10. Характеристика качества воды природных водоисточников и требования, предъявляемые к ним различными водопотребителями.

Вода используется для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд, большое количество ее требуется для промышленного производства, строительства, транспорта и сельского хозяйства. Требования, предъ­являемые к качеству воды, зависят от ее назначения.

В зависимости от целевого назначения воды различают

а) питьевую воду, идущую также для пищевой и бродильной промышленности;

б) техническую воду, используемую для технологических процессов производства;

в) воду, используемую для охлаждения агрегатов, пара, жидких и газообразных продуктов в холодильниках и конденсаторах;

г) воду, используемую в паросиловом хозяйстве;

д) поливную воду и др.

Требования к качеству воды различного назначения.

Питьевая вода. Основными требованиями, предъявляемыми к пи­тьевой воде, является безопасность ее в бактериологическом отноше­нии, безвредность химического состава, благоприятные органолептические свойства и пригодность для хозяйственно-бытовых нужд. Нормы качества, которым должна удовлетворять питьевая вода, уста­новлены ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая».

По бактериологическим показателям питьевая во­да, поступающая к потребителям, должна соответствовать следующим требованиям и нормам:

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более	100	По ГОСТ 18963-73
Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более	3	По ГОСТ 18963-73

Показатели токсических химических веществ. Допустимые концентрации в воде химических веществ, преимущест­венно встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать следующих норм:

Наименование химического вещества	Норматив	Метод испытания
Алюминий остаточный (Аl), мг/дм3, не более	0,5	По ГОСТ 18165-89
Бериллий (Be), мг/дм3, не более	0,0002	По ГОСТ 18294-89
Молибден (Мо), мг/дм3, не более	0,25	По ГОСТ 18308-72
Мышьяк (As), мг/дм3, не более	0,05	По ГОСТ 4152-89
Нитраты (NO3), мг/дм3, не более	45,0	По ГОСТ 18826-73
Полиакриламид остаточный, мг/дм3, не более	2,0	По ГОСТ 19355-85
Свинец (Рb), мг/дм3, не более	0,03	По ГОСТ 18293-72
Селен (Se), мг/дм3, не более	0,01	По ГОСТ 19413-89
Стронций (Sr), мг/дм3, не более	7,0	По ГОСТ 23950-88
Фтор (F), мг/дм3, не более для климатических районов:		По ГОСТ 4386-88
I и II	1,5
III	1,2
IV	0,7

По органолептическим показателям вода должна соответствовать следующим требованиям:

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Запах при 20 С и при нагревании до 60°, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74
Вкус и привкус при 20 С, баллы, не более	2	По ГОСТ 3351-74
Цветность, градусы, не более	20	По ГОСТ 3351-74
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более	1,5	По ГОСТ 3351-74

По согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается использование воды с цветностью до 35 град.

Вода не должна содержать различаемых невооруженным глазом водных организмов и не должна иметь на поверхности пленку.

Специфические запахи и привкусы, появляющиеся при хлориро­вании, не должны превышать 1 балла.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должны превышать следующих нормативов:

Наименование показателя	Норматив	Метод испытания
Водородный показатель, рН	6,0-9,0	Измеряется при рН-метре любой модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений, не превышающей 0,1 рН
Железо (Fe), мг/дм3, не более	0,3	По ГОСТ 4011-72
Жесткость общая, моль/м3, не более	7,0	По ГОСТ 4151-72
Марганец (Мn), мг/дм3, не более	0,1	По ГОСТ 4974-72
Медь (Сu2+), мг/дм3, не более	1,0	По ГОСТ 4388-72
Полифосфаты остаточные (РO3-4), мг/дм3, не более	3,5	По ГОСТ 18309-72
Сульфаты (SO4--), мг/дм3, не более	500	По ГОСТ 4389-72
Сухой остаток, мг/дм3, не более	1000	По ГОСТ 18164-72
Хлориды (Сl-), мг/дм3, не более	350	По ГОСТ 4245-72
Цинк (Zn2+), мг/дм3, не более	5,0	По ГОСТ 18293-72

По согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы содержание сухого остатка допускается до 1500 мг/л; общая жесткость не должна быть более 10 мг-экв/л.

При использовании подземных вод без установок по обезжелезиванию воды по согласованию с органами санитарно-эпидемиологичес­кой службы содержание железа в воде, поступающей в водопровод­ную сеть, допускается до 1 мг/л.

Вода, используемая в пищевой промышленности, должна иметь такие же свойства, как и питьевая (ГОСТ 2874—82). Отдельные от­расли хозяйства предъявляют к воде свои специфические требова­ния, вытекающие из технологии производства. Так, чтобы избежать брожения в диффузорах, в воде, идущей для сахарного производст­ва, должны отсутствовать легко разлагающиеся органические ве­щества.

Для пивоваренного производства важно, чтобы содержание в во­де CaSO₄, препятствующего брожению солода, было минимальным. Вода, применяемая для винокуренного производства, не должна со­держать хлорид кальция и хлорид магния, отрицательно влияющие на жизнедеятельность дрожжей. Такие же требования предъявляют­ся к воде, применяемой в молочном, консервном и других производствах пищевой промышленности.

Некоторые виды вод, используемые в сельском хозяйстве (напри­мер, вода для скота), также должны отвечать требованиям, предъ являемым к питьевой воде, хотя по таким показателям, как цвет­ность, прозрачность и запах, требования могут быть несколько сни­жены.

Температура воды по возможности должна находиться в пределах . 8—15 °С. Допустимая степень минерализованности воды определяет­ся ее вкусовыми качествами.

Техническая вода. К используемой для разнообразных техноло­гических целей технической воде предъявляются весьма различные требования.

Различают:

а)воду, используемую при добыче, отмывке, гидротранспортировке, сортировке и обогащении полезных ископае­мых и другого сырья.

Подготовка такой воды сводится обычно лишь к освобождению воды от грубой взвеси;

б) воду, соприкасающуюся с продукцией;

в) воду, входящую в состав продукта.

В последних двух случаях требования к воде специфичны и диктуются не только отдельными видами производств, но и принятой технологической схе­мой. В ряде случаев эти требования более высокие, чем предъявляе­мые к хозяйственно-питьевой воде. Так, в воде, применяемой в фото­промышленности, не допускается наличие железа, марганца, крем­ниевой кислоты, больших количеств хлоридов, органических веществ и т. д.

Вода, идущая на изготовление искусственного волокна, должна иметь прозрачность не менее 40 см по шрифту, жесткость не выше 0,07 мг-экв/л, железо должно практически отсутствовать.

В воде, используемой для заводнения нефтяных пластов, должно содержаться: взвешенных веществ — не более 1 мг/л, нефти — менее 1 мг/л, железа — не более 0,2 мг/л.

Вода, используемая для охлаждения. Вода для охлаждения про­изводимых продуктов или работающих агрегатов не должна давать отложений и вызывать коррозии холодильного оборудования.

Пригодность воды для охлаждения зависит от соотношения целого ряда факторов: температуры воды и охлаждаемых поверхностей, вели­ чины карбонатной жесткости, содержания свободной угольной кисло­ ты, взвешенных веществ, железа, микроорганизмов, системы водоснаб­жения (прямоточная или оборотная) и т. д. Однако во всех случаях она должна иметь возможно более низкую температуру, обла­дать возможно меньшей карбонатной жесткостью и незначительной некарбонатной жесткостью, содержать минимум взвешенных веществ, быть не коррозионноактивной, в ней не должны создаваться благоприятные условия для развития биологических обрастаний.

Вода, используемая в паросиловом хозяйстве. Вода для паросило­вого хозяйства не должна содержать примесей, способных вызвать от­ложение накипи, вспенивание котловой воды, унос солей с паром и коррозию металла. Опасность образования накипи заключается в ее малой теплопроводности, что приводит к ухудшению теплопередачи, перерасходу топлива, повышению температуры (перегреву) металла, вызывающему разрывы на наиболее теплонапряженных кипятильных и экранных трубах. Кроме того, накипь нарушает циркуляцию воды в котле и может полностью закупорить трубы.

Накипь образуется вследствие термического распада гидрокарбо­натов, а также увеличения концентрации других растворенных в воде солей, что связано с непрерывным выпариванием, приводящим к выпа­дению солей из раствора и отложению их на стенках котла.

Из накипеобразующих солей наиболее вредны те, растворимость которых с повышением температуры уменьшается, т. е. соли с отрица­тельным термическим коэффициентом растворимости (сульфат каль­ция, силикаты кальция, магния и карбонат кальция). Эти соли осаж­даются на стенках паровых котлов, образуя котельный камень, кото­рый особенно легко отлагается на наиболее нагретых поверхностях.

Соли с положительными термическими коэффициентами раствори­мости (Na₂SO₄, NaCl, Na₃PO₄, Na₂CO₃) выпадают только из сильно концентрированных пересыщенных растворов, образуя накипь в виде рыхлого шлама, отлагающуюся преимущественно на более холодных поверхностях. Однако присутствие этих солей уменьшает раствори­мость соответствующих солей кальция и магния, усиливая таким об­разом накипеобразование.

Весьма нежелательным является вспенивание воды в котлах, при­водящее к загрязнению пара и отложению увлеченных паром примесей на лопатках турбин. Образование стойкой пены вызывается наличием в воде щелочей, фосфатов, смазочных масел, нефти. Особенно устой­чивы пены в присутствии поверхностно-активных коллоидных ве­ществ.

Поскольку все накипеобразователи проходят стадию коллоидного раствора, всегда существует возможность загрязнения пара этими со­лями. Таким образом, борьба с образованием накипи способствует по­вышению чистоты образующегося пара.

Щелочи, являясь сильными пептизаторами, переводят грубодиспер-сные вещества в коллоидное состояние, усиливая тем самым опасность загрязнения пара. Однако для предотвращения коррозии металла пи­тательная вода должна обладать некоторой щелочностью, так как на­личие щелочи в воде существенно уменьшает растворимость соедине­ний железа. Вследствие этого Fe(OH)₂, переходящий в воду из-за коррозии, быстро выделяется из раствора и оседает на поверхности металла, образуя плотную защитную пленку. В результате эксплуа­тационных наблюдений рекомендовано поддерживать минимальное содержание щелочи в питательной воде в пределах 25—50 мг/л NaOH.

Особо нежелательным является наличие кремниевой кислоты Н₂SiOз, способной создавать плотные накипи с очень низкой тепло­проводностью. При выносе с паром кислота образует твердые отло­жения на лопатках турбин, снижающие мощность турбин и требую­щие частых остановок для чистки.

Коррозия паросилового оборудования может вызвать образование точечных изъязвлений, сквозных свищей, разрушение металла. В ос­новном она носит электрохимический характер и может быть следст­вием действия растворенных в воде кислорода, минеральных и орга­нических кислот, разнородности структуры металла, а также резуль­татом контакта разнородных металлов.

Содержание кислорода в воде, идущей для питания котлов низкого давления, не должно быть выше 3 мг/л, а в воде для котлов среднего и высокого давлений кислород должен отсутствовать.

Поливная вода. Используемая для орошения почв поливная вода должна содержать незначительное количество минеральных солей, так как в противном случае возникает опасность засоления почв в результате испарения воды и аккумуляции содержащихся в ней солей. В то же время допустимые величины минерализации могут меняться в широких пределах в зависимости от условий полива, дренажа, ме­теорологических и агротехнических факторов.

Вода с минерализацией до 1 г/л пригодна для орошения во всех случаях. При плохих условиях дренажа и плохо фильтрующих грун­тах предельное содержание солей не должно превышать 1,5 г/л