Контроль качества воды

КОНТРОЛЬ 
КАЧЕСТВА ВОДЫ

Допущено Государственным комитетом Российской Федерации 
по строительству и жилищно-коммунальному комплексу в качестве учебника 
для студентов средних специальных учебных заведений, 
обучающихся по специальности 2912 «Водоснабжение и водоотведение»

Москва
ИНФРА-М
2024

Л.С. АЛЕКСЕЕВ

УЧЕБНИК

4-е издание, 
переработанное и дополненное

СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

УДК 628(07)
ББК 38.761.1я723
 
К64

Рецензенты: д-р хим. наук, проф., зав. кафедрой Московского 
государственного строительного университета Б.Н. ФРОГ;
д-р. техн. наук, проф., зав. кафедрой Московского института 
коммунального хозяйства и строительства И.И. ПАВЛИНОВА

К64

© ИНФРА-М, 2009
© Алексеев Л.С., 2009

Подписано в печать 01.09.2023.
Формат 6090/16. Бумага типографская.
Гарнитура «Newton». Печать офсетная.
Усл. печ. л. 10,0. Уч.-изд. л. 9,77.
ПТ. 10 экз.

ТК  55150-474226-201208

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru     http://www.infra-m.ru

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 1 ст. 11

ISBN 978-5-16-010316-7 (print)
ISBN 978-5-16-102255-9 (online)

Алексеев Л.С.
Контроль качества воды: учебник. — 4-е изд., перераб. и доп. — 
Москва : ИНФРА-М, 2024. — 159 с. — (Среднее профессиональное 
образование).

ISBN 978-5-16-010316-7 (print)
ISBN 978-5-16-102255-9 (online)
В учебнике освещены способы определения эффективности работы водоочистных 
и водоподготовительных сооружений, а также установок по обработке 
осадка. Рассмотрены методы и технологии лабораторно-производственного 
контроля за качеством природных, водопроводных и сточных вод. Третье издание 
учебника под одноименным названием вышло в 2004 г.
Для студентов строительных техникумов, обучающихся по специально сти 2912 
«Водоснабжение и водоотведение».
ББК 38.761.1я723

Содержание

ВВедение.........................................................................................5

Раздел.1..
Технологический.конТРоль.пРоцессоВ.
обРабоТки.пРиРодных.и.Технических.Вод..........8

1.1.Оценкакачестваприродных,питьевыхитехническихвод........................................................ 8

1.2.Лабораторнопроизводственныйконтролькачестваводывсистемаххозяйственнопитьевогоипроизводственноговодоснабжения.... 14

1.3.Контрольпредварительнойобработкиводы,процессовкоагулирования,отстаивания,фильтрования............................................................. 19

1.4.Контрольпроцессовобеззараживанияводы........... 26
1.5.Контрольпроцессовфторирования,обесфторивания,обезжелезиванияводы,удалениямарганца..................................................... 30

1.6.Контрольпроцессовстабилизационнойобработкиводы.Удалениегазов:кислорода,сероводорода.............................................................. 32

1.7.Контрольпроцессовумягчения,опресненияиобессоливанияводы............................................... 37

1.8.Контрольгидрохимическогорежимаработыоборотныхсистемохлаждающеговодоснабжения........................................................... 42

1.9.Контрольпроцессаохлажденияводы...................... 48
1.10.Упражненияизадачи................................................. 50

Раздел.2..
Технологический.конТРоль.пРоцессоВ.
очисТки.сТочных.Вод..................................................76

2.1.Общиеположения....................................................... 76
2.2.Классификациясточныхвод.Видызагрязненийиметодыихудаления................ 82

2.3.Контрольпроцессовмеханическойочисткисточныхвод.................................................. 89

2.4.Контрольработысооруженийаэробнойбиологическойочисткисточныхвод........................ 96

2.5.Контрольпроцессовдоочисткииобеззараживаниясточныхвод............................ 108

2.6.Контрольпроцессовобработкиосадков.Процессыметановогоброженияиконтрольработыметантенков............................. 116

2.7.Контрольработысооруженийобезвоживанияисушкиосадка......................................................... 128

2.8.Контрольпроцессовобработкипромышленныхстоковиметодовизвлеченияизнихвредныхвеществ..................... 133

2.9.Контрольдеструктивныхметодовочисткипромышленныхсточныхвод................................... 139

2.10.Упражненияизадачи............................................... 142

заключение............................................................................................157

лиТеРаТуРа..............................................................................................158

ВВедение

В условиях все расширяющегося внедрения в водное хозяйство 

прогрессивных технических решений в области водоподготовки и 
очистки сточных вод научно обоснованный контроль качества 
воды является одним из важнейших факторов санитарноэпидемиологического благополучия населенных пунктов, а также предотвращения техногенных и экологических катастроф. Зачастую 
состав воды определяет набор водообрабатывающих сооружений 
и величину удельного расхода воды для различных абонентов водопровода и систем водоотведения.

Эффективное осуществление такого контроля зависит от наличия в стране подготовленных специалистовтехнологов высшей и 
средней квалификации. Курс «Контроль качества воды» изучается 
после того, как студенты уже ознакомились с большей частью общеобразовательных и специальных дисциплин, и может, таким 
образом, рассматриваться как завершающий этап обучения по вопросам технологии обработки воды. Поэтому автор исходил из 
того, что общие вопросы очистки природных и сточных вод учащимся уже известны, и изложил часть материалов в учебнике без 
подробного рассмотрения основ технологических процессов водообработки.

Внедрение новых технологий обработки воды с применением 

большого количества реагентов и специального оборудования различного назначения неизбежно связано с повышением уровня автоматизации и приборного оснащения. Подробнее с организацией 
управления и автоматизации процессов контроля качества воды 
можно познакомиться в учебном пособии [1].

Информация о приборах и устройствах, предназначенных для 

контроля качества воды, содержится в справочнике [2]. Там же 
сообщается о принципе их действия, особенностях конструкции и 
условиях эксплуатации. 

Развитие системы частного предпринимательства, укрепление 

частных операторов в области водопользования, приватизация водоканалов приводят к необходимости разработки новых законодательных актов, направленных на регулирование отношений между 
государством и индивидуальным водопользователем. Представление 
о законодательно­правовой базе водоснабжения и принципах ор

ганизации производственного контроля и госсанэпиднадзора за 
качеством питьевой воды дает литература [3]. 

Предыдущее одноименное третье издание этого курса, подготовленное к печати проф. Л.С. Алексеевым, было выпущено Издательским Домом «ИНФРА­М» в 2004 г. В данной редакции 
третьего издания учтены полученные замечания и предложения по 
его совершенстствованию.

За прошедшее пятилетие в водном хозяйстве страны произошли 

серьезные изменения. По инициативе партии «Единая Россия» 
развернулась работа по созданию Федеральной целевой программы 
«Чистая вода», направленной на улучшение качества питьевой 
воды.

В 2006 г. появился Водный кодекс РФ, в котором прослеживается направленность на реформирование нормативной базы в духе 
европейского и североамериканского законодательства, где основной акцент делается на жестком экологическом контроле за ходом 
и результатами деятельности в водных и околоводных пространствах. Увеличение безопасности питьевого и хозяйственно­бытового водоснабжения требует усиления надзорных служб, переоснащения и повышения их статуса.

В водном хозяйстве страны все отчетливее проявляет себя необходимость пересмотра величины норматива некоторых показателей качества воды в сторону ужесточения. Поэтому требуется 
существенное повышение защитных функций очистных сооружений. 

В таких крупных мегаполисах, как Москва, Санкт­Петербург, 

Нижний Новгород и др., в последние годы наблюдается процесс 
снижения водопотребления и связанное с ним уменьшение скорости движения воды в трубопроводах, что приводит к нарушениям 
основных параметров воды по цветности и мутности. В этих условиях требования к соблюдению надлежащего санитарного состояния трубопроводов питьевой воды приобретают приоритетное 
значение. 

Бурное развитие нефтегазового промысла расширило использование мягких коррозионно­агрессивных вод в системах централизованного водоснабжения населенных пунктов, особенно в азиатской части страны. В отсутствие стабилизационной обработки 
эти воды при транспортировании по стальным трубопроводам загрязняются продуктами коррозии — железом в концентрации, превышающей его нормативное содержание в воде питьевого качества.

В материалах данной редакции учебника предпринята попытка 

учесть эти изменения. При этом, так же как и ранее, понятие 
«контроль качества воды» здесь трактуется расширительно и под 
ним понимается не столько аналитическое открытие важнейших 
ингредиентов состава воды, сколько комплекс технологических 
мероприятий по целенаправленному управлению составом воды с 
целью придания ей потребительских свойств.

Учебник написан в полном соответствии с программой дисциплины «Контроль качества воды» для специальности 2912 «Водоснабжение и водоотведение». Поэтому в нем некоторые вопросы, 
не предусмотренные программой данного учебного курса, но 
имеющие отношение к рассматриваемой проблеме, изложены 
фрагментарно. К ним относятся, в частности, вопросы оценки 
надежности технических устройств водного хозяйства, методики 
аналитических определений содержания в воде макро и микрокомпонентов, организация ведомственного контроля качества 
воды санэпидемнадзором, инспекцией рыбнадзора, органами 
охраны и использования водных ресурсов.

Современное терминологическое оформление учебного материала обеспечено в соответствии с рекомендациями [4].

Автор выражает признательность рецензентам: заведующему 

кафедрой «Охраны водных ресурсов» Московского Государственного строительного университета, проф., дру хим. наук Б.Н. Фрогу и заведующей кафедрой «Коммунального и промышленного 
водопользования» Московского института коммунального хозяйства и строительства, проф., д­ру техн. наук И.И. Павлиновой за 
ряд ценных замечаний. 

раздел 1  
ТехнологичеСкий конТроль 
процеССоВ обрабоТки природных 
и ТехничеСких Вод

1.1. оценка качеСТВа природных, пиТьеВых  

и ТехничеСких Вод

Источниками водоснабжения в большинстве регионов РФ являются поверхностные воды рек (водохранилищ) и озер, на долю 
которых приходится 65–68% от общего объема водозабора. Ниже 
приводится оценка качества воды в них в зависимости от некоторых характерных показателей состава: рН, минерализованности 
(cолесодержания), жесткости, содержания взвешенных и органических веществ, а также фазоводисперсного состояния.

Сравнивая оценочные и фактические показатели состава воды 

в источниках Российской Федерации, можно отметить преобладание мягких и очень мягких, а также мало и среднеминерализованных вод в азиатской ее части и северных районах, т.е. на большей части территории страны. Повсеместное загрязнение водных 
объектов примесями антропогенного и техногенного происхождения, наблюдаемое в последние годы, обусловлено поступлением в 
них неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, 
хозяйственнобытовых и промышленных, талых и ливневых вод с 
водосборов.

Под качеством природной воды понимают совокупность ее 

свойств, обусловленных характером и концентрацией содержащихся 
в воде примесей. Ниже дана классификация вод по различным признакам: величине рН, минерализованности, жесткости, прозрачности, цветности и размеру содержащихся в воде частиц (Журба М.Г.).

По специфике требований к качеству очищенной воды различают воду, используемую для хозяйственнопитьевых целей, нужд 
пищевой промышленности, сельского хозяйства и промышленности.

Гигиенические требования к качеству воды централизованных 

систем питьевого водоснабжения и правила контроля качества 
воды, производимой и подаваемой системами питьевого водоснабжения населенных мест в РФ, устанавливаются по [5].

Ее безопасность в эпидемиологическом отношении определяется нормативами, представленными в табл. 1.1.

Безвредность питьевой воды по химическому составу определяется ее соответствием нормативам по обобщенным показателям 
и содержанию вредных и химических веществ (табл. 1.2).

Таблица 1.1

Нормативы по микробиологическим и паразитологическим 

показателям

Таблица 1.2

Нормативы по обобщающим показателям  
и вредным химическим веществам, мг/дм3

Окончание табл. 1.2

Кроме того, действуют нормативы по вредным химическим веществам, поступающим и образующимся в процессе обработки 
воды: хлору, хлороформу, озону, формальдегиду, полиакриламиду, 
активированной кремнекислоте и полифосфатам.

Благоприятные основные органолептические свойства воды 

определяются нормативами, приведенными в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Нормативы по органолептическим показателям

Радиационная безопасность питьевой воды определяется еe соответствием нормативам по показателям общей α и βактивности.

При использовании воды для технических нужд различных видов промышленности различают воду, входящую в состав продук

та, используемую в гидротранспорте, для мытья и охлаждения 
сырья и готовой продукции. Еe качество регламентируется отраслевыми нормативными документами.

Качество воды в значительной мере зависит от ее ионного состава. Для подавляющего большинства природных вод общее солесодержание достаточно точно определяется катионами Са2+, Mg2+, 
Na+, K+ и анионами НСО3

−, SO4

2−, Сl− (макрокомпоненты). Остальные ионы обычно присутствуют в очень незначительных количествах, но могут существенно влиять на свойства и качество воды.

Данные анализов ионного состава воды удобно изображать графически. Для этого в определенном масштабе на двух параллельных соприкасающихся полосах в порядке, указанном на рис. 1.1, 
откладывают концентрации катионов и анионов (1 см длины соответствует 1 мгэкв/дм3). Графическое изображение результатов 
анализа позволяет представить гипотетический состав солей в воде. 
Например, в воде, по результатам анализа которой составлена диаграмма, приведенная на рис. 1.1, в, гипотетически присутствуют 
Са(НСO3)2, Mg(HCO3)2, NaHCO3, Na2SO4, NaCl и KCl. При известных концентрациях катионов и анионов можно вычислить и 
концентрации этих солей.

Рис. 1.1. Диаграмма гипотетического состава солей в воде

Анионы на диаграмме располагаются в порядке увеличения их 

кислотных свойств. Расположение катионов обусловлено тем порядком, в котором они будут образовывать малорастворимые соединения при постепенном увеличении значения рН.

Огромное влияние на качество и свойства воды оказывают соединения угольной кислоты. Вместе с ионами кальция они образуют карбонатнокальциевую систему равновесий, самую сложную