Приложение Б. Классы и подклассы поверхностных вод. Классификатор технологий и методов очистки

Приложение Б

Классы и подклассы поверхностных вод. Классификатор технологий и методов очистки

Б.1 При рассмотрении качественных характеристик вод следует разделять их на классы и подклассы в соответствии с предложенным классификатором и таблицами Б.1 и Б.2, а затем выбирать технологию подготовки воды по таблицам Б.4 и Б.6 с учетом факторов надежности и санитарно-эпидемиологической безопасности по СанПиН 1.2.3685 и СанПиН 2.1.3684.

Таблица Б.1 - Классы поверхностных вод по определяющим природным ингредиентам

Класс вод	Наименование класса вод	Ориентировочные концентрации определяющих ингредиентов	Временный фактор присутствия ингредиентов в воде
	Цветные маломутные воды	Ц = 20°-200°, М < 20 мг/л, Т = 0°С - 25°С, рН = 6,8-9, мг
	Высокоцветные маломутные воды	Ц = 200°-650°, М = 5-50 мг/л, Т = 0°С - 30°С, рН = 6-8, мг
	Цветные маломутные воды с повышенной окисляемостью	кроме ПО мг
	Воды со средним значением цветности и мутности	Ц = 25°-150°, М = 20-150 мг/л, Т = 0°С - 30°С, рН = 6-8, мг
	Маломутные воды со средними значениями цветности	кроме М М = 5-50 мг/л
	Воды со средним значением цветности и мутности, содержащие в большом количестве фитопланктон и зоопланктон	дополнительно кл/мл
	Мутные, малоцветные воды	, М = 250-1000 мг/л, Т = 0°С - 25°С, рН = 7-9, мг
	Высокомутные воды с преобладанием минеральных загрязнений	М = 1000-5000 мг/л, Т = 0°С - 35°С, рН = 7-9, мг
	Высокомутные воды с повышенной окисляемостью	кроме ПО мг
	Воды, содержащие в большом количестве фитопланктон и зоопланктон (дрейссена)	, мг/л, кл/мл, Т = 0°С - 30°С, рН = 6,5-9, мг
	Воды, содержащие в большом количестве фитопланктон и зоопланктон с повышенным содержанием органического вещества	кроме ПО мг
E	Жесткие минерализованные воды	С > 1000 мг/л, мг-экв/л, мг/л,
В настоящей таблице приняты следующие обозначения: Ц - цветность, М - мутность, Т - температура; рН - водородный показатель, ПО - перманганатная окисляемость, С - общая минерализация, Ф - количество клеток фитопланктона, - жесткость общая, - период появления ~ до 3 мес. в году, - постоянное присутствие в течение года.

Таблица Б.2 - Подклассы поверхностных вод по определяющим антропогенным ингредиентам

Подкласс вод	Ингредиенты антропогенного происхождения	Ориентировочные концентрации определяющих ингредиентов	Нормативы СанПиН (ВОЗ)	Временной фактор присутствия ингредиентов в воде
1	Нефтепродукты	0,1-0,5	0,1 (0,3)
2	Фенолы	0,001-0,01	0,001
3	ПАВ анионоактивные	0,5-2,5	0,5 (-)
4	Азот аммонийный	2-10	2,0 (не установлено)
	Нитраты	45-90	45,0 (не установлено)
	Нитриты	3-6	3,0 (не установлено)
5	Пестициды:
	линдан гептахлор	0,002-0,02 0,05-0,30	0,002 (0,003) 0,05 (0,1)
	ДДТ	0,002-0,02	0,002
6	Соли тяжелых металлов:
	ртуть	0,0005-0,001	0,0005 (0,001)
	свинец	0,03-0,1	0,03 (0,03)
	хром	0,05-0,25	0,05 (0,05)
	медь	1,0-5,0	1,0 (1,0)
	цинк	5,0-20,0	5,0 (5,0)
	железо	0,3-1,5	0,3 (0,3)
	кадмий	0,001-0,005	(0,001)
7	Хлорорганические соединения:
	четыреххлористый углерод	0,006-0,01	0,006 (0,003)
	хлороформ	0,2-0,5	0,2 (0,2)
8	Радиационные загрязнители, Бк/л:
	общая	0,1-0,4	0,1
	общая	1,0-3,0	1,0
Обозначения: - период появления ~ до 3 мес. в году, - постоянное присутствие в течение года.

Для удобства практического использования классификаторов все основные методы закодированы с использованием условных обозначений. В таблице Б.3 приведены основные технологические методы для очистки воды поверхностных источников.

Таблица Б.3 - Основные технологические методы, применяемые при очистке поверхностных природных вод

Метод водоподготовки	Удаляемые примеси, форма воздействия на них и условия применения	Условное обозначение метода
I Безреагентные методы обработки
Удаление грубодисперсных примесей в центробежном поле	Грубо- и тонкодисперсные примеси (ГДП) с плотностью частиц более 1000	ГЦ
Отстаивание в ковшах и открытых отстойниках, в том числе с тонкослойными модулями и слоем взвешенного осадка	ГДП с концентрацией взвеси более 2000-5000 мг/л	От
Фильтрование через сетчатые перегородки	ГДП с частицами размером более 20-40 мкм, Ф > 1000 кл/л	СтФ
Фильтрование через обсыпку фильтрующих оголовков	ГДП, плавающие вещества, щепа, листья, остатки растений водотоков и водоемов	ОбФ
Фильтрование через крупнозернистую среду в префильтрах	ГДП с частицами размером менее 1,0 мм	КПФ
Медленное фильтрование	ГДП, коллоидные взвеси и бактерии, М < 50 мг/д	МФ

Ультрафильтрация	ГПД, коллоидные вещества и бактерии с М < 100 мг/л, ПО - до 80 мг , болезнетворные бактерии и другие виды организмов, органические вещества, обусловливающие высокую цветность	УУФ
Обессоливание и умягчение обратным осмосом	Ж < 35 , С < 30 , ПО < 7, М < 0,5	ОО

Биологическая предочистка в русле водотоков или во входных биореакторах с использованием прикрепленной микрофлоры	Органические и минеральные примеси, при ПО > 5 мг , Т > 5°С, Ф > 500 кл/л	БПБ
Аэрирование воды	Газообразные и летучие органические соединения, взвесь с плотностью меньше 1000 , низкое содержание кислорода, наличие нефтепродуктов	А
Флотация без применения коагулянтов	Органические вещества при ПО > 6-8 мг и содержании нефтепродуктов > 1-2 мг/л; интенсификация процессов коагулирования	ФпБ

Обработка воды УФ-облучением	Воды малоцветные и маломутные, болезнетворные микроорганизмы и вирусы	УФ-об
Обработка водооздушного потока электрическими разрядами (импульсным коронным или импульсным барьерным)	Воды малоцветные и маломутные, болезнетворные микроорганизмы и вирусы	ЭР

II Реагентные методы обработки
Обработка воды коагулянтами и флокулянтами	Тонкодисперсные и коллоидные взвеси, агрегативно и кинетически устойчивые, требующие агрегации и придания им когезионных и адгезионных свойств: снижения электрокинетических сил отталкивания	К(Ф)

Подщелачивание

Обеспечение запаса щелочности для повышения эффективности коагуляции при низких рН (<6,5)

Щ

Хлопьеобразование скоагулированных частиц в свободном или стесненном объеме	Укрупнение и образование агломератов скоагулированных коллоидов и тонкодисперсной (d < 0,1 мкм) взвеси минерального и органического происхождения	ХлО
Обработка хлором, хлорсодержащими средствами (в том числе хлор-газ, гипохлорит натрия, диоксид хлора, комплексные дезинфектанты)	Органические вещества, обусловливающие цветность воды, трудноокисляемая органика (ПО < 15 ) и наличие отдельных ингредиентов (железа, марганца, сероводорода), болезнетворные бактерии и другие микроорганизмы	Хл

Обработка воды озоном	Маломутные высокоцветные воды; трудноокисляемые органические вещества, обусловливающие цветность, запах и привкус; обезжелезивание, деманганация удаление сероводорода, нефтепродуктов, фенолов, болезнетворные бактерии и другие виды микроорганизмов	ОЗ
Обработка воды окислителями (перекисью водорода, перманганатом калия)		Ок

Обессоливание на ионообменных фильтрах	С < 2-3 ; мг-экв/дм 3; М < 1,5-5 ; Ц < 20° ПКШ	ПО
Обессоливание реагентное	С < 3-5 ; мг-экв/дм 3; М < 150 , Ц < 150° ПКШ	ОсР
Реагентное отстаивание, в т.ч. отстаивание с микропеском	Органические минеральные примеси М < 2500 , Ц < 250° ПКШ	ОтР
Реагентное осветление в слое взвешенного осадка с рециркуляцией	Органические минеральные примеси М < 2500 , Ц < 250° ПКШ	ОВОР
Реагентное скорое фильтрование, включая контактные, динамические осветлители (гравий, песок, инертная плавающая загрузка)	Коагулированная взвесь с размером частиц < 100 мкм после предочистки М < 200 , Ц < 200° ПКШ	СкФР

Реагентное умягчение, включая умягчение на вихревых реакторах, динамическое скоростное умягчение	мг-экв/дм 3; М < 50	УмР
Снижение солесодержания электродиализом	С < 10 ; М < 1,5 ; Ц < 20° ПКШ; содержание железа до 0,3	ЭД
Сорбционная доочистка в стационарном слое адсорбента	Ароматические органические вещества, нефтепродукты <1 , азот аммонийный, фенолы, пестициды, ПАВ, диоксины, хлорорганические соединения; М < 10 , Ц < 20° ПКШ	СрГУ
Сорбция с вводом мелкогранульных или порошковых сорбентов в очищаемую воду	Неприятные привкусы и запахи; азот аммонийный, нефтепродукты, ПАВ, пестициды	СрПУ
Стабилизационная реагентная обработка	При индексе Ланжелье > и < 0; при показателе стабильности Пс > 1; при показателе коррозионной активности Пк > 0,35 (при t = 8°С - 25°С)	СтР
Стабилизационная фильтрационная обработка воды	То же (уточняется технико-экономическими расчетами)	СтФ
Флотация с применением реагентов	Органические вещества, обусловливающие цветность, ПО < 15 мг ; нефтепродукты и масла 2°С 15	ФлР
Фторирование	Содержание фтора <1,5	Фт

Таблица Б.4 - Классификатор технологий очистки поверхностных вод. Основные технологии

Класс вод	Группа примесей	Временной фактор	Рекомендуемая технологическая схема	Код технологии
	II		Хл К(Ф) ХлО ОтР СкФР УФ-об XЛ; Хл К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об; К УУФ Хл;	Т1
	II		ОЗ1 К(Ф) ФлР СкФР ОЗ2 СрГУ УФ-об ХЛ; К УУФ Хл	Т2
	II, III		БПБ К(Ф) СкФР ОЗ СрПУ УФ-об ХЛ; К УУФ Хл	Т3
	II, III		БПБ К(Ф) СкФР ЮЗ СрГУ УФ-об ХЛ; ХлI К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об; К УУФ Хл	Т4
	II, III		БПБ ОЗ1 К(Ф) ХлО РО СкФР - ОЗ2 ГУ УФ-об ХЛ; Щ* ХлI К(Ф) ОтР СкФР XЛII УФ-об; К -> УУФ Хл	Т5
	II, III		ОЗ К(Ф) ХлО ОтР СкФР ОЗ2 СрПУ СкФР2 УФ-об ХЛ; К УУФ Хл	Т6
	I, II		ХЛ К(Ф) СкФР СрПУ УФ-об ХЛ; ХлI К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об; К УУФ Хл	Т7

	I, II		БПБ К(Ф) - СкФР - ОЗ - СрГУ УФ-об ХЛ;	Т8
	I, II		ХлI К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об; К УУФ Хл

	I		ОбФ(ГЦ) БПБ К(Ф) - ОВОР СкФР УФ-об ХЛ;	Т9
	I, II		ОбФ(ГЦ) БПБ К(Ф) ХлО - ОтР C СкФР ОЗ СрГУ УФ-об ХЛ;	Т10
	I, II, III		От БПБ К(Ф) СкФР1 СрПУ СкФР2 УФ-об ХЛ; Хл1 К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об	Т11

	I, II,		От БПБ К(Ф) - ОВОР СкФР УФ-об ХЛ;	Т12
			От БПБ К(Ф) ХлО - ОР СкФР - ОЗ СрГУ ХЛ;	Т13.1
			Хл1 К(Ф) ОтР СкФР УФ-об XЛ II	Т13.2
	I, II		От ОбФ К(Ф) КПФ ОЗ СрПУ СкФР УФ-об ХЛ;	Т14

	I,		СтФ(МФ) БПБ К(Ф) СкФР1 ОЗ СрГУ УФ-об ХЛ;	Т15
	I, II		СтФ(МФ) БПБ К(Ф) СкФР ОЗ СрПУ СкФР2 УФ-об ХЛ;	Т16.1
			Щ* ХлI К(Ф) ОтР СкФР XЛ II УФ-об	Т16.2
	I, II, III		Фл БПБ К(Ф) ХЛ ОТ СрПУ СкФР УФ-об ХЛ;	Т17
E	IV		От К(Ф,Щ) ОВОР СкФР УФ-об ХЛ;	Т18.1
			К УУФ ОО Хл	Т18.2
	IV		От БПБ К(Ф)-ОВОР СкФР1 СрПУ СкФР2 УФ-об ХЛ;	Т19.1
			К УУФ ОО Хл	Т19.2
	IV		ОбФ К(Ф) ОВОР СкФР ОЗ CрГУ УФ-об ХЛ;	Т20.1
			ОбФ К(Ф) ОтР СкФР ОЗ CрГУ УФ-об ХЛ	Т20.2
	IV		ОбФ К(Ф) СкФР ОО(ЭД) СрГУ УФ-об ХЛ	Т20.3

* Классификация примесей по Л.А. Кульскому приведена в таблице Б.5. Примечание - Методы водоподготовки, основанные на баромембранных процессах, могут быть при соответствующем технико-экономическом обосновании включены в состав любой из перечисленных технологий очистки с учетом 9.192-9.198.

Таблица Б.5 - Классы и группы примесей

Класс примесей	Гетерогенные		Гомогенные
Группа примесей	I	II	I	II
Наименование группы	Взвеси	Коллоиды	Молекулярные растворы	Ионные растворы
Крупность частиц
Характерные представители	Крупная тонкая взвесь; планктон; бактерии	Органоминеральные комплексы; гумус нерастворимый; вирусы	Органические вещества; гумус растворимый; растворенные газы	Органические вещества; анионы и катионы; растворенные газы
Показатели качества воды, соответственно примесям	Мутность Коли-титр Коли-индекс	Окисляемость Цветность Бакпоказатели	Окисляемость Запахи, привкусы БПК, ХПК	Минерализация Жесткость Щелочность рН

Таблица Б.6 - Классификатор технологий очистки вод поверхностных источников с учетом антропогенных загрязнений

Класс вод	Подкласс вод
	1	2	3	4	5	6	7	8
	Т3	Т2	Т2	Т3	Т4	Т1[К(Ф)]	Т2(СрПУ), УУФ	Т1[К(Ф), СрПУ]
	Т6	T5	T5	T5	Т6	Т6[К(Ф)]	Т6(СрГУ), УУФ	Т6[К(Ф))
В	T7	Т8	Т8	Т8	Т8	T7	Т8(СрПУ), УУФ	T7(CpГУ)
	Т9	Т10	Т10	Т10	Т10	T9[K(0)]	Т10(СрПУ), УУФ	T9[K(Ф), СрГУ)]
	T12	Т13	Т13	Т13	Т13	T13	Т14, УУФ	Т12(ПУ, СрГУ)
D	Т16	Т16	Т16	Т17	Т16	T15[K(Ф)]	Т17(СрГУ), УУФ	Т17[К(Ф), СрГУ]
Е	Т19	Т20	Т20	Т20	Т20	T19	Т18(СрПУ), УУФ	Т19[К(Ф), СрГУ]
Примечания 1 Технологические параметры методов водообработки, типы реагентов, инертных фильтрующих материалов и сорбентов, дозы коагулянтов и флокулянтов уточняются в процессе технологических изысканий для конкретного водоисточника и места водозабора. 2 Номер технологической схемы (таблица Б.4) соответствует номеру, относящемуся к конкретному классу вод.

Рекомендации по выбору технологических схем подготовки подземных вод для питьевых целей приведены в таблице Б.7.

Таблица Б.7 - Технологические схемы очистки подземных вод от природных загрязнений по классам для питьевого водоснабжения

Класс подземных вод	Подкласс	Условия применения	Технологические схемы	Степень очистки
1	1.1	Т > 6°С; мг/л, > 0,1,	Глубокая аэрация, стабилизация, обеззараживание	( мг/л)
	1.2	Т < 3°С, мг/л; ,	Нагрев до 6°С, аэрация-дегазация, реагентная стабилизация, обеззараживание	То же
2	2.1	Fe < 3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л, мг/л, рH > 6,8,	Упрощенная аэрация, фильтрование, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л
	2.2	мг/л, мг/л, мг/л,	Глубокая аэрация, "сухое фильтрование", стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л
	2.3	Fе < 10 мг/л, Мn < 1 мг/л мг/л,	Биосорбция, фильтрование, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,05 мг/л, Мn < 0,05 мг/л
3	3.1	Fe < 15 мг/л, Мn < 1,0 мг/л мг/л;	Биосорбция, фильтрование, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л
	3.2	Fe < 20 мг/л, Мn < 2 мг/л, F < 1,5 мг/л, мг/л	а) Биосорбция, ввод перманганата калия, фильтрование, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л
			б) Глубокая аэрация, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание	То же
	3.3	Fe < 20 мг/л, Мn < 1,0 мг/л мг/л;	Глубокая аэрация, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, обесфторивание на фильтре с активированным оксидом алюминия, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л, F = (0,7-1,5)
4	4.1	мг/л, Мn < 3 мг/л, F < 1,5 мг/л, мг/л, минерализация <1000 мг/л, ,	Глубокая аэрация, коагуляция, флокуляция, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л,
	4.2	мг/л, Мn < 5 мг/л, F < 7 мг/л, минерализация <1000 г/л мг/л;	Глубокая аэрация, коагуляция, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, фильтрование на активированном оксиде алюминия, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,3 мг/л, Мn < 0,1 мг/л, F = (0,7-1,5) мг/л,
	4.3	мг/л, мг/л, мг/л, минерализация <2000 г/л мг/л;	Биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л, F < 1,5 мг/л, минерализация <400 мг/л
	4.4	мг/л, мг/л, мг/л, мг/л; минерализация <1000 г/л;	Биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, фильтрование через модифицированную загрузку, фильтрование, через активированный оксид алюминия, стабилизация, обеззараживание	мг/л, мг/л, мг/л, F = (0,7-1,5) мг/л
5	5.1	мг/л, мг/л, мг/л, минерализация г/л мг/л;	Глубокая аэрация, преозонирование, фильтрование, озонирование, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л, F < 1,5 мг/л, минерализация до 500
	5.2	мг/л, мг/л, мг/л, минерализация г/л мг/л;	а) Глубокая аэрация, коагуляция, фильтрование, озонирование, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л, минерализация <300 мг/л, F = (0,7-1,5) мг/л
			б) Биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, обратный осмос, (электродиализ) стабилизация, обеззараживание	Fe < 0,1 мг/л, Мn < 0,05 мг/л, цветность <5°, минерализация <300 мг/л, F = (0,7-1,5) мг/л

Б.2 При выборе технологии водоподготовки рекомендуется исходить из следующих последовательных действий:

- анализ соответствия технологии водоподготовки качеству исходной воды и требованиям действующего гигиенического законодательства. При наличии альтернативных вариантов водоподготовки следует оценить снижение потенциальных рисков (вероятность непредвиденных издержек и расходов) по таблице Б.8 и тем самым обеспечить эксплуатирующим организациям минимизацию затрат на протяжении эксплуатационного периода;

- оценка стоимости капитальных и эксплуатационных затрат с позиций оценки стоимости жизненного цикла (СЖЦ).

Таблица Б.8 - Класс и категории вероятности и тяжести последствий, которые можно использовать для оценки риска здоровью населения

Категории	Класс	Примечания
Определение событий:		Частота возникновения:
Почти наверняка	5	Один раз в день
Вероятно	4	Один раз в неделю
С умеренной вероятностью	3	Один раз в месяц
Маловероятно	2	Один раз в год
Изредка	1	Один раз в 5 лет
Тяжести последствий:		Последствия:
Катастрофическое воздействие на здоровье населения	5	Воздействие на химический состав с превышением коэффициента запаса ПДК
Существенное воздействие	4	Воздействие на химический состав в пределах коэффициента запаса ПДК
Умеренное воздействие на органолептические свойства	3	Воздействие на органолептические свойства
Слабое воздействие	2	Воздействие без превышения нормативов
Воздействие незначительно или отсутствует	1	Воздействие отсутствует или не выявлено

Б.3 Выбор технологии водоподготовки должен осуществляться, исходя из требований по снижению рисков для здоровья населения с учетом риска и степени тяжести воздействий (таблицы Б.9 и Б.10), а при достижении уровня приемлемого риска, исходя из анализа эффективности альтернативных технологий.

Таблица Б.9 - Матрица для оценки надежности технологии очистки воды на основе определения риска полуколичественным методом

Частота наступления риска	Наличие воздействия и степени его тяжести
	Воздействие незначительно или отсутствует	Слабое воздействие	Умеренное воздействие на органолептические свойства	Существенное воздействие	Катастрофическое воздействие на здоровье населения
	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4	Класс 5
	Баллы
Практически наверняка (один раз в день). Класс 5	5	10	15	20	25
Вероятно (один раз в неделю). Класс 4	4	8	12	16	20
Умерено (один раз в месяц). Класс 3	3	6	9	12	15
Маловероятно (один раз в год). Класс 2	2	4	6	8	10
Изредка (один раз в 5 лет). Класс 1	1	2	3	4	5

Таблица Б.10 - Показатели для оценки риска полуколичественным методом

Баллы риска		7-9	10-15
Класс риска	Низкий	Средний	Высокий	Очень высокий

При наличии нескольких альтернативных технологий водоподготовки для одного объекта выполняется оценка эффективности каждой технологии по формуле

, (Б.1)

где - разность величин риска до и после реализации проекта модернизации;

, - капитальные и ежегодные эксплуатационные затраты соответственно на реализацию проекта модернизации системы водоснабжения.

В зависимости от проектируемой технологии водоподготовки альтернативные решения оцениваются с позиций балльной оценки риска. Для расчета затрат по формуле (Б.1) следует использовать показатели СЖЦ по ГОСТ Р 58785.