Гигиенические требования к централизованному хозяйственно-питьевому водоснабжению населенных мест

Централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение — это совокупность мероприятий и сооружений по обеспечению населенных пунктов доброкачественной питьевой водой в достаточном количестве, которые предусматривают4 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 (принципиальные схемы водопроводов приведены на рис. 4 и 5).

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/дм3, 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.

При цветности воды до 120°, мутности до 1500 мг/дм3 осветления и обесцвечивания воды можно достичь коагуляцией и фильтрацией в контактных осветлителях или контактных фильтрах. Такой способ очистки воды используют в поверхностных источниках II класса по ГОСТу 2761-84 при любой продуктивности водопровода. Схема такого водопровода должна иметь: поверхностный источник; ковш (водозаборное сооружение); береговой водоприемный колодец; насосную станцию I подъема; камеру гашения напора, которая одновременно выполняет функции смесителя воды с раствором коагулянта; контактный осветлитель (контактный фильтр); сооружения для обеззараживания; резервуар чистой воды; насосную станцию II подъема; водопроводную сеть.

Если количество фито - и зоопланктона превышает 1000 кл/см3, то две последние схемы необходимо дополнить микрофильтрацией. В этом случае варианты предпологают проведение схем: 1) микрофильтрация для предварительного удаления из воды фито - и зоопланктона, коагуляция, отстаивание, фильтрация на скорых фильтрах и обеззараживание или 2) микрофильтрация, коагуляция и фильтрация на контактных осветлителях (контактных фильтрах) и обеззараживание.

В случае использования поверхностных источников III класса по ГОСТу 2761-84 водоподготовка предусматривает микрофильтрацию для предварительного удаления из воды фито - и зоопланктона, коагуляцию, двухступенчатое отстаивание для высокомутной воды, фильтрацию на скорых фильтрах или контактных осветлителях, использование окислителей и сорбентов для устранения запахов и эффективное обеззараживание. Одним из вариантов схем водопровода может быть: поверхностный источник; ковш (водозаборное сооружение); береговой водоприемный колодец; микрофильтр; насосная станция I подъема; камера гашения напора, которая одновременно выполняет функцию смесителя воды с раствором коагулянта; камера реакции; отстойник; скорый фильтр; смеситель, в который подается раствор коагулянта; контактный осветлитель; сооружения для обеззараживания; резервуар чистой воды; насосная станция II подъема; водопроводная сеть.