Выбор источника питьевого водоснабжения

1. Проводим технико-экономическое сравнение вариантов

2. Отдаем приоритет гигиеническим характеристикам

 

Участники комиссии по выбору источника питьевого водоснабжения: гигиенисты, гидрологи, гидрогеологи, технологи по очистке воды, экономисты и др.

ГОСТ «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» - соответствие воды СанПиНу «Питьевая вода».

ГОСТ распространяется на источники как с пресной, так и с солоноватой и соленой вод (т.к. появились методы опреснения воды). Но технология опреснения несовершенна.

В ГОСТе требования к качеству воды представлены санитарными показателями. Они разбиты на 2 группы. 1 группа – показатели, не изменяющиеся при традиционных методах обработки воды. Это показатели солевого состава воды: сухой остаток, концентрация хлоридов и сульфатов, общая жесткость, показатели содержания химических веществ, в отношении которых нет надежных способов очистки. (химические соединения, попавшие в воду в результате промышленного, сельскохозяйственного или бытового загрязнения. Концентрации этих веществ не должны превышать ПДК для воды водных объектов, утвержденных Минздравом России.

Вторая группа показателей - в отношении которых есть эффективные методы очистки.

Классификация подземных источников

1 класс- вода по всем показателям соответствует требованиям СанПиН «Питьевая вода», имеет постоянный состав и не требует обработки.

2 класс – вода с отклонениями от требований на питьевую воду либо по химическому составу (железо, марганец, сероводород), либо по микробиологическим показателям (число бактерий группы кишечных палочек). Качество воды можно довести до требований СанПиНа «Питьевая вода» аэрированием, фильтрованием, обеззараживанием.

3 класс – такие отклонения от СанПиНа, которые требуют более сложной обработки с применением реагентных методов. Например, для удаления сероводорода, железа, марганца используют специальные аэраторы или окисление перед фильтрованием, для удаления фтора – контактно-сорбционную коагуляцию и др.

Классификация поверхностных источников

1 класс – вода маломутная (до 20 мг/л) и малоцветная (до 35 градусов), которая может быть доведена до требований на питьевую воду путем фильтрации без коагулирования или с применением малых доз коагулянта и обеззараживания.

2 класс. Источники с более мутной (до 1500 мг/л), более цветной (до 120 градусов) водой или с водой, содержащей значительные количества планктона, но сравнительно чистой в отношении промышленных и бытовых загрязнений.Для очистки такой воды приемлемы коагулирование с отстаиванием, обеззараживание, микрофильтрование для удаления планктона.

3 класс – источники, качество воды которых требует дополнительной обработки.

Класс источник определяется организацией, разрабатывающей проект водоснабжения.

Порядок организации ЗСО регламентинован СанПиН «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения».

Последовательность выбора источника: санитарная нажедность, межпластовые напорные воды, межпластовые безнапорные воды, грунтовые, искусственно пополняемые и подрусловые подземные воды, поверхностные (реки, водохранилища, озера, каналы).

Для оценки качества воды анализы проб ежемесячно отбирают 3 года.

Показатели эпидемической безопасности воды включают определение сапрофитных бактерий и индекс кишечных палочек, возбудители кишечных инфекций (сальмонеллы, шигеллы, энтеровирусы), показатели свежего фекального загрязнения (эшерихии коли, энтерококки) и показатели вирусного загрязнения (колифаги).Эти определения проводятся для подземных источников, относящихся по коли-индексу ко 2-ому и 3-му классам и для поверхностных источников всех классов.

 

 

Устройство и гигиеническая характеристика водозаборных сооружений

Поверхностные источники

Место водозабора при организации питьевого водоснабжения из поверхностного источника водоснабжения должно располагаться: вне зоны движения судов, на участке реки с устойчивым руслом и достаточной глубиной, вне зоны перемерзания потока, с учетом возможности организации ЗСО.

Водозаборы берегового типа – на склоне берега (относительно крутого), отбор воды из прибрежной зоны (достаточная глубина).

Водозабор руслового типа – в русле реки (специальный водоприемный оголовок), по трубе вода поступает в береговой колодец, оттуда насосами подается на очистные сооружения.

Ковшевые водозаборы – вода отбирается из искусственно созданных заливов (ковшей).

Водозаборы инфильтрационного типа – воду отбирают из расположенных на берегу колодца или скважины, куда она инфильтруется через грунт дна и берега водного объекта.

 

Большое значение для эксплуатации водопровода име­ет выбор места расположения водозабора на водохранили­ще. В приплотинной и центральной частях водохранилища в связи с обилием воды создаются условия для стабилиза­ции ее качества. Менее благоприятные условия складыва­ются в хвостовой части водохранилища, подвергающейся сезонным колебаниям объема и уровня воды. При этом резко изменяются условия разбавления сточных вод, сбрасываемых в прилежащие участки береговой полосы, и ухудшается качество воды водохранилища. В условиях каскада водохранилищ при уменьшении или временном прекращении попуска воды через вышерасположенный гидроузел в хвостовой части образуются обратные тече­ния, также нарушающие условия разбавления и смешения сточных вод.

Головными сооружениями водопровода, питающегося водой из открытого водоема, являются сооружения для забора и улучшения качества воды, резервуар для чистой воды, насосное хозяйство и водонапорная башня. От нее отходит водовод и разводящая сеть трубопроводов, изготовленных из стали или имеющих антикоррозийные покрытия (рис.).

Подземные источники

Водозабор из подземных источников производится через буровые скважины и шахтные колодцы. Буровые скважины представляют собой цилиндрические вертикальные каналы, проходящие через толщу земли до намеченного к эксплуатации водоносного горизонта. Основными способами бурения скважин для добычи воды являются ударный (колонковый) и 1вращательный (роторный).

Буровые скважины – цилиндрические вертикальные каналы в толще земли до намеченного водоносного горизонта.

Способы бурения скважин: ударный (колонковый) и вращательный (роторный).

Ударное бурение – породу разрушают ударами долота, порода вычерпывается желонкой. Роторное бурение – породу разрушают вращающимися снарядами, удаляют вымыванием глинистым раствором с добавлением хлорной извести и воды.

Правильная конструкция скважины имеет большое значение для обеспечения ее эксплуатационной и санитар­ной надежности, позволяет удлинить сроки ее службы и сохранить качество воды. Стенки скважин для предохра­нения от обрушения и изоляции от водоносных горизон­тов, расположенных выше эксплуатируемого, закрепляют­ся колоннами обсадных труб (как правило, стальных). При оборудовании буровой скважины необходимо соблюдение ряда требований, обеспечивающих ее герметичность, с целью сохранения качества исходной воды, которое очень часто соответствует требованиям, предъявляемым к пить­евой воде.

После бурения проводят строительную откачку воды, продолжительность которой определяется местными гидрогеологическими условиями и колеблется от нескольких суток до месяца и более..

Схема скважины (рис.): водоприемная часть (ствол), выходная часть – устье, которая соединяется с водопроводом через оголовок, посредством фланцев и резиновых прокладок, доступность осмотру. Устье защищено – в специальной подземной шахте или наземном павильоне (от замерзания предохранение). Шахта должна быть герметичной (крышка, бетонная или асфальтовая отмостка сверху).

 

 

 

Рис.. Устройство артезианской скважины (схема). 1 — водоупорный пласт; 2 — водонос­ный пласт; 3, 4, 5 —колонны обсад­ных труб; 6 —изолирующий слой це­мента межтрубных пространств; 7 — уплотнительный сальник; 8 — над-фильтровая труба; 9 —рабочая часть фильтра; 10 — отстойник; / / — пробка отстойника.

 

 

Первая (наружная) колонна об­садных труб, называемая кондуктором, служит для защи­ты устьевой части скважины от размыва и обрушения. Она опускается до верхнего уровня первого водоносного горизонта. Вторая колонна обсадных труб, меньшего диаметра, проходит верхний водоносный горизонт и задав-ливается (фрезеруется) в водоупорный слой. При залега­нии эксплуатируемого горизонта на большой глубине скважину проходят несколькими колоннами обсадных труб. Диаметр внутренней, эксплуатационной, колонны определяется габаритами фильтра и насоса первого подъ­ема. С целью повышения герметичности скважины выше­лежащие водоносные горизонты должны быть пройдены не менее чем двумя колоннами обсадных труб. Межтруб­ные пространства заливают цементным раствором.

Если скважина пробурена роторным способом, то ствол скважины закрепляется одной колонной труб, опу­щенной в породы намеченного к эксплуатации водоносно­го горизонта. В этом случае разъединение водоносных горизонтов достигается це­ментацией затрубного про­странства с выдавливанием цементного раствора от башмака обсадной трубы по поверхности земли. Об­разуемый таким образом вокруг обсадной трубы «цементный стакан» слу­жит хорошей антикоррозионной защитой.

После окончания буре­ния скважины производят гак называемую стро­ительную откачку. При этом обсадные трубы про­мываются от железа, гли­нистых частиц и внесенных при бурении загрязнений. Продолжительность откач­ки определяется местными гидрогеологическими усло­виями и колеблется от нес­кольких суток до месяца и Золее.

Способы подъема воды – при уровне 7м от поверхности земли – центробежные насосы на горизонтальном валу, 120 м – центробежные насосы на вертикальном валу, глубокие скважины (500 м) – погружные центробежные насосы на вертикальном валу. Погружной насос: электромотор, несколько камер с лопастными колесами.

Несмотря на широкое развитие централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, сохраняет свое значение и местное водоснабжение, при котором разбор воды населением производится непосредственно из водо­источника, без разводящей сети труб. Чаще всего в качестве источника водоснабжения в таких случаях ис­пользуют грунтовые воды, а водозаборами служат шахтные колодцы или каптажи родников либо ключей.

Шахтный колодец представляет собой вырытую в земле вертикальную шахту, нижняя часть которой вреза­ется в горизонт грунтовых вод, а стенки оборудованы достаточно водонепроницаемым креплением. Сечение шах­ты колодца около 1 м², глубина не превышает 10—20 м.

Место для строительства колодца должно располагать­ся по направлению грунтового потока выше источников загрязнения и быть несколько возвышенным для свобод­ного оттока атмосферных вод от колодца. Колодцы должны находиться от построек для содержания скота на расстоянии не менее 30—50 м, от выгребных уборных и жижесборников — не менее 100—150 м в зависимости от фильтрующей способности грунтов. Радиус пользования колодцем не должен превышать 150 м. Дебит шахтного колодца определяется мощностью водоносного горизонта и увеличивается по мере углубления в него колодца. Для обеспечения хорошего притока углубление в водоносный горизонт должно быть на 1,5—2м. Крепление стенок колодца производится деревянным срубом или бетонными кольцами. Верхняя часть крепления выводится на высоту около 1 м над поверхностью земли и оборудуется крыш­кой. На дно колодца насыпают слой гравия толщиной 30 см. Вокруг сруба колодца устраивают глиняный «за­мок» на глубину 1 —1,5 м и шириной 1 м. На поверхности земли вокруг сруба делают асфальтовую или бетонную отмостку для стока воды. В радиусе 3—5 м вокруг колодца должно быть сделано ограждение для ограниче­ния подъезда транспорта.

Наилучшим способом подъема воды из колодца явля­ется установка насоса. При невозможности этого устра­ивают ворот с укрепленным на нем общественным ведром (бадья). Пользование своими ведрами недопустимо, так как с этим связана наибольшая опасность загрязнения и заражения воды в колодце.

Каптажом называется специальное сооружение для сбора воды, истекающей из ключа или родника. Выход воды должен быть обнесен плотными стенками и закрыт сверху. На известном уровне в стенке каптажа укрепляют переливную трубу, по которой вода постоянно стекает и может разбираться ведрами. Вокруг стенок каптажа так­же устраивают глиняный «замок» и отмостку. Должны быть приняты меры, исключающие водозабор и водопой скота непосредственно из полости каптажа.

Источники водоснабжения находятся под постоянным воздействием различных факторов — природных и антро­погенных. На них оказывают влияние метеорологические явления, условия формирования поверхностного или под­земного водного потока, хозяйственная и бытовая де­ятельность человека. Техническая эффективность соору­жений по обработке и обеззараживанию водопроводной воды, кроме чисто технологических факторов, в большой степени определяется качеством исходной воды. Надеж­ность работы водопровода тем выше, чем более постоянен состав воды источника водоснабжения. С целью предот­вращения эпизодического, периодического или системати­ческого действия факторов, ухудшающих качество воды источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, орга­низуются зоны санитарной охраны.

 

Сооружения заводского изготовления для подготовки малых объемов питьевой воды

Отдельные объекты - дома отдыха, пансионаты, спортивные лагеря; небольшие населенные пункты – для очистки воды необходимы сооружения небольшой производительности.. Компактные установки заводского изготовления – производительность 25-8000 м³/сут.

Модель выбирают с учетом особенностей состава и свойств воды источника водоснабжения.

Маломутные цветные воды из поверхностных источников – устанавливают одноступенчатое фильтрование с контактной коагуляцией.

Природные воды с высоким антропогенным загрязнением – используют установки с блоками осветления воды, озонирования и сорбции. При этом вода очищается от высоких концентраций фенолов, нефтепродуктов и др. органических веществ.

Установки универсальны, могут проводить работу в безреагентном и реагентном (с использованием коагулянтов) режимах.

Техническая эффективность очистки высока: по взвешенным веществам 98-99%, по цветности до 80%, отстаивание и фильтрация снижают содержание бактерий группы кишечных палочек на 99,8-99,9%.

 

Барьерная роль очистных сооружений питьевого водопровода.

В результате обработки природных вод изменяется их химический состав. Какова барьерная роль процессов коагуляции, осаждения и фильтрации относительно промышленных сточных вод (загрязненных нефтепродуктами, сельскохозяйственными ядохимикатами, продуктами органического синтеза).

Техническая эффективность задержки колеблется от 10 до 60-90% и зависит от природы ингредиента, его исходной концентрации, дозы коагулянта, скорости фильтрации.

Методы осветления и обесцвечивания воды источника - это освобождение от природных примесей (механическая взвесь, коллоиды) и частично от микрофлоры.

Защита от химических техногенных загрязнений весьма ограниченна. И это не может рассматриваться как основа для снижения требований к санитарной охране водных объектов, в частности – к условиям спуска в них сточных вод, к организации и соблюдению режима ЗСО источников водоснабжения.

 

Централизованное горячее водоснабжение

Расход горячей воды в жилых зданиях составляет 20-40% общего водопотребления. Горячая вода должна быть безвредна и безопасна для здоровья.

Есть 2 системы централизованного горячего водоснабжения – закрытая и открытая.

Закрытая система – вода нагревается в бойлерах (водо-водяных или паро-водяных теплообменниках), расположенных в теплопункте жилого дома. В квартиры такая вода поступает по распределительной сети. Тепло в дома поступает с помощью горячей технической воды или пара, производимых в районных ТЭЦ или квартальных котельных. Питьевая и техническая вода – разные, поступают в квартиры отдельными путями. Но при авариях, свищах, образующихся в теплообменных трубках, возможно смешивание воды.

Открытая система – одна и та же вода направляется и в систему отопления, и в распределительную сеть потребителя. Водоподготовка, направленная на умягчение воды, снижение ее агрессивности к материалу труб, осуществляется с использованием различных реагентов, ассортимент которых достаточно велик. Такая вода не отвечает гигиеническим требованиям к химическому составу питьевой воды. Постоянная циркуляция воды в отопительной системе приводит к накоплению окалины, вымываемой из отопительных приборов.

Можно не использовать теплообменники, а использовать газовые водонагреватели. В этом случае реагентная подготовка воды не проводится. Получается, что через теплообменники - более высокая санитарная надежность воды.

Хранение и транспортировка воды в централизованных системах питьевого водоснабжения

Вода подготавливается на водопроводной станции, поступает в резервуар чистой воды. Такие резервуары подразделяются на запасные, регулирующие, противопожарные. Один резервуар может выполнять несколько функций.

Санитарные требования к резервуарам в основном – герметичность резервуара и его люков, использование материалов, разрешенных Минздравом России. Время полного обмена воды в резервуаре не должно быть более 48 ч.

Питьевая вода из резервуара поступает в распределительную сеть к потребителю (основной элемент централизованной системы питьевого водоснабжения).

Не менее четверти водных вспышек кишечных инфекций связаны с неудовлетворительным состоянием распределительной сети водопровода.

Распределительная сеть должна обеспечивать бесперебойную подачу воды ко всем точкам потребления и предотвращать загрязнение воды на всем пути ее следования – от головных сооружений до потребителя.

В проектах схема распределительной сети – кольцевая или тупиковая.

Кольцевая – лучше с санитарной точки зрения, возможность образования застойных зон значительно меньше.

Материал труб распределительной сети влияет на качество воды. Трубы могут быть стальными, чугунными, асбоцементными, пластмассовыми.

Стальные трубы изнутри покрыты антикоррозийным материалом (цинк или цементный состав). Пластмассовые трубы из различных полимеров с большим количеством технологических добавок могут выделять токсичные вещества. Для строительства питьевых водопроводов можно использовать только трубы, прошедшие санитарную экспертизу и допущенные Минздравом России для контакта с питьевой водой.

Поддерживают санитарное состояние распределительной сети путем соблюдения технического регламента ее промывок, а также ежегодных графиков планово-предупредительного ремонта.

Смотровые колодцы – уязвимые элементы распределительной сет, они способны отрицательно влиять на качество воды. Смотровые колодцы устанавливают на поворотах, в местах разветвления сети, вводов в дома, через определенные расстояния на прямых участках сети. В смотровых колодцах устанавливаются пожарные гидранты, водоразборные колонки. Колодцы эти должны быть сухими, в них не должна поступать вода с поверхности земли. Если вода есть в смотровом колодце – будет коррозия наружной поверхности труб, нарушается герметичность конструкций труб. Герметичность колодца достигается тщательным выполнением гидроизоляции, установкой специальных крышек и высотной планировкой окружающей территории.

Для того, чтобы вода проходила на верхние этажи многоэтажных зданий, в микрорайонах устанавливают насосные станции подкачки. Насосные станции подкачки, как любой дополнительный технический элемент в системе, понижают санитарную надежность сети и должны быть элементов санитарного надзора.

Результатом присоединения к питьевому водопроводу технического водопровода является изменение органолептических свойств воды. У населения появляются жалобы на качество питьевой воды. Анализ воды при этом проводят на содержание хлоридов и сухой остаток, после добавления флюоресцеина в технический водопровод отмечают его появление в воде питьевого водопровода. Могут быть вспышки кишечных инфекций при смешивании технической и питьевой вод.

Соединять питьевой водопровод с техническим допускается только при обоснованной необходимости подпитки технического водопровода в чрезвычайных производственных обстоятельствах (авария, пожар и пр.).

Производственный лабораторный контроль качества воды в сетях – охватывает наиболее уязвимые в санитарном отношении участки сети: наиболее изношенные, тупиковые, проходящие по неблагополучным в санитарном отношении территориям, а также внутреннюю сеть домов, имеющих станции подкачки.

Количество проб регламентируется Санитарными правилами (минимальное число) Эффективность контроля определяется не только числом анализов, но и полнотой характеристики качества воды на всем протяжении сети.

Кроме плановых анализов проб в порядке производственного контроля нужно делать анализы проб после ремонта, промывки и дезинфекции участков сети.