СТРОИТЕЛИ - строителна техника, материали, технологии, инструментигодина VII, брой 1, февруари 2010

Питейно-битово водоснабдяване

изисквания към източниците и методи за обработка

Питейно-битово водоснабдяване

Тясната връзка между качеството на питейната вода и човешкото здраве е неоспорима. С цел опазване на общественото здраве у нас нормативно са въведени качествени изисквания към повърхностните води предназначени за питейно-битово водоснабдяване. Това налага системен мониторинг и прилагане на различни пречистващи технологии.

текст Вела Динкова

Основна задача на съвременното питейно водоснабдяване е да се намали и сведе до минимум риска за здравето на населението чрез осигуряване за всеки гражданин на питейна вода постоянно, в достатъчно количество, с гарантирани микробиологични качества и химически съставки, съответстващи на националните нормативи и препоръките на Световната здравна организация и с приемливи за хората органолептични параметри. За решаване на тази задача в България синхронизирано с европейските изисквания е направена категоризация на повърхностните води, предназначени за питейно-битово водоснабдяване със съвместните усилия на Басейновите дирекции, Хигиенно-епидемиологичните инспекции на Министерството на здравеопазването и водоснабдителните организации по райони на басейново управление. Освен качествените изисквания към различните категории източници, е въведена система за наблюдение и управление на качеството, както и съответни схеми за пречистване на водите преди доставянето им до потребителите. Това е едно от основните изисквания на Рамковата директива за водите на Европейския съюз, която цели осигуряване на вода в достатъчно количество и с добро качество за жизнените нужди на населението.

Качествени изисквания към водоизточниците
Повърхностните води се разпределят съгласно определени гранични стойности в три категории: А1, А2 и А3, за които се прилагат съответните стандартни методи за обработка. Категориите А1, А2 и А3 отговарят на различно качество повърхностни води съобразно физически, химически и микробиологични показатели. По радиологични показатели повърхностните води за питейно-битово водоснабдяване трябва да отговарят на изискванията на Наредбата за качеството на водата, предназначена за питейно-битови цели. Водоснабдителните организации са тези, които изграждат съответните съоръжения за прилагане на необходимите подходящи методи за обработка на повърхностните води. С това трябва да се гарантира нужното качество на водите от повърхностните водоизточници, предназначени за питейно-битово водоснабдяване на населението.

Изискванията към качеството на повърхностни води, предназначени за добиване на питейна вода са представени в 46 показателя, чиито стойности варират в трите категории. Така например мангана е с препоръчителни стойности 0.05мг/л за категория А1, 0.1мг/л за категория А2 и 1мг/л за категория А3. Хлоридите са с препоръчителна стойност 200мг/л и за трите категории. Фенолите имат задължителна стойност 0.001мг/л за категория А1, 0.05мг/л за категория А2 и 0.1мг/л за категория А3. В нормативния документ са посочени стойностите за всички задължителни за наблюдение параметри като мирис, цвят, pH, температура, нитрати, мед, цинк, бор, олово, живак, пестициди и т.н. Изискванията са определени за качеството на пресните повърхностни води, които след прилагане на подходяща обработка се използват или са перспективни за получаване на вода за питейно-битово водоснабдяване, тяхното категоризиране и условията за измерване, вземане на проби и изпитване на показателите. Тук се отнасят всички води от повърхностни водоизточници, които се подават за питейно-битови цели чрез водоразпределителна мрежа. Изискванията не се отнасят за подземните и солените води, за водите, които осигуряват минимално допустимия отток в реките, и за водите от мъртвия обем на язовирите.

Повърхностни води, чиито качества по физични, химични и микробиологични показатели са по-неблагоприятни от задължителните стойности на категория А3, не могат да се използват за получаване на питейна вода. При изключителни обстоятелства и липса на възможност за алтернативно водоснабдяване Министерството на здравеопазването съгласувано с Министерството на околната среда и водите и Министерството на регионалното развитие и благоустройството дава разрешение за ползване на повърхностни води при условие, че се прилагат подходящи методи за обработка, в това число и смесване на води, които да осигурят привеждане стойностите на показателите до изискванията на Наредбата за качеството на водата, предназначена за питейно-битови цели.

Определените препоръчителна и/или задължителна стойност на показателите се отнасят за всички пунктове за вземане на проби. В конкретни случаи могат да бъдат определени индивидуални стойности на показатели за отделни пунктове. Когато освен задължителни стойности за някои показатели са определени и препоръчителни стойности, последните трябва да се считат за определящи с оглед запазването на съществуващо по-добро от изискванията на съответната категория качество на повърхностните води. Изискванията към качеството на водите се считат за изпълнени, ако водата във всеки пункт за вземане на проби отговаря на стойностите на показателите, определени нормативно, при указаната честота на вземане на пробите и изпитване, при равномерно разпределение на пробите през годината и ако са изпълнени някои допълнителни условия. Трябва да има деветдесет и пет процента съответствие с определените стойности на резултатите от изпитването на пробите за показателите, за които има задължителни стойности. Изисква се и деветдесет процента съответствие на резултатите от изпитването на пробите във всички останали случаи. Отклонението не трябва да превишава с повече от 50% определената стойност за показателя, с изключение на микробиологичните показатели, pH, температура и разтворен кислород.

Басейновите дирекции извършват мониторинг на физичните и химичните показатели. Хигиенно-епидемиологичните инспекции са натоварени с мониторинг на микробиологичните показатели, а водоснабдителните организации извършват собствен мониторинг в съответствие с изискванията за реда и начина за създаване на мрежите и за дейността на Националната система за мониторинг на водите. Провеждането на мониторинга има за цел да се осигури постоянна и системна информация за състоянието и качеството на повърхностните води, предназначени за питейно-битово водоснабдяване.

Пречистващи технологии за питейни води
Независимо че водохващанията за питейно водоснабдяване се правят от водоизточници, отговарящи на строги изисквания, преди да достигне до потребителите водата подлежи на пречистване, за да достигне високите изисквания и норми за качествените показатели, заложени в европейското и българско законодателство.

Съществуват стандартни методи за обработка на повърхностни води от категории А1, А2 и А3 до изискванията за вода за питейно-битови цели. Водите от категория А1 се подлагат на груба механична обработка и дезинфекция, напр. бърза филтрация и дезинфекция. За води от категория А2 се прилагат механична и химична обработка и дезинфекция, например предхлориране, коагулация, флокулация, утаяване, филтрация и дезинфекция (крайна дезинфекция). А води от категория А3 подлежат на разширена механична и химична обработка,последваща обработка и дезинфекция, например хлориране до “точката на прелома”, коагулация, флокулация, утаяване, филтрация, адсорбция чрез активен въглен и дезинфекция (озониране, крайна дезинфекция).

Можем да дадем пример с пречистването на питейна вода за водоснабдяване на София. Ползват се язовирите Искър и Бели Искър, съхраняващи големи количества сурова вода. Прави се хлориране, за да се окислят органичните вещества и да се унищожат бактериите. Водата се довежда до пречиствателните станции за питейна вода. Там преминава през контактна или обемна коагулация с използване на химикал за уедряване на фините неразтворими вещества. После се пропуска през слоеве кварцов пясък във филтри, които задържат по-големите частици. Следва дезинфекция с хлор на изхода на станцията с цел да се осигури необходимото количество остатъчен хлор за предпазване от вторично бактериално замърсяване. После водата се довежда до резервоари, където се хлорира допълнително и достига до потребителите по водопреносната мрежа.

При проектиране на пречиствателни станции за питейно-битово водоснабдяване трябва да се гарантира постигане на пречиствателен ефект, достатъчен за всички количества и натоварвания. Технологията за пречистване на водата, видът и оразмерителните параметри на пречиствателните съоръжения и оразмерителната доза на реагентите се установяват в зависимост от качествата на водата във водоизточника, производителността на пречиствателната станция, конкретните условия и данните от технологичните изследвания и експлоатацията на съоръжения, работещи в аналогични условия. Реагентите се дозират във вид на разтвори, суспензии или в сухо състояние с точност до ± 5%. Дозаторите са не по-малко от два, единият от които е резервен. Смесителните устройства трябва да осигуряват бързо и равномерно смесване на реагентите с водата. Конструкцията на смесителите не трябва да позволява утаяване на суспензии и реагенти. Мътността на утаената вода не може да превишава стойности, по-големи от 8 - 12мг/л.

Видът на филтрите се определя след извършване на опитни технологични изследвания и технико-икономически анализ, като се отчитат качествата на водата, производителността на пречиствателната станция, местните климатични и географски условия. Филтрите се зареждат с чист кварцов пясък или с други зърнести материали в съответствие с изискванията на български стандарти или български технически одобрения. Бързите безнапорни, бързите напорни и бавните филтри се проектират със съоръжения за хидравлично изваждане на отработения пясък и за внасяне на нов пясък. За бавните филтри се проектира площадка за промиване на пясъка по хидравличен начин.

В случай че за отстраняването на органични вещества, мирис или вкус се налага използването на окислители, се прибягва до сорбционна обработка на водата чрез филтрация през бърз филтър с гранулиран активен въглен. За окислители се използват хлор, озон, калиев перманганат, хлорен диоксид или водороден прекис. При краткотрайно влошаване на качествата на водата може да се използва прахообразен активен въглен, който се въвежда във водата преди коагулационната обработка или пред филтрите. При съдържание на лесноокисляващи се органични вещества може в неголеми концентрации да се употребяват окислители без сорбционна обработка на водата, ако в резултат на окислението не се образуват вредни за здравето вторични продукти. Пречистената вода се дезинфекцира независимо от използването на окислители. Филтрите с гранулиран въглен се прилагат като крайно пречиствателно съоръжение. Не се допуска водата, подавана във филтрите с активен въглен, да съдържа суспендирани вещества в количества над 1.5мг/л.

Системите с активен въглен имат приложение във всички пречистващи системи за води поради изключително добрата абсорбционна способност на реагента спрямо летливи вещества, хлор и йони на тежки метали. Освен това премахват неприятния вкус и мирис на водата. Филтриращите системи имат много разновидности и освен пясък и активен въглен могат да съдържат етап със йонообменни смоли за омекотяване, деминерализация, декарбонизация и денитритизация. Може да се включи и неутрализация за премахване на дисбаланса на калция и карбонатите.

При централно водоснабдяване водата за питейно-битови нужди се дезинфекцира задължително с хлор-газ, натриев хипохлорид, озон, хлорен диоксид или водороден прекис. За малки водоснабдявани обекти, както и за отделно стоящи сгради водата може да се дезинфекцира с хлорна вар, ултравиолетови лампи, медни и сребърни йони или микропорести филтри. Дезинфекцията се извършва за унищожаване или спиране на растежа на бактерии, водорасли, вируси, ферменти, плесен. Хлорирането и озонирането имат дълготраен ефект и водата дезинфекцирана с тях може за известен период от време да неутрализира постъпващи в нея замърсители. Ултравиолетовата дезинфекция на водата няма този продължителен ефект, но пък има предимството, че при нея не се внасят допълнителни реагенти в третираната вода. Методът за дезинфекция се определя съобразно качествените показатели на водата, възможностите за механизация и автоматизация на процесите. Работната доза хлор за дезинфекция на водата се определя чрез технологични изследвания. Когато такива изследвания не са извършени, тя е от 2 до 3мг/л - за филтрирани повърхностни води и от 0.7 до 1мг/л - за подземни води. Работата на всички инсталации за дезинфекция на водата се автоматизира напълно, като се синхронизира с работата на водопровода, помпените станции и пречиствателната станция.

Тъй като тенденциите са към влошаване на качеството на водоизточниците за питейно-битово водоснабдяване и към по-строги изисквания за качеството на питейната вода, нуждата от по-съвършени технологии за водоподготовка е все по-голяма. Един пример за най-добри налични технологии в областта на пречистване на питейни води (и не само), са мембранните технологии. При тях се залага на пречистване на водата не по химичен или биологичен път, а чрез физическо отстраняване на замърсителите. Основно предимство тук е, че химически реагенти се използват само за премахване на лошия вкус и мирис. Чрез този тип технологии се извършва свръхфино филтриране – ултрафилтриране и нанофилтриране, както и обратна осмоза. Именно последната е един от най-ефективните методи за пречистване на води, включително и морски, до получаване на питейни. Основава се на преминаване на водните молекули през полупропусклива мембрана от замърсена към чиста вода, поради разликата в концентрациите.