Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №38 (октябрь) 2016
Разделы: Техника, Экология
Размещена 29.10.2016. Последняя правка: 02.11.2016.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ

Кузнецова Дарья Сергеевна

магистрант

Новосибирский государственный архитектурно строительный университет(Сибстрин)

магистрант, водоснабжение и водоотведение

Научный руководитель: Войтов Евгений Леонидович, доктор технических наук, доцент, Новосибирский государственный архитектурноөстроительный университет(Сибстрин)


Аннотация:
В данной статье рассмотрены проблемы ресурсосбережения промывной воды для повторной промывки фильтровальных сооружений станций водоподготовки. Проанализированы несколько реагентов для интенсификации процесса очистки промывных вод. В качестве коагулянта применяется комплексный коагулянт, представляющий собой смесь водных растворов сульфата и оксихлорида алюминия, вводимых в обрабатываемую воду с оптимальным соотношением доз реагентов. На основе проведенного исследования была разработана технологическая схема очистки промывных вод, которая обеспечивает повышение производительности, технологической и экономической эффективности осветления и утилизации природных вод, а также экологическую безопасность станций водоподготовки.


Abstract:
This article deals with the problems of resource-saving rinse water for repeated flushing of the filter structures water treatment plants. Analysis of a number of reagents for intensification of the cleaning process the wash water. As a coagulant used coagulant complex, representing a mixture of aqueous solutions of sulphate and aluminium oxychloride introduced into water treated with optimal doses of reagents. On the basis of the study was developed the technological scheme for treatment of flush water, which ensures the productivity, technological and economic efficiency of clarification and recycling of natural waters, and environmental security water treatment plants.


Ключевые слова:
промывные воды; утилизация промывных вод; водоподготовка; фильтровальные станции; очистка промывных вод.

Keywords:
wash water; wash water recycling; water treatment; filtration stations; cleaning wash water.


УДК 628.16

Цель:Разработка эффективной ресурсосберегающей технологической схемы обработки промывных вод фильтровальных сооружений.

Задачи:

  • определение эффективности осветления промывной воды;
  • выбор наиболее эффективных реагентов для обработки промывной воды
  • определение оптимальных доз реагентов; чтоб образовался меньший объем осадка и более плотный.

Актуальность проекта: Важнейшая задача нашего времени - сохранение природных ресурсов и защита окружающей среды от техногенных загрязнений, количество которых растет пропорционально степени развития цивилизации.

Обеспечение  населения  чистой водой, несмотря на плачевное состояние водных ресурсов,  повсеместно решается с помощью  водоподготовки,  в процессе которой образуются отходы в виде промывных вод фильтров и осадка, которые сами по себе представляют проблему,  требующую решения.

В среднем объем промывных вод фильтров состовляет 7-10% от среднесуточного водопотребления. Сброс этих вод в водоем приводит к его загрязнению. Принятые правительством РФ ряд законопроектов по ресурсосбережению, в том числе, за счет внедрения современных технологий подготовки питьевой воды, позволяют высвободить часть эксплуатируемых сооружений для очистки промывных вод. В связи с чем, проблема поиска ресурсосберегающих и экономически эффективных технологий очистки промывных вод фильтровальных сооружений водопроводных станций является актуальной.

В соответствии со СНиП 2.04.02-84 [1, п.6.110] промывку скорых водопроводных фильтров станций водоподготовки необходимо проводить фильтрованной водой,  забираемой из резервуаров чистой воды.

Состав и свойства промывных вод станций водоподготовки, обрабатывающих воды поверхностных источников, определяются качеством исходной воды, имеющим сезонную вариативность, и технологией очистки (типа фильтрующей загрузки, используемых реагентов и др.). Промывная вода фильтров содержит  такие характерные загрязнения, как среднедисперсную  взвесь частиц фильтрующей загрузки и продукты  гидролиза коагулянта в виде мелкодисперсной  взвеси.  В периоды осенне-весеннего паводка в промывных водах повышается содержание взвешенных веществ; расход и состав промывных вод испытывают значительные колебания в течение суток и цикла промывки.

Существует несколько вариантов того, как обойтись дальше с загрязненной водой, полученной после промывки фильтров:

- очистить и сбросить в поверхностные водоемы;

- сбросить в коллектор городских очистных сооружений;

- повторно использовать в системах водоочистки.

Первый вариант утилизации промывных вод (сброс в прилегающие водоемы) - самый распространенный, но он имеет существенные недостатки и  нежелателен по ряду причин.  Неочищенные промывные воды запрещено сбрасывать в водоемы (карается штрафами).

Правила охраны поверхностных вод  от загрязнения запрещают сброс в водные объекты сточных вод, которые могут быть направлены для повторного использования после соответствующей очистки [2, п. 3.2].

Сброс промывных вод фильтров на городские очистные сооружения канализации возможен, но также проблематичен - в связи со значительным увеличением нагрузки на сооружения, поступлением в составе сбросных вод несвойственного для сооружений загрязнителя (соединений алюминия, используемых в качестве коагулянтов в процессе очистки промывной воды) и высокими затратами на транспортировку стоков.

Плюсы использования промывных вод в обороте: исключение сбросов загрязненной оборотной воды в водоисточники предотвращает  загрязнение окружающей среды (поверхностных и подземных вод, прилегающих территорий); экономит водные ресурсы, уменьшая расход воды на станциях водоочистки и, соответственно, снижая забор воды из водоисточников; удешевляет стоимость очищенной питьевой воды; позволяет утилизировать отходы очистки в виде шлама (осадка), не загрязняя ими прилегающие территории.

Также основное преимущество рецеркуляции промывных вод фильтров является контроль «Криптоспоридиоз» и других дезенфекционно-устойчивых микробных патогенов. Криптотоспоридиоз является простейшим паразитом, который был выделен из многих источников поверхностных вод. Несколько вспышек криптоспоридиозом были зарегестрированы в частности Милуоки была вспышка в 1992году, в которых приблизительно 400000 человек были инифицированы и около 50 человек погибли.

В Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете(Сибстрин) разработана технология осветления и утилизации промывных вод фильтровальных сооружений станций водоподготовки. Данная технология включает обработку воды комплексным коагулянтом, отстаивание в отстойнике-накопителе, осветление в реакторе-осветлителе, хранение в резервуаре очищенной промывной воды и повторное использование в замкнутом цикле промывки фильтров.

Технологическая схема очистки и утилизации промывных вод представлена на рисунке 1.
Рис1

Рис.1. Технологическая схема очистки и утилизации промывных вод

1 – трубопровод сброса отработанной промывной воды; 2 - отстойник-накопитель; 3 – трубопровод ввода коагулянта; 4 - уплотнитель;

5 – подкачивающий насос; 6 – подающий трубопровод отстоянной воды;

7- реактор-осветлитель; 8 – трубопровод отведения очищенной промывной воды; 9 - резервуар очищенной промывной воды; 10 - промывной насос; 11- трубопровод подачи промывной воды на промывку фильтров; 12 – насос перекачки осадка; 13 – трубопровод подачи осадка на обезвоживание; 14 – насос перекачки надиловой воды; 15 – трубопровод подачи надиловой воды в отстойник-накопитель.

В отработанную промывную воду, сбрасываемую по линии 1 в отстойник-накопитель 2, по трубопроводу 3 вводят комплексный коагулянт, представляющий собой смесь водных растворов сульфата и оксихлорида алюминия в соотношении доз 2:1 по окиси алюминия. В отстойнике-накопителе 2 происходит коагуляция в объеме, выделение гидроксидного осадка и других примесей из очищаемой воды. Затем отстоянную воду насосом 5 по трубопроводу 6 подают в реактор-осветлитель 7 [5], осветляют и по линии 8  направляют на хранение в резервуар очищенной промывной воды 9. Накопленная и очищенная промывная вода насосом 10  подается по трубопроводу 11 на очередную промывку фильтровальных сооружений. Осадок гидроксида алюминия и других примесей воды из отстойника 2 перепускают в уплотнитель 4. Уплотненный водопроводный осадок, содержащий гидроксид алюминия и другие примеси, насосом 12 из уплотнителя 4 по трубопроводу 13 перекачивают на сооружения по обезвоживанию, утилизируют в производстве строительных материалов или вывозят на канализационные очистные станции и используют в качестве реагента для обезвоживания канализационного осадка. Насос надиловой воды 14 перекачивает воду из уплотнителя 4 по трубопроводу 15 через трубопровод 1 в отстойник-накопитель 2. Промывка реактора-осветлителя осуществляется с помощью гидроэлеватора 17. Отработанная промывная вода из реактора-осветлителя 7 отводится  по трубопроводу 16 и 1 в отстойник-накопитель 2.

Главные преимущества технологической схемы:

• обеспечение высокого качества промывной воды, позволяющего использовать ее для промывки фильтровальных сооружений;
• повышение производительности водоочистных сооружений при многократном повторном использовании промывной воды;
• утилизация водопроводного осадка промывной воды в качестве реагента для обезвоживания осадка городских и промышленных сточных вод;
• обеспечение экологической безопасности станций водоподготовки.

Разработанная технология очистки и утилизации промывных вод опробована в натурных условиях станции обезжелезивания г. Северска Томской области. Исследование показало, что после обработки промывной воды смесью водных растворов сульфата и оксихлоридаалюминия с дозами 10 и 5 мг/л соответственно (соотношение доз 2:1 по окиси алюминия), получено наиболее высокое качество осветленной воды: 4 мг/л (исходная 206мг/л) – по мутности, 8 град (102 град) - по цветности, 0,8 и 0,3 мг/л (32 и 11мг/л)  – по содержанию железа и марганца соответственно. При этом  произошло образование мелких, плотных хлопьев гидроксида алюминия, и сокращен объем осадка. Осадок промывной воды подвергнут сгущению и использован в качестве реагента при экспериментальном обезвоживании осадка канализационной очистной станции.

Выводы:

 Таким образом, разработанная технология обработки промывных вод фильтровальных сооружений обеспечивает требуемое для повторного использования качество очищенной воды, а также получение осадка с низкой влажностью, меньшего объема, пригодного для дальнейшей утилизации и снижение стоимости обезвоживания осадка или его перевозки на канализационную станцию для использования в качестве вторичного сырья.

Данная технологическая схема повышает технологическую, экономическую эффективность осветления и утилизации промывных вод фильтровальных сооружений станций водоподготовки, а также позволяет исключить их сброс и улучшить экологическую обстановку в местах расположения станций.

Также предлагаемая технология позволяет:

  • Исключить сбросы технологических загрязнений в водные объекты;
  • Предотвратить загрязнение загружающей среды и заиливание источников водоснабжения;
  • Максимально полностью использовать воду для питьевых целей путем обработки и возврата осветленных технологических вод на сооружения водоподготовки основного цикла;
  • Предотвратить заиливание смесителей и сооружений отстаивания;
  • Увеличить эффективность работы очистных сооружений;
  • Утилизировать отходы очистки.

Библиографический список:

1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР.- М: Стройиздат, 1986.- 136 с.
2. Правила охраны поверхностных вод (утв. Госкомприроды СССР 21.02.1991 г.) (по состоянию на 07.10. 2006 г.)
3. Войтов Е.Л., Сколубович Ю.Л. Подготовка питьевой воды из поверхностных источников с повышенным природным и антропогенным загрязнением: Монография. – Новосибирск : НГАСУ (Сибстрин), 2010, 220 с.
4. Войтов Е.Л. , Ю.Л. Сколубович. Подготовка питьевой воды из подземных источников в экологически неблагоприятных регионах: Монография. – Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин). 2010. - 220 с.
5. Пат. 23070754, РФ, МКИ C02F 1/52. Устройство для очистки воды /Е.Л.Войтов, Ю.Л.Сколубович. - Опубл. 27.09.2007; Бюл. № 27.
6. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П. Методики проведения технологических изысканий и моделирования процессов очистки воды на водопроводных станциях.- М.: НИИ КВОВ, Водкоммунтех.2001.
7. Пат. 2246452, РФ, МПК C 02F 11/12. Способ совместного обезвоживания осадков станций очистки природных и сточных вод / Ю.Л.Сколубович, Е.Л. Войтов, Л.Н.Савельева. - Опубл. 20.02.2005; Бюл. №5




Рецензии:

29.10.2016, 21:50 Лобанов Игорь Евгеньевич
Рецензия: Тема актуальна. Результаты аргументированы. К недостаткам статьи следует отнести следуещее: написано слишком кратко, похоже на доклад на конференцию. Следует несколько развернуть тему. Например, статье говорится: "...В Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете(Сибстрин) разработана технология осветления и утилизации промывных вод фильтровальных сооружений станций водоподготовки..." и долее поясняется, что "...Данная технология включает обработку воды комплексным коагулянтом, отстаивание в отстойнике-накопителе, осветление в реакторе-осветлителе, хранение в резервуаре очищенной промывной воды и повторное использование в замкнутом цикле промывки фильтров..."; считаю, что нужно развернуть данную технологическую цепь, написать о ней более подробно, привести схему и т.д., поскольку читателю статьи не всё может быть понятно. Выводы нужно написать отдельным разделом и не в будущем времени, более подробно. После доработки статья с полным основанием может быть рекомендована к публикации.

02.11.2016 15:15 Ответ на рецензию автора Кузнецова Дарья Сергеевна:
В соответствии с Вашей рецензией я доработала свою статью "ИССЛЕДОВАНИЕ ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ПРОМЫВНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ СТАНЦИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ": вставила рисунок данной технологической схемы, привела более подробное описание технологии, выделила в отдельный раздел выводы.

2.11.2016, 17:37 Лобанов Игорь Евгеньевич
Рецензия: Полагаю, что после исправлений статью можно рекомендовать к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх