Централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение — это совокупность мероприятий и сооружений по обеспечению населенных пунктов доброкачественной питьевой водой в достаточном количестве, которые предусматривают механизированный забор воды из источников, ее очистку, обеззараживание и при необходимости специальную обработку и доставку потребителям сетью водопроводных труб. Этот вид водоснабжения, по сравнению с местным (децентрализованным), является более удобным и существенно повышает санитарный уровень и улучшает эпидемическое благополучие населенных пунктов. Его преимуществами являются:
1) возможность выбрать наилучший источник воды;
2) обеспечить санитарную охрану источника;
3) предусмотреть при необходимости возможность улучшения качества воды;
4) обеспечить население необходимым количеством качественной питьевой воды;
5) обеспечить надлежащий технологический и гигиенический контроль за режимом подготовки и качеством питьевой воды.
Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для централизованного водоснабжения, с помощью которых осуществляют водозабор из источника, обработку воды с целью доведения ее качества до требований действующего стандарта, подачу в населенный пункт и распределение между потребителями, называют хозяйственно-питьевым водопроводом.
Первым водопроводом, архитектурные сооружения которого сохранились и доныне, является акведук, построенный в Древнем Риме. В XI-XII ст. существовал водопровод в Новгороде. В 1631 г. построили напорный водопровод из реки Москвы для обеспечения водой Кремля. Первый городской водопровод соорудили в 1787 г в Царском селе (ныне г. Пушкино, Россия). Первый водопровод в Киеве, который подавал воду в духовную академию, появился в 1668 г. Сегодня в Украине функционируют 1139 городских и 8179 сельских хозяйственно-питьевых водопроводов. Системами централизованного водоснабжения охвачено 100% населения в городах, 80% — в поселках городского типа и до 20% — в селах.
Основные составляющие водопровода: 1) источник водоснабжения (подземный или поверхностный); 2) водозаборные сооружения; 3) водоподъемные сооружения (насосные станции); 4) очистные сооружения; 5) сооружения для накопления запасов воды; 6) сооружения для доставки и распределения воды (водоводы, водопроводная сеть, водоразборные сооружения на сети).
Среди методов улучшения качества воды на очистных сооружениях водопроводов различают основные и специальные. Основные методы — осветление, обесцвечивание и обеззараживание. Они обязательны на всех водопроводах, которые используют воду из поверхностных водоемов. Обычная схема очистки воды в них предусматривает удаление взвешенных веществ и коллоидных примесей для улучшения таких органолептических свойств, как прозрачность и цветность, и обеззараживание для гарантирования безопасности воды в эпидемическом отношении. Если летом цветение поверхностных водоемов длится дольше месяца, то для очистки воды от фито- и зоопланктона перед проведением основных методов водоподготовки производят микрофильтрацию.
Осветление и обесцвечивание воды достигается несколькими способами:
1) природным отстаиванием и фильтрацией на медленных фильтрах;
2) коагуляцией, отстаиванием и фильтрацией на скорых фильтрах;
3) коагуляцией и фильтрацией на контактных осветлителях.
Для осветления и обесцвечивания воды в комплексе очистных сооружений водопровода должны входить: 1) смесители, в которых вода перемешивается с раствором коагулянта; 2) камеры реакции, в которых происходит реакция коагуляции в свободном объеме; 3) отстойники (горизонтальные, вертикальные), в которых большие по размеру и массе взвешенные вещества под действием силы тяжести оседают на дно; 4) отстойники-осветлители, в которых происходит коагуляция и отстаивание; 5) медленные или скорые фильтры, на которых задерживаются мелкие частички; 6) контактные осветлители, или контактные фильтры, в которых происходит контактная коагуляция и задержка частиц. Осветленную и обесцвеченную воду обеззараживают, после чего она поступает в резервуары для чистой воды. Там создается запас доброкачественной питьевой воды для непрерывной подачи населению.
Иногда в зависимости от качества воды для удаления избыточного количества или, наоборот, дополнительного введения определенных химических веществ, применяют специальные методы обработки — опреснение, умягчение, обезжелезивание, фторирование, дефторирование, дегазацию и пр. При необходимости эти методы могут быть использованы и на водопроводах из подземных источников водоснабжения, если вода в них не является доброкачественной вследствие природных особенностей химического состава: содержит избыток железа, марганца, фтора, сероводорода и др.
Схема водопровода является индивидуальной и зависит прежде всего от качества воды в источнике. Предлагают несколько вариантов таких схем.
Схемы водопроводов из подземных источников водоснабжения. В случае использования артезианских (межпластовых напорных), а также других подземных источников, вода которых является доброкачественной, соответствует стандартам на питьевую воду и не требует обработки (подземные источники I класса по ГОСТу 2761-84), схемой водопровода предусмотрено: подземный источник водоснабжения (межпластовые напорные или ненапорные воды); артезианская скважина (водозаборное сооружение); насос I подъема (водоподъемное сооружение); резервуар чистой воды; насосная станция II подъема (для подачи и создания давления в водопроводной сети); водопроводная сеть.
Если вода подземного источника эпидемически безопасна, но имеет повышенное содержание железа или сероводорода, или фтора (подземные источники II или III класса по ГОСТу 2761-84), она требует специальных методов обработки: обезжелезивания, дегазация, дефторирования. При этом, несмотря на эпидемическую безопасность воды в источнике, после использования какого-либо специального метода ее следует обеззараживать. В этих условиях схема водопровода включает: подземный источник водоснабжения; артезианскую скважину; насос I подъема; специальные методы обработки; сооружения для обеззараживания; резервуар чистой воды; насосную станцию II подъема; водопроводную сеть.
Вода подземных источников III класса по ГОСТу 2761-84 иногда, в частности в случае гидравлической связи с поверхностными водоемами, может иметь несколько повышенную мутность и цветность, а поэтому требует осветления и обесцвечивания. Кроме того, она может быть эпидемически опасной. Поэтому необходимо предусмотреть ее обаззараживание. Если при этом она требует специальной обработки (например, дефторирования), то схема водопровода должна состоять из следующих элементов: подземного источника водоснабжения; артезианской скважины; насоса I подъема; сооружения для осветления и обесцвечивания; для специальной обработки, для обеззараживания; резервуара чистой воды; насосной станции II подъема; водопроводной сети.
Схема локального водопровода для водоснабжения нескольких отдельно расположенных объектов или одного здания включает: источник водоснабжения (межпластовые или грунтовые воды, желательно I класса по ГОСТу 2761-84); водозаборное сооружение (артезианскую скважину или трубчатый, шахтный колодец); водоподъемное сооружение (насос); водонапорную башню или водонапорный бак, размещенный на последнем техническом этаже здания; распределительную водопроводную сеть труб, если воду подводят к домам или бюветам.
Схемы водопроводов из поверхностных источников водоснабжения. В случае поверхностных источников I класса по ГОСТу 2761-84 с маломутной (мутность до 20 мг/дм3) и малоцветной (цветность до 35°) водой при незначительном суточном водопотреблении (до 1000 м3 /сут) осветления и обесцвечивания можно достичь природным отстаиванием в ковше (водозаборном сооружении) с дальнейшей фильтрацией на медленных фильтрах. Схема водопровода должна включать: поверхностный источник водоснабжения; ковш (водозаборное сооружение); береговой водоприемный колодец; насосную станцию I подъема; камеру гашения напора; медленный фильтр; сооружения для обеззараживания; резервуар чистой воды; насосную станцию II подъема; водопроводную сеть.
Если цветность воды не превышает 200°, мутность — 1500 мг/дм 3 , то ее осветления и обесцвечивания можно достичь коагуляцией, отстаиванием и фильтрацией на скорых фильтрах. Такой способ очистки используют в случае поверхностных источников II, а иногда и III класса по ГОСТу 2761-84. Продуктивность водопровода при этом не ограничена. Схема такого водопровода должна предусматривать: поверхностный источник; ковш (водозаборное сооружение); береговой водоприемный колодец; насосную станцию I подъема; камеру гашения напора, которая одновременно выполняет функции смесителя воды с раствором коагулянта; камеру реакции; отстойник; скорый фильтр; сооружения для обеззараживания; резервуар чистой воды; насосную станцию II подъема; водопроводную сеть.
Чтобы обеспечить население качественной питьевой водой, построен целый комплекс сооружений по ее механическому забору, обработке и транспортировке потребителям. Обеспечить безопасность людей позволяют гигиенические требования к централизованному водоснабжению. По распределительной сети происходит подача воды для хозяйственного, пищевого и санитарного использования.
Преимущества централизованного водоснабжения
Центральный водопровод есть в каждом городе и поселке, это оптимальный способ водоснабжения, обеспечивающий безопасность населенных пунктов от заражения патогенными микроорганизмами, токсичными и радиоактивными соединениями. По сравнению с децентрализованным вариантом он имеет несколько существенных преимуществ:
- Возможность выбирать источник забора воды, ориентируясь на его показатели.
- Наличие оборудования, позволяющего улучшить качество жидкости.
- Устанавливаются зоны санитарной охраны, ограждающие от загрязнения источника (реки, озера).
- Население обеспечивается питьевой водой в необходимом объеме.
- Эксплуатация системы происходит под технологическим и гигиеническим контролем качества воды.
Централизованная подача воды гражданам началась еще в Древнем Риме, на сегодняшний день его составными частями являются:
- Источник водоснабжения.
- Водозаборное сооружение.
- Насосная станция.
- Очистные сооружения.
- Водонапорная башня (накопитель).
- Разводящая водопроводная сеть.
Как улучшить качество воды
Обеспечить соблюдение гигиенических требований к качеству воды централизованного водоснабжения позволяют основные и специальные методы очистки.
Основные методы
Обязательные способы повышения качества воды:
- осветление;
- обесцвечивание;
- обеззараживание.
Схема очистки включает мероприятия, приводящие к исключению взвешенных частиц и примесей. Добиться нормальной прозрачности жидкости можно несколькими методами:
- отстаивание и фильтрация;
- коагуляция, отстаивание и фильтрация;
- коагуляция в комплексе с контактными осветлителями.
Оборудование для обеззараживания воды
Специальные методы
Если химические показатели воды не соответствуют санитарным нормам, проводятся действия по удалению или введение необходимых компонентов:
- обезжелезивание;
- опреснение;
- дегазация;
- фторирование и другие.
Внимание. В летний период, когда происходит активное цветение водоемов, дополнительно выполняется микрофильтрация жидкости.
Схемы водопровода имеет различную конструкцию в зависимости от качества воды и типа источника.
Санитарные нормы и показатели для питьевой воды
Основные показатели и нормативы устанавливает СанПиН централизованного питьевого водоснабжения. Требования этих правил учитываются при разработке проектной и технической документации инженерной системы.
Внимание. Если допускаются отклонения от гигиенических требований, то население об этом обязательно оповещается. Следует позаботиться об исключении угрозы здоровью людей в ограниченный период отклонений от нормативов.
Допустимые концентрации вредных веществ
Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 к питьевой воде предъявляются требования по следующим параметрам:
- эпидемическим – определяется количеством бактерий, паразитов и других микроорганизмов;
- химическим – обнаружение вредных химических веществ;
- радиационным – концентрация радионуклидов;
- органолептическим – прозрачность, цвет;
- общие показатели – минерализация, жесткость, окисляемость.
Качество жидкости, поступающей в распределительную сеть и точки водоразбора, должно соответствовать гигиеническим нормам. При выборе источника водозабора лучше выбирать артезианские скважины, надежно защищенные от различных видов загрязнения.
Внимание. Исследование воды на патогенные микроорганизмы проводится только в лицензированных лабораториях.
Безопасность и показатели микробиологического загрязнения должны быть в пределах, приведенных в таблице
В процессе обеззараживания воды должны предприниматься меры, сводящие к минимуму остаточное загрязнение побочными продуктами процессов. Гигиеническая безопасность водоснабжения по радиационным показателям определяется суммарными данными β и α –активности. Безопасность потребляемой людьми жидкости по химическому составу складывается из нескольких нормативов:
- вредные химические соединения, присутствующие в природных водоемах;
- вещества, попавшие в источник в процессе хозяйственной деятельности;
- составы, образовавшиеся после обработки воды.
Благоприятные органолептические характеристики не допускает визуального обнаружения посторонних частиц, водных организмов, пленки на поверхности жидкости. Безопасными являются следующие нормы:
Показатели воды, пригодной для питья
Как осуществляется контроль качества водоснабжения
Согласно СанПиН качество воды централизованного водоснабжения определяется исследованием взятых проб. Для корректного результата трижды анализируется по 100 мл воды. Количество проб за 1 год составляет должно быть не меньше 100, при этом превышение нормативов допускается в 5% случаев. Обеззараживание жидкости свободным хлором проводится 30 минут, связанным – 60 минут. Перед подачей воды в центральный водопровод выполняется анализ на содержание остаточного хлора.
Если источником водоснабжения является артезианская скважина, а обеззараживание не происходит, то контрольные пробы берутся каждый месяц. При возникновении необходимости составить достоверную картину динамики изменения химического состава воды количество взятых проб увеличивается. Опасные вещества, которые встречаются в исследуемой жидкости, делят на несколько групп по степени опасности для человека. В СанПиНе указаны 4 класса веществ от чрезвычайно до умеренно опасных.
Чистая вода — залог здоровья
Постоянный контроль над характеристиками питьевой воды и их соответствием санитарным нормам обеспечит качественное водоснабжение. Эффективная работа очистных сооружений, систем обеззараживание и фильтрации позволит без опасения пить воду из крана.
Качество питьевой воды служит основой эпидемической безопасности и здоровья населения.
В соответствии с гигиеническими требованиями питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети.
Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям.
Показатели Единицы измерения Нормативы
колиформные бактерии Число бактерий в 100 мл1 Отсутствие
бактерии2 Число бактерий в 100 мл1 Отсутствие
число2 Число образующих колонии бактерий в 1 мл Не более 50
Колифаги3 Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл Отсутствие
клостридий4 Число спор в 20 мл Отсутствие
Цисты лямблий3 Число цист в 50 л Отсутствие
1 При определении проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранной пробы воды.
2 Превышение норматива не допускается в 95% проб, отбираемых в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 мес, при количестве исследуемых проб не менее 100 за год.
3 Определение проводится только в системах водоснабжения из поверхностных источников перед подачей воды в распределительную сеть.
4 Определение проводится при оценке эффективности технологии обработки воды.
При обнаружении в пробе питьевой воды колиформных бактерий или колифагов их определяют в повторно взятых пробах воды. Одновременно определяют содержание хлоридов, аммонийного азота, нитритов и нитратов.
При обнаружении в повторно взятых пробах воды более 2 общих колиформных бактерий в 100 мл, термотолерантных колиформных бактерий и колифагов пробы воды исследуют на патогенные бактерии кишечной группы и энтеровирусы.
Безопасность питьевой воды по химическому составу определяется по обобщенным показателям, содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение. К этой группе относятся 22 неорганических и 3 органических вещества. Из них по органолептическому признаку вредности нормируется 6, а по санитарно-токсикологическому — 19 соединений.
Оценка ведется также по содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения, по содержанию вредных неорганических и органических химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека. К ним относится более 1200 химических соединений.
При обнаружении в питьевой воде нескольких токсичных веществ, относящихся к 1-му и 2-му классам опасности и нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредности, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к ПДК не должна быть больше 1. Расчет ведется по формуле:
где С1, С2. Сп — концентрации индивидуальных химических веществ 1-го и 2-го классов опасности фактическая (факт) и допустимая (доп).
Питьевая вода должна обладать благоприятными органолептическими свойствами, которые определяются нормативами по запаху, привкусу, цветности и мутности.
Таблица 6.7. Требования к органолептическим свойствам питьевой воды
Показатель Единицы измерения Нормативы, не более
Привкус Баллы 2
Цветность Градусы 20 (35)
Мутность ЕМФ(единицы мутности по формазину)или мг/л(по каолину) 2,6 (3,5) 1,5 (2)
Примечание.Величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного государственного санитарного врача по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения на основании оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки.
Впервые в санитарных правилах по питьевой воде определена радиационная безопасность, которая обусловливается ее соответствием нормативам по показателям общей альфа- и бета-активности. Общая альфа-радиоактивность не должна превышать 0,1 Бк/л, а общая бетарадиоактивность — 1,0 Бк/л воды. Идентификация присутствующих в воде радионуклидов и измерение их индивидуальных концентраций проводится при превышении нормативов общей активности.
Обобщенные показатели и содержание вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение:
1) Лимитирующий признак вредности вещества, по которому установлен норматив: "с.-т." — санитарно-токсикологический, "орг." — органолептический.
2) Величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного государственного санитарного врача по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения на основании оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки.
3) Нормативы приняты в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
Содержание вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения:
1) При обеззараживании воды свободным хлором время его контакта с водой должно составлять не менее 30 минут, связанным хлором — не менее 60 минут.
Контроль за содержанием остаточного хлора производится перед подачей воды в распределительную сеть.
При одновременном присутствии в воде свободного и связанного хлора их общая концентрация не должна превышать 1,2 мг/л.
В отдельных случаях по согласованию с центром госсанэпиднадзора может быть допущена повышенная концентрация хлора в питьевой воде.
2) Норматив принят в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
3) Контроль за содержанием остаточного озона производится после камеры смешения при обеспечении времени контакта не менее 12 минут.
Санитарные правила регламентируют также методы контроля за качеством воды. Предусмотрены отбор и анализ проб воды из водоемов в местах водозабора, исследование проб воды после очистки перед поступлением в распределительную сеть, а также в местах водопотребления. Число проб увеличивается при использовании поверхностных источников водоснабжения. Число исследований определяется также численностью населения, использующего воду данного источника. В некоторых случаях число проб из водоисточника для органолептических, химических, микробиологических и паразитологических исследований может достигать нескольких тысяч в год.
Содержание химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования нормируется, исходя из следующих принципов:
1. химические вещества не должны придавать воде посторонних запахов и привкусов, изменять окраску воды, вызывать появление пены, т.е. ухудшать ее органолептичские свойства и потребительские качества.
2. оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека.
3. оказывать неблагоприятное воздействие на процессы самоочищения водоемов.
Нормирование содержания химических и радиоактивных веществ в окружающей среде, в том числе и в воде, базируется на понятии «принципа пороговости», а именно, наличия определенных доз (концентраций), в пределах которых присутствие этих веществ может рассматриваться как безопасное, при этом в обязательном порядке должны учитываться отдаленные последствия.
Гигиеническая ПДК химического вещества в воде – максимальная концентрация, которая не оказывает прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья настоящего и последующего поколений при воздействии на человека в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования населения.
Установление ПДК осуществляется на основании трех критериев вредности:
1) органолептического – способность ухудшать органолептические свойства воды.
2) санитарно-токсикологического – оказывать вредное воздействие на организм человека, в том числе, вызывать отдаленные последствия.
3) общесанитарного – оказывать неблагоприятное воздействие на санитарный режим водоемов.
Исследование каждого химического вещества обязательно включает установление ПДК по всем трем признакам в отдельности с последующим выделением наименьшей величины. Она принимается как ПДК содержания химического вещества, признак, по которому устанавливается ПДК, называется лимитирующим.
В зависимости от степени опасности для человека химических веществ, загрязняющих воду: токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты, лимитирующего показателя вредности, все нормированные в воде химические вещества подразделяют на 4 класса:
