Качество воды

Фильтрационные  системы ирригационного типа

 

Микроирригация (или капельная  ирригация) – особый процесс, посредством которого распределяются небольшие объемы воды под низким давлением с медленной продолжительной подачей и частыми интервалами, для которого требуется специально подготовленная вода.

Поскольку здесь применяются питатели со сверхмалыми и поэтому легко засоряемыми отверстиями, используемая вода не должна иметь взвешенных твердых частиц и накипеобразующих веществ. Иными словами, нельзя использовать мутную засоренную воду (с включениями песка, ила, глины) с высоким содержанием растворенных веществ (железа или накипеобразующих солей), которые могут осаждаться на стенках системы. В том числе водоросли и бактерии, если будут размножаться вблизи водоподающих форсунок, довольно быстро могут их закупорить. Накипеобразующие вещества и растворенные в воде микроэлементы удаляются химической обработкой, а мутность корректируется фильтрацией.

Фильтрация  воды для небольших помещений

 

В домашней водопроводной сети часто  применяются различного рода кассетные  фильтры. Их выбор достаточно широк  и зависит от поставленной задачи, т. е. от того, насколько тонкой должна быть очистка. Существуют необслуживаемые одноразовые фильтры, подлежащие периодической замене. Но большая часть фильтров моющиеся, т. е. восстанавливаются промывкой водой.

Промывка выполняется обратным током воды самим пользователем так часто, как того требует фактическая загрязненность фильтра.

Существуют также самоочищающиеся  фильтры, между периодической очисткой фильтра, время и продолжительность промывки устанавливаются при помощи пульта управления.

Фильтры могут комплектоваться  манометром, отображающим рабочее значение потери нагрузки. Фильтры, устанавливаемые  на входе в домашний контур, т. е. в точке подключения к водопроводной магистрали, могут оснащаться редукторами давления, которые независимо от колебаний давления на входе будут поддерживать постоянное давление на выходе.

Очищающие фильтры

 

В фильтрах данного типа используется активированный уголь (растительный либо минеральный). Это специально приготовленный микропористый уголь, оказывающий активное абсорбирующее действие на некоторые вещества. Это свойство активированного угля позволяет при пропускании через него воды удалять неприятные вкус и запах, например, от избытка хлора, оставшегося в воде после дезинфицирующей обработки. При помощи угля можно избавиться от некоторых химических микрозагрязнителей, таких как хлорсодержащие растворы (например триэлин), пестициды (например атрацин), детергенты и пр. Производительность изделий на основе активированного угля варьируется в широком диапазоне – небольшие фильтры, навинчивающиеся на отдельный водопроводный кран, кассетные, фильтры водораспределительных сетей, фильтры систем водоподготовки. Действию таких фильтров может мешать наличие в воде взвешенных частиц (масла, жиры, песок, ил), которые забивают угольные микропоры.

Следует помнить, что  фильтр с активированным углем не может «стерилизовать» воду, и, следовательно, таким фильтром можно обрабатывать воду, уже являющуюся «питьевой». Кроме того, такой фильтр требует внимания и регулярного обслуживания, поскольку в противном случае может произойти неконтролируемое размножение бактерий и выброс в воду микрозагрязнителей. По этой причине мощные угольные фильтры требуют регулярной промывки обратным током и реактивации, а малые фильтры – регулярной замены фильтрующего элемента.

В этой связи Постановлением Минздрава № 443/90 запрещено отдельное  применение угольных фильтров в домашних (квартирных) водопроводных контурах питьевой воды. Их применение возможно только по специальному разрешению и только в качестве дополнительного фильтра в системах и аппаратуре бытовой водоподготовки (например, бактерицидный УФ-фильтр), обеспечивающих финишную дезинфекцию питьевой воды.

Фильтрующие материалы и кассеты

 

Наиболее популярные гранулированные фильтрующие материалы  – кварцевый песок и гранулированный  антрацит.

Песок добывается по берегам  рек и проходит следующие виды обработки: промывка, просеивание, сортировка. Существуют несколько видов гранулометрии песка в пределах установленных (мин. и макс.) диапазонов зерна.

Гранулированный антрацит состоит из практически чистого  углерода (около 90 %), имеет гранулы  неправильной формы различных размеров. Материал можно использовать слоями различной зернистости. В силу того, что гранулы имеют острые края, не допускающие плотной трамбовки фильтрующей подушки, материал обеспечивает незначительную потерю нагрузки и высокую скорость фильтрации. Может комбинироваться с песком в двухслойных фильтрах.

В фильтрующих кассетах используются различные материалы  – как необслуживаемые, т. е. одноразовые, так и регенерируемые, т. е. моющиеся.

Потеря нагрузки фильтра  очистки воды обусловлена зернистостью фильтрующего материала. Необслуживаемые кассеты представляют собой катушку нити перекрестной намотки определенной толщины из определенного материала (полипропилен, хлопок, нейлон, полиэстер). Размер кассет составляет, как правило, 5, 7 и 10 дюймов. Они обеспечивают тонкую очистку воды в диапазоне от 1 до 100 мк. Необслуживаемыми являются и так называемые фильтрующие свечи. Зернистость кварцита в них в пределах от 10 до 50 мк. Керамические свечи и инфузорный фильтрант могут обеспечивать фильтрацию до 0,5 мк и менее. К категории обслуживаемых относятся кассеты, изготовленные с применением стальной либо нейлоновой нити на пластмассовом сердечнике. Иногда пористые мембраны в кассете гофрируются в целях увеличения фильтрующей поверхности.

Магнитные системы очистки воды

 

В последнее время магнитная обработка воды вновь стала приобретать популярность в системах водоочистки. В частности, в обратноосмотических системах это может стать реальной альтернативой жидким и твердым ингибиторам, как средством борьбы с образованием карбонатных отложений на поверхности мембранных элементов. Однако область применения этих устройств имеет более широкий спектр.

Магнитные преобразователи  предназначены для обработки  воды полем постоянных магнитов. При  этом растворенные в воде солеобразующие ионы кальция и магния теряют способность к отложению на сорбирующих поверхностях, а находятся в виде шлама в контуре водоснабжения. Более того, наблюдается эффект разрыхления уже существующих отложений и их вынос.

Область применения:

• мембранные и ионообменные системы очистки воды (возрастание ресурса работы на 25-30%);
• водопроводные сети горячей (до 135 градусов Цельсия) и холодной воды;
• бойлеры и газовые колонки;
• оборотные контуры водоснабжения (камеры орошения, испарители холодильных машин)
• насосные агрегаты;
• стиральные и посудомоечные машины.

Мембранные  системы очистки воды

 

Данные системы основаны на очистке воды, используя механизмы  нанофильтрации, обратного осмоса, ионного обмена. Условно мембранные установки очистки воды можно  разбить на три класса:

1. Нанофильтрационные с селективностью 80-90% для удаления соединений железа, микроэлементов и органических соединений с целью получения питьевой воды.
2. Обратноосмотические с селективностью 99,6 % для получения воды используемой в пищевой промышленности (производство алкогольных и безалкогольных напитков), в медицинской промышленности, приготовление дистиллированной воды.
3. Комбинированные (обратный осмос + ионный обмен) для получения высокоомной воды, применяемой в электронной промышленности.

Необходимые условия  для монтажа мембранной системы:

• давление на входе 2-3,5 атм;
• температура окружающего воздуха от +5 до +35градусов Цельсия;
• питающее напряжение 220В 50Гц, 380В 50Гц;
• наличие канализации.

 

 

 

Контроль качества воды

 

Химический состав воды подземных источников и степень ее загрязнения зависят от многих причин: от глубины, с которой забирается вода, попадания в водоносный слой загрязнения от промышленных предприятий, свалок, сельскохозяйственных полей и т.д. Важно отметить, что первую группу риска составляют пользователи неглубоких (песчаных) скважин 20–40 метров, колодцев и родников, т. к. именно эти воды наиболее подвержены техногенному загрязнению. Артезианские водоносные горизонты в основном защищены плащом из моренных глин и суглинков. Однако, ввиду наличия региональных водозаборов из артезианских горизонтов, встречаются места, где избыточное давление артезианских вод практически выработано. В результате, образуются воронки депрессии, которые приводят к инфильтрации поверхностных и грунтовых вод в артезианские водоносные горизонты. Это, в свою очередь, ведет к загрязнению водоносного горизонта, считавшегося ранее достаточно чистым. Кроме того, для артезианских вод иногда характерна достаточно высокая минерализация. Исходя из этого, после бурения скважин на воду или копки колодцев, необходимо проводить анализ качества воды. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.1175–02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» предусматривают обязательный контроль одиннадцати физико-химических и четырех микробиологических показателей, а также нормируют содержание в воде более 1000 химических веществ, специфических для конкретного региона.

Расширенный список показателей  для первичного обследования качества воды индивидуальных скважин и колодцев. В случае неудовлетворительного качества воды, результаты анализа помогут при выборе метода очистки воды (от бытовых фильтров до локальных очистных систем). Рекомендуется для анализа воды на выходе из систем коллективного водоснабжения садовых товариществ и т.п.

Службы  контроля за качеством вод

 

В 1979 г. Совет Министров утвердил «Положение о государственном контроле за использованием и охраной вод».

В положении предусматривается, что государственный контроль за использованием и охраной вод должен обеспечить соблюдение всеми министерствами, ведомствами, предприятиями, учреждениями, организациями и гражданами установленного порядка использования вод, выполнения обязанностей по охране их от загрязнения, засорения и истощения. Необходимо соблюдение правил учета использования вод, установленных «Основами водного законодательства и союзных республик». Такой контроль осуществляется Советами народных депутатов, их исполнительными и распорядительными органами, а также Министерством мелиорации и водного хозяйства, Государственным комитетом по гидрометеорологии и контролю природной среды, Министерством геологии, Министерством здравоохранения, Министерством рыбного хозяйства.

Согласно положению  Министерство мелиорации и водного хозяйства осуществляет контроль за использованием и охраной вод.

132 бассейновых, территориальных  управления или инспекции по  регулированию использования и  охране вод и 252 гидрохимические  лаборатории отбирают и анализируют  пробы сточных вод и вод  открытых водоемов в местах сброса в них сточных вод, определяют эффективность работы действующих водоохранных сооружений, намечают мероприятия по устранению вскрытых недостатков и устанавливают сроки их исполнения.

Работу по санитарной охране водоемов санитарно-эпидемиологическая служба проводит в соответствии с «Положением о государственном санитарном надзоре в СССР» от 1973 г. Органы санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения отвечают за охрану водоемов – аспект, затрагивающий интересы здравоохранения и санитарные условия жизни населения. В системе здравоохранения имеется 4260 санитарно-эпидемиологических станций.

Постановлением Совета Министров «О мерах по дальнейшему  улучшению здраво­охранения и развитию медицинской науки в стране» (1968) была создана широкая сеть санитарных лабораторий на предприятиях для изучения состава сточных вод и качества воды водоемов. Каждая лаборатория проводит в год десятки тыс. анализов вод и воды водоемов.

Санитарная лаборатория  и ее, филиалы на очистных сооружениях работают по единому плану, утвержденному дирекцией предприятия после детального согласования с санитарно-эпидемиологической станцией.

Объектами санитарных наблюдений являются водоемы, которые используются для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. Створы наблюдений приурочиваются при этом к пунктам санитарно-бытового водопользования.

Органы Государственного комитета по гидрометеорологии и  контролю природной среды изучают  химический состав поверхностных вод  и его изменения под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также на основе обобщения полученных материалов составляют обзоры состояния загрязнения водных источников. Для проведения этих наблюдений служба располагает стационарными постами, которые размещены в водных бассейнах страны с учетом распределения сбросов промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных стоков и плотности населения. Периодически проводятся экспедиционные обследования различных районов и отдельных водных объектов, имеющих наиболее важное значение для народного хозяйства. В настоящее время стационарная сеть наблюдений состоит из 4 тыс. пунктов и охватывает 1200 водных объектов страны. Ежегодно из них отбирается около 40 тыс. проб воды, в каждой из которых определяется не менее 20 показателей.