Методические указания к выполнению лабораторных работ. по курсу «Теоретические основы химии и технологии воды»

по курсу «Теоретические основы химии и технологии воды»

(«Основы микробиологии и химии воды»)

ВВЕДЕНИЕ.

Природная вода всегда содержит некоторое количество растворенных и взвешенных веществ органического и минерального происхождения. Эти вещества попадают в воду:

-из атмосферы при выпадении осадков;

-из почв и грунтов, с которыми соприкасается заполняющая их поры или движущаяся по ним вода;

-из почв и грунтов, составляющих дно или русло поверхности водоемов, а также за счет жизнедеятельности и отмирания населяющих воду растительных и животных организмов.

Грунтовые воды содержат преимущественно растворенные вещества. а поверхностные воды обогащены взвешенными веществами.

Существует несколько способов деления природных вод на группы. В их основу положены различные принципы в зависимости от цели, которая при этом ставится.

1. По происхождению различают: атмосферные воды /осадочные/, подземные воды /ключевые и колодезные/ и поверхностные воды /речные, озерные, морские, болотные/.

2. По количеству и характеру примесей воду характеризуют одним или несколькими следующими определениями: пресные, соленые, мягкие, жесткие, прозрачные. бесцветные, опалесцирующие, мутные, окрашенные, пахнущие.

3. По принципу использования воды делят на питьевые, хозяйственные, технические, охлаждающие, лечебные.

Состав природных вод обычно меняется во времени. Минеральные и органические вещества, находящиеся во взвешенном состоянии, под влиянием силы тяжести постепенно осаждаются.

Загрязнение природных вод по их физико-химическим свойствам можно разделить на три группы:

К первой группе примесей относятся вещества, полностью растворяющиеся в воде. Они находятся в воде в виде отдельных молекул или ионов. По внешнему виду эту воду нельзя отличить от чистой, лишенной примесей воды. Присутствие примесей можно установить с помощью химического анализа или органолептически /на вкус/.

В природной воде могут присутствовать в растворенном виде многие газы, например O₂, N₂, CO₂, H₂S и т.д., и растворимые соли натрия, калия, кальция, аммония, магния, алюминия.

Производственные сточные воды заносят в водоемы соли тяжелых металлов /Сu, Рb, Мg/,а также различные органические вещества, например фенолы, формальдегид.

Ко второй группе относятся примеси, образующие с водой коллоидные системы. Частички этих примесей состоят из целого ряда слипшихся молекул. В воде могут находиться в коллоидном состоянии вещества минерального происхождения StO₂, AI(OH)_3,Fе(OH)₃ и органического происхождения (гуминовые вещества).

К третьей группе относятся примеси, образующие с водой взвеси. К ним относятся частицы песка, глины, органической материи, которые смываются с поверхности почвы дождем, при таянии снега и льда и поступают со сточными водами.

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ,ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВОДЕ ХОЗЯЙСТВЕННО БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

Вода, подаваемая потребителям, должна быть защищенаот случайного или систематического загрязнения.

Качество воды, подаваемой потребителям, характеризуется ее составом и свойствами.

Существует несколько показателей качества и состава воды:

Таблица 1

Бактериологические показатели питьевой воды

№ пп	Наименование показателя	Величина
1. 2.	Общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды Количество бактерий кишечной палочки: ‑ определяемой на плотной селективной среде с концентрацией бактерий на мембранных фильтрах в 1 л воды Коли титр ‑ при использовании жидких сред накопления	< 100 < 3 > 300

Показателитоксических показателей по химическим примесям воды.

Концентрация химических примесей в воде не должна превышать норм, указанных в табл.2.

Таблица 2.

Допустимые концентрации в воде химических веществ

Вещество	Концентрация
Бериллий,мг/ дм³ Молибден,мг/ дм³ Мышьяк As. мг/ дм³ Нитраты NO₃^-,мг/ дм³ Полиакриламид, мг/ дм³ Свинец Рв, мг/ дм³ Селен Se. мг/ дм³ Стронций Sr, мг/ дм³ Радий 226, Радий 228,бк/дм³, Радон 222г, бк/дм³	≤0,0002 ≤0,07 ≤0,01 ≤50,0 ≤2,0 ≤0,01 ≤0,01 ≤7,0 ≤1,0 ≤100

Физические показатели качества воды

Они характеризуются определенными органолептическими свойствами воды, такими как запах, привкус, цветность, мутность, а также содержанием химических веществ, вредностькоторых определяется их способностью ухудшать органолептические свойства воды. Вода не должна содержать различаемых не вооруженным глазом водных организмов и не должна иметь на поверхности пленку. ■

Специфические запахи и привкусы не должны превышать 2х баллов.

Водородный показатель /рН/ должен быть в пределах 6,5-8,5.

Химические показатели качества воды

Допустимые концентрации в водехимических веществ, попадающих в воду,за счет естественнго растворения минералов литосферы и с промыщленными стоками не должны превышать нормы, установленные Министерством здравоохранения как показано в табл3.

Таблица 3

Наименование показателя	Концентрация
Сухой остаток, мг/ дм³ Хлориды /С1^-/, мг/ дм³ Сульфаты /S0₄^-2/. мг/ дм³ Железо /Fе⁺², Fе⁺³/, мг/ дм³ Марганец /Мп⁺²/, мг/ дм³ Медь /Си⁺²/, мг/л Общая жесткость ммоль/дм³	≤1000 ≤350 ≤500 ≤0,2 ≤0,05 ≤1,0 7,0

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Качество воды должно постоянно контролироваться в местах водозабора, в процессе ее обработки на очистных сооружениях, перед поступлением в сеть, а также в распределительной сети.

Лабораторно-производственный контроль за качеством воды,подаваемой в водопроводные системы осуществляется в соответствии с характером и особенностями технологического процесса водоподготовки.

Частота иобъем анализов определяются в зависимости от осуществляемых на водозаборе процессов обработки воды /коагуляция, отстаивание, фильтрация, обеззараживание и т.д./.

Лабораторно-производственный контроль качества воды осуществляется:

‑ по бактериологическим показателям;

‑ по химическому составу;

‑ по физическим показателям.

Бактериологический состав воды определяется по табл.1. При обеззараживании воды анализ следует проводить десять раз в месяц на водопроводах обслуживающих 5000 -5 0000 человек, двадцать раз в месяц на водопроводах обслуживающих от 50000 до 500000человек и 50 раз в месяц на водопроводах обслуживающих от 500000 до 1000000человек

Химический состав воды определяется по табл.2 по всем показателям. Частотаконтроля определяется характером технологического процесса.

Органолептические показатели определяются во всех пробах, отбираемых для контроля качества воды,

ОТБОР ПРОБ И ИХ АНАЛИЗ

Отбор проб воды из открытого водоема предназначенного для водоснабжения должн производиться как с его поверхности, так и с той глубины, которая выбрана для закачки воды.

Пробы воды из подземных источников нужно брать из того водонасосного горизонта, в котором намечается водозабор.

В анализе пробы должно быть указано:

-наименование источника;

-дата, место и глубина взятия пробы;

-кем отобрана проба;

-метеоусловия: наличие осадков в день взятия пробы, сила и направление ветра и особые условия, могущие оказать влияние на качество воды в водоисточнике.

Результаты анализа проб воды должны содержать следующие данные:

I.температуру воды;

2.прозрачность;

3.запах;

4.цветность;

5.муть и осадок описательно с указанием их характера;

6.взвешенные вещества в мг/ дм³;

7.активную реакцию /рН/;

8.щелочность в мг-экв/ дм³;

9.жесткость общую в ммоль/ дм³;

10.жесткость карбонатную в мг-экв/ дм³;

11.сухой остаток в мг/ дм³;