Статья опубликована в №38 (октябрь) 2016
Разделы: Техника, Экология
Размещена 29.10.2016. Последняя правка: 02.11.2016.
Просмотров - 6710

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)

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.

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.

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.

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



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий