СанПиН РУз №0169 - 04. Санитарные правила и нормы оценки эффективности дистилляционных опреснительных установок и контроля за их эксплуатацией в условиях Узбекистана

УЧРЕЖДЕНИЕ - РАЗРАБОТЧИКИ:

- НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний М3 РУз:

- 2-ТашГосМИ, кафедра коммунальной гигиены

Авторы:

- д.м.н., профессор Ильинский И.И. (НИИ СГПЗ МЗРУз)

- д.м.н., профессор ИскандароваГ.Т. (2-ТашГосМИ)

- ассистент Юсупходжаева А.М.

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

- д.м.н., проф. Исхаков А.И. (ТашИУВ)

- к.м.н. Кучкарова М.Р. (НИИ СГПЗ МЗРУз)

Председатель экспертной комиссии НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний М3 РУз

- Д.м.н. Камильджанов А.Х.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В последние годы во многих регионах Узбекистана возникают трудности с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой, в первую очередь, из-за увеличения степени минерализации и жесткости воды многих водоисточников. Несмотря на это, в республике ещё не получили широкого внедрения методы опреснения питьевой воды с помощью установок различного типа, в том числе с помощью процесса дистилляции.

1.2. Процесс дистилляции основан на выпаривании воды при нагревании с последующей конденсацией образующегося пара; при этом, негазообразные вещества остаются в исходной воде, газообразные вещества частично растворяются в конденсирующих парах воды. Поскольку нагрев воды может проводиться с помощью разных источников (обычное топливо, электроэнергия, ядерное горючее, солнечная энергия и другие), конструкции и производительность дистилляционных установок весьма разнообразны. Для республик Средней Азии особый интерес представляют солнечные опреснительные установки (СОУ).

1.3. Санитарные правила и нормы предназначены для сотрудников территориальных Центров ГСЭН, министерств, ведомств и проектных организаций; занимающихся проблемами обеспечения населения республики питьевой водой, отвечающей требованиям O^,z Dst 950:2000 «Вода питьевая».

2. САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСТИЛЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК РАЗНОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1. Дистилляция является наиболее изученным и распространенным методом опреснения воды, который основан на выпаривании воды с последующей конденсацией, при котором могут быть использованы различные способы ее подогрева.

Чаще используются многоступенчатые испарители, в которых подогретый пар высокого давления из парового котла, конденсируясь в первом испарители, испаряет за счёт образующегося при этом тепла некоторый объём опресняемой воды. Образовавшийся в первом испарители пар, уже с меньшей температурой и давлением, конденсируется во втором испарителе, где снова испаряет определенный объём воды – этот процесс последовательно осуществляется и в следующих испарителях, из которых дистиллят потом объединяется в общий резервуар.

2.2. Считается, что от всего количества получаемой в мире опресненной воды преобладающая часть (более 90%) приходится на воду, приготовленную методом дистилляции, а меньшая – за счет методов электролиза, обратного осмоса и ионного обмена. При этом, преимущественно эксплуатируются дистилляционные многоступенчатые установки мгновенного вскипания и многокорпусные установки. Например, в г.Шевченко, расположенном на берегу Каспийского моря, морская вода проходит опреснение методом дистилляции на 3-4-ступенчатых мгновенного вскипания и 10-корпусных выпарных установках.

2.3. В условиях Узбекистана в разное время применялись дистилляционные солнечные опреснительные установки (СОУ) разных типов. Самыми простыми являются СОУ парникового типа, которые разделяются на малоинерционные с малым объёмом испаряемой воды и на СОУ с большим её объемом. Преимуществом первых являются малая их инертность, преимуществом вторых – большая равномерность подачи опресненной воды в течение суток. Кроме опреснителей парникового типа испытывались и СОУ с концентрированием солнечного тепла зеркальными отражателями; однако производительность СОУ разных типов оказалась примерно одинаковой (коэффициенты полезного действия 35-4-%).

2.4. Типичный СОУ наклонно-ступенчатого типа конструкции Физико-технического института АН РУз представляет собой противень, заполняемый водой и прозрачную стеклянную изоляцию. Для уменьшения расходов исходной воды противень разделен на ряд поперечных секций с помощью ступеней, установленных перпендикулярно плоскости противня. Каракас опреснителя обычно устанавливают под углом 30⁰ к площадке (горизонту), что обеспечивает максимум попадания солнечной радиации внутрь опреснителя. Дистиллят стекает по внутренней поверхности стекла в специальный желоб и через трубку собирается в приёмник. Наиболее интенсивно СОУ работает с 11 до 22 часов; при производительности до 4-х литров с 1 кв.м. площади СОУ.

2.5. Более крупные СОУ (площадью до 1000 м²) обычно состоят из нескольких сотен самостоятельных опреснительных элементов, каждый из которых представляет сборную железобетонную ребристую плиту с железобетонными перегородками на дне. Сверху элемент перекрывается листовым оконным стеклом в металлическом переплете. Опреснители наполняются соленой водой, испаряющаяся под действием солнечной радиации вода осаждается на внутренней поверхности стекла, конденсируясь стекает в желоб, откуда дистиллят собирается в резервуар и разбавляется исходной водой до нужного соленого состава. СОУ такого размера могут обеспечить водой отдельные хозяйства, фермы и даже небольшие поселения.

3. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ОПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДИСТИЛЛЯЦИОННОГО ТИПА, ПРИМЕНЯЕМЫХ В УЗБЕКИСТАНЕ

3.1. Основные гигиенические показатели качества опресненной воды питьевого назначения должны находится на определенном уровне:

· Минимально необходимый уровень минерализации – 100 мг/л;

· Оптимальный уровень для хлоридно-сульфатных вод 200-400 мг/л;

· Оптимальный уровень для гидрокарбонатных вод 250-500 мг/л;

· Минимально необходимая щелочность воды – 0,5 мг-экв/л;

· Минимальная допустимая жесткость – 1,5 мг-экв/л;

· Минимально необходимый уровень кальция – 30 мг/л;

· Минимально необходимый уровень натрия – 200 мг/л;

· Оптимальный уровень содержания фтора – в пределах 0,4 – 0,5 мг/л;

· Вкус и запах – не более 1 – 2 баллов;

· Общее количество микробов в 1 мл воды - не более 100;

· Коли – индекс – не более 3.

3.2. Эффективность работы опреснительных установок дистилляционного типа при правильной их эксплуатации обычно выше, чем на установках другого типа и, как видно из табл. 1 значительно превышает 90%.

Таблица 1. Эффективность опреснения воды разного состава на установках дистилляционного типа с разными источниками нагрева

Примечание: 1 – морская вода, установка завод типа: нагрев электр. 1972 г.); 2 – солнечная опреснительная установка (Алиев Э., Ильинский И.И.)

3.3. Эффективность работы установок дистилляционного типа практически не зависит от солесодержания исходной воды; однако, получаемый дистиллят физиологически не полноценен и не соответствует гигиеническим параметрам, приведенным в пункте 3.1., по всем показателям качества, что требует ее кондиционирования путем ее разбавления водой и пропускания через активированный уголь (табл. 2).

4. САНИТАРНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ОПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДИСТИЛЛЯЦИОННОГО ТИПА В УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА

4.1. Одним из главных направлений санитарного контроля за эксплуатацией опреснительных установок дистилляционного типа является контроль за микробиологическим качеством получаемой питьевой воды; хотя этот метод является наиболее надежным в этом отношении по сравнению с другими методами опреснения. При этом, необходимо учитывать, что качество опресненной воды по микробиологическим показателям может зависить от условий и режима эксплуатации опреснительных установок, уровня и характера исходного загрязнения.

Таблица 2. Изменения состава и свойства воды, опресненной методом дистилляции, с дополнительной обработкой (добавление исходной воды и фильтрование через активированный уголь; Штанников Е.В., 1970 г.)

4.2. Опыт эксплуатации дистилляционных опреснительных установок (в том числе солнечных) показал, что даже при сильном микробном загрязнении исходной воды дистиллят, полученный при правильной эксплуатации установок, не содержал энтеропатогенных бактерий (ОМЧ в 1 мл воды – 100, а коли-титр 300). Однако, качество дистиллята может ухудшаться из-за конструктивных дефектов установок и нарушений правил их эксплуатации: в случае затекания исходной воды в желоб с дистиллятом, при нарушении герметичности выпарных емкостей.

4.3. Содержание в исходной воде ПАВ и нефтепродуктов в концентрациях, превышающих ПДК, способствует увеличению микробного загрязнения опресненных вод; при этом, следует учитывать, что эффективность сооружений предподготовки исходной воды и доочистки опресненной воды в отношении патогенных энтеробактерий ниже, чем в отношении санитарно-показательных микроорганизмов. В связи с этим, в условиях значительного (2-3 логарифма и выше) загрязнения исходной воды патогенными энтеробактериями (особенно при повышенном содержании в ней ПАВ и нефтепродуктов) общепринятые микробиологические показатели: ОМЧ в 1 мл воды и коли-индекс в определенной мере могут утрачивать свое санитарно-показательное значение. В таких случаях рекомендуется непосредственное определение в опресненной воде количества патогенных энтеробактерий.

4.4. В процессе эксплуатации дистилляционных опреснительных установок качество дистиллята может ухудшаться за счёт материалов, используемых в конструкциях СОУ, которое проявляется, в первую очередь, в ухудшении органолептических и физико-химических свойств воды. Поэтому в конструкциях установок дистилляционного типа могут использоваться только те материалы, которые разрешены Минздравом Республики Узбекистан для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Все другие материалы должны подвергаться гигиенической и санитарно-токсикологической оценке в установленном порядке.

5. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОДЫ, ОПРЕСНЕННОЙ НА ДИСТИЛЛЯЦИОННЫХ ОПРЕСНИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ

5.1. Кондиционирование воды включает мероприятия по улучшению органолептических свойств, физико-химического состава и микробиологического качества опресненной воды. Его необходимость связана с тем, что большинство известных способов опреснения воды

(в том числе дистилляционный) могут сопровождаться появлением в воде запахов и привкусов, изменением минерализации, ионного и газового состава воды, увеличением уровня микробного загрязнения и другими неблагоприятными последствиями.

5.2. Опресненная методом дистилляции вода отличается, как правило, неудовлетворительными органолептическими свойствами – неприятный привкус, запахом высокой интенсивности (до 4-5 баллов), что обычно связано со значительным уменьшением солевого и газового состава обработанной воды, а также с поступлением в дистиллят органических примесей (фенолы, нефтепродукты и др. соединения). В связи с этим; опресненная вода должна быть освобождена от посторонних примесей, что чаще всего достигается обязательной доочисткой получаемого дистиллята на фильтрах с березовым активированным углем (БАУ).

5.3. Улучшение минерального состава, в случае необходимости, достигается путем разбавления опресненной воды до оптимальных концентраций минерализованной исходной водой. При этом, нельзя игнорировать качественную характеристику ионного состава воды, добавляемой к опресненной, так как принадлежность минерализованной воды к тому или иному гидрохимическому классу, наличие в ней микроэлементов определяют в конечном итоге не только величину солевого состава воды, но и ее физиологическую ценность

5.4. Для улучшения органолептических свойств воды эффективным методом является ее фильтрованием через мраморную крошку: при этом, с увеличением в воде концентрации углекислоты и времени контакта воды с мраморной крошкой увеличивается количество кальция и бикарбонатных ионов. Пороговой концентрацией, при которой в воде исчезает неприятный привкус и появляется освежающий вкус, составляет 2 – 3 мг-экв/л карбонатной жесткости, что эквивалентно 130-180 мг/л бикарбонатных ионов и 40-60 мг/л ионов кальция. Дальнейшее увеличение карбонатной жесткости до 7 мг-экв/л (430 мг/л HCO₃) cстабилизирует свойства воды и придает ей приятный и освежающий вкус. Оптимальное время контакта воды с мраморной крошкой составляет 15-20 минут.

5.5. На фоне достаточно высокого бактерицидного эффекта метода дистилляции установлено, что качество дистиллята определяется длительностью эксплуатации установок и температурно-вакуумным режимом опреснения; при этом, бактериальное качество дистиллята может ухудшаться вследствие заноса бактерий с водным паром, изменения герметичности выпарных аппаратов и теплообменников, нарушения технологических режимов опреснения. Поэтому, на установках дистилляционного типа, должно быть предусмотрено обязательное обеззараживание опресненной (а при высоком микробном загрязнении и исходной) воды с предварительной ее стабилизацией.

5.6. Современная технология получения доброкачественной питьевой воды, удовлетворяющей требованиям стандарта на питьевую воду, из дистиллята должна осуществляться на специальных станциях приготовления питьевой воды. Основные ее узлы включают: стабилизационную обработку дистиллята и обогащения его бикарбонатными солями кальция, доочистку дистиллята от органических примесей на фильтрах БАУ, фторирование, предочистку подземных минерализованных вод, используемых для нормализации солевого состава и вкусовых качеств воды, узел смешения дистиллята с минерализованной водой, подщелачивание, обеззараживание и охлаждение опресненной воды.

6. УДАЛЕНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ СБРОСОВЫХ ВОД

6.1. Все технологические процессы опреснения сопровождаются образованием значительного количества, так называемых, сбросовых вод (рассол и промывные воды). Поэтому, вопросы удаления, очистки , нейтрализации и утилизации сбросовых вод имеют важное гигиеническое значение.

6.2. По уровню минерализации сбросовые воды отличаются более высокой концентрацией солей, превышающих исходную величину в 1,5-2 раза. Даже при опреснении воды со сравнительной малой минерализацией (до 2,0 г.) концентрация солей в сбросовых водах составляет 2-3 г., в них увеличивается жесткость (до 13-15 мг-экв/л), а содержание хлоридов и сульфатов повышается в 2-3 раза. Сбросовая воды, как правило, отличается горьковато – соленым вкусом. Активная реакция сбросовых вод при дистилляционном методе изменяется сравнительно незначительно.

6.3. Все используемые в настоящее время методы опреснения и соответствующие установки не предусматривают использования извлекаемых из воды солей. Наиболее рациональным является выделение солей из рассола и получение из них ценных продуктов. При использовании подземных вод на местах необходима их нейтрализация и захоронение. Вопросы удаления, очистки, нейтрализации и утилизации сбросовых вод должны быть решены уже на стадии проектирования систем водоснабжения населения с использованием дистилляционных опреснительных установок.