрязненные сточные воды из г. Дегтярска, сточные воды с водосбора и атмосферные потоки с территории Первоуральского промышленного узла. После этого вода направляется на Главную фильтровальную станцию (ГФС), расположенную на Большеконном полуострове, где происходит ее очистка и обеззараживание, после чего грязная часть (шламовые воды) через отстойник и озеро «Здохня» поступает во второй питьевой водоем — Верх-Исетский пруд. Таким образом, в год, по подсчетам специалистов, во второй питьевой источник поступает до б тыс. тонн взвешенных веществ и загрязнений.

Результаты эколого-микробиологического изучения этого водоема Институтом гигиены труда и профзаболеваний в течение 1993 - 1994 гг. показали, что во всех пробах воды обнаружен стафилококк, лактозоположительные кишечные палочки, периодически появляются вирусы гепатита А. Общее количество бактерий превышает ПДК в 54, а сапрофитных микроорганизмов в 45 раз. К этому следует добавить повсеместное распространение в воде паразитных червей численностью до 40 тыс. экземпляров в 1 м³.

«Питьевая» вода в Екатеринбурге относится к V—VI классам с очень высокой степенью загрязнения. По мнению специалистов, Верх-Исетский пруд должен быть исключен из любых видов пользования, в том числе купания.

Из-за неудовлетворительного состояния водопровода г. Екатеринбурга наблюдается ежегодное увеличение потерь воды. Величина потерь больше, чем объем воды, используемый на горячее водоснабжение г. Екатеринбурга, который составил в 1994 году 53,15 млн. м³/год.

Установлено загрязнение органическими соединениями воды поверхностных и подземных источников водоснабжения (гг. Екатеринбург, Красноуральск, Качканар, Ара-миль, Ивдель и др.).

Качественные характеристики воды поверхностных водоемов и значительного числа эксплуатируемых подземных водоисточников не соответствуют возможностям сооружений водоподготовки из-за значительного исходного содержания органических соединений, железа, марганца, бора, брома, нитратов, аммиака, цветности и др.

После водоподготовки из поверхностных водоемов регистрируется наличие в воде вирусов, повышенных концентраций хлороформа, обладающего влиянием на развитие онкологических заболеваний и неблагоприятных наследственных изменений, остаточных количеств ядохимикатов, солей тяжелых металлов. В 1996 году из водопроводной воды выделен антиген вирусного гепатита в гг. Первоуральске, Асбесте, Нижнем Тагиле, Верхней Пышме, Алапаевске, Ектеринбурге.

В периоды паводков и летом в питьевой воде наблюдаются превышения допустимых норм по остаточному алюминию, железу, марганцу, хлороформу, мутности, цветности, запаху.

ВИДЫ ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ. По конфигурации водопроводная сеть можетбыть кольцевой или разветвленной, тупиковой. Гигиенические преимущества — на стороне кольцевой сети, которая обеспечивает большую надежность и бесперебойность снабжения всех объектов. Кольцевая сеть лучше противостоит действию гидравлических ударов, постоянно промывается непрерывном током воды, поэтому менее загрязняется, чем разветвленная. В тупиковых концах разветвленной системы вода может застаиваться, что влечет за собой образование осадка, являющегося благоприятной средой для размножения микрофлоры: взмучиваясь, он ухудшает орга-нолептические свойства воды.

В качестве материала для водопроводных труб наиболее часто используют чугун, сталь, асбоцемент и железобетон. В последнее время на практике все чаще применяются пластмассовые трубы из полипропилена высокого и низкого давления, стабилизированного полипропилена, полиметилметакрилата.

Перечень новых материалов и реагентов, разрешенных Министерством здравоохранения для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения, имеет раздел, в котором опубликованы материалы, запрещенные для использования при строительстве водопроводов.

Источниками воды для систем хозяйственно-питьевого водоснабжения могут быть поверхностные водные объекты (реки, озера, водохранилища) и запасы подземных вод. Источники водоснабжения находятся под постоянным воздействием различных факторов — природных и антропогенных. На них оказывают влияние метеорологические явления, условия формирования поверхностного или подземного водного потока, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Надежность работы водопровода тем выше, чем более постоянен состав воды источника водоснабжения. С целью предотвращения эпизодического, периодического или систематического действия факторов, ухудшающих качество воды источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, организуются зоны санитарной охраны (ЗСО). Под ЗСО источника водоснабжения понимают специально выделенную территорию, связанную с источником водоснабжения и водозаборными сооружениями.

Зоны санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливаются в составе трех поясов. Назначение первого пояса (зона строгого режима) заключается в защите места водозабора и водозаборных сооружений от загрязнения и повреждения. Территория первого пояса ЗСО должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода.

Основной задачей второго и третьего поясов ЗСО поверхностного водоисточника является ограничение микробного загрязнения в створе водозабора, а для подземных источников — сохранение постоянства природного состава воды в водозаборе, которая в нашей стране, как правило, без обработки используется для питьевых целей.

Для эффективной защиты подземных вод от микробного загрязнения служит второй пояс ЗСО, ограниченный контуром, время движения загрязненного потока от которого до водозабора (скважины) должно быть достаточно для того, чтобы патогенные бактерии и вирусы потеряли жизнеспособность и вирулентность (для грунтовых 400 дней, межпластовых — 200).

В настоящее время в Свердловской области имеется 845 водопроводов. Половина населения области обеспечивается водой от 49 водопроводных систем, забирающих воду из поверхностных источников. Наиболее неблагоприятно обстоят дела в г. Екатеринбурге (из 48 источников не имеют ЗСО — 36), Серовском (из 41 — 9), Шалинском (из 70 — 20), Ирбитском (из 92 — 83), Тугулымском (из 6 — 3), Байкаловском (из 16 — 16) районах.

Основной причиной ухудшения качества питьевой воды ряда территорий области (гг. Екатеринбург, Нижний Тагил, Каменск Уральский, Алапаевск, Краснотурьинск и др.) является отсутствие необходимых условий защиты от загрязнения водоисточников, нарушение технологических режимов эксплуатации сооружений водоподготовки и разводящих сетей, их аварийное состояние.

Нарушения в части защиты водоисточников от загрязнения приводят к подаче воды, опасной для здоровья населения. В поверхностных источниках централизованного водоснабжения, кроме сбрасываемых сточных вод, представляют немаловажную опасность донные отложения.