Вимоги до якості води нормуються державними галузевими стандартами або технічними умовами.
Водокористування – це використання водних об’єктів для задоволення потреб населення та об’єктів господарської діяльності.
Згідно з Держ стандартом 17.11.03. водокористування класифікується за такими ознаками:
- за цілями водокористування – господарсько – питне, комунально – побутове,промислове, сільскогосподарське, для потреб енергетики, для рибного господарства, для водного транспорту та лісоповалу, для лікування та курортних потреб тощо;
- за об’єктами водокористування – поверхневі, підземні, внутрішні та територіальні морські води;
- за способом використання – звилученням води та її поаверненням, з вилученням води без повернення, без вилучення води;
- за технічними умовами водокористівання – із застосуванням технічних споруд, без застосування споруд.
У залежності від цілей водокористування джерела водопостачання поділяються на дві категорії.
До 1 категорії відносяться водні об’єкти, що використовуються як джерела централізованого господарсько – питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості.
До 2 категорії відносяться водні об’єкти для культурно -побутових цілей і ті, що знаходяться в межах населених пунктів.
Вимоги щодо складу та властивостей води регламентуються в залежності від категорій водних об’єктів.
При водокористуванні має місце водосплживання, котре може бути безповоротним, повторним, оборотним. З митою раціонального використання води запроваджено норми споживання води на одного мешканця та умовну одиницю продукції, характерну для кожної з галузей промисловості.
У районах з обмеженими водними ресурсами слід дотримуватись водогосподарського балансу, котрий передбачає порівняння водокористування з потенційними ресурсами водних басейнів.
З господарсько – питною метою використовують переважно води верхньої зони. Якість води залежить від грунтів та прорід, розміщених нжче. Грунти торф’яно – тундрової зони збагачують воду органічними речовинами рослинного походження. Це стосується також болотних вод. Чорноземи, каштанові та солончакові грунти сприяють появі у воді переважно мінеральних речовин. Зі збільшенням глибини залягання вод зменьшується число мікроорганізмів і на глибині 6 метрів і нижче воно дорівнює нулю.Шар грунту завтовшки 3,5 – 4 метра на полях фельтрації затримує до 90% мікроорганізмів.
Але воду особливо сильно забруднюють природні поверхневі води промислові стічні води хімічних, нафтопереробних, металургійних, шкіряних заводів,текстильно і целюлозно – паперових фабрик, м’ясокомбінатів та інших підприємств. Підприємства целюлозно – паперової промисловості скидають у водойми значні кількості целюлозного волокна та розчинних органічних сполук ( вуглеводів, смол, жирів).Питна вода має містити не більш як 1 г/л ( в деяких випадках допускається 1,5 г/л) солей. Вона неповинна містити галогенсульфіт і метан, що надають їй неприємного запаху і смаку. Вміст солей кальцію і магнію зумовлює твердість води. Загальна твердість води має становити 7 – 10 мг помножений на екв/л.
Важливим показником є прозорість води,яка зумовлює інтенсивність фотосинтезу, глибину проникнення світла в товщу води. Прозорість залежить від каламутності води, тобто від вмісту в ній завислих речовин. Водневий показник, або концентрація йонів водню, визначає кислотність чи лужність води. При коцентрації йонів водню порівняно 7 вода нейтральна,
А коли меньше 7 то вона кисла і коли більше 7 вода лужна. Водневий показник питної води має становити 6,5 – 8,5.
Токсикологічні властивості води визначають за вмістом азоту ( аміаку, нітратів, нітритів), фтору, СПАР ( сполук поверхнево–активних речовин ), фенолу, цеанідів, міді, свинцю, хлору,нікелю, цезію – 137 і стронці. – 90. Санітарні показники оцінюютьза вмістом розчиненого кисню, хімічним споживанням кисню та біологічним споживанням кисню.
Бактеріологічні показники визначають за вмістом бактерій, які поділяють на сапрофітних (не шкідливих для людини,інколи навіть корисних) та патогених ( хвороботворних ). Оскількипатогенні бактерії виділити із всієї маси мікроорганізмів складно, то для оцінки якості води користуються мікробним числом ( загальне число бактерій в 1 см куьбічний води ) і колі – індексом (кількість кишкових паличок в 1 см кубічний води ) або колі – титром ( об’єм води в кубічних сантиметрах, що припадає на одну кишкову паличку ).
Допустимі концентрації радіо нуклідів у поверхневих водах встановлюють виходячи з умови, щоб у разі потрапляння радіонуклідів в організм щодня в продовж усього життя створювалось внутрішє опромінення, безпечне для людини. Важко розчинні радіонукліди, потрапляючи в травний канал, легко надходять у кров, розносячись по всьому організму, накопичуються в печінці, кісткових тканинах, щітоподібній залозі тощо.
Різні категорії водокористувачів ставлять неоднакові вимоги до якості питної води. Так наявність пестициду гексахлорану в господарсько – питній воді не повинна перивищувати 0,02 мг/л.
Деякі речовини шкідливі у відносно високих концентраціях саме під час контактної або оргоналептичної дії, тому їх ГДК у господарсько – питній воді значно вища із загально санітарного погляду. Для господарсько – питної води ГДК аміаку ( за азотом ) становить 2 мг/л. Всього для господарсько – питної води господарсько – питного призначення встановлені ГДК для 640 речовин.
У 1997 році Міністерство охорони здоров’я України з метою забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення затвердило Державні стандартні правила і норми „ Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько – питного водопосточання ”, де сформульовані жорсткіші вимоги щодо вмісту забруднювальних речовин, які за своїм зазначенням наближаються до нормативів Всесвітньої організації охорони здоров’я.
Одного дотримання гранично доступних концентрацій недостатньо для забезпечення якості води.
Класифікація питної води дуже складна, але необхідна.
2. Методи очищення стічних вод
Очищення води проводять механічними, фізико-хімічними і біологічними методами.
До механічних методів відносять видалення крупнозернистих забруднень на решітках, відстоювання та фільтрування. Ці методи застосовують у гірничій промисловості у зв'язку з тим, що води підприємств звичайно забруднені продуктами дезінтеграції руди і вмісних порід, а нафтовидобувних підприємств — нафтопродуктами. При проясненні вод, що містять дрібнодисперсні домішки, їх попередньо агрегують з допомогою реагентів — коагулянтів і флокулянтів. Найчастіше використовуються фізико-хімічні методи. Вибір конкретних способів О.в. залежить від складу розчинених речовин і застосовуваної технології переробки мінеральної сировини. У гірничій промисловості використовуються реагентні, сорбційні, електрохімічні та інші фізико-хімічні методи очищення.
До реагентних методів відносять: нейтралізацію кислот і лугів, переведення йонів у мало-розчинний стан. Сорбційні методи полягають у виділенні органічних і неорганічних забруднень на природних або синтетичних сорбентах, а також у використанні йон-селективних матеріалів.
Електрохімічні методи: електродіаліз, електрохімічне окиснення і гідроліз, тобто методи, що пов'язані з дією електричного струму на водні розчини. Як правило, електрохімічне оброблення стічних вод, так само як і окиснення домішок (озонуванням, хлоруванням), належить до деструктивних методів очищення, тобто до таких, за яких домішки руйнуються. Ці методи застосовують у випадку неможливості або економічної недоцільності вилучення домішок із стічної води.
Використання інших, так званих регенераційних методів О.в., дає змогу не тільки знешкодити стічні води, але і вилучати з них цінні домішки. Повернення у виробництво вилучених домішок зменшує втрати цінних компонентів мінеральної сировини, реагентів і допоміжних матеріалів і часто робить процес О.в. рентабельним. Перспектива створення на гірничих підприємствах маловідходних виробництв підвищує важливість використання регенераційних методів очищення. До названих методів відносять ряд фізико-хімічних методів: екстракційне очищення, що основане на вилученні забруднювальної речови-ни спеціальним розчинником, перегонку, ректифікацію, адсорбцію на твердих сорбентах, пінну флотацію тощо, всі методи механічного очищення.
Методи біологічного очищення застосовуються для оброблення комунально-побутових стоків підприємств і в ряді інших випадків. Вони основані на здатності мікроорганізмів використовувати в процесі життєдіяльності багато органічних і неор-ганічних сполук і видаляти їх із стічних вод. Зокрема, біологічний метод використовується для очищення стоків флотаційних фабрик від поверхнево-активних речовин. У процесі біологічного очищення токсичні речовини перетворюються в нешкідливі продукти окиснення: воду, діоксид вуглецю і інші. Як правило, біологічне очищення — завершальна стадія оброблення стічних вод, звичайно перед нею здійснюється комплекс інших методів очищення води. Очищені води використовують для зро-шування сільськогосподарських земель, у системах виробничого водопостачання тощо. Перед скиданням у водойму очищені води знезаражують.
Сукупність інженерних споруд, в яких стічні води очищаються від забруднювальних речовин, називаються очисними спорудами. Такі споруди і схеми О.в. визначаються об'ємом і складом очищуваної води, вимогами до повноти очищення й економічними міркуваннями.
3.Механічне очищення стічних вод – перший щабель якісного очищення вод, які скидаються з виробництва в центральну каналізаційну мережу або водойму. Сутність методу механічного очищення стічних вод зводиться до наступного: стічні води перед біологічним очищенням пропускають через спеціальні фільтри. В цілому спосіб механічного очищення стічних вод за допомогою фільтрів застосовується для поверхневих типів забруднень. Грубі частки уловлюються через каналізаційні септики різних конструкцій і спеціальними ґратами, а поверхневі забруднення – нафто- і бензомасловловлювачами.
До споруд механічного очищення стічних вод відносять робочі відстійники, флотаційні і фільтраційні установки. Їх перевага полягає в тому, що механічна очистка стічних вод є найпростішим дешевим способом очищення, але необхідно поєднувати цю підготовку з іншими видами очищення для досягнення необхідної якості очистки. Механічне очищення стічних вод, як метод, застосовний, якщо очищені освітлені води після цього способу використовуються в технологічних процесах виробництва, або допускаються до спуску у водойми відповідно до екологічних норм захисту.
Проціджування -- первинна стадія очищення стічних вод -- призначена для виділення зі стічних вод великих нерозчинних домішок розміром до 25 мм, а також більш дрібних волокнистих забруднень, що у процесі подальшої обробки стоків перешкоджають нормальній роботі очисного устаткування. Проціджування стічних вод здійснюється пропущенням води через решітки і волокновловлювачі.
Відстоювання засноване на особливостях процесу осадження твердих часток у рідині. При цьому може мати місце вільне осадження часток, що не злипаються, що зберегли свої форми і розміри, і осадження часток, схильних до коагулювання і зміни при цьому розмірів та форми. Закономірності вільного осадження часток практично зберігаються при об'ємній концентрації часток, що осаджуються до 1%, що відповідає їх масовій концентрації не більш 2,6 кг/м3 (для часток з = 2600 кг/м3).
Розрахунок очисних споруджень для відстоювання стічних вод вимагає визначення швидкості осадження (швидкості витання) твердих часток у рідині. Швидкість осадження т0 може бути отримана розв'язанням рівняння Стокса для руху сферичної частинки в рідині з урахуванням впливу сили гідравлічного опору, масових сил і сили Архімеда.
Зворотний осмос (гіперфільтрація) — процес фільтрування стічних вод через напівпроникні мембрани під тиском. При концентрації солей 2—5 г/л повинен бути тиск до 1 МПа, а при концентрації солей 10—ЗО г/л — близько 10 МПа.
Ультрафільтрація — мембранний процес розподілу розчинів, осмотичний тиск котрих малий. Застосовується для очищення стічних вод від високомолекулярних речовин, завислих частинок та колоїдів.