Повышение качества водоснабжения городов

Управление качеством воды в городах предполагает выполнение следующих мероприятий:

организацию народно-хозяйственной деятельности так, чтобы уменьшился уровень загрязнений источников водоснабжения;

административное и экономическое воздействие на предприятия и граждан с целью уменьшения объемов сбросов и выбросов;

оптимизацию технологий очистки воды в системе «стоимость - качество»;

модернизацию системы распределения и подачи воды с целью уменьшения потерь воды;

проведение организационно-экономических мероприятий в системе водопотребления в городе, способствующих экономному использованию воды.

Необходимым условием управления качеством воды является развитая система экологического мониторинга источников водоснабжения и прилегающих к ним территориям. Мониторинг предполагает решение следующих задач:

создание баз данных по экологическому состоянию источников водоснабжения с использованием электронных карт загрязнений;

паспортизацию объектов-загрязнителей (промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных зон), находящихся вблизи источника водоснабжения с использованием комплексных показателей экологической опасности;

изучение трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, речной воде, поверхностном стоке и математическое моделирование этих процессов;

расчет баланса загрязняющих веществ в источнике водоснабжения;

прогнозирование вероятности ухудшения качества воды источника водоснабжения, а также долгосрочный прогноз тенденций изменения качества воды водоисточника.

Для снижения антропогенной нагрузки в районах источников водоснабжения должны быть разработаны программы и первоочередные мероприятия, направленные на снижение содержания загрязняющих веществ, поступающих с промышленными и бытовыми сточными водами, с поверхностным стоком с селитебных и сельскохозяйственных территорий.

По мере роста благосостояния общества появляется возможность использовать дорогие технологии для получения более чистой воды. Традиционная технология дополняется методами биологической очистки, озонирования, сорбции, внедрения эффективных коагулянтов и флокулянтов. Применение каждого метода, выбор его параметров и места в технологической схеме определяются в каждом конкретном случае с учетом степени загрязнения водоисточника, технической возможности реализации, условий развития системы водоснабжения и т. д.

Современная технология подготовки питьевой воды включает в себя следующие стадии:

периодическую обработку воды перманганатом калия и порошкообразным активным углем для первичной дезодорации воды;

коагуляционную обработку, предусматривающую использование новых высокоэффективных катионных флокулянтов в сочетании с коагулянтом, что способствует большему осветлению воды, уменьшению бактериальных загрязнений и удалению органических соединений;

осветление воды в тонкослойных отстойниках, основное достоинство которых заключается в высокой степени осветления при сокращении площади сооружений по сравнению с традиционным отстойником. Новизна решения заключается в дополнении отстойников флотационными камерами на выходе, что обеспечивает более полное удаление мелкодисперсной взвеси.

Следующие стадии обработки - озонирование, фильтрование и сорбция. Озонирование осуществляется в контактных бассейнах, которые, в отличие от обычных, позволяют совместить процесс озонирования с флотацией.

Применение озонирования необходимо для:

уничтожения трудноокисляемых органических соединений, в том числе, высокотоксичных, для снижения грязевой нагрузки на сорбент и увеличения срока его службы;

создания возможности протекания биологических процессов очистки на зернистых и сорбционных фильтрах, что также способствует увеличению срока службы последних;

снижения содержания токсичных хлорорганических соединений, образующихся при хлорировании;

достижения высокой надежности по уничтожению вирусных загрязнений.

На стадии сорбции происходит удаление растворимых органических примесей и нежелательных продуктов, образующихся в процессе очистки на предыдущих стадиях, и окончательная дезодорация воды.

На завершающей стадии вода подвергается обеззараживанию хлором. В данном случае образование хлорорганических соединений практически не происходит в связи с глубоким удалением органических веществ из воды на предыдущих стадиях.

Предложенная технология обеспечит надежную барьерную роль очистных сооружений в отношении микробиологических и паразитологических загрязнений. Включая колифаги и цисты лямблий, а также токсичных химических элементов и соединений, которые могут присутствовать в водоисточнике в концентрациях, превышающих ПДК, особенно при аварийных сбросах загрязнений: кадмий, барий, 4-хлористый углерод, хлороформ, бензапирен, пестициды, нефтепродукты, фенолы и другие. Технология также устраняет запахи и привкусы, присутствие которых в питьевой воде является одной из наиболее острых проблем.

Мировой опыт эксплуатации водоснабжения и существующие законодательные и нормативные документы показывают, что получение питьевой воды, отвечающей требованиям стандартов, после очистных сооружений не всегда гарантирует сохранение этого качества в магистральных водоводах и распределительной сети, особенно при значительной протяженности.

Ухудшение качества питьевой воды при ее транспортировке по распределительным сетям свойственно практически всем системам водоснабжения. Эта тенденция сохраняется независимо от экологической обстановки, санитарно-гигиенического состояния водоисточников, инженерно-конструктивной специфики систем водоснабжения и особенностей технологии водоподготовки. Изменения качественных показателей питьевой воды многообразны и до конца не изучены. Одним из главных направлений является организация эффективного контроля ее качества с уделением особого внимания работам по жалобам потребителей. Ставится вопрос о необходимости представления потребителям регулярной информации о качестве питьевой воды и об ответственности поставщика питьевой воды перед потребителем.

Сокращение водоотбора из источников водоснабжения приводит к улучшению качества питьевой воды в результате того, что при этом в большей степени сохраняется их естественное состояние, повышается эффективность процессов самоочищения по отношению к загрязнениям природной воды. При этом также уменьшается нагрузка на очистные сооружения за счет сокращения скорости фильтрации и увеличения времени контакта очищенной воды с реагентами, что приводит к увеличению барьерной роли сооружений очистки. Наблюдается также дополнительный эффект сокращения объема городских сточных вод и сокращение объемов осадков, образующихся при очистке природных вод на очистных сооружениях водопровода и сооружениях очистки сточных вод.

Основным путем сокращения водопотребления питьевой воды в городе является рациональное использование водных ресурсов потребителями.

Рационализация водопользования в Москве осуществляется по следующим направлениям:

экономия воды в жилищном секторе;

рациональное использование воды на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях;

уменьшение потерь в водопроводе.

В жилищном секторе рациональное расходование воды осуществляется за счет реализации следующих мероприятий:

нормализация давления воды во внутреннем водопроводе жилых зданий за счет установки регуляторов давления, автоматизации насосов подкачки, зонирования водопровода холодной и горячей воды;

применение водосберегающей арматуры, сокращение утечек и нерационального расхода воды в жилых зданиях;

контроль водопотребления. Эффект сокращения водопотребления при совершенствовании системы контроля водопотребления составляет 10-15% величины удельного водопотребления в жилых зданиях.

В целом реализация комплекса мероприятий по экономии воды в жилом секторе, включая мероприятия по переоборудованию центральных тепловых пунктов, приводит к достижению удельного водопотребления до величины 220-250 л на человека в сутки.

В промышленности и на предприятиях коммунально-бытового сектора рациональное использование воды достигается за счет следующих мероприятий:

развития системы промышленного водопровода;

применения доочищенных сточных вод в системах технического водоснабжения;

создания оборотных систем и систем многократного использования воды;

совершенствования системы контроля, тарификации и лимитирования водопотребления.

Коэффициент водооборота в г. Москве в настоящее время достиг 78%. Эта величина приближается к мировому уровню. В целом, водопотребление питьевой воды промышленностью сократилось за последние 10 лет на 30%. Мощность созданной в г. Москве системы промышленного водопровода равна 680 тыс. куб. м в сутки. В качестве одного из рассматриваемых способов сокращения водоотбора из поверхностных источников является привлечение подземных вод внешнего пояса Московской области для питьевого водоснабжения г. Москвы. Разработана Генеральная схема объединенной системы водоснабжения города на основе совместного использования поверхностных и подземных вод. Рекомендованные для использования эксплуатационные запасы подземных вод обеспечивают водоотбор в размере 1,8 млн. куб. м в сутки. Такая схема позволяет сократить водоотбор из поверхностных источников на 30%. При этом в систему питьевого водоснабжения вовлекаются защищенные воды высокого качества.

Таким образом, основными направлениями развития системы управления качеством воды в городах являются защита источников водоснабжения, повышение барьерной роли сооружений и сокращение водоотбора из поверхностных источников.