Отбор проб в рамках процесса водоподготовки

Уважаемые коллеги! Очередной выпуск рассылки НПЦ ПромВодОчистка мы решили посвятить такой внешне простой, но на самом деле далеко не однозначной теме – отбору проб воды из различных водоемов. Мы расскажем о методах и стандартах, а также об оборудовании, которое используется для пробоотбора в сфере водоподготовки.

Основная задача отбора проб заключается в получении репрезентативных образ­цов анализируемого материала (вода, осадок, жир, песок, реагент, конструкцион­ный материал, газ и т. п.). Метод отбора проб изменяется в зависимости от физи­ческого состояния исследуемого материала (твердое, жидкое, газообразное).

При этом могут использоваться различные выборки:

• точечные или мгновенные (пробы отбираются случайно в течение рабочего дня);
• смешанные или пропорциональные (две или несколько проб, смешанных в известном заданном соотношении, позволяющие определить среднее значе­ние анализируемой величины) в зависимости от таких параметров, как время, расход или др.;

Существуют различные стандарты на процедуру отбора проб при анализе раз­личных материалов. Они определены международным стандартом ISO 5667.

Отбор проб питьевой воды регламентируется международным стандартом ISO 5667 2-3-5. Для этого не требуется какая-либо специальная система пробоотбора, поскольку во всех случаях производится точечный отбор образцов.

В стандартах ISO 5667-2 и 5667-3 описываются различные методики отбора проб и ти­пы сосудов, которые следует для этого использовать, а также режимы консервации об­разцов, отвечающие анализируемому параметру.

При отборе проб в природной среде следует соблюдать ряд предосторожностей:

• речная вода: нужно избегать застойных прибрежных зон; отбирать пробы на от­крытой воде, в зоне течения, используя для этого подходящие средства (высокие са­поги или лодка, чтобы удалиться от берега; мост и т. п.); по мере возможности отби­рать пробы в различное время года в целях учета сезонных изменений (паводковые воды, пересыхание рек и т. п.);
• озерная вода (природные озера или искусственные водохранилища): необходи­мо использовать специальные утяжеленные сосуды для глубинного отбора проб; за­метим, что эти сосуды могут применяться и для отбора проб на водопроводных стан­циях (например, для отбора образцов слоя осадка); по мере возможности отбирать пробы на уровне будущего водозабора; в случае применения разноуровневых водо­заборных сооружений отбирать пробы на различных уровнях, с тем чтобы определить физико-химический и водорослевый профиль озера или водохранилища в целях вы­бора уровня водозабора; повторять такую процедуру отбора проб в различное время года для выявления периодов стратификации или начала циркуляции, определения склонности к естественной эвтрофикации и т. п.;
• подземная вода (колодцы или скважины): если сооружение еще не введено в эксплуатацию и даже не оснащено соответствующим оборудованием, следует уста­новить систему пробной откачки и отбирать пробы лишь после того, как будет откачен объем воды, соответствующий такому ее количеству, которое будет отбираться не менее чем за 2 сут работы при проектной производительности; после этого ежеднев­но отбирать пробы до стабилизации результатов;
• водопроводная вода (скважина, водопроводная станция, водопроводная сеть): нужно открыть водопроводный кран и спускать воду до полной замены всего объема воды, содержащейся в месте отбора проб, и до стабилизации качества воды; по воз­можности постоянно держать открытым кран для отбора проб исходной или обраба­тываемой воды.

В большинстве случаев для отбора проб допускается использование пластиковых ем­костей. Однако для анализа некоторых показателей рекомендуется применять стеклян­ную тару. Сосуды должны быть чистыми, причем предпочтение отдается одноразовой посуде; однако наиболее простым решением будет заказ надлежащим образом подго­товленной тары (с уже внесенными необходимыми консервантами) в лаборатории, про­водящей соответствующие анализы.

Пробы, предназначенные для бактериологического анализа питьевой воды, отбирают в стерильную тару, содержащую тиосульфат натрия, который нейтрализует хлор; эти со­суды следует открывать только в момент отбора проб.

Существует несколько способов заполнения сосудов пробами для анализа:

• при отборе проб питьевой воды, предназначаемых для бактериологического ана­лиза, нужно стерилизовать огнем точку пробоотбора (кран, отвод) и перед отбором пробы спускать воду с постоянным расходом в течение 2 мин под защитой пламени. В сосуде должен присутствовать воздух, и по этой причине его не следует заполнять полностью;
• при использовании тары, содержащей различные добавки (кислота и т. п.), необ­ходимо следить за тем, чтобы при ее заполнении не произошло перелива; полного за­полнения сосуда не требуется.

При отборе проб сточной воды следует руководствоваться международным стан­дартом ISO 5667-10.

Учитывая переменный состав вод, в большинстве случаев следует отбирать смешан­ные или пропорциональные пробы.

При очистке сточных вод объем пробы должен быть всегда пропорционален расходу. В большинстве случаев для реализации этого условия требуется применение специаль­ного оборудования: передвижных или стационарных пробоотборников.

Все автоматические пробоотборники, используемые для отбора проб сточных или производственных вод, состоят из следующих основных компонентов:

• защитная сетка, предотвращающая забивание всасывающей трубы;
• всасывающая труба, имеющая диаметр 10-15 мм и обладающая стойкостью на износ и на сжатие;
• насос вакуумного или перистальтического типа;
• делитель проб с опорожнением под действием силы тяжести;
• сосуды для отбора проб в количестве от 1 до.24 (по необходимости);
• программирующее устройство, содержащее одну или несколько рабочих про­грамм с функцией задержки запуска и функцией промывки всасывающей трубы перед отбором каждой пробы и после него;
• блок электропитания с легко перезаряжаемым герметичным внутренним акку­мулятором;
• водонепроницаемый корпус для переносных приборов. Корпус стационарных приборов должен охлаждаться до 4 "С.
   

Два примера автоматических пробоотборников:

Если установка оснащена несколькими расходомерами, каждый пробоотборник должен быть связан с соответствующим расходомером.

Если же расходомер отсутствует, отбирают пробы пропорционально времени (например, одну пробу через каждые 15 мин, отбирая по четыре пробы в каждый со­суд пробоотборника, содержащего 24 сосуда для взятия проб). После этого в от­дельной емкости воспроизводят образец, пропорциональный расходу, используя регистрационную запись времени работы насоса пробоотборника (как минимум, необходимо иметь почасовые сведения о работе насоса).

Выбор точки пробоотбора является основополагающим для репрезентативности отбираемой пробы.

В случае стационарных установок при выборе точек пробоотбора рекомендуется прежде всего обращать внимание на чисто практические моменты их размещения (удобство доступа в процессе отбора пробы, близость линий электроснабжения и т. п.) и лишь после этого окончательно определять наиболее удобное и надежное место для ручного или автоматического отбора образцов.

На водоочистных станциях правильный выбор точки отбора проб исходной воды имеет первостепенное значение. Пробоотбор должен осуществляться в зоне зна­чительной турбулентности (однородный поток), расположенной выше точки рецир­куляции любого технологического потока в начало процесса.

При написании статьи использовались материалы пособия: «Технический справочник по обработке воды», том 1, СпБ: Новый журнал