Анализ источников водоснабжения населенных пунктов Омской области, расположенных вдоль р. Оми

Одной из основных проблем водоснабжения населенных пунктов Нижнеомского, Кормиловского, Калачинского и части Омского муниципальных районов Омской области, расположенных в междуречье рек Иртыша и Оми, является отсутствие гарантированных, безопасных источников водоснабжения [1]. Анализ существующего положения в сфере водоснабжения, выполненный ОАО ТПИ «Омскгражданпроект», показал, что для обеспечения жителей этих территорий доброкачественной питьевой водой, отвечающей требованиям безопасности, необходимо строительство Горьковского группового водопровода. Введение его в действие позволило бы решить проблему обеспечения граждан питьевой водой надлежащего качества в количестве, соответствующем нормам водопотребления [1‒3].

Объекты и методы

Согласно приведенным в табл. 1 данным объектами исследования явились 105 населенных пунктов Нижнеомского, Кормиловского, Калачинского и части Омского муниципальных районов. Из них 27,6 % для целей водоснабжения используют поверхностный источник – р. Омь. Подземными источниками снабжается 64,8 %, водопотребителей, часть из них пользуется водой только из частных колодцев, редко общественных. К сетям ОАО «ОмскВодоканал» подключены или получают привозную воду 3,8 % потребителей.

Систематический контроль качества воды, используемой населением, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 [2] и СанПиН 2.1.4.1175-02 [3] отсутствует. Большинство населения в рассматриваемых районах (рис. 1) пользуется водой, не прошедшей стадию водоподготовки.

Выполненные качественный и количественный анализы показали, что существующее положение по обеспечению водой малых населенных пунктов Омской области критическое. При рассмотрении предложений по строительству, реконструкции или

модернизации объектов систем водоснабжения в этих районах необходимо учитывать возможные варианты технологических схем водоподготовки (водопроводных очистных станций).

Таблица 1

Характеристика состояния обеспеченности водой населения муниципальных районов

Муниципальный район	Количество населенных пунктов, получающих воду
	из р. Оми	из подземных водоисточников	привозную	из сетей ОАО «ОмскВодоканал»
Калачинский	13	7	3	‒
Кормиловский	6	17	1	‒
Нижнеомский	10	20	‒	‒
Омский	‒	24	‒	4
Итого	29	68	4	4
	27,6 %	64,8 %	3,8 %	3,8 %

Результаты исследований

Рис. 1. Количество населения (%) без централизованного водоснабженияя, пользующегося водой непитьевого качества

Авторами составлена схематическая карта зон преимущественного водоснабжения населенных пунктов с использованием поверхностных или подземных водоисточников (рис. 2). Так, водоснабжение 69,5 % населенных пунктов Калачинского, Кормиловского и Нижнеомского районов обеспечивается комплексами гидротехнических сооружений из р. Оми, состоящих из водозаборных, редко очистных сооружений, водоводов и напорно-разводящей сети, а также системами водоснабжения из подземных источников.

Увеличение количества проб воды, не соответствующих нормативам [2; 3] по сани- тарно-химическим показателям для поверхностных источников водоснабжения, связано с природно-климатическими и техногенными изменениями, а также с тем, что практически на всех водозаборах р. Оми, за исключением Калачинского и Кормиловского, отсутствуют водоочистные сооружения. В населенных пунктах Омского района, расположенных вдоль р. Оми, используют для целей водоснабжения только подземные водоисточники.

Качество воды в поверхностном водоисточнике ‒ реке Оми ‒ проанализировано по наблюдениям, выполненным на станции водоподготовки в р.п. Кормиловке по максимальным (худшим) показателям в 7-летний период. Согласно ГОСТ 2761‒84 [4] водоисточник в целом можно отнести к 3-му классу, хотя показатели по цветности и перманганатной окисляемости гораздо хуже, чем существующие нормативы этого класса. Доведение качества воды до требований СанПиН [2] возможно методами обработки, предусмотренными во 2-м классе (коагулирование, отстаивание, фильтрование, обеззараживание; при наличии фитопланктона – микрофильтрование), с применением дополнительных окислительных, сорбционных методов, а также более эффективных методов обеззараживания и т. д.

Требованиям СанПиН 2.1.4.1074‒01 [2] не соответствуют показатели: мутность (87 мг/л), цветность (170–435 градусов ПКШ), окисляемость (34,6 мгО2/л), фитопланктон, запах (3 балла), жесткость (10,1 мг∙экв/л), железо (2,11‒5,0 мг/л), марганец, повышенное солесодержание (в отдельные периоды года), бактериальное загрязнение (ОКБ), нефте- продукты.

При проектировании станций (установок) водоподготовки для населенных пунктов, расположенных на берегах р. Оми, следует учитывать рекомендации, изложенные в СП 31.13330.2012 [5]. В зависимости от необходимой производительности установок могут быть применены три основных варианта альтернативных реагентных технологических схем водоподготовки, которые не учитывают произошедших в окружающей природной среде антропогенных изменений и не всегда могут выполнить барьерные функции по отношению к некоторым загрязнениям как фонового, так и техногенного происхождения:

• •    вертикальные отстойники – скорые фильтры;

• •    контактные префильтры – скорые фильтры (двухступенчатое фильтрование);

• •    трубчатый отстойник и напорный фильтр заводского изготовления «Струя».

– водоснабжение из скважин;                – водоснабжение из колодцев.

Рис. 2. Схематическая карта зон преимущественного водоснабжения

По мнению коллектива авторов «Классификатора технологий очистки природных вод», возглавляемого М.Г. Журбой [6], при необходимости обработки цветных маломутных вод на протяжении 6‒10 мес в году озонирование может оказаться основным практичным методом, позволяющим устранить до 80 % органических загрязнений. В качестве проектного решения может быть рассмотрена технология водоподготовки с учетом удаления антропогенных загрязнений, включающая биологическую предочистку воды с использованием прикрепленной микрофлоры, микрофильтрование, озонирование, углева-ние или фильтрование через гранулированные активированные угли [7].

Общественные и частные колодцы в большинстве случаев являются единственным источником водоснабжения в населенных пунктах рассматриваемых районов. В Калачинском и Кормиловском районах для водоснабжения из подземных источников применяются трубчатые колодцы и скважины глубиной до 1100 м. В Омском районе групповые водозаборы состоят, как правило, либо из 2‒3 трубчатых колодцев глубиной 140 м и 30‒35 м, либо из 3‒6 деревянных срубов. Оборудованы электронасосами марки ЭЦВ с последующей обвязкой трубопроводом и подачей воды в распределительную сеть населенных пунктов через водонапорную башню или насосными станциями второго подъема без водоочистки. Одиночные водозаборы состоят из отдельно стоящих скважин глубиной до 140 м с аналогичным оборудованием.

Таблица 2

Возможные варианты технологий подготовки воды в зависимости от определяющих природных ингредиентов и с учетом антропогенных загрязнений ( подземные водоисточники )

Технологические способы и методы для определяющих природных ингредиентов [5; 6]
Fe ≤ 5 мг/л; Mn ≤ 0,5 мг/л	Глубокая аэрация [ГА] , «сухая» фильтрация [Ф], стабилизация [С] , обеззараживание [Обз]
Fe ≤ 3 мг/л; Mn ≤ 5 мг/л; Минерализация ≤ 2000 мг/л; СО 2 св ≤ 200 мг/л; рН ≥ 6,0	Биосорбция [БС] , коагуляция [К] , флокуляция [Фл] , фильтрование [Ф] , ввод перманганата калия [KMnO 4 ] , фильтрование [Ф] , электродиализ [ЭД] , сорбция на ГАУ [ГАУ] , стабилизация [С] , обеззараживание [Обз]
Fe ≤ 40 мг/л; Минерализация ≤ 5000 мг/л	Глубокая аэрация [ГА] , преозонирование [О 3 ] , фильтрование [Ф] , озонирование [О 3 ] , фильтрование [Ф] , электродиализ [ЭД] , сорбция на ГАУ [ГАУ] , стабилизация [С] , обеззараживание [Обз]
	Глубокая аэрация [ГА] , коагуляция [К] , фильтрование [Ф] , озонирование [О 3 ] , фильтрование [Ф] , электродиализ [ЭД] , сорбция на ГАУ [ГАУ] , стабилизация [С] , обеззараживание [Обз]
	Биосорбция с предварительной глубокой аэрацией [БС] , коагуляция [К] , флокуляция [Фл] , фильтрование [Ф] , ввод перманганата калия [KMnO 4 ] , фильтрование [Ф] , обратный осмос [ОО] или электродиализ [ЭД] , стабилизация [С] , обеззараживание [Обз]
Технологические способы и методы для определяющих антропогенных ингредиентов
Аммоний (по NH+ 4 )	Сорбция на модифицированной цеолитовой загрузке [СМЗ]
Нефтепродукты (суммарно)	Биосорбция [БС] , фильтрование [Ф] или флотация с применением реагентов [ФР ] , фильтрование [Ф]

Несоответствие проб воды из подземных источников нормативам по санитарнохимическим показателям [2; 3] связано со значительным износом водозаборных сооружений. Так, из 11 трубчатых колодцев, существующих в Нижнеомском районе, у десяти износ 100 %. Кроме того, большинство балансодержателей скважин, эксплуатирующих подземные источники водоснабжения, до настоящего времени не имеют лицензий на право пользования недрами, это нарушение Закона РФ «О недрах».

Минерализация воды из эксплуатационных скважин на территории данных районов в основном значительно превышает требования СанПиН 2.1.4.1074-01 [2] и требует дорогостоящего оборудования. Только в двух населенных пунктах Нижнеомского района для питьевого водоснабжения населения имеются станции локальной очистки. Поэтому приоритетная задача водоснабжения в районах области ‒ очистка воды. Для воды подземных горизонтов, используемых населением для водоснабжения, характерны повышенная минерализация , содержание солей жесткости, железа , а также присутствие солей аммония и нефтепродуктов . Возможные варианты технологических способов и методов по очистке подземных вод от природных и техногенных загрязнений, согласно рекомендациям [5; 6] приведены в табл. 2.

Заключение

При окончательной разработке технологий водоподготовки следует обратить внимание на рекомендации, изложенные в [5; 6].

Разработка современных технологических схем очистки воды, как р. Оми, так и вод подземных горизонтов, невозможна без резкого увеличения себестоимости.

I.G. Ushakova, Ju.V. Korchevskaya

Omsk state agrarian University. P.A. Stolypin, Omsk

The analysis of water supply sources of Omsk region settlements along the Om River