Для нормирования содержания загрязняющих веществ в воде вводятся предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ. Под ПДКподразумевается максимальная концентрация загрязняющего вещества, не оказывающая прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья населения и последующих поколений при их воздействии на организм в течение всей жизни и ухудшающие гигиенические условия водопользования населения.
ПДК загрязняющих веществ подразделяются на гигиенические и рыбохозяйственные.
Гигиенические ПДК нормируются по трем основным признакам вредности:
1.ПДК по общесанитарному признаку вредности – максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, не приводящая к нарушению процессов естественного самоочищения воды водоема;
2.ПДК по органолептическому признаку вредности – максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, при которой не обнаруживается изменений органолептических свойств (вкус, цвет, запах) воды;
3.ПДК по санитарно-токсикологическому признаку вредности - максимальная концентрация загрязняющего вещества в воде, не оказывающая вредного влияния на здоровье населения.
Рыбохозяйственные ПДК – это такие максимальные концентрации загрязняющих веществ в воде, при которых вода в водоеме остается практически чистой и в водоеме не зарегистрированы случаи гибели рыбы, не наблюдается постепенное исчезновение видов рыб, в водоеме не отмечаются условия, способные в определенные сезоны привести к гибели рыб или замене ценных видов рыб на малоценные и т.д.
В Республике Казахстан в настоящее время установлены ПДК более чем для 600 соединений.
Кроме ПДК загрязняющих веществ, основным показателем качества воды являются ее органолептические свойства: привкус, запах, мутность, цветность. Они определяются по специальным шкалам. Органолептические свойства во многом связаны с ее кислотностью или щелочностью, которая оценивается величиной водородного показателя рН.
Безопасность воды в эпидемиологическом отношении определяется косвенными показателями: количеством микробов в 1 мл воды (общее микробное число для питьевой воды – до 100) и содержанием бактерий группы кишечной палочки (палочек Коли) в 1л. Последний параметр называется Коли-индекс. Величина, обратная Коли-индексу, называется Коли-титр.
Паразитологические показатели оценивают количеством патогенных микроорганизмов (дизентерийная амеба, холерный вибрион и др.). Они не должны обнаруживаться в 25л питьевой воды.
Органическое загрязнение воды определяют косвенным путем – по количеству кислорода, необходимого для окисления органических примесей в 1л воды. Чем больше требуется кислород, тем грязнее воды. Применяются два показателя: биологическая потребность в кислороде за определенное время – БПК (например, БПК5 – за 5 суток) и химическая потребность в кислороде – ХПК. Причем ХПК – более полная оценка загрязнения, при определении которой вовлекаются в реакцию даже трудноокисляемые органические вещества.
Для питьевой воды в Казахстане установлены следующие нормативы качества (по ГОСТу 51232-98. Вода питьевая):
- водородный показатель должен быть в пределах 6…9 единиц;
- общая минерализация (сухой остаток) – 1000 (1500) мг/дм3;
- общая жесткость – 7 (10) ммоль/дм3;
- перманганатная окисляемость – 5 мг/дм3;
- нефтепродукты – 1 мг/дм3;
- ПАВ – 0,5 мг/дм3;
- фенольный индекс – 0,25 мг/дм3;
- запах – не более 2 баллов (максимальное количество баллов - 5);
- привкус – не более 2 баллов (максимальное количество баллов - 5);
- цветность – 20 (35) 0С;
- мутность – 0,5 (2);
- коли-индекс (в 1 л) – не более 3;
- коли – тирт – не менее 300 мл.
На водоемах устанавливаются пункты контроля, где проводятся систематические наблюдения за уровнем загрязнения воды, особенно в местах, подверженных влиянию хозяйственной деятельности человека. Стационарная сеть наблюдений делится на 4 категории:
- 1 категория – средние и большие водоемы, имеющие важное значение; в городах с населением свыше 1 млн. жителей; в местах нереста и зимовья ценных видов рыб и промысловых животных; в районах аварийных и систематических сбросов сточных вод;
- 2 категория – в городах с населением от 0,5 до 1 млн. жителей; в местах организованного сброса дренажных сточных вод; при пересечении реками Государственной границы Республики Казахстан;
- 3 категория – в городах с населением менее 0,5 млн. жителей; на замыкающих участках больших рек и водоемов;
- 4 категория – в районах заповедников и других охраняемых территорий.
Периодичность контроля в зависимости от категории производится ежедневно, каждую декаду или ежемесячно.
Правовая основа водопользования в Республике Казахстан определена Водным кодексом. Основной его задачей является регулирование общественных отношений в целях рационального водопользования, охраны водных ресурсов от загрязнения, засорения, истощения, а также предупреждения вредного воздействия вод на почву.
Вода является государственной собственностью и предоставляется только в пользование. В Водном кодексе предусмотрено, что размещение, проектирование, строительство и ввод в действие новых и реконструируемых предприятий, сооружений и объектов, внедрение новой технологии допускается только при условии первоочередного удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения, обеспечения охраны растений, рыб и других животных.
Установлены следующие виды водопользования: питьевое, бытовое, лечебное, промышленное, сельскохозяйственное, энергетическое, транспортное и другие.
Водным кодексом установлена уголовная и административная ответственность за забор воды сверх плана, загрязнение, бесхозяйственное использование, нарушение режима водоохраны на водосбросах, самовольные гидротехнические работы, нарушение правил эксплуатации водохозяйственных сооружений.
Контроль за использованием и охраной водных источников возлагается на местные органы исполнительной власти, государственные органы управления водными ресурсами и особо уполномоченные государственные органы (региональные управления охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологические станции и др.).
45 Механические методы очистки
Механические методы очистки используют для удаления нерастворимых в воде взвешенных частиц. Данные методы делятся на процеживание, отстаивание, фильтрование. Выбор метода зависит от размера частиц примесей, физико-химических свойств и концентрации взвешенных частиц, а также объема сточных вод и степени очистки.
Процеживание. Перед более тонкой очисткой сточные воды процеживают через решетки и сита, которые устанавливают перед отстойниками с целью извлечения из сточных вод крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы (рисунок 3.13). Решетки могут быть неподвижными, подвижными и совмещенными с дробилками. Наибольшее распространение имеют неподвижные решетки. Их изготовляют из металлических стержней и устанавливают на пути движения сточных вод под углом 60…75о. Решетки очищают граблями. Снятые с решеток загрязнения направляют на переработку. Для измельчения отходов используют дробилки.
Отстаивание применяют для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Осаждение происходит под действием силы тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители. В осветлителях одновременно с отстаиванием происходит фильтрация сточных вод через слой взвешенных частиц. Отстойники бывают вертикальные, радиальные и горизонтальные. Вертикальный отстойник представляет собой цилиндрический или квадратный резервуар с коническим днищем. Сточную воду подводят по центральной трубе. После поступления внутрь отстойника вода движется снизу вверх к желобу. Для лучшего ее распределения и предотвращения образования мути трубу делают с раструбом и распределительным щитом. Осаждение происходит в восходящем потоке, скорость которого равна 0,5…0,6 м/с. Высота зоны осаждения – 4..5м. Эффективность осаждения вертикальным отстойником составляет около 50% (рисунок 3.14).
Осветлениеприменяют для очистки природных вод и для предварительного осветления сточных вод некоторых производств. На рисунке 3.15 показана принципиальная схема осветлителя. Воду с коагулянтом подают в нижнюю часть осветлителя. Хлопья коагулянта и увлекаемые им частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока скорость выпадения их не станет равной скорости восходящего потока. Выше образуется слой взвешенного осадка, через который фильтруется осветленная вода. При этом наблюдается процесс прилипания частиц взвеси к хлопьям коагулянта. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель, а осветленная вода поступает в желоб, из которого ее направляют на дальнейшую очистку.
Фильтрованиеприменяют для выделения из сточных вод тонкодисперсных примесей, удаление которых отстаиванием затруднено. Разделение проводят при помощи пористых перегородок, пропускающих жидкость и задерживающих диспергированную фазу. Выбор перегородок зависит от свойств сточной воды, температуры, давления фильтрования и конструкции фильтра. В качестве перегородки используют металлические перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни и др.; разнообразные тканевые перегородки. Для химически агрессивных сточных вод наиболее пригодны металлические перегородки, получаемые при спекании сплавов. Перегородки должны обладать минимальным гидравлическим сопротивлением, механической решение которых аналогичны циклонам, которые используются для очистки загрязненного воздуха. Эффективность очистки сточной воды гидроциклонами составляет 70%.