ООО "КОМПЕНС"
Напишите нам: zakaz@kompens.ru
Звоните: +7(499) 938-56-00

Эффективность традиционных водоочистных технологий

Традиционные технологии водоподготовки предусматривают обработку воды по классическим двухступенчатой или одноступенчатой схемам, основанным на примене­нии микрофильтрования (в случаях наличия в воде водорослей в количествах более 1000 кл/мл), коагулирования воды сернокислым алюминием с последующим ее отстаи­ванием или осветлением в слое взвешенного осадка, скорого фильтрования или контакт­ного осветления и обеззараживания воды хлором. В целях поддержания водопроводных сооружений в необходимом санитарном состоянии и для частичного обесцвечивания вод, содержащих гумусовые соединения, осуществляется первичное хлорирование во­ды, поступающей на очистную станцию.

В условиях постоянно изменяющегося качества воды и отсутствия его прогноза, повышенной загрязненности водоисточников промышленными и бытовыми сточными водами и наличия в них широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе и техно­генного происхождения (нефтепродукты, фенолы, пестициды, соли тяжелых металлов, ПАВ и др.), с одной стороны, и ужесточения требований к качеству питьевой воды, по­даваемой потребителям, с другой, такие технологии не всегда способны обеспечить нормативную степень очистки по отдельным показателям. Кроме того, нерациональное использование потенциала сооружений предочистки (водозаборов-ковшей, фильтрую­щих каналов, больших искусственных наливных водоемов и «биоплато») приводит к увеличению в целом грязевой нагрузки на водоочистные сооружения.

Наиболее сложная ситуация в процессе эксплуатации водопроводных станций складывается в периоды паводков и залповых аварийных выбросов сточных вод, когда при относительно стабильных уровнях примесей естественного характера, прогнозиру­емых по многолетним наблюдениям, зачастую фиксируются достаточно высокие (пико­вые) концентрации токсичных примесей антропогенного происхождения. При этом в результате очистки воды традиционными методами могут быть выделены из нее в ос­новном примеси антропогенного происхождения, способные переходить в нераствори­мую форму при введении реагентов или сорбироваться на хлопьевидном осадке, обра­зующемся в процессе коагуляции.

Вместе с тем практически не удаляются из воды химические загрязнения находя­щиеся в растворенном виде, такие как фенолы, СПАВ, растворенные фракции нефти, ионы тяжелых металлов (например, Cr3+, Ni2+, В3+, As3+) и др. 

По данным д.т.н. Л.A. Васильева и др., наличие гумусовых веществ, нефти и нефте­продуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, пестицидов приводит в про­цессе хлорирования, речной воды к появлению в ней предельных и ароматических углево­дородов (гексан, бензол и др.), альдегидов и летучих хлорорганических соединений (тетрахлорэтилен, гексахлорэтан, хлорпикрин и др.). Последующее обеззараживание очищен­ной воды хлором способствует дальнейшей трансформации этих соединений и увеличе­нию общего количества примесей примерно в 2,5 раза по сравнению с начальным.

Во многих случаях на традиционных очистных сооружениях плохо задерживаются хлорорганические соединения, которые образуются в процессе первичного хлорирова­ния воды, содержащей органические загрязнения. Наиболее часто отмечается образова­ние тригалогенметанов, оказывающих общетоксическое действие на живой организм. Тенденция к увеличению количества образующихся после первичного хлорирования хлорорганических соединений обусловлена возрастанием антропогенных нагрузок на источники водоснабжения, а также изменением технологических режимов водоочистки, в частности применением повышенных доз хлора и коагулянта и увеличением времени контакта хлора с водой.

Эффективность очистки вод, содержащих антропогенные примеси, на традиционных сооружениях водопровода

Наименование

показателя

Концентрация в исходной воде

Эффект очистки,

%

ПДК по СанПиН

Нефтепродукты, мг/л:

1-5

20-40

0,1

Фенолы, мг/л

0,05-0,2

не удал.-5

0,001

ПАВ анионоактивные, мг/л

1,5-2,5

25-50

0,5

Пестициды, мг/л:

 

 

 

хлорорганические

 

 

 

ДДТ

0,02-0,1

80-95

0,002

ГХЦГ

0,2-0,3

14-30

0,002

фосфорорганические

 

 

 

тиофос

 

не удал.

0,003

карбофос

1-5

50

0,05

фосфамид

 

65

0,03

метафос

 

10

0,02

Сотрудниками кафедры водоснабжения НГАСА были получены эксперименталь­ные данные на одной из водоочистных станций г. Нижнего Новгорода по влиянию хло­рирования воды на образование летучих галогенсодержащих органических соединений. Так, общее содержание последних в воде после вторичного хлорирования снизилось с 242 до 235 мкг/л и выросло в питьевой воде после вторичного хлорирования до 308 мкг/л.

Динамика изменения количественного состава летучих галогеносодержащих органических соединений (ЛГС)

Показатели,

мкг/л

При­

родная

вода

Вода после первичного хлорирования и коагулирования

Вода

пить­

евая

ПДК по ГН

2.15.2280.-07

Метилхлорид

н/о

н/о

20

 

Хлороформ

н/о

35

115

60

Четыреххлористый углерод

н/о

5

8

2

Дибромхлорметан

н/о

3

3

 

Бромдихлорметан

н/о

15

10

 

1,2-дихлорэтан

5

5

5

 

Трихлорэтан

20

10

10

10,0

Тетрахлорэтан

6

6

7

0,2-200

1,2-дихлорэтан

120

100

60

 

1,1,2,2-тетрахлорэтан

45

35

30

 

Хлорбензол

40

50

35

0,02-20

Сумма ЛГС

242

235

308

 

Первичное хлорирование воды осуществлялось дозами 3,5-4,0 мг/л, вторич­ное - дозами 1,2-0,8 мг/л, доза коагулянта составляла 30-40 мг/л.

Исследования динамики изменения некоторых соединений, относящихся к группе три- галогенметанов (хлороформа, четыреххлористого углерода, дихлорэтана и др.), по ступеням очистки на действующих водопроводных станциях проводились сотрудниками НИИ ВОД- ГЕО. Как показали результаты исследований, приведенные в табл. 10.3, наиболее часто в хлорированной воде обнаруживаются в концентрациях, превышающих ПДК, четыреххло­ристый углерод и хлороформ, обладающие канцерогенностью и мутагенностью. По мере извлечения из воды органических загрязнений снижается и содержание этих хлорорганических соединений. Однако обеспечить их нормативные концентрации после всего цикла во- дообработки на традиционных сооружениях не всегда удается.

Динамика изменения концентраций хлорорганических соединений в воде по тракту ее обработки

Водоисточники

Точки отбора проб

Хлороформ,

мкг/л

Четырех­

хлористый

углерод,

мкг/л

Дихлор-

бром-

метан,

мкг/л

Хлордибром-

метан,

мкг/л

Хлорэ-

тан,

мкг/л

р. Волга (г. Саратов)

Исх.вода после I хл. РЧВ

25,3

190,9

71,0

4,0

158,0

80,0

 

 

 

р. Волга (г. Самара)

Исх.вода после I хл. РЧВ

1

12,9

38,5

0,5

6,7

0,1

17,5

 

 

р. Днепр (г. Запорожье)

Исх.вода после I хл. РЧВ

59,2

152,6

50,1

146.0

230.0

180.0

 

 

н/о

177.0

124.0

р. Днепр (г. Днепропет­ровск)

Исх.вода после I хл. после II хл. РЧВ

2,7

3.1     

10,2

3.2

11

12,9

18,1

18,6

 

 

н/о

н/о

0,4

6,6

Октябрьское

вдхр.

(г. Николаев)

Исх.вода после I хл. РЧВ

14,6

90

198

1,42

3,2

7,1

 

 

 

р. Дон (г. Ростов-на- Дону)

Исх.вода после I хл. РЧВ

180/1069

275

82

1,0

24

 

 

 

р. Вологда (г. Вологда)

Исх.вода после I хл. РЧВ

8,9

114,0

83,1

1,5

4.45

4.45

 

 

н/о

5.94

5.94

р. Кама (г. Пермь)

Исх.вода после I хл. РЧВ

0,1

2.3

20.3

0,2

од

0,2

0,1

2,5

8,3

од

од

0,1

20

р. Кинель (г. Кинель)

Исх.вода после I хл.

8,4

73,0

3,0

2,5

12,0

76,2

10,1

44,8

 

вдхр.

(г. Жигулевск)

Исх.вода после I хл. РЧВ

0,1

44,0

53,5

0,1

0,1

0,1

0,1

6,5

7,5

0,1

1,0

1,0

 

ПДК по СанПиН 2.1.4.1074-01

200

6

30

30

200

ГН 2.15.2280-07

60

2

 

 

 

Первичное хлорирование воды осуществлялось дозами 2,0-5,3 мг/л, вторич­ное - дозами 1,2-0,8 мг/л.

Сотрудниками НИИ ВОДГЕО экспериментально установлено (д.т.н. А.И. Егоров и др.), что для предотвращения повышения токсичности воды из-за образования тригалогенметанов при ее хлорировании необходимо осуществлять преамонизацию с дозой аммония 20-30% по весу от весового расхода активного хлора. Так, при наличии в ис­ходной воде дихлорбромметана (СНС12Вг) - до 1,6 мкг/л и дибромхлорметана (СНС1Вг2) - 0,5 мкг/л после хлорирования их количество в воде возросло соответствен­но до 26,7 мкг/л и 20 мкг/л, а хлороформа (СНС13) - от 0 до 23 мкг/л. При хлорировании с преаммонизацией речной воды этот процесс практически исключается или сводится к минимуму. Доочистка фильтрата после традиционной реагентной обработки воды в от­стойниках и скорых фильтрах с последующей сорбцией на активных углях БАУ или АГ-позволяет снизить содержание тригалогенметанов в воде в 12-15 раз.

Реагентная обработка поверхностных вод с целью их осветления и обесцвечивания, основанная на введении растворов коагулянтов, является неотъемлемой частью техно­логического процесса очистки воды на существующих сооружениях. При водоподготовке в качестве коагулянта наиболее часто используется очищенный сернокислый глино­зем, обладающий повышенной чувствительностью к температуре и pH очищаемой воды и образующий в результате реакции гидролиза рыхлые частицы гидроокиси алюминия. В по­следние годы все большее применение находит оксихлорид алюминия.

В зимнее время при низких температурах воды (менее 4 °С), вследствие снижения вяз­кости воды и повышения гидратации частиц гидроокиси алюминия, наблюдается замедле­ние процессов хлопьеобразования и осаждения скоагулированной взвеси. Особо остро проблема «вялого» протекания процесса коагуляции возникает при обработке цветных и высокоцветных вод рек и водоемов, характеризующихся наличием устойчивых органичес­ких комплексов, незначительным содержанием взвешенных веществ, недостаточным ще­лочным резервом и длительными периодами низких температур (до 6-7 месяцев в году).

Коагуляционная обработка таких вод и вод, содержащих электрокинетически ус­тойчивые коллоидные примеси, приводит к перерасходу реагента, уменьшению гидрав­лической нагрузки на очистные сооружения и зачастую к увеличению концентрации ос­таточного алюминия в питьевой воде, нормируемого по санитарно-токсикологическому показателю вредности до 0,5 мг/л.

Водоисточник

Состав очист­ных сооруже­ний

Качество речной воды

Концентра­ция остаточ­ного алюми­ния, мг/л

мутность, мг/л

цветность,

град

р. Прут (г. Кагул)

См-КХ-ГО-СФ

30-50(1000)

30-35

1,1

р. Прут (г. Унгены)

См-ОВО-СФ

30-50 (1000)

20-0

1,2

р. Днестр (г. Кишинев)

См-КХ-ГО-СФ

60-600 (1200)

10-30 (50)

0,6

р. Вологда (г. Вологда)

См-КХ-ГО-СФ

1,13-2,83

22-123

0,5-0,9

р. Лежа (г. Грязовец)

См-ОВО-СФ

1,9-20

25-200

0,5-1,5

р. Лоста (пос. Надеево)

См-КО

0,5-38

40-210

0,2-0,3

Условные обозначения: См - смеситель; КХ - камера хлопьеобразования; ГО - горизонтальный отстойник; ОВО - осветлитель со взвешенным осадком; СФ - скорый фильтр. В скобках указаны максимальные зафиксированные концентрации за период наблюдений. Интервалы значений приведены за 1985-1990 годы.

Совместная реагентная обработка воды растворами извести, флокулянта и коагу­лянта позволяет при pH > 7,5 снизить после отстаивания мутность речной воды с 100-300 мг/л до 5-15 мг/л при одновременном снижении дозы A12(S04)3*18H2О в 1,5 раза. Такой технологический прием исключает в фильтрате превышения допусти­мых концентраций остаточного алюминия.

При наличии в поверхностных водах клостридий, цист патогенных кишечных про­стейших или колифагов, свидетельствующих о вирусном загрязнении, традиционное обеззараживание воды хлором оказывается недостаточным, а перехлорирование воды требует его последующего дехлорирования.

Конструктивные и технологические особенности морально устаревших элементов и сооружений очистных станций оказывают негативное действие на работу и эффектив­ность водоочистного комплекса в целом.

Применение в технологических схемах скорых фильтров с тяжелой загрузкой свя­зано с необходимостью изменения дренажных систем большого сопротивления, боль­шими энергозатратами на промывку фильтров и необходимостью наличия емкостей для хранения запаса промывной воды и специальных насосов для ее подачи.

Вернуться к списку

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

Искрогаситель ИГС-55
Искрогаситель ИГС-115
Искрогаситель ИГС-45 
Искрогаситель ИГС-120
Искрогаситель ИГС-65
Искрогаситель ИГС-130
Искрогаситель ИГС-80
Искрогасители на дымоход
Сильфонный компенсатор ГОСТ
Уровнемеры для резервуаров
Уровнемеры для емкостей
Подбор сильфонных компенсаторов
Установка сильфонных компенсаторов
Предварительная растяжка сильфонных компенсаторов
Производство сильфонных компенсаторов