«УТВЕРЖДАЮ» Главный Государственный санитарный врач Республики Узбекистан _______ Б.И. НИЯЗМАТОВ «___» __________ 2004 г.

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

Наименование показателя качества воды	Вода до опреснения		Вода после опреснения
	1	2	1	2
Сухой остаток, мг/л	13500	34703	27,0	19,7
Хлориды, мг/л	5580	16533	5,0	5,12
Сульфаты, мг/л	3220	4240	5,0	1,9
Кальций, мг/л	340	908	2,0	5,35
Магний, мг/л	780	776	1,0	2,8
Общая жесткость, мг/э/л	81	108	0,4	0,76

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.)

Наименование показателя качества воды	Исходная вода	Вода после опреснения	Вода после доп. обработки
1. Вкус, баллы	5	2-3	0-1
2. Прозрачность, см	15-20	>30	>30
3. Цветность, град.	0	3-10	0
4. Кальций, мг/л	338,0	4,0	23,0
5. Хлориды, мг/л	553,0	10,0	157,0
6. Сульфаты, мг/л	3140,0	16,0	188,0
7. Фтор, мг/л	2,5	1,5	1,7
8. рН	7,3	6,5	7,0

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.