2.2. Вимоги до якості води різного призначення.

 Вимоги до хімічного складу води, що використовується для технологічних і теплообмінних процесів, і та до якості очищеної води

Вимоги до хімічного складу технічної води визначаються умовами її використання в конкретних технологічних процесах. Найбільший об'єм води витрачається в теплообмінній апаратурі на відведення зайвої теплоти. Тільки на компенсацію втрат води в оборотних системах водопостачання окремі підприємства витрачають десятки і навіть сотні тисяч кубічних метрів води за добу, В умовах роботи оборотних систем багаторазове підігрівання води до 40—45 °С і охолодження її в градирнях чи бризкальних басейнах призводять до втрат оксиду карбону (IV) та відкладання на поверхнях теплообмінників і труб карбонату кальцію за реакцією

 

За сталої високої твердості оборотної води, зумовленої вмістом сульфату кальцію, випаровування води в циклі може призвести до перебільшення добутку розчинності карбонату кальцію (розчинність останнього із зростанням температури зменшується) та утворення міцних карбонатних відкладів, видалення яких з труб теплообмінників надзвичайно ускладнене. Швидкість відкладання карбонату кальцію та інших солей не повинна перевищувати 0,25 г/(м3 • год.). Така вода вважається термостабільною (товщина відкладів, що утворюються за годину, — 0,08 мм). Швидкість біологічних обростань, що допускаються в теплообмінних апаратах та охолодниках, в оборотній воді повинна становити не більш як 0,07 г/(м3 • год.) (шар 0,05 мм за місяць) за сухою масою. Вода не повинна спричинювати корозію металу більшу ніж 0,09 г/(м2 • год.) (шар до 0,1 мм за рік).

У підживлювальній та оборотній воді обмежується також вміст завислих речовин. Грубозернисті неорганічні завислі речовини (пісок) осідають у пазухах холодильників, засмічують трубки конденсаторів, відкладаються на окремих ділянках трубопроводів, а малі часточки завислих речовин (мули, глинисті часточки), які самостійно не осідають у теплообмінній апаратурі, потрапляють до складу відкладів карбонату і сульфату кальцію, що утворюються, і збільшують їхню міцність.

Вміст розчинених солей (лужних металів, магнію) в оборотній воді зростає пропорційно коефіцієнту її випаровування. При цьому зростає і корозійна активність води. Корозія матеріалів теплообмінних систем у м'якій воді, яка містить розчинений кисень, істотно вища, ніж у твердій воді такої самої мінералізації, що пов'язано з меншою буферною ємністю м'яких вод. За відсутності інгібіторів граничний вміст солей в оборотній воді не повинен перевищувати 2 кг/м3, хоча в окремих випадках мінералізація оборотної води досягає 3 кг/м3. Нарешті, для запобігання інтенсивному біологічному обростанню споруд і теплообмінних апаратів оборотних систем водопостачання в оборотній, а отже, і в підживлювальній воді треба обмежити вміст органічних речовин і сполук біогенних елементів (Нітрогену, Фосфору), які є живильним середовищем для мікроорганізмів, що вносяться в систему із свіжою водою.

Таблиця 2.1. Вимоги до якості води в охолодних системах оборотного водопостачання

Показник якості Рекомендовані величини Розроблені НДІ ВОДГЕО В азотному виробництві У хлорному виробництві У країнах Східної Європи У США Температура, °С 25-40 28-30 25-30 25-28 — Твердість загальна, моль/м3 <7 1,5-2,5 5,5 <7 — Твердість карбонатна, моль/м3 <2,5 1,5-2,5 <3 1,5-2,5 2,5-5,0 Лужність, екв/м3 3-4 — 2-4 2-4 2,5

Окиснюваність перманганатна, Г О2/м3 <20 <15 8-Ю <20 — ХСК, г О2/м3 <200 — 70 — 75 Завислі речовини, г/м3 <50 20-30 10-20 10-20 5 Масла і речовини, що утворюють Смолу, г/м3 <20 0,3 0 <20 — Поверхнево-активні речовини (ПАР), г/м3 Не нормуються 0 0 — — Аніони, г/м3: Хлориди (СІ~) 150-300 До 350 150-300 До 350 500 Сульфати (30і~) 350-500 >500 350-500 >500 200 Йони важких металів — — 0 — — Розчинений кисень, Г О2/м3 — — 6-8 6-8 — Залишковий активний хлор, г/м3 До 1,0 — До 1,0 — — Рн 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 6.5-8,5

Середні втрати води, зумовлені випаровуванням, становлять близько 2,5 %, краплинним винесенням на градирнях—0,3—0,5 %, величина "продування" коливається від 6 до 10 % і в середньому може бути прийнятою 8 %. Сума всіх інших втрат приймається такою, що дорівнює приблизно 1 % об'єму оборотної води. На підставі співвідношень, наведених вище, можна сформулювати вимоги до якості підживлювальної води оборотних систем.

 Таблиця 2.2. Вимоги до якості води для підживлення теплообмінних апаратів оборотного водопостачання в хімічній промисловості

Показник якості	. Для оборотної води	Величини, необхідні для підживлювальної вади
		Зі скиданням в % води (з продуванням)	Без скидання оборотної води (замкнений цикл)
Твердість карбонатна, моль/м3	2,5	2,0	0,9
Твердість постійна, моль/м3	5,0	4,0	1,9
Загальний солевміст, г/м3	1200	900	445
Хлориди, г/м3	300	237	112
Сульфати, г/м3	350-500	277-395	119-187
Сума фосфору та азоту, г/м3	3	2,4	1,1
Завислі речовини, г/м3	30	23,6	11,2
Окиснюваність перманганатма, Г Оа/м3	8-15	11,8-12,8	3-5,7
ХСК, г Оа/м3	70	55	26
Масла та речовини, що утворюють Смолу, г/м3	0,3	0,25	0,10

Переведення оборотних систем водопостачання на режим, який не потребує стабілізаційного скидання оборотної води для "продування", дає змогу зменшити об'єм води для підживлення систем не менш ніжу 3 рази і відповідно зменшити об'єм капітальних, а також експлуатаційних затрат на відопідготовку. Однак у безстічних "замкнених" оборотних системах водопостачання до води для підживлення, як видно з табл. 2.2, висуваються більш жорсткі вимоги.

 Вимоги до якості води, яку скидають у природні водойми.

Вимоги до скидання виробничих стічних вод у водойми зумовлені Законом України "Про охорону навколишнього природного середовища" і регламентуються "Правилами охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами" та "Правилами санітарної охорони прибережних районів морів". Згідно з цими правилами, встановлені нормативи якості води для водойм за двома категоріями водокористування. До першої відносять ділянки водойм, що використовуються як джерело централізованого чи децентралізованого госпо­дарсько - питного водопостачання, а також для водопостачання підприємств харчової промисловості. До другої категорії належать ділянки водойм, що використовуються для купання, занять спортом і відпочинку населення, а також ті, що знаходяться в межах населених пунктів. Крім того, встановлені більш жорсткі нормативи якості стічних вод, що скидаються у водойми, які використовують з рибогосподарською метою.

Розчинений кисень. У воді водойми після змішування з нею стічних вод кількість розчиненого кисню не повинна становити менш як 4 мг/л у будь-який період року в пробі, відібраній до 12 години дня.

Біохімічне споживання кисню (БСК). Повна потреба води в кисні при біохімічному окисленні домішок за 20°С не повинна перевищувати 3 мг/л для водойм першої і другої категорій, а також для морів.

Завислі речовини. Вміст завислих речовин у воді водойми після скидання стічних вод не повинен зростати більш ніж на 0,25 і 0,75 мг/л для водойм відповідно першої і другої категорій. Для водойм, які в межень містять понад ЗО мг/л природних мінеральних речовин, допускається збільшення концентрації завислих речовин у воді не більш ніж на 5 %. Стічні води, які містять завислі речовини зі швидкістю осідання понад 0,4 мм/с для проточних водойм і понад 0,2 мм/с для водосховищ, скидати забороняється.

Запахи, присмаки. Вода не повинна мати запахів і присмаків інтенсивністю понад 3 бали для морів і 2 бали для водойм першої категорії, якщо ці показники розпізнаються безпосередньо або після хлорування води. Для водойм другої категорії ці показники не повинні розпізнаватися безпосередньо. Вода не повинна надавати сторонніх запахів і присмаків рибі.

Кольоровість не повинна виявлятися в стовпчику води, яку скидають, заввишки 20 см для водойм першої категорії і 10 см — для водойм другої категорії та морів.

Водневий показник (значення рн) після змішування води водойми зі стічними водами повинен бути в межах 6,5 Ð рн Ð 8,5.

Спливаючі речовини. Стічні води не повинні містити мінеральних масел та інших спливаючих речовин у таких кількостях, які здатні утворювати на поверхні водойми плівку, плями і нагромадження.

Мінеральний склад. Вміст неорганічних речовин для водойм першої категорії не повинен перевищувати за сухим залишком 1000 мг/л, у тім числі хлоридів — 350 мг/л і сульфатів — 500 мг/л; для водойм другої категорії мінеральний склад нормується за показником "Присмаки".

Збудники захворювань не повинні міститись у воді. Стічні води зі збудниками захворювань треба знезаражувати після попереднього очищення, Методи знезараження біологічно очищених стічних вод повинні забезпечувати колі-індекс не більше 1000 при вмісті залишкового хлору не менш як 1,5 мг/л.

Температура води у водоймі внаслідок скидання в неї стічних вод не повинна підвищуватися влітку більше ніж на 3°С порівняно із середньомісячною температурою найтеплішого місяця року за останні 10 років.

Отруйні речовини не повинні міститися в стічних водах у концентраціях, які можуть чинити прямий чи опосередкований шкідливий вплив на здоров'я населення.

Нормативи якості води водойм рибогосподарського призначення встановлено також для двох видів водокористування: до першого належать водойми, що використовуються для відтворення і збереження цінних сортів риб, до другого — водойми, що використовуються для всіх інших рибогосподарських потреб.

Нормативи складу і властивостей води водойм, що використовуються для рибогосподарських потреб, можуть поширюватися на ділянку скидання стічних вод у разі швидкого змішування їх з водою водойми або на ділянку, розташовану нижче від місця скидання стічних вод (у цьому випадку береться до уваги можливість їх змішування і розбавляння на ділянці від місця скидання до найближчої межі рибогосподарської ділянки водойми). На ділянках масового нересту і нагулу риби скидання стічних вод не дозволяється.

У разі скидання стічних вод у рибогосподарські водойми до них ставлять жорсткіші вимоги, ніж до стоків у водойми, що використовуються для госпо­дарсько-питних і культурно-побутових потреб населення, а саме:

Розчинений кисень. Взимку кількість розчиненого кисню (після змішування стічних вод з водою водойми) не повинна становити менш ніж 6 і 4 мг/л для водойми відповідно першого і другого видів; влітку—менш як 6 мг/л у проб відібраній до 2- ї години дня.

 Повне БСК за температури 20°С не повинно перевищувати 3 мг/л у водоймах обох видів. Якщо взимку вміст розчиненого кисню у воді водойм першого і другого видів водокористування зменшується відповідно до 6 і 4 мг/л, то можна допустити скидання в них тільки таких стічних вод, що не змінюють БСК води.

Отруйні речовини не повинні міститись у концентраціях, що можуть чинити пряму або опосередковану шкідливу дію на риб чи водяні організми, які споживають риби.

Температура води внаслідок скидання стічних вод не повинна підвищуватися влітку більш ніж на 3°С, взимку — більш ніж на 5°С (слід взяти до уваги, що з підвищенням температури сприйнятливість організмів до токсичних речовин збільшується).