КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ ВОДЫ

Жуков А.Б. (zab_2000@mail.ru)

Оценки качества питьевой и очищенной сточной воды базируются на одних и тех же принципах, среди них главенствует критерий санитарно-гигиенической безопасности.  В ВОЗ токсичность воды определяют [1] относительно содержания следующих загрязнителей (см. табл. 1)

Таблица 1. Загрязнители влияющие на безопасность воды

Контролируемые компоненты
Специфичный фактор содержания Элементный состав

Влияющий на пригодность для питьевых целей

Железо, марганец, кальций, магний, медь, цинк, хлоридов, сульфатов, рН, общее количество растворенных твердых веществ

Влияющий на здоровье

Нитраты, фториды

Оказывающий токсичный эффект

ХПК, БПК, содержание органического азота (по методу Кьельдаля), содержание аммиака

Среди приведенных в таблице компонентов имеются те, которые требуются живому организму в микродозах. Например, в питьевой в воде или воде для полива растений непременно должен содержаться определеный набор элементов, отдельные из которых (марганец, медь и др.) необходимые человеку и растениям в микродозах (микроэлементы), являются токсикантами, если присутствуют в больших количествах. Поэтому понятие «качество очищенной воды» нельзя определить жестко для всех случаев ее применения.  Имеет смысл показатели качества очищенной воды при ее использовании в технических целях привязывать к запросам конкретных потребителей.

Сейчас достаточно четко сформулированы нормируемые показатели качества питьевой воды [2,3]. Они определяются содержанием макро- и микроэлементов, потребность в которых испытывает человек. Концентрации этих веществ строго определены российским и международными стандартами качества питьевой воды. Вода должна содержать не меньше, но и не больше заданных концентраций,  иметь хорошие органолептические характеристики и обязательное отсутствие бактерий.

Стандарты на питьевую воду эпизодически пересматриваются в связи с появлением в источниках питьевых вод новых загрязнителей, которые образуются вследствие техногенных факторов. Значительно хуже обстоит ситуация со стандартами на очищенную воду, пригодную для вторичного использования.

В различных странах и в России, существует два уровня стандартов на очищенную воду: федеральный и региональный.  Региональные стандарты учитывают специфику конкретного региона и дополняют федеральный уровень. Положения федерального стандарта, прежде всего, требуют сохранности:

- местной фауны и флоры;

- экосистем водоемов;

- водных систем формирующих местный ландшафт.

В отношении сточных вод в них формулируются четкие указания:

- никакие вещества нельзя сбрасывать в водоемы или инфильтровать в грунт при наличии угрозы их загрязнения;

- сточные воды следует обрабатывать и только затем по согласованию с местными органами определить возможность отвода их в поверхностные водоемы или инфильтровать в грунт.

В связи резким сокращением пригодной для питья воды появилась потребность ее экономить. Это возможно при условии использования очищенной сточной воды для технических целей, вместо питьевой.  Вместе с тем на разные технические цели следует использовать воду разной степени очистки. Это привлекательно с экономической точки зрения, но существенно усложняет разработку нормативов использования очищенной воды в технических целях. Взаимосвязи между существующими стандартами и основными критериями утилизации или вторичного использования обработанных сточных вод приведены на рис. 1.

Рис. 1. Стандарты и критерии качества очищенных вод.

Следует отметить, что санитарно – гигиенический и экологический критерии напрямую, а экономический аспект косвенно связаны с  рациональным водопотреблением и поэтому в значительной мере определяются качеством очищенных вод и технологией  их утилизации.

В настоящей работе делается акцент на обработку сточных вод с целью их утилизации.

Санитарно-гигиенический критерий. К этому  критерию относится прямое или косвенное воздействие на человека, учитываются такие факторы как инфекции, токсичные вещества, запахи. Наиболее опасно для человека бактериальное заражение, связанное с питьевыми и бытовыми сточными водами.

Санитарно - бактериологическую оценку  качества бытовых сточных вод выполняют с учетом трех основных показателей:  

- микробного числа;

- числа бактерий группы Coli

- наличия яиц гельминтов.

Интенсивность этих показателей в немалой степени определяется месторасположением очистных сооружений. Например, в районах холодного климата часто создается специфичная эпидемиологическая обстановка, связанная с пониженной интенсивностью процессов самоочищения в почвах и водоемах, а так же консервирующим по отношению к бактериальным загрязнителям действием холода. Однажды внесенная в почву инфекция  сохраняется в ней длительное время. Поэтому мероприятия, связанные с управлением качеством водообработки в различных регионах страны могут существенно различаться.

Экологические критерии. Любые загрязнения первоначально воздействуют на локальном уровне, но в сумме оказывают влияния регионального и даже глобального масштаба.

В соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.03-85 степень очистки сточных вод определяется в зависимости от местных условий и с учетом возможного использования очищенных сточных вод, поверхностного стока и обезвоженных осадков сточных вод  для сельскохозяйственных нужд и других целей.

Сегодня очевидно, что радикальное и повсеместное сокращение расхода питьевых вод даст значительный, если не самый большой природоохранный эффект. Проблемы возникают при утилизации недостаточно очищенных стоков.

Возможны два варианта утилизации стоков. В первом варианте частично очищенные стоки  выводят за пределы участка потребителя воды для естественной доочистки, во втором – стоки той или иной степени очистки утилизируют в пределах участка потребителя воды.

При осуществлении первого варианта возникают санитарно - гигиенические и экологические проблемы в местах, куда сточные воды сбрасываются на доочистку.  Окружающей среде может быть нанесен ущерб, если не будет учтена способность к самоочищению участка - приемника стоков.

При реализации второго варианта возникает проблема  "ограниченного пространства" поскольку очистка и утилизация выделенных из стоков полезных компонентов осуществляются в пространстве ограниченном территорией участка - водопотребителя. Избыточная вода инфильтруется в почву и в грунт. Рано или поздно вследствие физико-химических процессов в приемнике стока накапливается избыточное количество веществ загрязнителей. При технологическом сбое или неправильно выбранной технологии могут быть созданы условия не только для ускоренного концентрирования токсичных загрязнений до опасного уровня, но даже для образования новых токсикантов, которые раньше не встречались в природе. Вероятность этого явления особенно велика, при  почвенной инфильтрации воды в застойные или слабо протекающие грунтовые воды.

Особенно серьезными последствиями может сопровождаться инфильтрация воды через близко расположенные септики. 

Социальный. Этот критерий определяется  двумя моментами: восприятием общественностью процесса водообработки и стремлением людей повысить комфортность быта.

Концентрации загрязнений в сточной воде зависят от степени благоустройства объекта - водопотребителя и в итоге определяются нормами водопотребления. Чем вышеводопотребление, тем менее концентрированы сточные воды. Между тем, комфортность жилища нельзя  увеличивать за счет увеличения расхода воды вообще и расхода питьевой воды в особенности.

Инженерно-технический критерий решает вопросы улучшения качества очищенной воды и снижения издержек процесса.

Вода, используемая в технологических процессах, может играть роль сырья, растворителя, поглощающей или транспортирующей среды, теплоносителя и т.д.. Поэтому и требования к ее качеству в зависимости от характера и цели применения весьма различны.

Можно дать условную классификацию:

1) вода, к качеству которой не предъявляются технологические требования;

2) вода, очищенная примерно до качества речных вод, используемых обычно для технического водоснабжения без дополнительной обработки;

3) вода, очищенная примерно до питьевых стандартов;

4) глубоко очищенная вода.

Проблема использования очищенных сточных вод в технических целях не решена из-за отсутствия утвержденных критериев качества пригодной для использования очищенной воды. Интерес представляет работа японских исследователей [4], посвященная разработке этих критериев.

Среди показателей качества очищенной воды технологического назначения авторы, выделяют:

·       Гигиеническую безопасность.

·       Внешний вид воды и ее восприятие человеком.

·       Отсутствие компонентов, вызывающих коррозию оборудования.

Как правило, очищенная вода проигрывает питьевой в цвете, прозрачности и запахе.  В этой воде присутствуют водоросли. Как не странно, авторы указывают, что больше всего нареканий по внешнему виду вызывает вода, идущая на туалетный смыв. Это, по их мнению, объясняется тем, что с такой водой человек встречается значительно чаще.

Авторы рекомендуют хлорировать очищенную воду, чтобы подавить развитие бактерий, но при этом нельзя исключить появление  в воде соединений способствующих коррозии оборудования. В итоге технолог приходит к ситуации, при которой он, меняя один из негативных показателей качества воды, может вызвать появление новых негативных свойств воды.  Поэтому изменение свойств воды должно быть дозированным и соотноситься с другими свойствами воды, а оценка качества воды на основе рассматриваемых параметров - интегральной.

Оценка пригодности очищенной воды для вторичного использования в  технических  целях предполагает анализ набора показателей качества воды, который определяется конкретными потребностями потребителя. Например, состав очищенной воды для применения в сельском хозяйстве допускает высокие содержания макроэлементов (Са, К и др.), что недопустимо при использовании воды в качестве теплоносителя.

Экономический и экологический аспекты настолько переплетены между собой, что оценки стоимости создания и эксплуатации  автономных очистных сооружений становятся не тривиальной задачей.

Ресурсный критерий. Хозяйственно – бытовые и большая часть производственных стоков содержат не мало ценных компонентов, которые будучи сброшенными в реки и моря будут безвозвратно потерянны. К примеру критическая ситуация складывается в связи с выносом со сточными водами фосфора. Оценки [5] показывают, что добываемых на земле запасов фосфора хватит на 100 - 150 лет. Через это время, если не будут приняты меры к возврату в оборот большей части фосфора сельское хозяйство останется без фосфорных удобрений.

В целом проблема выработки адекватной системы показателей качества очищенной воды достаточно сложна и требует детальной проработки для каждого отдельно взятого потребителя.

Литература

1. Руководство по контролю качества питьевой воды» ВОЗ, том 2. Guidelines for Drinking Water Quality. Second edition.- Geneva: WHO Vol.2, 1996.

2. СанПиН 2.1.4.II75-02

3. Декларация МУП г. Новосибирска "Горводоканал" о качестве питьевой воды, подаваемой системой хозяйственно-питьевого водоснабжения за 2010 год

4. A. Tajima at all. Establishment of guidelines for the reuse of treated wastewater

5. Otterpohl R., Albold A., Grottker M. Integration of Sanitation into Natural Cycles: A New Concept for Cities. Environmental Research Forum. Vol. 5-6 (1996) // Recycling the Resource. Ecological Engineering for Wastewater Treatment. Proceedings of the 2d Conf. / Editors. J. Staudenmann, A. Schonborn, C. Etnier. - Transtec Publications. Switzerland, 1996. - P. 227 - 232.


ООО «Сибирские водные технологии »
www.water-tec.ru