Размещено на http://www.allbest.ru/

Харьковская государственная академия городского хозяйства

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Душкин С.С., д-р т. н.

Аннотация

Предложены ресурсосберегающие технологии для очистки природных и сточных вод и приведены результаты исследований, выполненные в этом направлении.

Annotation

In this paper was offered savings resources technologies for clearing natural and sewage and the results of researches executed in this direction are resulted

Основная часть

В процессах водоподготовки при очистке природных и сточных вод распространены реагентные методы обработки воды, масштабы, которых, судя по прогнозам, будут увеличиться. Недостатками реагентных методов водоподготовки являются значительные габаритные размеры реагентного хозяйства, большой расход реагентов, необходимых для очистки воды до требуемых норм, неудовлетворительное протекание процесса коагуляции при осветлении и обесцвечивании воды при низких температурах, недостаточная щелочность и высокая цветность воды.

Традиционная широко распространенная физико-химическая технология очистки речной воды, включающая коагулирование, отстаивание, фильтрование и хлорирование, недостаточно эффективна. Она не является надежным барьером и не предотвращает попадание в питьевую воду многих примесей химической и биологической природы, например, ионов тяжелых металлов, поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов, фенолов, пестицидов, гербицидов и других загрязнений.

Работа выполнена в рамках государственной программы Розробка наукових основ ресурсозберігаючих технологій підготовки екологічно чистої питної води(додаток до наказу МО від 16.11.05 № 654).

Ресурсосберегающие технологии в процессах водоподготовки в Харьковской государственной академии городского хозяйства разработаны по следующим направлениям 1, 2:

- снижение расходов реагентов в процессе коагуляции за счет применения активирования их растворов;

- снижение расходов реагентов на регенерацию ионитов при ионообменной очистке воды; очистка вода сточный реагентный

- снижение себестоимости очистки воды и капитальных вложений на строительство объектов водоподготовки за счет внедрения технологических и физических методов интенсификации процессов очистки воды;

- внедрение прогрессивных биотехнологий, позволяющих повысить бактериальный показатель очищенной воды, снизить расходы реагентов на обеззараживание воды, уменьшить ее канцерогенность 3.

Внедрение указанных технологий позволило:

- снизить расход коагулянта на 25-30%;

- улучшить качество осветления воды по взвешенным веществам и цветности на 25-40%;

- повысить производительность очистных сооружений водопровода на 19,5-22,0%, Н-ОН ионообменных установок - на 19,9%, Н-Na - катионитовых фильтров, загруженных сульфоуглем, - на 13,9% без ухудшения качества очистки воды;

- снизить расход реагентов на регенерацию ионитов при ионообменной очистке воды на 13,3-17,5%;

- уменьшить себестоимость очистки воды и снизить капитальные затраты на строительство очистных сооружений в системах водоснабжения на 18-22%;

- улучшить качество воды по всем анализировавшимся показателям: ХПК₅, концентраций марганца, железа и взвешенных веществ при биологической очистке.

Ниже рассмотрены основные результаты исследований, выполненных по указанным далее направлениями.

Снижение расходов реагентов при очистке воды и интенсифицирующее влияние активированных растворов реагентов на процесс очистки воды позволяет увеличить нагрузку на отстойник без ухудшения качества осветления воды, что подтверждено исследованиями, выполненными на очистных сооружениях водопровода в городах Черкассы и Краматорск, на Аульских очистных сооружениях, очистных сооружениях химкомбината и на модели горизонтального отстойника.

Влияние снижения дозы реагента на прозрачность воды, осветленной в модели отстойника, приведена в табл. 1. При использовании активированного раствора коагулянта дозы его могут быть снижены на 25-30 % без ухудшения прозрачности воды.

В целях изучения возможности уменьшения расхода регенерационных растворов при магнитной активации ионообменных смол на пилотной установке и в опытно-промышленных условиях проведены специальные исследования по регенерации катионита КУ-2х8 и анионита АН-22 5%-ными растворами соответственно HNO₃ и NH₄OH.

На основании опытных данных установлена зависимость степени регенерации катионита КУ-2х8 и анионита АН-22 от пропущенного объема регенерационных растворов растворами HNO₃ и NH₄OH (табл. 2 и 3). Оптимальные режимы регенерации: для КУ-2х8 - 90%-й, расход кислоты с избытком 1,18; для АН-22 - 90%-й избыток аммиака 3,66, что вполне согласуется

Таблица 1

Параметры работы горизонтальных отстойников Аульских очистных сооружений водопровода при обработке воды активированным раствором реагентов

Таблица 2

Данные о зависимости степени регенерации катионита КУ-2х8 от пропущенного объема 5%-го HNO₃

Таблица 3

Данные о зависимости степени регенерации анионита АН-22 от пропущенного объема 5%-го NH₄OH

с исследованиями, выполненными в институте коллоидной химии и химии воды Академии Наук Украины.

Установлено, что качество воды после прохождения через биореактор улучшается по всем анализировавшимся показателям. Наиболее устойчивый эффект получен для показателей ХПК₅, концентраций марганца, железа и взвешенных веществ. Максимальная степень очистки достигается при наиболее высокой загрязненности речной воды. Биотехнология предварительной очистки воды эффективна во все сезоны года после созревания активного обрастания носителя (табл. 4). Обнаружена выраженная функция биореактора против проникновения в питьевую воду загрязнений при залповых сбросах. Так, при одномоментном введении в биореактор 75 г сульфата аммония из воды извлекалось более 60% ионов аммонийного азота. Результаты исследований подтверждают рациональность и высокую эффективность очистки речной воды с помощью гидробионтов, закрепленных на носителях.

Таблица 4

Данные о среднегодовой эффективности очистки воды с применением биотехнологий

Для повышения экологической безопасности работы фильтровальных станций Донбасской национальной академией строительства и архитектуры предложена технология очистки воды, включающая блок предварительной биологической очистки и блок основных сооружений (рис.1) [4].

Схема включает биолого-адсорбционную обработку, хлорирование, коагуляцию, фильтрацию на песчаной и угольной загрузке и обеззараживание.

Согласно предлагаемой схеме, исходная вода из приемной камеры направляется в спаренный блок биологической и адсорбционной обработки. Блок биологической очистки и адсорбер могут выполняться в виде отдельно стоящего сооружения, или располагаться непосредственно в водоеме

Размещено на http://www.allbest.ru/

В результате выполненных исследований можно утверждать, что использование ресурсосберегающих технологий в процессах очистки воды позволяет: повысить качественные показатели: по взвешенным веществам - на 20-30%, цветности - на 20-25%;снизить расход реагентов на 15-20%.

Для интенсификации процесса очистки природных вод необходимо оборудовать скорые фильтры биопоглотителями, что дает возможность выполнять очистку воды без использования химических реагентов, однако, в этом направлении требуются дальнейшие исследования.

В период рыночных отношений особое внимание должно быть уделено ресурсосберегающим технологиям при подготовке экологически чистой питьевой воды, так как это позволит повысить качество очистки и снизить ее себестоимость.

Литература

1. Душкин С.С., Сорокина Е.Б., Благодарная Г.И. Повышение эффективности работы фильтров очистных сооружений водопровода // Вестник ХГПУ: Сб. научных трудов. Вып. 65. Харьков: ХГПУ, 1999. С. 30-34.

2. Душкин С.С., Сорокина Е.Б., Благодарная Г.И. Интенсификация процесса очистки воды активированными растворами реагентов / Тези доповідей конференції Сучасні проблеми підвищення екологічної безпеки та економічності роботи систем водопостачання і каналізації. К.: Знання, 2000. С. 56-57.

3. Туровська Г.І. Аналіз взаємодії освітлювально-сорбційних процесів в технології очистки води // Вісник Рівненського держ. техн. ун.. Зб. наук. праць. Вип. 4(6). Рівне: РДТУ, 2000. С. 196-200.

4. Насонкина Н.Г. Повышение экологической безопасности систем питьевого водоснабжения. Макеевка: ДонНАСА, 2005. 138 с.

Размещено на Allbest.ru