CC BY
61
ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ
УДК 628.515
Б.М. Гохман, В.Е. Ланге Сибирский государственный индустриальный университет
О ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ВОДЫ НА ДРАГУНСКОМ ВОДОЗАБОРЕ Г. НОВОКУЗНЕЦКА
Источниками централизованного водоснабжения в нашей стране служат в основном поверхностные воды, доля которых составляет 65 - 70 %. Следует иметь ввиду, что практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подверглись существенному воздействию вредных антропогенных факторов. Из-за повышенного загрязнения традиционные технологии обработки воды во многих случаях недостаточно эффективны. Основной схемой очистки для большинства водоочистных станций является классическая двухступенчатая очистка, включающая коагулирование, отстаивание или осветление в слое взвешенного осадка, фильтрование, обеззараживание воды хлором.
Принятая схема очистки зачастую не соответствует качеству воды в водоисточнике. Так, на Драгунском водозаборе г. Новокузнецка применяются горизонтальные отстойники с камерами хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка. Эти сооружения предназначены для осветления вод средней мутности и мутных вод, т.е. при мутности более 50 мг/л. На рис. 1 представлен график изменения качества воды реки Томь в створе Драгунского водозабора. В г. Новокузнецке количество дней с
такой водой 10 - 20 в год. Таким образом, большую часть года взвешенный слой не образуется, осветления воды не происходит, что ведет к увеличению нагрузки на фильтровальные сооружения и к ухудшению их работы.
Для нормализации работы сооружений необходима реконструкция с минимальными затратами и без остановки работы этих сооружений.
В нормальной работе первой ступени очистки очень важна роль смесителя. От полноты и скорости смешения зависят качество коагуляции и расход коагулянта. Как и на большинстве станций очистки нашей страны на Драгунском водозаборе применяются гидравлические смесители, которые характеризуются конструктивной простотой. Однако они не позволяют менять режим работы при изменении качества сырой воды, а при уменьшении расхода воды ниже расчетного не обеспечивают надлежащий эффект смешения.
Одной из мер по повышению качества работы гидравлических смесителей является установка аэратора для улучшения процесса смешения с помощью сжатого воздуха. Это позволяет также изменять интенсивность смешения в зависимости от качества воды в источнике. После смешения коагулянта с обраба-
Рис. 1. Изменение качества воды в створе Драгунского водозабора в 2009 г. (------) и в 2010 г. (--)
тываемой водой эффективность коагуляции определяется процессом хлопьеобразования, которое проходит в специальных камерах; этот процесс заключается в получении крупных, легкооседающих хлопьев с хорошо развитой поверхностью. На процесс формирования хлопьев оказывают влияние качество воды, (особенно) ее температура, вид и доза коагулянта, режим перемешивания.
Для интенсификации работы камер хлопье-образования со слоем взешенного осадка в городах Кемерово, Осинники смонтированы рециркуляторы конструкции СПбНИИ АКХ, которые позволили несколько улучшить работу камер в период с низкой мутностью исходной воды. На Драгунском водозаборе такую реконструкцию сложно провести без демонтажа перекрытия (а это не только дорогое, но и опасное мероприятие). В настоящее время предлагается осуществлять перемешивание воды в камерах с помощью воздуха, подаваемого через перфорированные трубопроводы, уложенные в нижней части камеры.
Практика показывает, что если нормализована работа смесителей и камер хлопьеобразо-вания, то отстойники, как правило, начинают справляться со своей ролью осветления воды. В крайнем случае следует рассмотреть вариант применения тонкослойных блоков.
Очень большое значение имеет хорошая работа фильтров, которая во многом зависит от фильтрующего материала. Авторами работ подобран оптимальный состав фильтрующего материала, все фильтры перегружены горелыми породами фирмы «Аргеллит».
Для уменьшения расхода промывной воды предложена водно-воздушная промывка с понижением уровня воды в конце фильтроцикла ниже наиболее загрязненного слоя. На рис. 2 представлены результаты изменения мутности промывной воды при разных режимах промывки. Применение водно-воздушной промывки позволяет сократить время промывки с 10,0 до 6,5 мин без дополнительных затрат.
Для обработки промывной воды предлагаются следующие схемы:
- в период с мутностью воды ниже 10 мг/л, когда первая ступень очистки не включена в работу, отстаивание промывных вод предлагается производить в выделенных двух горизонтальных отстойниках с их дальнейшей перекачкой в голову очистных сооружений;
- в периоды с мутностью воды выше 10 мг/л предлагается использование баков шламовой насосной станции в качестве резервуаров-усреднителей для дальнейшей равномерной подачи этой воды в голову сооружений.
Рис. 2. Мутность промывной воды в зависимости от времени промывки фильтров:
-----водяная промывка;
------водно-воздушная промывка
В последнее время на передний план вышла проблема не подготовленности сооружений противостоять загрязнению источников воды токсинами, нефтепродуктами; как следствие, ухудшаются органолептические свойства воды. Наиболее остро эти вопросы встают при падении уровня воды в источнике, например, такая ситуация имела место осенью 2011 г. Для повышения барьерной роли очистных сооружений на этот период предлагается обработка воды активированным угольным порошком с возможностью введения угольной пульпы в смеситель и перед фильтрами. Такая схема подачи пульпы позволяет приспособить сооружения к работе как в условиях с фоновыми концентрациями загрязняющих веществ (ввод перед фильтрами), так и с концентрациями, значительно превышающими фоновые (ввод в смеситель). Поставка угольного порошка предусматривается в специальных герметичных контейнерах, разработанных НИИ ВОДГЕО, служащих одновременно растворными баками, которые снабжены контурами подачи воздуха, горячей и холодной воды.
Для повышения барьерной роли сооружений по бактериологическому и вирусологическому загрязнению возможна ультрафиолетовая обработка очищенной воды, для чего в насосной станции второго подъема предлагается смонтировать установку УВД-2000/288.
Предложенные мероприятия по интенсификации водопроводных очистных сооружений не требуют больших капиталовложений и трудозатрат, что позволяет начать их внедрение немедленно.
© 2012 г. Б.М. Гохман, В.Е. Ланге Поступила 17 мая 2012 г.
