Главные свойства свойства воды
Качество воды определяется наличием в ней разных веществ неорганического и органического происхождения, также микробов. Примеси могут содержаться в воде в различном состоянии:
а) во взвешенном — в виде отдельных частиц (грубодисперсная взвесь);
б) в коллоидном;
в) в растворенном.
Разглядим главные характеристики воды природных источников, указывая попутно их значение для разных потребителей и требования к отдельным высококачественным чертам воды.
Содержание взвешенных веществ. Мутность.
Количественное содержание взвешенных веществ в воде может быть определено либо конкретно — весовым методом, либо косвенно — методом определения мутности (либо прозрачности) воды. Мутность воды обусловливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения и др. Мутность обычно характерна воде поверхностных источников и основным образом рек. От нрава грунта дна и берегов рек и от скорости течения воды зависит степень вымывания частиц грунта, увлекаемых водой. Чем меньше размеры частиц грунта, тем большее количество их несет река. Чем больше скорость течения, тем огромных размеров частички могут увлекаться водой. При определенной скорости течения воды частички эти поддерживаются во взвешенном состоянии и присваивают воде мутность.
Мутность воды определяют особыми устройствами — мутномерами. В текущее время для определения мутности стали использовать приборы, основанные на действии фотоэлементов, — нефелометры. Прозрачность воды определяют в стеклянном цилиндре либо стеклянной трубке с сантиметровой шкалой. При всем этом определяют толщину слоя воды (в см), через который еще виден нанесенный темной краской на белоснежной пластинке условный символ в виде 2-ух крестообразно расположенных линий шириной 1 мм (крест) либо особый стандартный шрифт. Таким макаром, прозрачность измеряется в см вод. ст.
Содержание взвешенных веществ в речной воде (а как следует, ее мутность и прозрачность) изменяется в течение года, возрастая в период дождиков и доходя до максимума в период паводков. Меньшая мутность (большая прозрачность) речной воды наблюдается обычно в зимнее время, когда река покрыта льдом. В озерах и искусственных водохранилищах мутность, обычно, малозначительна и обусловливается поступлением мутной воды из рек, питающих данные водоемы, также поверхностных стоков с их берегов. В огромных водоемах замутнение воды происходит в итоге взмучивания осадков со дна при волнении в ветреную погоду. Мутность неких рек добивается очень значимой величины (до нескольких тыщ мг/л). Завышенной мутностью отличаются реки южных районов, а именно реки среднеазиатских республик. Реки средней и северной частей и многие реки Сибири имеют существенно наименьшую мутность. Водам подземных источников, обычно, характерна большая прозрачность.
Внедрение мутной воды (без ее подготовительного осветления) для неких категорий потребителей не нужно либо даже недоустимо. Требования к качеству воды, подаваемой водопроводами для хозяйственнотьевых нужд, регламентируются муниципальными эталонами. Согласно ГОСТ 2874—73, количество взвешенных веществ в воде, подаваемой для хозяйственнотьевых целей централизованными водопроводами, не должно быть более 1,5 мг/л. Многие производственные потребители могут использовать воду с содержанием взвешенных веществ более высочайшим по сопоставлению с допускаемым для питьевой воды. Но для ряда производственных потребителей внедрение мутной воды не нужно. Так, внедрение воды, содержащей механические примеси, для остывания тянет за собой в неких случаях резвое засорение охлаждающей аппаратуы. Допускаемое содержание взвеси в охлаждающей воде находится в зависимости от типа этой аппаратуры.
Цветность
Желтый, карий либо желтозеленый цвета воды природных источников объясняются приемущественно присутствием в воде гумусовых веществ. Цветность характерна воде рек, питающихся отчасти болотной водой, а время от времени и воде водохранилищ. Измеряется цветность в градусах по так именуемой платино-кобальтовой шкале методом сопоставления исследуемой воды с водой, имеющей эталонную цветность.
Цветность питьевой воды, подаваемой водопроводом, не должна превосходить 20 град. В исключительных случаях, по согласованию с органами санитарного надзора, может быть допущена цветность воды до 35 град. Внедрение воды со значимой цветностью на тех предприятиях, где происходит конкретное соприкосновение воды с фабрикатами в процессе их производства (к примеру, в текстильной индустрии), может вызвать ухудшение свойства продукции.
Запахи и привкусы воды
Наличие запахов и привкусов у воды природных источников обусловливается присутствием в ней растворенных газов, разных минеральных солей, также органических веществ и микробов. Запах и привкус имеют болотные и торфяные воды, а также воды, содержащие сероводород; в ряде всевозможных случаев запах обусловливается присутствием в воде живых либо гниющих после отмирания водных растений. Противный запах имеет вода после хлорирования при наличии в ней неких количеств остаточного хлора. Интенсивность аромата, обычно, возрастает с увеличением температуы воды.
Привкус солоноватый и даже горько-солоноватый нередко имеют очень минерализованные воды подземных источников. Для количественной оценки аромата и привкуса воды используют обычно условную пятибалльную шкалу. Следует, но, отметить, что эта оценка в значимой мере лична, потому что находится в зависимости от персональной восприимчивости исследователя. Согласно ГОСТ 2874—73, питьевая вода при температуре ее 20°С и при ее подогревании до 60° С не обязана иметь запах более 2 баллов и привкус (при 20° С) более 2 баллов. Почти всегда при использовании воды для производственных целей запах и вкус воды сами по для себя несущественны. Но наличие их может указывать на присутствие в воде ненужных примесей.
Температура воды 
Температура воды поверхностных источников колеблется в течение года в очень широких границах (от близкой к нулю до 25°С, а время от времени и выше). Воды подземные, в особенности артезианские, имеют практически постоянную температуру в течение года. Для питьевых целей более лучше внедрение воды температурой 7—12° С. Для неких производственных потребителей температура воды источника имеет огромное значение. Так, низкая температура очень желательна для воды, идущей на остывание либо на конденсацию пара, потому что она позволяет уменьшить количество используемой воды.
Твердость воды
Твердость воды обусловливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную твердость, обусловливаемую наличием в зоде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли Са и Mg (сульфаты, хлориды, нитраты и др.). Суммарная твердость воды именуется общей жесткостью. Вода различных природных источников имеет очень различную твердость.
Речная вода, за некими исключениями, обладает относительно маленький жесткостью. Так, вода Волги имеет твердость 4,5-6 мг-экв/л, твердость воды Москвыреки колеблется в течение года от 2 до 5 мг-экв/л. Очень малую твердость имеет вода Невы (около 0,7 мг-экв/л). Совместно с тем вода рек, прорезающих толщу известковых и гипсовых пород, нередко отличается очень большой жесткостью. Твердость речной воды обычно изменяется в течение года, снижаясь до малого значения в период паводков.
Воды подземных источников почти всегда имеют более значительную твердость, чем поверхностные воды. Для питья может употребляться относительно жесткая вода, потому что наличие в воде солей жесткости не вредоносно для здоровья и обычно не усугубляет ее вкусовых свойств. Но внедрение воды с большой жесткостью для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств: обрауется накипь на стенах варочных котлов и кипятильников, возрастает расход мыла при стирке, медлительно развариваются мясо и овощи и т. д. Потому общая твердость воды, подаваемой водопроводами для хозяйственнотьевых нужд, согласно ГОСТ 2874—73, не должна превосходить 10 мг-экв/л.
Внедрение жесткой воды для производственных целей в почти всех случаях не может быть допущено, потому что связано с рядом ненужных последствий. Применение жесткой воды не допускается для питания паровых котлов, также для ряда производств (для неких отраслей текстильной и картонной индустрии, компаний искусственного волокна и др.). Значимая карбонатная твердость не допускается для систем обратного водоснабжения.
Содержание газов
В воде природных источников наблюдается в большинстве случаев присутствие последующих газов: кислорода О2, углекислоты СО2 и сероводорода H2S. Содержание кислорода и углекислоты даже в значимых количествах не усугубляет свойства питьевой воды, но содействует коррозии железных стен труб, резервуаров, котлов. Процесс коррозии усиливается с увеличением температуры воды, также при движении ее повдоль железных стен (к примеру, по трубам).
При значимом содержании в воде брутальной углекислоты коррозии подвергаются также стены бетонных труб и резервуаров. В питательной воде паровых котлов среднего и высочайшего давления присутствие кислорода не допускается. Содержание сероводорода присваивает воде противный запах и, не считая того, вызывает коррозию железных стен труб, баков и котлов. В связи с этим присутствие H2S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственнопитьевых и для большинства нужд производства.
Содержание соединений железа
Железо достаточно нередко встречается в воде подземных источников, в главном в форме растворенного двухвалентного железа. Время от времени железо содержится и в поверхностных водах — в форме всеохватывающих соединений, коллоидов либо мелкозернистой взвеси. Наличие железа в водопроводной воде может придавать ей нехороший вкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. При использовании таковой воды для стирки белья на нем остаются пятна. Согласно ГОСТ 2874—73, в воде, подаваемой централизованными системами хозяйственнопитьевого водоснабжения, содержание железа допускается в количестве менее 0,3 мг/л.
При использовании подземных вод в исключительных случаях по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы в воде подаваемой в водопроводную сеть, может быть допущено содержание железа в количестве до 1 мг/л. На многих промышленных предприятиях, где вода употребляется для промывки фабриката в период его производства, а именно в текстильной индустрии, даже низкое содержание железа в воде ведет к браку продукции.
Содержание азотистых соединений
Наличие азотсодержащих соединений — нитратов (NO3, нитритов (NO2) и аммонийных солей (NH4) — в воде поверхностных источников либо в подземных водах может обусловливаться загрязнением этих вод сточными водами. При всем этом наличие аммонийных соединений показывает на свежее загрязнение, а наличие нитритов — на относительно недавнешнее загрязнение. Содержание в воде нитратов может указывать на давнешнее (уже ликвидированное) загрязнение источника сточными водами. Но нитраты, обнаруженные в водах источника, могут быть и неорганического происхождения и не свидетельствовать о загрязнении источника. По ГОСТ 2874—73 в питьевой воде допускается содержание нитратов (по N) менее 10 мг/л.
Содержание сульфатов и хлоридов
Сульфаты — соли серной кислоты. Сульфаты кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости; сульфат натрия, находящийся в огромных дозах, вредоносен для желудка. Хлориды — соли соляной кислоты. Хлорид кальция СаСl2 обусловливает некарбонатную твердость воды. Хлорид натрия NaCl содержится в значимых количествах в воде морей, также неких озер и подемных источников. По ГОСТ 2874—73 максимально допустимое содержание в воде сульфатов — 500 мг/л и хлоридов —350 мг/л.
Содержание кремнекислоты
Кремнекислота встречается в воде как подземных, так и поверхностных источников в различной форме (от коллоидной до ионнодисперсной). Воды, содержащие кремнекислоту, не могут быть применены для питания котлов высочайшего давления, потому что образуют силикатную накипь на их стенах.
Содержание фтора
Согласно требованиям ГОСТ 2874—73, содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в границах 0,7— 1,2 мг/л (зависимо от погодных критерий).
Содержание растворенных веществ (сухой остаток)
Полное количество веществ (не считая газов), содержащихся в воде в растворенном либо коллоидном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемым в итоге выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до неизменной массы. В воде источника, применяемого для хозяйственнопитьевых целей, сухой остаток не должен превосходить 1000 мг/л и в особенных случаях 1500 мг/л. Величина сухого остатка лимитируется также в воде, идущей для питания паровых котлов и применяемой в ряде производств (синтетического каучука, искусственного волокна, кинопленки и др.).
Активная реакция воды (рН)
Активная реакция воды характеризуется показателем концентрации в ней водородных ионов (рН). При нейтральной реакции рН=7; при кислой реакции. рН7. Согласно ГОСТ 2874—73, вода, подаваемая хозяйственнопитьевым водопроводом, обязана иметь рН в границах 6,5—9,5. Для вод большинства природных источников значение рН не выходит из обозначенных пределов. Для правильной оценки свойства воды, деяния ее на водопроводные сооружения и выбора способа ее чистки следует знать значение рН воды источника в разные периоды года. При низких значениях рН, т. е. при кислой реакции воды, очень растет ее корродирующее действие по отношению к стали и бетону.
Бактериальная загрязненность воды
Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством микробов, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТ 2874—73, питьевая вода не должна содержать более 100 микробов в 1 мл (при стандартном способе исследования). Необыкновенную значимость для санитарной оценки воды имеет определение наличия в ней микробов группы пищеварительной палочки. Присутствие пищеварительной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и, как следует, о способности попадания в нее болезнетворных микробов, а именно микробов брюшного тифа. Методом бактериологического анализа воды определяют число пищеварительных палочек в 1 л воды (так именуемый колиндекс) либо тот меньший объем воды, в каком еще находится пищеварительная палочка (коли-титр).
Воды неких поверхностных источников бывают очень загрязнены в бактериальном отношении. Согласно требованиям эталона, в питьевой воде, подаваемой в сеть хозяйственнотьевых водопроводов, может содержаться менее 3-х пищеварительных палочек в 1 л. В большинстве производств бактериальное загрязнение воды не преятствует ее использованию для технических целей. Исключение составляют предприятия пищевой индустрии, для которых требуется вода питьевого свойства.
Тут перечислены только главные характеристики воды природных источников. В практике использования воды водоемов для разных потребителей приходится встречаться еще с целым рядом специфичных параметров воды. К примеру, согласно требованиям ГОСТ 2874—73, питьевая вода, подаваемая водопроводом, не должна содержать более 0,05 мг/л мышьяка, 1 мг/л меди, 5 мг/л цинка и 0 ,1 мг/л свинца. Необходимо подчеркнуть, что данных, получаемых в итоге обыденных физико-химических и бактериологических анализов природной воды, еще недостаточно для проектирования очистных сооружений.
По этим данным нереально найти расчетные характеристики технологического процесса чистки воды (требуемые дозы хим реагентов, скорость процесса на отдельных его шагах, длительность обработки воды в отдельных сооружениях и т. п.), а в ряде всевозможных случаев и избрать технологиескую схему чистки. Потому исследуемую воду нужно подвергать специальному технологическому анализу, который дает дополнительные данные для способности выбора более надежного и экономного способа ее чистки и проектирования соответственных очистных сооружений.
Поверхностные источники характеризуются большенными колебаниями свойства воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озер в большой степени находится в зависимости от интенсивности выдения осадков, таяния снега, также от загрязнения ее поверхностными стоками и сточными водами городов и промышленных компаний.
Речная вода обычно характеризуется значимым содержанием взвешенных веществ, т. е. мутностью, нередко цветностью, малым содержанием солей, относительно малой жесткостью, наличием болього количества органических веществ, относительно высочайшей окисляемостью и значимым содержанием микробов. Сезонные колебания свойства речной воды часто бывают очень резкими. В период паводков, как указывалось ранее, очень растет мутность и бактериальная загрязненность воды, но обычно понижается ее твердость (щелочность и солесодержание). Сезонные конфигурации свойства воды в значимой степени оказывают влияние на нрав работы очистных сооружений водоовода в отдельные периоды года. Соответствующей особенностью речной воды является ее способность к самоочищению. Она выражается в том, что в итоге ряда естественных биохимических процессов, протекающих в речной воде, концентрация загрязнений от поступающих в нее стоков равномерно миниатюризируется.
Морская вода (в особенности вода океанов) отличается очень высочайшим содержанием солей. Сухой остаток колеблется в границах 3,3—3,6% массы воды. Общая твердость ее добивается 140 мг-экв/л; при всем этом только около 4 мг-экв/л приходится на долю карбонатной жесткости. Морская вода в большой мере обладает коррозионным действием. Воды подземных источников, в особенности глубоко залегающие артезинские воды, характеризуются большой прозрачностью, отсутствием цветности, значимым содержанием разных минеральных солей (большой жесткостью и время от времени наличием железа, марганца и др.). Санитарное состояние подземных вод, если они защищены водонепроницаемым слоем от проникания стоков с поверхности земли, бывает время от времени так неплохим, что эти воды можно без какой-нибудь чистки подавать в сеть питьевых водопроводов.
Применены материалы из книжки Абрамова Н.Н. «Водоснабжение».