Методы и технические средства мониторинга, контроля качества воды в местах водозаборов и управление технологическим процессом водоподготовки в условиях изменения качества воды поверхностных водоисточников

Нефедова, Елена Дмитриевна

Автореферат диссертации по теме "Методы и технические средства мониторинга, контроля качества воды в местах водозаборов и управление технологическим процессом водоподготовки в условиях изменения качества воды поверхностных водоисточников"

На правах рукописи /

Нефедова Елена Дмитриевна /I"

МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МОНИТОРИНГА, КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ В МЕСТАХ ВОДОЗАБОРОВ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВОДОПОДГОТОВКИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология по техническим наукам

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2010

004600141

Работа выполнена в Северо-Западном государственном заочном техническом университете (СЗТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Потапов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Холодкевич Сергей Викторович

кандидат технических наук Рогалева Любовь Викторовна

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

технологический институт (технический университет)

Защита состоится 27 апреля 2010 г на заседании диссертационного совета Д212.244.01 при СЗТУ по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5. С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке СевероЗападного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан 26 марта 2010г.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы обусловлена тем, окружающая водная среда Санкт-Петербурга характеризуется значительным уровнем загрязненности, вызванным высокой антропогенной нагрузкой сбрасываемых промышленных, транспортных, бытовых и ливневых сточных вод. Это создает большие проблемы при использовании водной среды для обеспечения питьевой водой население Санкт-Петербурга.

Одной из важных проблем является проведение надежного и достоверного контроля и мониторинга состояния окружающей водной среды, особенно в местах водозабора, а также после очистки и обеззараживания воды.

Вода большинства поверхностных источников водоснабжения характеризуется умеренным и высоким уровнем загрязнения. Приоритетными загрязнителями на протяжении многих лет остаются органические соединения, взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, тяжелые металлы и др. Среди возбудителей заболеваний из воды водоемов чаще всего выделяются сальмонеллы, энтеровирусы и др.

Исследования последних лет (5лет) показали, что каждая 4-5 проба воды из водоемов I и II категории не отвечала гигиеническим нормам по санитарно-химическим и каждая 3-4 - по микробиологическим показателям.

Одной из причин неудовлетворительного качества питьевой воды является массивное загрязнение поверхностных водоемов - основных источников питьевого водоснабжения в связи со сбросами в них в больших количествах неочищенных и недостаточно очищенных промышленных, хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод, ливневых и талых вод с полей, территорий сел и городов.

В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Безвредность воды обеспечивается отсутствием в ней токсичных и вредных для здоровья примесей антропогенного и техногенного происхождения.

Качество питьевой воды в значительной степени зависит от качества и степени очистки сточных вод, сбрасываемых в природные водоемы

Питьевой водой считается вода после подготовки (очистки и обеззараживания) или в естественном состоянии, отвечающая установленным санитарным нормам и требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд населения и (или) производства пищевой продукции.

Питьевая вода должна соответствовать требованиям гигиенических нормативов по санитарно-микробиологическим, органолептическим, химическим показателям и показателям радиационной безопасности

За последнее десятилетие нормативная база, регулирующая качество питьевой значительно расширилась, введены в действия новые документы, регулирующие оценку качественных характеристик питьевой воды, ужесточились требования, введен ряд новых показателей.

В связи с этим совершенствуются технологии водоподготовки, разрабатываются новые реагенты и методы очистки всех типов вод (поверхностных, подземных).

В Санкт-Петербурге качество водопроводной воды централизованной системы водоснабжения гарантирует полную эпидемиологическую и токсикологическую безопасность питьевого водоснабжения города.

Чтобы гарантировать потребителям качество и безопасность питьевой воды необходимо разрабатывать методы и средства контроля и мониторинга качества воды, а также постоянно совершенствовать технологические процессы водоподготовки и внедрять их в практику производственной деятельности ГУП Водоканал Санкт-Петербурга.

Таким образом, проблема обеспечения качества воды является одной из важнейших и требующая огромного внимания.

Для решения этой проблемы необходим постоянный контроль и мониторинг состояния водной среды Санкт-Петербурга, особенно в местах водозабора, а также реализация эффективных технологий обеззараживания и очистки питьевой воды.

Цель диссертационной работы заключается в повышении качества питьевой воды путем проведения контроля и мониторинга качества воды в местах водозабора и реализация эффективных технологий производства питьевой воды.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследований:

- провести анализ основных показателей качества всех типов вод (источников водоснабжения, питьевой воды, очищенных сточных вод);

- провести анализ и выбор методов и приборов контроля и мониторинга водной среды;

- разработать систему мониторинга качества воды в местах водозабора на р. Неве;

- провести моделирование формирования течений и качества воды в р.Неве, на основе которого разработать рекомендации по выбору оптимальных мест устройства водозабора;

- провести экспериментальные исследования по оценке качества воды в местах водозабора в р. Неве;

- провести оценку качества сетевой водопроводной воды и воды городских водопроводных станций;

- исследовать эффективность ультрафиолетового обеззараживания воды;

- - исследовать эффективность обеззараживания воды методом хлораммониро-вания воды с использованием сульфата аммония;

- разработать систему управления технологическим процессом водоподготовки в условиях изменения качества воды поверхностных водоисточников на примере ГУ11 «Водоканал Санкт-Петербург"

- рассмотреть организационную структуру контроля качества воды в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург".

Объектом исследования является водная среда Санкт-Петербурга в местах водозабора на реке Неве и питьевая вода, поступающая в распределительную сеть города.

Методы исследования. Исследования проводились с использованием метода внутрирезонаторной лазерной спектроскопии, оптических, хроматографических методов, методов инфракрасной спектрометрии и др. методов контроля качества воды в водоемах. Применение современных методов статистического анализа с применением математического и компьютерного моделирования, отвечающих поставленным задачам.

На защиту выносятся следующие результаты и научные положения:

- трехмерные математические модели формирования течений и качества воды в р.Неве;

- результаты экспериментальных исследований по оценке качества воды в местах водозабора в р. Неве;

- результаты исследований эффективности ультрафиолетового обеззараживания воды;

- результаты исследований эффективности обеззараживания воды методом хло-раммонирования воды с использованием сульфата аммония и гипохлорнта натрия;

- система контроля технологических процессов обработки воды на Волковской водопроводной станции Водоканала Санкт-Петербурга;

- результаты оценки качества сетевой водопроводной воды и воды городских водопроводных станций;

результаты санитарно-бактериологинеского и токсикологического контроля воды водоисточников;

- организационная структура контроля качества воды в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург".

Научная новизна работы:

- классифицирован перечень показателей, имеющих приоритетное значение для комплексной системы непрерывного мониторинга качества воды в местах водозаборов поверхностных источников с учетом изменения антропогенной нагрузки и возможностью оптимального управления процессами водоподготовки;

- для создания методов оценки и прогноза характеристик качества воды в точках существующего и возможного водозабора ГУП Водоканал СПб разработан комплекс моделей различной степени сложности, ориентированных на решение различных задач (от приближенных фоновых оценок до оптимизации пространственною расположения оголовков водозабора), при этом особое внимание уделено организации сбора, обработки и соответствующего представления в цифровой форме больших объемов исходной информации;

- разработаны трехмерные модели формирования течений и качества воды в р.Неве, которые позволяют оценивать возможность попадания различных нежелательных примесей в конкретные точки расположения водозаборов в различных стоковых и нагонных ситуациях и формулировать рекомендации по выбору наиболее благоприятных мест их установки;

- установлен факт подавляющего вклада Санкт-Петербурга в загрязнение р.Невы, проявляющегося особенно сильно при малых расходах реки;

- предложена новая концепция обеззараживания воды, реализующая инновационное технологическое решение - использование двухступенчатою обеззараживания, включающего применение хлораммонирования воды с использованием экологически чистых реагентов - гипохлорита натрия, аммиаксодержащего реагента - сульфата аммония и физического метода обработки воды - ультрафиолетового облучения.

Практическая значимость и внедрение результатов работы.

Основой практической значимости работы является подготовка технических требований и практических решений для реализации внедрения комплексной системы мониторинга качества воды и управления технологическим процессом, реализованных на Волковской водопроводной станции ГУП Водоканал Санкт-Петербурга.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке «Рабочей программы производственного контроля качества питьевой воды в Санкт-Петербурге» (далее - РП), согласованной Главным государственным санитарным

врачом по Санкт-Петербургу и утвержденной председателем Комитета по энергетике и инженерному обеспечению.

Результаты диссертационной работы были внедрены при подготовке и реализации следующих нормативных документов в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург":

- регламент режима реагентой обработки на Волковской водопроводной станции;

- методика расчета содержания аммиака в соли и растворах сульфата аммония и определения коэффициентов пересчета массовых и объемных норм расхода 25% раствора аммиачной воды на 40% раствор сульфата аммония;

- регламент действий персонала ГУП «Водоканал Санкт-Петербург» и специализированных сторонних организаций Санкт-Петербурга в условиях обнаружения токсичных веществ в воде водозаборных сооружений;

- регламент работы водопроводных станций Санкт-Петербурга в условиях резкого ухудшения качества воды по показателям мутность и цветность водоисточника (р. Нева и Невская губа;

- регламент действий персонала ГУП Водоканал и специализированной сторонней организации при регистрации превышений нормативных значений нефтепродуктов в воде на водозаборах водопроводных станций;

- стандарт СТО Водоканал СПБ 2.2-2009» Организация аналитических исследований питьевой, природной воды.

Разработана и введена в действие новая концепция обеззараживания воды, реализующая инновационное технологическое решение - использовании двухступенчатого обеззараживания, включающего применение хлораммонирования воды с использованием экологически чистых реагентов - гипохлорита натрия, аммиаксодержащего реагента - сульфата аммония и физического метода обработки воды - ультрафиолетового облучения. Схема использования технологий в системе водоподготовки построена по принципу «ближе к потребителю» Установками УФО оборудованы насосные отделения 2-го подъема водопроводных станций и все именные насосные станции 3-4 подъемов. Данное технологическое решение позволяет существенно повысить надежность обеззараживания, бактериологическую и эпидемиологическую безопасность водоснабжения города.

Эффективность внедрения систем двухступенчатого обеззараживания воды в Санкт-Петербурге подтверждается официальной статистикой Управления Роспотреб-надзора по снижению темпов заболеваемости гепатитом А в Санкт-Петербурге:

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международном конгрессе в рамках Международной выставке ЭКВАТЭК-2008; на выездном заседание 10 июня 2008 г. Научно-технического совета Федерального агентства водных ресурсов «Поверхностные источники питьевого назначения в Российской Федерации: состояние, проблемы, перспективы»; на 9-ом Международном экологическом форуме День Балтийского моря 11-13 марта 2008 г.: на И-м Всероссийском семинаре «Очистка и обеззараживание питьевых и сточных вод хлорсо-

Показатель заболеваемости

(на 100 тыс. населения)

Темпы снижения заболеваемости (в %)

2004 2005 2006 2007 2008 124,1 81,3 30,1 17,9 10,4 -34,5 -63,0 -40,5 -42,0

держащими реагентами и другими способами»; диссертация прошла обсуждение на заседании кафедры «Приборы контроля и системы экологической безопасности» СЗТУ, в институте озероведения РАН, СПб. НИЦ экологической безопасности РАН.

Личный вклад автора:

- основная идея работы, постановка исследовательских и практических задач, разработка методов их решения;

- математическое моделирование формирования качества воды в р.Неве;

- разработка и внедрение системы мониторинга и контроля качества питьевой-воды в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург";

- руководство работами по организации системы контроля качества воды и разработке программы исследований и нормативных документов в ГУП «Водоканал С анкт-Петербу р г";

- организация и осуществление комплекса исследовательских и пилотных работ.

В трудах, опубликованных в соавторстве, автор участвовал в той доле, которая

указана в заключении организации, где выполнялась работа. Автор глубоко признателен всем коллегам, принявшим участие в совместных работах и в обсуждении полученных результатов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе в Перечне изданий ВАКа - 6 работы

Структура и объем работ Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения. Общий объем 298 страниц, включая 61 таблицу, 102 рисунка и списка литературы из 167 наименований.

Содержание диссертационной работы

Введение содержит постановку цели и задач исследования, обоснование актуальности темы, новизны полученных данных и практическое внедрение результатов работы в промышленность, а также формулировку основных положений, выносимых на защиту.

В первой главе рассмотрены основные показатели качества и загрязненности воды, методы и средства их контроля

Качество воды характеризуют следующие параметры: общие физико-химические показатели качества воды, орагнолептические показатели качества воды, бактериологические и паразитологические показатели качества воды, радиологические показатели качества воды, показатели неорганических и органических примесей, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке. Многие из этих величин не нормируются и, тем не менее, важны для оценки физико-химических свойств воды. Как правило, эти дополнительные параметры не только непосредственно определяют качество воды, но, главным образом, содержат информацию, без которой невозможно управлять процессом водоподготовки и тем более внедрять новые технологии.

Для организации и проведения контроля качества воды необходимо знать основные показатели качества питьевой воды.

Качество питьевой воды, поступающей потребителю из систем водоснабжения, зависит от состава исходной воды и определяется технологическими требованиями, исходящими от соответствующих контролирующих организаций. Санитарные Прави-

лай Нормы 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".

Рассмотрены основные методы и средства контроля и мониторинга качества воды, как местах водозабора, так и в течение всего производственного цикла обработки воды.

Значительное влияние на качество питьевой воды оказывает загрязнение невской воды нефтепродуктами.

Наиболее часто загрязнение вод происходит в результате аварийных и нелегальных разливов нефти и нефтепродуктов (НП). Попадая в поверхностные воды, НП подвергаются воздействию природных факторов и в первую очередь окислительных процессов. В результате фотохимического и химического окисления (УФ-излучение солнца и атмосферный кислород), а также биогенного окисления различными микроорганизмами нефтегенные органические вещества деградируют до устойчивых, безвредных соединений. Однако этот идеальный процесс естественной очистки вод протекает достаточно медленно и по целому ряду причин не всегда реализуется.

Острой проблемой сегодня остается удаление нефтепродуктов при заборе воды из поверхностных источников. Для снижения концентрации нефтепродукте в обрабатываемой воде может использоваться сорбционный метод, основанный на дозировании порошкообразного активированного угля (ПАУ). В связи с тем, что доза ПАУ определяется концентрацией загрязняющих веществ, данные об изменении концентрации нефтепродуктов необходимо получать непрерывно в режиме реального времени. В отсутствии нефтепродуктов в обрабатываемой воде использование ПАУ прекращается.

Основными методами количественного контроля, применяемыми в настоящее время при определении нефтепродуктов в водах, являются гравиметрический, газо-хроматографический, ИК-спектроскопический, и флуориметрический методы.

В результате экспериментальных исследований было установлено, что наибольший интерес представляют ИК-спектроскопический, и флуориметрический методы.

При возбуждении в ближней УФ, а тем более в видимой области спектра, флуоресцируют только полиядерные углеводороды. Поскольку их доля мала и зависит от природы нефтепродукта, наблюдается очень сильная зависимость аналитического сигнала от типа нефтепродукта (рис. 1).

Рис. 1. Спектры флуоресценции нефтепродуктов (длина волны возбуждения 350 нм). Концентрация растворов 50 мг/дм3.

Сдвиг возбуждающего излучения в коротковолновую область (270-290 им) и регистрация флуоресценции в области 300-330 нм позволяет уменьшить зависимость аналитического сигнала от типа нефтепродукта (рис. 2). В этой спектральной области аналитический сигнал формируют ароматические углеводороды других классов - moho-, би- и некоторые трициклические соединения.

290

X, нм

Рис. 2. Спектры флуоресценции нефтепродуктов (длина волны возбуждения 270 нм).

Концентрация растворов 50 мг/дм"'

Для уточнения возможной области применения флуориметрического метода анализа под эгидой Главного управления аналитического контроля Минприроды России было проведено межлабораторное исследование, в котором приняли участие лаборатории ряда инспекций Системы государственного экологического контроля, ряда центров Госсанэпиднадзора, испытательных центров, промышленных предприятий. При этом были обработаны результаты анализа более 400 проб воды (питьевой, природной, сточной), проанализированных двумя методами - флуориметрическим и методом ИК-спектроскопии. К сожалению, в большинстве лабораторий использовались анализаторы нефтепродуктов, измеряющие интегральное поглощение, а не спектрометры.

При проведении испытаний особое внимание обращалось на соблюдение требований к отбору проб. Для каждого метода анализа последовательно отбиралась своя порция пробы в отдельную стеклянную посуду. Не допускался отбор общей пробы и анализ ее частей разными методами, поскольку при этом нельзя обеспечить однородность анализируемого материала вследствие сорбции нефтепродуктов на стенках.

Для каждой пробы находили расхождение (<!,%) между результатами анализа, полученными флуориметрическим методом и методом ИК-спектроскопии, которое относили к среднему арифметическому:

d=-

J&2-фл ид

-чоо, %

(i)

где Хцк - результат анализа пробы методом ИК-спектроскопии, мг/дм"1:

Хфл - результат анализа пробы флуориметрическим методом, мг/дм3. На рис. 4 представлена диаграмма, показывающая, что в 75% случаев расхождение не превышает 30%, в 15% случаев составляет 30-50%. Учитывая достаточно

высокие значения характеристики погрешности обоих методов [3, 11]. можно утверждать, что почти в 90% случаев расхождение между результатами, полученными двумя методами, не выходит за границы, определяемые условием (2) и обусловленные суммированием погрешностей каждого метода:

/ \ и к :м ^

где лик и Лфд - характеристики погрешности методов ИК-спектроскопии и флуоримет-

рического соответственно, мг/дм3.

60

40

эо 20 10

Рис. 3. Час тота появления результатов в зависимости от относительного отклонения с1. На рис. 4 приведена корреляционная зависимость между результатами, полученными двумя методами.

Рис. 4. Корреляционная зависимость между результатами определения массовой концентрации нефтепродуктов флуориметрическим и ИК-спектроскопическим методами В главе были рассмотрены современные приборы, использующие экспресс методы микробиологического анализа, методы определения токсичности и биомониторинга воды.

Вторая глава посвящена мониторингу и контролю качества воды в Санкт-Петербурге. Значительное внимание уделено проблеме формирования качества воды

в р. Неве, так как 90 % водосбора для производства питьевой воды приходится на р. Неву.

Рассредоточенная нагрузка на водосбор формируется за счет эмиссии химических веществ из почв в поверхностные воды по всей площади водосбора, внесения минеральных и органических удобрений на сельскохозяйственные земли, а также атмосферных выпадений. При рассмотрении и количественной оценке рассредоточенной нагрузки обычно основное внимание уделяется биогенным веществам, основными из которыми являются общий азот (Л^,;,,,) и общий фосфор (Р„,-•„,)■ В этом случае используется не только обработка материалов статистической отчетности, но и выполняются определенные расчеты с привлечением информации об особенностях и закономерностях процессов формирования нагрузки.

Эмиссия биогенных веществ в дождевые и талые стоки с подстилающей поверхности Ье рассчитывалась с использованием следующего уравнения:

где Л, - площадь ¡-го типа подстилающей поверхности (сельскохозяйственные и урбанизированные территории, естественные земли), ке, - коэффициент эмиссии биогенного вещества с /-го типа подстилающей поверхности в поверхностные воды.

В результате анализа рассредоточенных источников загрязнения на водосбор р.Невы можно сделать следующие выводы:

• Рассредоточенная нагрузка на водосбор определяется наличием сельскохозяйственных угодий и эмиссией химических веществ с них в водные объекты, внесением минеральных удобрений, количеством домашних животных, от численности которых зависит количество вносимых органических удобрений, а также атмосферными выпадениями.

• За период с 2001 по 2004 гг. сохранялась тенденция к снижению основных источников рассредоточенной нагрузки на собственный водосбор р.Невы. Сказанное относится, прежде всего, к площадям сельскохозяйственных угодий и численности домашних животных. В последующие годы (2005 - 2007 гг.) наметилось некоторая стабилизация ситуации, имеет место возрастание численности свиней и птицы.

• Вклад атмосферных выпадений в биогенную нагрузку на водосбор наиболее существенен для азота. Атмосферная нагрузка фосфором составляет, как правило, не более 1-2% от суммарной нагрузки, поэтому часто в расчетах ее можно не учитывать.

• Для оценки поступления биогенных и загрязняющих веществ непосредственно в русло р.Невы недостаточно информации о нагрузке на водосбор. Требуется наличие метода расчета (математической модели) нагрузки на р.Неву в зависимости от нагрузки на водосбор и с учетом удержания химических веществ гидрографической сетью.

Значительное внимание в работе уделено проблеме математического моделирования формирования качества воды в р.Неве.

Несмотря на значительное количество исследований, направленных на изучение гидродинамики и гидрохимии р.Невы, работ по математическому моделированию формирования качества невской воды, относительно немного. Условно можно выделить три основных группы такого рода моделей:

(1)

и

1. Модели переноса примеси в русле реки, основанные на предположениях об установившемся характере течения и быстром перемешивании поступающих примесей по площади живого сечения.

2. Модели, описывающие неустановившееся течение в русле и соответствующий перенос примеси в гидравлической постановке задачи (т.е. при условии осреднения характеристик потока по площади живого сечения).

3. Модели, описывающие неустановившееся течение в русле и соответствующий перенос примеси с учетом пространственной неоднородности характеристик потока по площади живого сечения (т.е. с учетом струйной структуры потока).

Простейшая из моделей, описывающая распространение консервативной примеси, основана на использовании уравнения конвективно-диффузионного переноса, учитывающего поступление вещества от различных внешних источников:

где хи( - координаты поперечного сечения и время; со - площадь поперечного сечения русла; Q - расход воды, С - концентрация примеси; О - коэффициент продольной дисперсии; Я - интенсивность внешних источников поступления примери, как сосредоточенных, так и распределенных в пространстве. В общем случае - это функция времени и пространства, т.е. Я=Я(х,0.

Для моделирования распространения ¡-го неконсервативного вещества используется следующее уравнение:

где ^ - член, описывающий изменение концентрации ¡-го вещества в результате процессов самоочищения.

Для его определения используется либо одна из модификаций уравнения Стри-

-к с

тера - Фелиса ^ =-кС,т либо модель Фейра ^ =----со, где к,■ коэффициент

1+ Х-1

неконсервативности, С, - температура воды (°С); I - время; % ~ коэффициент, учитывающий скорость изменения со временем.

Одним из основных факторов, определяющих интенсивность самоочищения -наличие свободного кислорода. Поэтому в настоящей модели проводятся расчеты трансформации лабильного органического вещества и растворенного кислорода. Соответствующая система уравнений выглядит следующим образом:

—(со ■ Ь)+—(2 • I)=— [со ■ О—) - к, соЬ - /с,, а>1 + Я,

дх дх дх\ (к)

где I - концентрация органического вещества (в единицах БПК),

5 -концентрация растворённого кислорода;

5",ч - равновесная концентрация кислорода (РК), соответствующая его максимальной растворимости в воде при данной температуре и давлении;

- коэффициенты биохимического окисления и седиментации органического вещества;

кр - коэффициент реаэрации кислорода;

Лд и интенсивности внешних источников РК и БПК, соответственно. Аналогичные уравнения используются для трансформации азотоеодержащих веществ. Кроме того, разработаны модели стационарного распределения примесей в речном потоке.

На рис. 5 приведены результаты расчетов содержания биогенных веществ (Р0(-щ и Ыо6щ) в р.Неве с учетом влияния различных источников загрязнения.

230 225 220 215 210 205 200 195 190

без Ижоры —— всс выбросы —О—6а Ижоры и Слав янис

£бщ10'1мг/л

21

31

61

71

1 11 21 31 41 51 61 71

Рис. 5. Результаты расчетов содержания биогенных веществ в р.Неве с учетом влияния различных источников загрязнения.

Анализ представленных результатов даёт возможность оценить влияние отдельных поставщиков азота и фосфора в р.Неву. Установлен факт подавляющего вклада Санкт-Петербурга в загрязнение р.Невы, проявляющегося особенно сильно при малых расходах реки. Химический состав вод Невы определяется (в том числе и по азоту и фосфору) составом воды Ладожского озера, практически вплоть до входа в город (до впадения реки Славянки в районе посёлка Новосаратовка). От истока к устью состав невских вод мало изменяется, кроме мест выпуска сточных вод от промышленных предприятий, населённых пунктов, сельхозугодий, а также в местах впадения притоков. Наиболее сильно влияние Ладожского озера на качество невской воды сказывается при больших расходах Невы. Из наиболее значительных загрязнителей р. Невы, кроме о Санкт-Петербурга, можно выделить город Кировск, пос. Невская Дубровка и р.Ижора.

Анализируя приведенные результаты математического моделирования течений и переноса примесей в р. Неве можно сделать следующие выводы:

• Структура математической модели определяется следующими основными факторами: 1.- требованиями поставленной задачи, 2,- имеющимися знаниями о строении объекта исследований, особенностях и закономерностях происходящих процессов, 3.- наличием доступной информации, позволяющей реализовать модель, провести ее калибровку и верификацию.

• В настоящее время разработаны модели различной степени сложности и детализации, предназначенные для решения различных задач, связанных с моделированием качества воды в р.Неве. Наиболее простые модели требуют минимум исходных данных и позволяют давать лишь приближенные оценки характеристик качества невской воды в зависимости от изменения внешних воздействий. Одномерные гидравлические модели, основанные на уравнениях Сен-Венана, дают возможность рассчитывать осредненные по площади живого сечения характеристики потока, как для стоковых ситуаций, так и в сгонно-нагонном режиме. С помощью таких моделей, несмотря на их одномерность, удается описать неустановившееся течение и перенос примесей в рукавах дельты. Увеличение размерности модели позволяет рассчитывать характеристики потока с учетом неоднородности по площади живого сечения реки и описывать струйных характер переноса примесей.

•Практически все перечисленные модели в определенной степени могут быть полезны для решения различных задач ГУП Водоканал СПб, связанных с расчета поступления загрязняющих веществ от различных источников к водозаборам: от приближенных фоновых оценок до рекомендаций по выбору оптимального расположения водозаборов.

•Трехмерные модели формирования течений и качества воды в р.Неве позволяют оценивать возможность попадания различных нежелательных примесей в конкретные точки расположения водозаборов в различных стоковых и нагонных ситуациях и, соответственно, формулировать рекомендации по выбору наиболее благоприятных мест их установки.

• Объемы исходной информации, необходимой для реализации моделей, прямо-пропорциональны их сложности. Модели, описывающие неустановившееся движение водных масс, требуют детального задания морфометрических характеристик русла реки с учетом многорукавности дельты. Увеличение размерности модели ведет к необходимости получения данных о форме живого сечения потока при различных значениях продольной координаты и уровня воды. Сбор необходимой информации -чрезвычайно трудоемкая задача, требующая высокого уровня технического обеспечения.

•Для целей создания Методов оценки и прогноза характеристик качества воды в точках существующего и возможнбго водозабора ГУП Водоканал СПб целесообразно разработать комплекс моделей различной степени сложности, ориентированных на решение различных задач (от приближенных фоновых оценок до оптимизации пространственного расположения оголовков водозабора). Особое внимание должно уделяться организации сбора, обработки и соответствующего представления в цифровой форме больших объемов исходной информации, прежде всего, о морфометрии русла реки.

В данной главе значительное внимание уделено организации мониторинга качества питьевой воды в Санкт-Петербурге.

Мониторинг качества воды, организованный на ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» является источником получения объективной и достоверной информации о состоянии водооисточника, воды на всех этапах водонодготовки, воды, подаваемой потребителю, и питьевой воды в разводящей сети. Информация, полученная в результате контроля позволяет грамотно управлять процессами очистки питьевой воды и гарантировать ее качество.

В третьей главе проведен анализ экспериментальных результатов контроля и мониторинга воды р. Нева и ее притоков, а также в в местах водозаборов водопроводных станций города Санкт-Петербурга. В данной главе рассмотрены данные аналитического контроля качества воды р. Нева по физико-химическим показателям, по содержанию фито и зоопланктона, токсичности воды, санитарно-паразитологическим и вирусологическим показателям проведена оценка качества воды водоисточника - р. Невы в местах водозаборов по интегральному коэффициенту.

Четвертая глава посвящена проблеме повышения качества питьевой воды путем внедрения безопасных технологий обеззараживания и управления процессами водоподготовки в условиях изменения качества водоисточника. Рассмотрены современные безопасные технологии обеззараживания воды, обосновано использование сульфата аммония при обеззараживании питьевой воды хлораминами. Приведены результаты внедрения технологии хлораммонирования воды с использованием сульфата аммония в процессе обеззараживания питьевой воды и особенности технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия и ультрафиолетовым облучением в системах водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга

Проведена оценка качества питьевой воды, поступающей в распределительную сеть системы водоснабжения г. Санкт-Петербурга. Проведено сравнение содержания хлорорганических соединений в воде, подаваемой водопроводными станциями Санкт-Петербурга, с российскими и зарубежными нормативами.

В заключении представлены основные выводы и даны практические рекомендации по совершенствованию системы качества воды в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург".

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В диссертации разработаны научно-технические решения, позволившие существенно повысить качество питьевой воды несмотря на ухудшающуюся экологическую обстановку в водоемах Санкт-Петербурга в местах забора воды.

В результате выполненных исследований создана и принята к реализации в ГУП «Водоканал Санкт-Петербург" система контроля и мониторинга качества воды, а также комплекс мероприятий по повышению качества питьевой воды.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнен анализ качества воды на водозаборах в р. Неве, установлено, что вода безвредна (К2<0,3); благоприятна по своим физическим и органолептическим

свойствам (К)<0,2); физиологически неполноценна (Кз<0,3) и опасна в эпидемиологическом отношении (Кц>0,2).

2. Установлено, что природные воды Невско-Ладожского бассейна представлены гидрокарбонатным классом, группой кальция, характеризуются низкой минерализацией (78,5±2,7 мг/л) и жесткостью (0,8±0,07 мг-экв/л), малым содержанием микроэлементов (фтора и йода), относительно высоким содержанием гуминовых веществ, высокими цифрами цветности (до 42° Сг-Со), перманганатной (10±1,2 мгОп/д) и би-хроматной (26±2,1 мг02/л) окисляемости.

3. При мониторинге загрязнения воды нефтепродуктами установлено, что при возбуждении в ближней УФ и в видимой области спектра, флуоресцируют только полиядерные углеводороды, поскольку их доля мала и зависит от природы нефтепродукта, наблюдается очень сильная зависимость аналитического сигнала от типа нефтепродукта.

4. Для создания методов оценки и прогноза характеристик качества воды в точках существующего и возможного водозабора ГУП Водоканал СПб разработан комплекс моделей различной степени сложности, ориентированных на решение различных задач (от приближенных фоновых оценок до оптимизации пространственного расположения оголовков водозабора), при этом особое внимание уделено организации сбора, обработки и соответствующего представления в цифровой форме больших объемов исходной информации;

5. Дополнительная обработка хлорированной питьевой воды ультрафиолетовым облучением в штатном режиме и в установленных дозах на Главной водопроводной станции позволяет улучшить качество производимой на этой станции питьевой воды. При этом существенно уменьшается численность жизнеспособных микроорганизмов и количество превышений нбрмативов СанПиН 2.1.4.1074-01 по санитарно-микробиологическим показателям. Вместе с тем было установлено, что дополнительная обработка не обеспечивает 100% обеззараживания питьевой воды, о чем свидетельствуют отдельные обнаружения санитарно-показательных микроорганизмов в воде, подвергшейся УФ-обработке, даже при работе УФ-установок с дозами облучения свыше 45 мДж/см3.

6. Совместное использование гипохлорита натрия и ультрафиолетового облучения воды позволило получить в 2008 году более 99 % проб воды на выходах водопроводных станций Санкт-Петербурга полностью соответствующим нормативным значениям (в 2004 эта величина составляла 95 %).

7. Разработана система управления технологическим процессом водоподготовки в условиях изменения качества воды поверхностных водоисточников на примере Волковской водопроводной станции, которая обеспечивает следующие характеристики:

- производится автоматическое дозирование всех реагентов, используемых в технологическом процессе, а именно: гипохлорита натрия, сульфата аммония, коагулянта, флокулянта, порошкообразного активного угля (ПАУ).

- дозирование производится пропорционально расходу воды.

- дозирование реагентов (гипохлорита натрия, сульфата аммония , коагулянта, флокулянта) производится с учетом концентрации исходного реагента и концентрации реагента после его разбавления.

- дозирование сульфата аммония производится с учетом его фонового содержания в «сырой» воде.

- дозирование гипохлорита натрия производится с учетом содержания в «сырой» воде окисляющихся веществ.

- дозирование коагулянта производится с учетом содержания в «сырой» воде коагулирующихся веществ.

- в качестве обратной связи при дозировании гипохлорита и сульфата аммония используются:

- контроль содержания остаточного активного хлора на входе в блоки контактных осветлителей (БКО) и на выходе в город;

- контроль редокс-потенциала и относительной электропроводности сырой воды и воды после введения реагентов.

- в качестве обратной связи при дозировании коагулянта используегся контроль редокс-потенциала и относительной электропроводности до и после введения реагента и контроль мутности на выходе из БКО.

- дозирование ПАУ производится только при поступлении сигнала о наличии в «сырой» воде токсичных веществ и нефтепродуктов. Установка дозы ПАУ и времени дозирования производится вручную.

- предусмотрена возможность перевода управления всеми процессами дозирования реагентов из автоматического в ручной режим в случае возникновения нештатных и чрезвычайных ситуаций.

8. Мониторинг качества воды, организованный на ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» является источником получения объективной и достоверной информации о состоянии водооисточника, воды на всех этапах водоподготовки, воды, подаваемой потребителю, и питьевой воды в разводящей сети. Информация, полученная в результате контроля позволяет грамотно управлять процессом обеззараживания и очистки питьевой воды и гарантировать ее качество.

9. Полученные в диссертационном исследовании результаты и новые научные данные обсуждались и одобрены на международных, всероссийских и отраслевых научно-технических конференциях. Наиболее важные и значимые технические решения, полученные в ходе выполнения работы по теме диссертации использованы в нормативной документации ГУП «Водоканал Санкт-Петербург".

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК

1. Внедрение безопасных технологий обеззараживания питьевой воды / Кармазинов Ф. В., Кинебас А. К., Нефедова Е. Д., Гвоздев В. А., Костюченко С. В., Нефедов Ю. И., Зайцева С. Г. И Водоснабжение и санитарная техника, 2008. № 9. - С. 25-31.

2. Предпосылки перехода к использованию сульфата аммония при обеззараживании питьевой воды хлораминами / Кинебас А. К., Нефедова Е. Д., Русанова Л. П., Бекренев А. В. // Водоснабжение и санитарная техника, 2008. № 12. - С. 16-24.

3. Использование сульфата аммония в процессе обеззараживания питьевой воды / Кинебас А. К., Нефедова Е. Д., Бекренев А. В., Яковлев В. Ю. // Водоснабжение и санитарная техника, 2009. № 6. - С. 49-54.

4. Внедрение двухступенчатой схемы обеззараживания воды па водопроводных станциях Санкт-Петербурга / Кинебас А. К., Нефедова Е. Д., Бекренев А. В. (ГУП

«Водоканал Санкт-Петербурга», Санкт-Петербург. Россия), Яковлев В.Ю. (ЗАО «Ак-ватехсервис», Санкт-Петербург, Россия) // Водоснабжение и санитарная техника, 2010. №2.-С. 36-42.

5. Использование подземных вод для резервного водоснабжения Санкт-Петербурга при чрезвычайных ситуациях / Нефедова Е.Д., Боровицкая Е.Ю. // Водоснабжение и санитарная техника, 2010. № 2. - С. 44-46.

В межвузовских сборниках и сборниках трудов конференций

6. Нефедова Е.Д., Кинебас А.К., Потапов А.И. Контроль качества питьевой воды в Санкт-Петербурге. Межвузов, сб. Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: вып. 17. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009,-С.209-215.

7. Нефедова Е.Д., Кинебас А.К., Потапов А.И. Эффективность обеззараживании питьевой воды хлораминами. Межвузов, сб. Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: вып. 17. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009, - С. 200-208

8. Гидробиологические показатели в контроле качества технологии водоподго-товки / Белова М.А., Алексеева H.A., Большакова В.А. (ЗАО «Центр исследования и контроля воды», Санкт-Петербург, Россия), Нефедова Е.Д., (ГУП «Водоканал С-Петербурга») // Питьевая вода, 2007. № 6. - С. 18-217.

9. Мероприятия ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» по удалению фосфора из сточных вод / Нефедова Е.Д. // Сборник тезисов IX Международного экологическою форума «День Балтийского моря» (Россия, Санкт-Петербург 11-13 марта 2008 г.) - С. 86-87.

10. Мониторинг качества питьевой воды в Санкт-Петербурге / Нефедова Е.Д., Шевчик Г.В. // Материалы 8-го Международного конгресса «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2008 [электронный ресурс]. - М. : ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2008, секция 10 «Методы контроля и анализа качества воды».

11. Опыт Водоканала Санкт-Петербурга при внедрении безопасных технологий обеззараживания питьевой воды Петербурге / Кармазинов Ф.В., Нефедова Е.Д., Гвоздев В.А. (ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», Санкт-Петербург, Россия), Костючен-ко C.B., Нефедов Ю.И., Зайцева С.Г. (ЗАО НПО «ЛИТ», Москва, Россия) // Материалы 8-го Международного конгресса «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2008 [электронный ресурс]. - М. : ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2008, секция 5 «Водоснабжение».

12. Опыт разработки концепции применения УФ обеззараживания в системе питьевого водоснабжения г. Санкт-Петербурга / Кармазинов Ф.В., Нефедова Е.Д. (ГУП «Водоканал Санкт-Петербург», Санкт-Петербург, Россия), Костюченко C.B., Нефедов Ю.И., Зайцева С.Г. (НПО «ЛИТ», Москва, Россия) // Материалы 8-го Международного конгресса «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2008 [электронный ресурс]. - М. : ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2008, секция 5 «Водоснабжение».

13. Гидробиологические показатели в контроле качества технологии водопод-готовки / Белова М.А., Алексеева H.A., Большакова В.А. (ЗАО «Центр исследования и контроля воды», Санкт-Петербург, Россия), Нефедова Е.Д., (ГУП «Водоканал С-Петербурга»).Сборник материалов «Тезисы докладов XII Ежегодного научно-

практического семинара «Вопросы аналитического контроля качества вод», 18-21 сентября 2007 года, г. Санкт-Петербург, Россия.» С.57-59

14. Кинебас А.К., Нефедова Е.Д. Особенности технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия и УФ облучением в системе водоснабжения и водоотведе-ния Санкт-петербурга. Мат-лы 12 Международной конференции «Экология и развитие общества. СПб.:МАНЭБ, 2009, -с. 36-41

МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МОНИТОРИНГА, КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ В МЕСТАХ ВОДОЗАБОРОВ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВОДОПОДГОТОВКИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ

АВТОРЕФЕРАТ

Нефедова Елена Дмитриевна

Подписано в печать Б.кн.-журн.

20.04.10 Пл. 1.0 Тираж 100

Формат 60X84 1/16

Бл. 0,5

Заказ 124

Отпечатано с готового оригинала - макета 194044, Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 10 ООО «Балтияр»

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Нефедова, Елена Дмитриевна

ВВЕДЕНИЕ Стр.

Глава 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИХ КОНТРОЛЯ Стр.

1.1. Общая характеристика проблемы Стр.

1.2. Основные показатели качества и загрязненности воды Стр.

1.2.1. Общие физико-хилшческие показатели качества воды Стр.

1.2.2.0рганолептические показатели качества воды Стр.

1.2.3.Неорганические примеси в воде Стр.

1.2.4.Бактериологические и паразитологические показатели качества воды Стр.

1.2.5.Радиологические показатели качества питьевой воды Стр.

1.3. Основные показатели качества сбрасываемых сточных вод Стр.

1.4. Анализ нормативной базы по контролю качества воды. Стр.

1.5. Основные методы, средства контроля и мониторинга качества воды Стр.

1.5.1. Фотоколориметрический метод контроля качества воды Стр.

1.5.2. Методы определения растворенного кислорода Стр.

1.5.3.Методы контроля содержания нефтепродуктов в воде водоисточников Стр.

1.5.4.Методы жидкостной хроматографии Стр.

1.5.5 Санитарно—микробиологическое исследование воды Стр.

1.5.6. Экспресс методы определения микробиологических показателей Стр.

1.5.7. Методы исследования токсичности воды Стр.

1.5.8. Метод биомониторинга качества воды Стр.

ГЛАВА 2. МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ВОДЫ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ Стр.

2.1. Формирование качества воды в р. Неве Стр.

2.1.1. Общая характеристика р. Невы Стр.

2.1.2. Источники загрязнения, расположенные на собственном водосборе р.Невы, и сформированная ими нагрузка Стр.

2.2. Математическое моделирование формирования качества воды в р.Неве Стр.

2.2.1. Модели переноса примеси в русле реки, основанные на предположениях об установившемся характере течения и быстром перемешивании поступающих примесей по площади живого сечения. Стр.

2.2.2. Модели, описывающие неустановившееся течение в русле и соответствующий перенос примеси в гидравлической постановке задачи (при условии осреднения характеристик потока по площади живого сечения). Стр.

2.2.3. Модели, описывающие неустановившееся течение в русле и перенос примеси с учетом неоднородности характеристик потока по площади живого сечения. Стр.

2.3.Комплексная система производственного контроля и мониторинга качества воды в системе централизованного водоснабжения Стр.

Глава 3. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ВОДЫ В МЕСТАХ ВОДОЗАБОРА Стр.

3.1. Оценка качества воды реки Нева и ее притоков по данным аналитического контроля качества воды за 2005-2008г. Стр.

3.2. Оценка качества воды на водозаборах водопроводных станций ГУП Водоканал Санкт-Петербург по данным аналитического контроля качества воды (2008г.) Стр.

3.2.1. Физико-химические показатели качества воды Стр.

3.2.2. Исследование содержания фитопланктона Стр.

3.2.3. Исследования токсичности воды Стр.

3.2.4. Санитарно-паразитологические исследования Стр.

3.2.5. Санитарно—вирусологические исследования Стр.

3.2.6. Оценка качества воды в местах водозаборов по интегральному коэффициенту. Стр.

ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОИ ВОДЫ ПУТЕМ ВНЕДРЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ВОДЫ В ПРОЦЕССЕ ВОДОПОДГОТОВКИ Стр.

4.1. Современные технологии обеззараживания воды Стр.

4.2. Внедрение технологии обеззараживания воды гипохлоритом натрия на водопроводных станциях Санкт-Петербурга Стр.

4.3. Исследования эффективности обработки воды УФ-излучением на Главной водопроводной станции Стр.

4.4. Внедрение систем УФО на водопроводных станциях Санкт-Петербурга Стр.

4.5. Обоснование использования сульфата аммония при обеззараживании питьевой воды хлораминами Стр.

4.6. Внедрение технологии хлораммонирования воды с использованием сульфата аммония в процессе обеззараживания питьевой воды Стр.

4.7.Автоматизированная система управления качеством воды в процессе водоподготовки на Волковской водопроводной станции. Стр.

4.8. Оценка качества питьевой воды г. Санкт-Петербурга. Стр.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Методы и технические средства мониторинга, контроля качества воды в местах водозаборов и управление технологическим процессом водоподготовки в условиях изменения качества воды поверхностных водоисточников"

Актуальность работы обусловлена тем, что окружающая водная среда Санкт-Петербурга характеризуется значительным уровнем загрязненности, вызванным высокой антропогенной нагрузкой сбрасываемых промышленных, транспортных, бытовых и ливневых сточных вод. Это создает большие проблемы при использовании водной среды для обеспечения питьевой водой население Санкт-Петербурга.

Одной из важных проблем является проведение надежного и достоверного контроля и мониторинга состояния окружающей водной среды, особенно в местах водозабора, а также после очистки и обеззараживания воды.

Вода большинства поверхностных источников водоснабжения характеризуется умеренным и высоким уровнем загрязнения. Приоритетными загрязнителями на протяжении многих лет остаются органические соединения, взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, тяжелые металлы и др. Среди возбудителей заболеваний из воды водоемов чаще всего выделяются сальмонеллы, энтеровирусы и др.

Исследования последних лет (5лет) показали, что каждая 4-5 проба воды из водоемов I и II категории не отвечала гигиеническим нормам по санитарно-химическим и каждая 3-4 - по микробиологическим показателям.

Одной из причин неудовлетворительного качества питьевой воды является массивное загрязнение поверхностных водоемов - основных источников питьевого водоснабжения в связи со сбросами в них в больших количествах неочищенных и недостаточно очищенных промышленных, хозяйственно-бытовых и сельскохозяйственных сточных вод, ливневых и талых вод с полей, территорий сел и городов.

В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Безвредность воды обеспечивается отсутствием в ней токсичных и вредных для здоровья примесей антропогенного и техногенного происхождения.

Качество питьевой воды в значительной степени зависит от качества и степени очистки сточных вод, сбрасываемых в природные водоемы.

Питьевой водой считается вода после подготовки (очистки и обеззараживания) или в естественном состоянии, отвечающая установленным санитарным нормам и требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд населения и (или) производства пищевой продукции.

Питьевая вода должна соответствовать требованиям гигиенических нормативов по санитарно-микробиологическим, органолептическим, химическим показателям и показателям радиационной безопасности.

За последнее десятилетие нормативная база, регулирующая качество питьевой значительно расширилась, введены в действия новые документы, регулирующие оценку качественных характеристик питьевой воды, ужесточились требования, введен ряд новых показателей.

В связи с этим совершенствуются технологии водоподготовки, разрабатываются новые реагенты и методы очистки всех типов вод (поверхностных, подземных).

В Санкт-Петербурге качество водопроводной воды централизованной системы водоснабжения гарантирует полную эпидемиологическую и токсикологическую безопасность питьевого водоснабжения города.

Чтобы гарантировать потребителям качество и безопасность питьевой воды необходимо разрабатывать методы и средства контроля и мониторинга качества воды, а также постоянно совершенствовать технологические процессы водоподготовки и внедрягь их в практику производственной деятельности ГУП Водоканал Санкт-Петербурга.