Качество воды (стр. 4 из 12)
Кроме общего контроля анализа по сухому остатку следует сопоставить результаты некоторых отдельных определений.
1) Содержание в воде СО3-2, НСО3- и свободной СО2 сопоставляют с величиной рН. Зависимость между этими величинами применительно к открытым источникам, не содержащим СО3-2, с температурой природной воды 22С, определяют из формулы рН = 6,37 – lgCco2 + lgCнсо3- +lgf(1) , ( 4 ).
где Ссо2 – концентрация свободной углекислоты в мг / л ;
Снсо3 – концентрация НСО3- в мг /л ;
f(1) – коэффициент активности НСО3-.
Использование номограммы ( рис 1.2, существенно облегчает проверку определения СО2, НСО3- и рН. Например, по таблице 1 при [CO2 ] = 22 мг /л щелочность определяемая концентрацией НСО3, равна 2 мг /л ; для этих значений по номограмме ( при t = 20С ) имеем, что рН такой воды должно быть равно 6,9. Прямое определение показало, что рН = 7. Таким образом, отклонение составляет 0,1. Допустимая разница не должна превышать 0,2. Следовательно, аналитические определения СО2, НСО3 и рН проведены правильно.
Если в воде кроме НСО3- и СО2 находятся анионы других слабых кислот ( НSiO3-, НS-, Н2РО4-, органических ) или анионы СО3, а также при наличии только СО2 ( тогда рН <4 ), изложенная методика неприемлема.
2) Если в результате анализа обнаружена высокая окисляемость воды, то нужно проверить, не связано ли это с повышенным содержанием легкоокисляющихся закисного железа или сероводорода. Наличие сероводорода требует дополнительного количественного определения Н2S.
Высокая окисляемость при повышенном содержании Сl- и при наличии NН2- и NН4+ , сопровождаемая бактериальным загрязнением, определенно говорит о санитарной недоброкачественности воды, связанной с бытовыми стоками.
Например, сопоставление окисляемости воды в анализе из таблицы 1 с содержанием Сl-, NО2- и NН4+ говорит о благополучном санитарном состоянии воды: нормальные концентрации Сl-, SO42-, сочетаются с отсутствием ионов азотистой кислоты и аммиака. Если бы окисляемость была повышенной ( например, 50 – 100 мг /л О2 ), то при тех же показателях химического анализа можно было бы судить о вероятно высокой цветности воды за счет содержания в ней органических гуминовых кислот или же ( применительно к подземным водам ) о возможном наличии сероводорода.
3) При отдельном определении общей жесткости воды дополнение следует сопоставить ее величину, полученную экспериментально, с суммой Са2+ + Мg2+. Так же нужно сопоставить значения карбонатной и устранимой жесткостей, если последняя дается в анализе. Устранимая жесткость, как правило, меньше карбонатной ( численно равной содержанию НСО3- ) на 0,3 – 0,6 мг – экв / л, а при высокой степени минерализации воды – и более.
Если в распоряжении проектировщика имеется полный анализ воды с определением содержания всех ионов, включая К+ и Nа+, то основной проверкой правильности анализа является сопоставление сумм мг – экв катионов и анионов ; при этом
( 5 )2.3 Использование анализов при проектировании.
Анализы физических, химических и бактериальных свойств воды используются при проектировании водопроводных сооружений для выявления лучшего с санитарной точки зрения места водозабора. Для определения характера обработки воды и выполнения предъявляемых к ней требований. Данные анализов, кроме того позволяют рассчитать ориентировочные дозы реагентов, необходимых для обработки воды по проектируемой технологической схеме. Последняя возможность особенно важна при отсутствии технологических анализов, которых проектировщики часто не имеют.
Сравнение химического и бактериального анализов воды с требованиями ГОСТ 2761 – 96 позволяет решить вопрос о возможности использования избираемого источника для хозяйственно – питьевого водоснабжения, следует однако, иметь ввиду, что превышение предельного содержания показателей, приведенных в ГОСТе, не исключает возможности использования источника в поставленных целях, но ставит перед проектировщиком дополнительные задачи по определению мер улучшения свойств воды. Эти меры в каждом случае должны согласовываться с органами Государственной санитарной инспекции.
Окончательное решение о методах обработки принимается на основе сравнения физико – химических и бактериальных свойств воды с требованиями ГОСТ 2874 – 96, а также в зависимости от расхода обрабатываемой воды и местных условий.
Следует заметить, что для выявления необходимых методов обработки воды используются не все показатели, характеризующие источник водоснабжения. Некоторые из них ( NО2-, NН4+, NО3-, окисляемость )были использованы раньше для предварительной оценки санитарного состояния источника, а НСО3-, СО32-, СО2, рН – для проверки анализа по сухому остатку и значению рН. Кроме того, показатели НСО3, рН, а также окисляемость и температура используются для решения частных вопросов проектирования водоочистных сооружений.
Содержание НСО3- для подавляющего большинства природных вод ( особенно в открытых водоемах ) при практическом отсутствии в них ионов СО32- и ОН- отождествляется со щелочностью воды ( мг – экв /л ) , т.е. концентрацией веществ, способных нейтрализовать кислоты. Контроль щелочности параллельно с контролем содержания СО2 и рН на последовательных этапах обработки воды позволяет при проектировании сооружений выявить необходимость подщелачивания и подкисления воды. Это обеспечивает наиболее выгодные условия прохождения проектируемых технологических процессов и позволяет ориентировочно определить дозы реагентов, необходимые для создания этих условий. Концентрация НСО3-, помимо этого, численно определяет карбонатную жестокость воды.
При повышенной окисляемости воду нужно хлорировать перед введением раствора коагулянта для окисления и разрушения органических веществ, тормозящих процесс коагуляции. Температура воды является фактором, определяющим (наряду с характером загрязнений ) выбор коагулянта.
2.4. Технологический анализ.
Физико – химический и бактериальный анализы, как это было показано выше, дают основу для выявления необходимых методов обработки воды и содержат показатели, позволяющие решить некоторые задачи технологического характера. Однако для большей точности проектирование технологических схем обработки воды и расчет водоочистных устройств должны проводиться при помощи технологического анализа. Он позволяет выявить наиболее целесообразные методы обработки воды для осуществления намеченного процесса, определить оптимальные дозы реагентов, последовательность их введения, а также ряд других расчетных параметров.
Технологические свойства воды рекомендуется исследовать по ГОСТ 2919 – 85, который предусматривает определение коагулируемости, обесцвечиваемости, осаждаемости взвеси и других показателей. Однако ГОСТ 2919 – 85 не содержит методов, с помощью которых можно было бы выбрать параметры фильтрующих загрузок фильтров и контактных осветлителей для заданной скорости фильтрования и качеств исходной воды. Также отсутствуют показатели, позволяющие решить вопрос о выборе расчетной скорости движения воды в осветлителях, высоте зоны взвешенного фильтра и ряде других параметров, знание которых могло бы повысить надежность расчета сооружений.
В отношении осветлителей такое положение в известной мере исправляется разработанной ВНИИ Водгео методикой определения эталонной концентрации взвеси (при скорости восходящего потока 1,8 м /ч ), позволяющей, в частности, обоснованно подойти к выбору расчетной скорости и коэффициенту распределения воды в осветлителе.
Для выбора расчетных параметров фильтров и контактных осветлителей может быть применен метод моделирования процесса фильтрации суспензий через зернистые слои.
2.5. Выбор технологической схемы обработки воды
Выбор метода обработки воды. основывается на сравнении показателей качества исходной воды с требованиями потребителя.
Основными методами осветления и обесцвечивания воды на очистных сооружениях городских водопроводов являются отстаивание фильтрование с предварительной химической обработкой коагулянтами, известью, хлором и другими реагентами. Безреагентные методы (например, осаждение некоагулированной взвеси ) могут быть применены в качестве вспомогательных мер для облегчения работы основных сооружений. Устройства для простого отстаивания (искусственные водоемы, ковши и т.п. ) следует рассматривать как гидротехнические или водоприемные сооружения, предназначенные для выполнения частной задачи – удержания грубой взвеси. Вспомогательным следует считать и метод процеживания воды.
Технологические схемы очистных станций городских водопроводов для осветления и обесцвечивания по характеру движения воды через сооружения относятся к самотечным. Эти схемы позволяют создавать крупные установки (отстойники, фильтры ) с ограждающими конструкциями из монолитного или сборного железобетона, что было бы практически невозможно при напорных схемах.