Контроль качества воды
Контроль качества воды: от оценки до утилизации
В условиях расширяющегося внедрения передовых технологий в области водоподготовки и очистки сточных вод, научно обоснованный контроль качества воды является критически важным фактором для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия и предотвращения техногенных катастроф. Данный учебник, предназначенный для студентов средних специальных учебных заведений, специализирующихся в области водоснабжения и водоотведения, представляет собой всестороннее руководство по контролю качества воды, охватывающее различные аспекты от оценки природных вод до утилизации сточных вод.
Оценка качества воды и технологический контроль
Книга начинается с оценки качества природных, питьевых и технических вод, рассматривая различные показатели, такие как pH, минерализация, жесткость, содержание взвешенных и органических веществ. Особое внимание уделяется гигиеническим требованиям к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения, установленным в соответствии с российскими стандартами. Далее рассматриваются методы лабораторно-производственного контроля качества воды в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, включая контроль предварительной обработки воды, процессов коагулирования, отстаивания, фильтрования, обеззараживания, фторирования, обесфторивания, обезжелезивания, удаления марганца, стабилизационной обработки, умягчения, опреснения и обессоливания. Отдельное внимание уделяется контролю гидрохимического режима работы оборотных систем охлаждающего водоснабжения и процессам охлаждения воды.
Технологический контроль процессов очистки сточных вод
Вторая часть учебника посвящена технологическому контролю процессов очистки сточных вод. Рассматриваются общие положения, классификация сточных вод, виды загрязнений и методы их удаления. Подробно анализируются процессы механической очистки, биологической очистки (аэробной), доочистки и обеззараживания, а также процессы обработки осадков, включая метановое брожение и контроль работы метантенков. Отдельное внимание уделяется контролю работы сооружений обезвоживания и сушки осадка, а также процессам обработки промышленных стоков и методам извлечения из них вредных веществ. Рассматриваются деструктивные методы очистки промышленных сточных вод.
Практические аспекты и будущие перспективы
В книге представлены практические примеры и задачи, иллюстрирующие применение теоретических знаний на практике. Учебник подчеркивает важность автоматизации и приборного оснащения в современных системах контроля качества воды. Автор также обращает внимание на необходимость учета изменений в нормативной базе и ужесточение требований к качеству воды в связи с развитием новых технологий и ростом экологических проблем. В заключении подчеркивается, что изучение данной дисциплины позволит будущим специалистам эффективно решать задачи защиты водных ресурсов от истощения и деградации.
Текст подготовлен языковой моделью и может содержать неточности.
- Профессиональная подготовка по профессиям рабочих и по должностям служащих
- 08.01.29: Мастер по ремонту и обслуживанию инженерных систем жилищно-
- 35.01.33: Мастер по техническому обеспечению рыбоводства
- Среднее профессиональное образование
- 08.02.01: Строительство и эксплуатация зданий и сооружений
- 08.02.02: Строительство и эксплуатация инженерных сооружений
- 08.02.04: Водоснабжение и водоотведение
- 08.02.13: Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции
- 08.02.14: Эксплуатация и обслуживание многоквартирного дома
- 13.02.02: Теплоснабжение и теплотехническое оборудование
- 13.02.05: Технология воды, топлива и смазочных материалов на электрических станциях
- 18.02.12: Технология аналитического контроля химических соединений
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ Л.С. АЛЕКСЕЕВ 4-е издание, переработанное и дополненное Допущено Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу в качестве учебника для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 08.02.04 «Водоснабжение и водоотведение» УЧЕБНИК -¬¡ ©¡¡«¬ª°¡--¤ª©§¸©ª¡ª¬£ª©¤¡ -ÁÌÄÛÊÍÉʾ¼É¼¾¿ÊÀÏ Москва ИНФРА-М 2025
УДК 628(07) ББК 38.761.1я723 К64 Р е ц е н з е н т ы: д-р хим. наук, проф., зав. кафедрой Московского государственного строительного университета Б.Н. ФРОГ; д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой Московского института коммунального хозяйства и строительства И.И. ПАВЛИНОВА К64 © Алексеев Л.С., 2009 Подписано в печать 12.05.2025. Формат 6090/16. Бумага типографская. Гарнитура «Newton». Печать офсетная. Усл. печ. л. 9,94. ППТ20. Заказ № 00000 ТК 55150-2204094-201208 ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1 Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29 E-mail: books@infra-m.ru http://www.infra-m.ru ISBN 978-5-16-010316-7 (print) ISBN 978-5-16-113607-2 (online) Алексеев Л.С. Контроль качества воды : учебник / Л.С. Алексеев. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 159 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-16-010316-7 (print) ISBN 978-5-16-113607-2 (online) В учебнике освещены способы определения эффективности работы водоочистных и водоподготовительных сооружений, а также установок по обработке осадка. Рассмотрены методы и технологии лабораторно-производственного контроля за качеством природных, водопроводных и сточных вод. Для студентов строительных техникумов, обучающихся по специально сти 08.02.04 «Водоснабжение и водоотведение». УДК 628(07) ББК 38.761.1я723 ФЗ № 436-ФЗ Издание не подлежит маркировке в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11 Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1 Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
Содержание Введение.........................................................................................5 Раздел 1. Технологический контроль процессов обработки природных и технических вод..........8 1.1. Оценка качества природных, питьевых и технических вод......................................................... 8 1.2. Лабораторнопроизводственный контроль качества воды в системах хозяйственно питьевого и производственного водоснабжения..... 14 1.3. Контроль предварительной обработки воды, процессов коагулирования, отстаивания, фильтрования.............................................................. 19 1.4. Контроль процессов обеззараживания воды............ 26 1.5. Контроль процессов фторирования, обесфторивания, обезжелезивания воды, удаления марганца...................................................... 30 1.6. Контроль процессов стабилизационной обработки воды. Удаление газов: кислорода, сероводорода............................................................... 32 1.7. Контроль процессов умягчения, опреснения и обессоливания воды................................................ 37 1.8. Контроль гидрохимического режима работы оборотных систем охлаждающего водоснабжения............................................................ 42 1.9. Контроль процесса охлаждения воды....................... 48 1.10. Упражнения и задачи.................................................. 50 Раздел 2. Технологический контроль процессов очистки сточных вод..................................................76 2.1. Общие положения........................................................ 76 2.2. Классификация сточных вод. Виды загрязнений и методы их удаления................. 82 2.3. Контроль процессов механической очистки сточных вод................................................... 89 2.4. Контроль работы сооружений аэробной биологической очистки сточных вод......................... 96 2.5. Контроль процессов доочистки и обеззараживания сточных вод............................. 108
2.6. Контроль процессов обработки осадков. Процессы метанового брожения и контроль работы метантенков.............................. 116 2.7. Контроль работы сооружений обезвоживания и сушки осадка.......................................................... 128 2.8. Контроль процессов обработки промышленных стоков и методов извлечения из них вредных веществ...................... 133 2.9. Контроль деструктивных методов очистки промышленных сточных вод.................................... 139 2.10. Упражнения и задачи................................................ 142 Заключение............................................................................................157 Литература..............................................................................................158
Введение В условиях все расширяющегося внедрения в водное хозяйство прогрессивных технических решений в области водоподготовки и очистки сточных вод научно обоснованный контроль качества воды является одним из важнейших факторов санитарноэпидемиологического благополучия населенных пунктов, а также предотвращения техногенных и экологических катастроф. Зачастую состав воды определяет набор водообрабатывающих сооружений и величину удельного расхода воды для различных абонентов водопровода и систем водоотведения. Эффективное осуществление такого контроля зависит от наличия в стране подготовленных специалистовтехнологов высшей и средней квалификации. Курс «Контроль качества воды» изучается после того, как студенты уже ознакомились с большей частью общеобразовательных и специальных дисциплин, и может, таким образом, рассматриваться как завершающий этап обучения по вопросам технологии обработки воды. Поэтому автор исходил из того, что общие вопросы очистки природных и сточных вод учащимся уже известны, и изложил часть материалов в учебнике без подробного рассмотрения основ технологических процессов водообработки. Внедрение новых технологий обработки воды с применением большого количества реагентов и специального оборудования различного назначения неизбежно связано с повышением уровня автоматизации и приборного оснащения. Подробнее с организацией управления и автоматизации процессов контроля качества воды можно познакомиться в учебном пособии [1]. Информация о приборах и устройствах, предназначенных для контроля качества воды, содержится в справочнике [2]. Там же сообщается о принципе их действия, особенностях конструкции и условиях эксплуатации. Развитие системы частного предпринимательства, укрепление частных операторов в области водопользования, приватизация водоканалов приводят к необходимости разработки новых законодательных актов, направленных на регулирование отношений между государством и индивидуальным водопользователем. Представление о законодательно-правовой базе водоснабжения и принципах ор
ганизации производственного контроля и госсанэпиднадзора за качеством питьевой воды дает литература [3]. Предыдущее одноименное третье издание этого курса, подготовленное к печати проф. Л.С. Алексеевым, было выпущено Издательским Домом «ИНФРА-М» в 2004 г. В данной редакции третьего издания учтены полученные замечания и предложения по его совершенстствованию. За прошедшее пятилетие в водном хозяйстве страны произошли серьезные изменения. По инициативе партии «Единая Россия» развернулась работа по созданию Федеральной целевой программы «Чистая вода», направленной на улучшение качества питьевой воды. В 2006 г. появился Водный кодекс РФ, в котором прослеживается направленность на реформирование нормативной базы в духе европейского и североамериканского законодательства, где основной акцент делается на жестком экологическом контроле за ходом и результатами деятельности в водных и околоводных пространствах. Увеличение безопасности питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения требует усиления надзорных служб, переоснащения и повышения их статуса. В водном хозяйстве страны все отчетливее проявляет себя необходимость пересмотра величины норматива некоторых показателей качества воды в сторону ужесточения. Поэтому требуется существенное повышение защитных функций очистных сооружений. В таких крупных мегаполисах, как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород и др., в последние годы наблюдается процесс снижения водопотребления и связанное с ним уменьшение скорости движения воды в трубопроводах, что приводит к нарушениям основных параметров воды по цветности и мутности. В этих условиях требования к соблюдению надлежащего санитарного состояния трубопроводов питьевой воды приобретают приоритетное значение. Бурное развитие нефтегазового промысла расширило использование мягких коррозионно-агрессивных вод в системах централизованного водоснабжения населенных пунктов, особенно в азиатской части страны. В отсутствие стабилизационной обработки эти воды при транспортировании по стальным трубопроводам загрязняются продуктами коррозии — железом в концентрации, превышающей его нормативное содержание в воде питьевого качества.
В материалах данной редакции учебника предпринята попытка учесть эти изменения. При этом, так же как и ранее, понятие «контроль качества воды» здесь трактуется расширительно и под ним понимается не столько аналитическое открытие важнейших ингредиентов состава воды, сколько комплекс технологических мероприятий по целенаправленному управлению составом воды с целью придания ей потребительских свойств. Учебник написан в полном соответствии с программой дисциплины «Контроль качества воды» для специальности 2912 «Водоснабжение и водоотведение». Поэтому в нем некоторые вопросы, не предусмотренные программой данного учебного курса, но имеющие отношение к рассматриваемой проблеме, изложены фрагментарно. К ним относятся, в частности, вопросы оценки надежности технических устройств водного хозяйства, методики аналитических определений содержания в воде макро и микрокомпонентов, организация ведомственного контроля качества воды санэпидемнадзором, инспекцией рыбнадзора, органами охраны и использования водных ресурсов. Современное терминологическое оформление учебного материала обеспечено в соответствии с рекомендациями [4]. Автор выражает признательность рецензентам: заведующему кафедрой «Охраны водных ресурсов» Московского Государственного строительного университета, проф., дру хим. наук Б.Н. Фрогу и заведующей кафедрой «Коммунального и промышленного водопользования» Московского института коммунального хозяйства и строительства, проф., д-ру техн. наук И.И. Павлиновой за ряд ценных замечаний.
Раздел 1 Технологический контроль процессов обработки природных и технических вод 1.1. Оценка качества природных, питьевых и технических вод Источниками водоснабжения в большинстве регионов РФ являются поверхностные воды рек (водохранилищ) и озер, на долю которых приходится 65–68% от общего объема водозабора. Ниже приводится оценка качества воды в них в зависимости от некоторых характерных показателей состава: рН, минерализованности (cолесодержания), жесткости, содержания взвешенных и органических веществ, а также фазоводисперсного состояния. Сравнивая оценочные и фактические показатели состава воды в источниках Российской Федерации, можно отметить преобладание мягких и очень мягких, а также мало и среднеминерализованных вод в азиатской ее части и северных районах, т.е. на большей части территории страны. Повсеместное загрязнение водных объектов примесями антропогенного и техногенного происхождения, наблюдаемое в последние годы, обусловлено поступлением в них неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, хозяйственнобытовых и промышленных, талых и ливневых вод с водосборов. Под качеством природной воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером и концентрацией содержащихся в воде примесей. Ниже дана классификация вод по различным признакам: величине рН, минерализованности, жесткости, прозрачности, цветности и размеру содержащихся в воде частиц (Журба М.Г.).
По специфике требований к качеству очищенной воды различают воду, используемую для хозяйственнопитьевых целей, нужд пищевой промышленности, сельского хозяйства и промышленности. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения и правила контроля качества воды, производимой и подаваемой системами питьевого водоснабжения населенных мест в РФ, устанавливаются по [5].
Ее безопасность в эпидемиологическом отношении определяется нормативами, представленными в табл. 1.1. Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по обобщенным показателям и содержанию вредных и химических веществ (табл. 1.2). Таблица 1.1 Нормативы по микробиологическим и паразитологическим показателям Таблица 1.2 Нормативы по обобщающим показателям и вредным химическим веществам, мг/дм3