CC BY
115
УДК 628.162 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.553-568
Очистка промывных вод станций обезжелезивания подземных вод коагулированием в присутствии фосфатов
Б.Н. Житенев1, Л.Е. Йорданова2
1 Брестский государственный технический университет (БрГТУ); г. Брест, Республика Беларусь; 2 Независимый исследователь; Республика Беларусь, г. Брест
АННОТАЦИЯ
Введение. Анализ современного состояния водных ресурсов свидетельствует об актуальности и целесообразности создания высокоэффективных методов обработки промывных вод станций обезжелезивания подземных вод. В соответствии с действующими техническими нормативно-правовыми актами промывные воды должны использоваться повторно. Как показал опыт эксплуатации станций обезжелезивания, сооружения по обработке промывных вод работают неэффективно. Предприятия водопроводно-канализационного хозяйства отказываются от применения сооружений по обработке промывных вод и их повторного использования. Высококонцентрированные железосодержащие промывные воды сбрасываются в канализацию либо в прилегающие водоемы или на рельеф местности, что приводит к нерациональному использованию высококачественной подземной воды и загрязнению окружающей среды соединениями железа.
Материалы и методы. Использованы физико-химические, технологические, математические, рентгено- и микроскопические методы.
Результаты. Представлены результаты экспериментальных исследований и статической обработки данных качественного и количественного состава промывных вод станций обезжелезивания. Изучена химическая природа составляющих веществ и характер формирования промывных вод в процессе обезжелезивания подземных вод. Выявлено, что при совместной обработке промывных вод станций обезжелезивания реагентом фосфатом натрия Ыа3Р04 и коагулянтом сульфатом алюминия А12(804)3 интенсифицируется процесс осаждения соединений железа — образуются коллоидные частицы FePO4, обладающие очень низкой растворимостью, которые эффективно ^ е удаляются коагуляцией. Подтверждено, что анионы Н2 Р04- и Р043-, образующиеся при гидролизе фосфата натрия 5 Ыа3Р04, способствуют снижению электрокинетического заряда коллоидной частицы гидроксида железа Fe(OH)з, к ^ а высокая степень очистки до 99,0-99,9 % достигается путем фиксации соединений железа на поверхности колло- ^ идной частицы гидроксида алюминия А1(ОН)3. О Г
Выводы. Разработана математико-статистическая модель процесса очистки промывных вод станций обезжелезива- и О ния коагулированием в присутствии фосфатов, описывающая зависимость остаточной концентрации железа от дозы . ^ фосфата натрия NaзP04, дозы сульфата алюминия А12(в04)3 и продолжительности отстаивания. Создана технология О ^ очистки промывных вод станций обезжелезивания коагулированием в присутствии фосфатов, отличающаяся тем, что ( N включает сооружения реагентного хозяйства фосфата натрия и коагулянта сульфата алюминия, фильтр доочистки, у ^ сооружения механического обезвоживания осадка. Применение технологии позволяет снизить содержание железа до о 9 0,05-0,20 мг/л и повторно использовать промывные воды для хозяйственно-питьевых целей или собственных нужд § 0 станций обезжелезивания, предотвращая загрязнение водных источников соединениями железа. 1 3
о з з (
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: промывные воды, станция обезжелезивания, коагулянт, фосфаты, технология, обезвожи- с о
вание, осадок, осаждение § (
ф " <( — и (л
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Житенев Б.Н., Йорданова Л.Е. Очистка промывных вод станций обезжелезивания о N подземных вод коагулированием в присутствии фосфатов // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 4. С. 553-568. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.553-568
П м n g
Г œ c о о
Backwash water treatment by coagulation in the presence of phosphates Co at underground water iron removal stations
ф )
Barys N. Zhytsianiou, Lyudmila E. Yordanova U o
1 Brest State Technical University (BrSTU); Brest, Republic of Belaruse; 3 j,
2Independent researcher; Brest, Republic of Belarus j, 5"
oi n
I T
ABSTRACT S J
Introduction. The analysis of the present-day condition of water resources has proven the relevance and expediency c O
of developing highly effective backwash water treatment methods to be used at iron removal stations designated for 5 4
groundwater treatment. In accordance with effective technical regulations, backwash water must be reused. The operation 2 2
of iron removal stations has proven the inefficiency of backwash water treatment facilities. Water and wastewater treatment 0 0
companies stop using backwash water treatment facilities and refrain from reusing backwash water. Highly concentrated 0 °
© Б.Н. Житенев, Л.Е. Йорданова, 2020
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
iron-bearing backwash water is discharged into sewage networks, nearby water bodies or onto the terrain, which means irrational use of high-quality groundwater and environmental pollution with iron compounds.
Materials and methods. The results of experimental research efforts and statistical processing of data on the qualitative and quantitative composition of backwash water at iron removal stations are presented. The chemical nature of the components and the principle underlying the formation of the backwash water composition in the process of groundwater deferrization have been studied. It's been identified that if backwash water supplied by iron removal stations is treated by sodium phosphate reagent Na3PÖ4 and aluminum sulphate Al2(SÜ4)3 as a coagulant, precipitation of iron compounds intensifies, as colloidal particles FePO4 are formed. They have very low solubility, and they are effectively removed by coagulation. It has been theoretically proven and experimentally confirmed that anions H2 PO4- and PO43- fformed in the process of hydrolysis of sodium phosphate Na3PÖ4 help to reduce the electrokinetic charge of the colloidal particle of iron hydroxide Fe(OH)3, and high purification efficiency reaching 99.0-99.9 % is attained by attaching iron compounds to the surface of the colloidal particle of aluminum hydroxide Al(OH)3.
Conclusions. The co-authors have developed a math-and-stats model simulating the backwash water treatment process that employs coagulation in the presence of phosphates. It describes the dependence between the concentration of residual iron, doses of sodium phosphate Na3PÖ4, aluminum sulphate Ah(SO4)3 and the settling time. A backwash water treatment technology has been developed. It employs coagulation in the presence of phosphates, and it is designated for use at iron removal stations. This technology comprises a chemical plant for sodium phosphate and aluminum sulphate used as a coagulant, a post-treatment filter, and sludge dewatering facilities. The application of this technology enables to reduce iron concentration to 0.05-0.20 mg/l, to reuse backwash water for drinking and other household purposes, or to have this water reused by iron removal stations, this, preventing pollution of water sources with iron compounds.
KEYWORDS:
sedimentation.
backwash waters, iron removal station, coagulant, phosphates, technology, dehydration, sludge,
FOR CITATION: Zhytsianiou B.N., Yordanova L.E. Backwash water treatment by coagulation in the presence of phosphates at underground water iron removal stations. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(4):553-568. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.553-568 (rus.).
О о
N N
о о
N N
; ; введение
* *
К (V U 3 > (Л
с и
ou in
j
<D ф
о S
---' "t^
о
О и со <т
S = 5
<л ю
о О
ю со
СП
о
I
СП СП
(Л
ю
¡1 w
г
Ï! О (0 Ф Ф СО >
Повторному использованию промывных вод в специальной литературе уделяется достаточно большое внимание [1-15]. Это обусловлено тем, что решение данной проблемы позволяет:
• снизить нагрузку на источники водоснабжения;
• уменьшить расходы воды на собственные нужды водоочистной станции, а значит, и снизить себестоимость отпускаемой воды;
• предотвратить загрязнение окружающей среды технологическими отходами очистки воды.
При обезжелезивании воды после промывки фильтров образуются промывные воды в количестве от 0,5 до 5 % от объема исходной воды, которые необходимо обрабатывать. На станциях обезжелези-вания воды фильтрованием следует производить осветление отстаиванием промывных вод фильтровальных сооружений с последующей равномерной их подачей на сооружения водоподготовки1. Обработка воды после промывки фильтров (рис. 1) включает: отстаивание для выделения из нее хлопьев гидроксида железа (III), обезвоживание и подсушивание осадка на специальных площадках. Осветленная промывная вода перекачивается в «голову» сооружений для последующей обработки вместе
1 ТКП 45-4.01-320-2018 (33020). Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Строительные нормы проектирования. Минск : Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2018.
с исходной водой, поступающей на фильтры обе-зжелезивания. Осадок, накапливающийся на дне отстойника промывных вод, направляется на иловые площадки либо сооружения по обезвоживанию.
Обезвоженный осадок вывозится автотранспортом для последующего использования или подлежит захоронению на полигоне. Как показывает практика, по истечении рекомендуемого времени отстаивания в статических условиях концентрация железа в промывной воде велика. Безреагентное осветление промывных вод в основном завершается в течение 1,5-2,0 ч. Остаточное содержание железа при этом составляет 25,0-35,0 мг/л, дальнейшее снижение концентрации железа замедляется. Количество осадка влажностью 98-99 %, образующегося после двухчасового отстаивания, достигает 3,0-5,0 % объема промывных вод [1, 6, 9, 17-19].
Возврат осветленных вод на фильтры обе-зжелезивания с содержанием железа в воде 25,035,0 мг/л в виде гидроксида железа (III) может не только увеличить концентрацию его в фильтрате, но и будет изменять соотношение двух- и трехвалентного железа в пользу последнего, что может нарушить процесс безреагентного обезжелезивания воды. При этом уменьшится продолжительность фильтроцикла из-за повышенного содержания взвешенных веществ и снизится качество очистки подземных вод.
Многие исследователи не раз пытались интенсифицировать процесс осаждения соединений
Рис. 1. Технология обработки промывных вод станций обезжелезивания: 1 — водозаборная скважина; 2 — трубопровод подачи подземных вод на фильтр обезжелезивания; 3 — фильтр обезжелезивания; 4 — резервуар чистой воды; 5 — отстойник промывных вод; 6 — трубопровод подачи фильтрата в резервуар чистой воды; 7 — трубопровод подачи воды для промывки фильтра; 8 — трубопровод отвода промывной воды в отстойник; 9 — трубопровод подачи осветленной промывной воды в «голову» сооружений; 10 — отвод осадка из отстойников на шламовые площадки; 11 — шламовые площадки; 12 — водонапорная башня промывной воды
Fig. 1. The technology of backwash water treatment at iron removal stations: 1 — water well; 2 — pipeline supply of underground water to the deferrization filter; 3 — deferrization filter; 4 — clean water tank; 5 — backwash water precipitation tank; 6 — pipeline supplying the filtrate to the clean water tank; 7 — water supply pipe for flushing the filter; 8 — pipeline drainage of backwash water into the precipitation tank; 9 — pipeline for supplying clarified backwash water to the "head" of facilities; 10 — sludge removal from settling tanks to the sludge beds; 11 — sludge beds; 12 — clean backwash water tower
железа. Г.Ю. Ассом рекомендованы для осветления промывных вод отстойники периодического действия. Особенностью предлагаемой схемы является конструкция отстойников периодического действия. Применение их целесообразно для очистки промывных вод из-за таких характеристик, как высокая способность промывных вод к осветлению, неравномерность качества и объема поступающих промывных вод. Соотношение размеров отстойника рекомендуется принимать таким, чтобы за период отстаивания успела осесть взвесь гидравлической крупностью 0,4 мм/с. Содержание железа в промывных водах после очистки на отстойниках периодического действия снижается до 12 мг/л [1].
Данные исследований, приведенные в работе [6], подтверждают, что 4-х часовое отстаивание не дает удовлетворительного эффекта осветления промывных вод: остаточная концентрация железа в воде после отстаивания составляет 1538 мг/л. Предлагается продолжительность отстаивания в резервуарах промывных вод увеличить до 12-24 ч при использовании схемы, представленной на рис. 1. Исследования показали, что концентрация железа в осветленной воде составляла 9,0-15,0 мг/л, 0,94-1,14 мг/л при продолжительности отстаивания 6 и 24 ч соответственно. Однако опыт эксплуатации станций обезжелезивания показывает, что на большинстве водоочистных станций Республики Беларусь нет возможности увеличивать продолжительность отстаивания до 12-24 ч. Для этого необходимо реконструировать водозаборы, построить дополнительные резервуары промывных вод, предусмотреть обеззараживание, посколь-
ку при длительном пребывании воды ухудшаются микробиологические показатели. Кроме этого, резервуары промывных вод, рекомендованные строительными нормами и правилами [16], не предусматривают такое продолжительное нахождение воды в них как на станциях водоподготовки, так и на очистных сооружениях водоотведения. Увеличение продолжительности отстаивания промывных вод не решает проблему утилизации железосодержащего осадка.
В некоторых литературных источниках имеются данные по реагентной очистке промывных вод станций обезжелезивания2, 3 [2, 4, 20-22]. В качестве реагентов для осветления промывных вод станций водоподготовки как подземных, так и поверхностных вод опробовались коагулянты — сернокислый алюминий, хлорид железа, флокулянты. Как свидетельствуют авторы, отстаивание промывных вод, обработанных полиакриламидом (ПАА), сульфатом алюминия, вследствие невысокой плотности хлопьев взвеси является малоэффективным и не обеспечивает необходимой степени осветления.
Данные в области реагентной обработки промывных вод станций обезжелезивания недостаточно изучены, не приводятся конкретные технологические параметры процессов очистки, и в большинстве случаев предложенные методы не обеспечивают требуемый эффект очистки.
< п
ф е t с
i Н
G Г сС
У
o со
§ СО
У 1
J со
^ I
n ° o
=! (
о §
E w § 2
n 0
2 66 A ®
r 6 t (
ф ) i
<D
01
2 Технологии очистки сточных вод с повышенным содержанием железа // «ГидроСтройПроект». URL: http://www. gsp-bmtru/services/1/13.html
3 Хозяйственно-питьевое водоснабжение // ЭКО-ПРОЕКТ. URL: http://www. eco-project.ru/o_kompanii1
Ш DO ■ т
(Я У
с о
(D * ,,
О О 10 10 О О
о о сч N о о
сч сч * *
К (V
и 3
> (Л
с «
но ю
I
<и <и
о ё —■ ^
о о
со <т
8 « 5
<Л (Л
о О
ю со
О)
о
i
О) О)
(Л (Л
¡1 « Г
О (О ф ф
и >
Учитывая неудовлетворительную работу сооружений обработки промывных вод вышеперечисленными способами, схема, рекомендуемая строительными нормами (рис. 1), в большинстве случаев не используется, поэтому промывные воды сбрасываются в водоемы, водотоки или канализационную сеть.
Это обусловлено отсутствием существенных затрат, недостаточной изученностью вопроса и недооценкой отрицательного воздействия таких сбросов на природную среду [2, 5, 13, 14]. Такой способ применяется как после предварительного отстаивания промывных вод, так и без него. Основной недостаток — отрицательное воздействие на окружающую среду: загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод, изменение состава воды водоемов (изменяется качество водотока, повышается потребность в кислороде, угнетаются процессы самоочищения, возникают иловые наносы) [5, 16, 23]. Являясь аморфным соединением, гидроксид железа (III) Fe(OH)3 сорбирует вредные вещества, поступающие в водоем (ионы тяжелых металлов, нефтепродукты, растворенные газы, сероводород и т.д.), образуя опасные очаги, так называемые «могильники». «Могильники», скапливаясь на дне водоема, представляют угрозу для обитателей водоема и человека. Спуск промывных вод от станций обезже-лезивания в водные объекты нормируется, так как железо имеет токсикологический лимитирующий признак вредности. В водоемах гидроксид железа иногда становится причиной гибели рыб, так как может осаждаться на имеющей щелочную реакцию слизистой оболочке их жабр. Правительством все чаще разрабатываются документы, запрещающие сброс и загрязнение окружающей среды отходами водоочистных станций. Например, Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь разработана «Водная стратегия Республики Беларусь на период до 2020 года», утвержденная решением коллегии Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь 11.08.2011 № 72-Р, в которой речь идет о загрязненности водных источников республики, первоочередных мерах и задачах, связанных с недостаточно эффективной работой, с технологическим несовершенством сооружений очистки сточных вод4. Еще одним методом удаления промывных вод является их сброс на городские канализационные очистные сооружения (КОС) [5, 16, 24]. Транспортировка промывных вод на КОС может осуществляться по существующей водоотводящей сети, по специальному трубопроводу либо авто-
цистернами. При решении вопроса о применении сброса промывных вод станций обезжелезивания на городские КОС необходимо учитывать следующие недостатки: увеличение диаметров коллекторов для приема залпового расхода, повышение опасности засорения сетей, высокие затраты на транспортировку, повышение нагрузки на сооружения биологической очистки сточных вод минеральными веществами, поступление несвойственного для очистных сооружений загрязнения — гидроксида железа (III) Fe(OH)3, увеличение количества осадка на станции очистки сточных вод.
Таким образом, для повышения эффективности работы сооружений повторного использования промывных вод станций обезжелезивания необходимо принять меры по совершенствованию технологического режима работы с помощью перспективных методов осветления промывных вод, разработать методику расчета сооружений.
материалы и методы исследования
Использовались физико-химические, технологические, математические, микроскопические, рентгенографические методы, рентгеноэлектронная спектроскопия.
Физико-химические методы исследования. Физико-химические показатели промывных вод станций обезжелезивания и проб воды, отобранных при выполнении экспериментов, определялись по методикам вычисления измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций Республики Беларусь либо рекомендованных ГОСТ 4011-72 «Вода питьевая»5, 6 7.
Технологические методы исследования. Кинетика осветления промывных вод при безреагент-ном отстаивании и при обработке промывных вод реагентами изучалась в лабораторных и производственных условиях. Исследование в лабораторных условиях осуществлялось с использованием мерных цилиндров вместимостью 250 и 500 мл (рис. 2).
Электрокинетический потенциал. ^-потенциал коллоидных частиц соединений железа промывных вод измерялся методом электрофореза. Для измере-
4 Водная стратегия Республики Беларусь на период до 2020 года: утв. решением коллегии Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь 11.08.2011 № 72-Р.
5 ГОСТ 4011-72. Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа. М. : Издательство стандартов, 1984. 239 с.
6 СТБ 1126-98. Реестр методик выполнения измерений в области экологического контроля. Минск, 2003.
7 Сборник методик выполнения измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций Республики Беларусь. Минск : НТЦ «АПИ», 1997.
№
Рис. 2. Исследование кинетики осветления промывных вод станций обезжелезивания в лабораторных условиях Fig. 2. Kinetics research of backwash water clarification of iron removal stations in laboratory conditions
ний поверхностного заряда примесей промывных вод по методу подвижной границы сконструирован прибор, аналогичный приборам Чайковского - Малаховой и Кена.
Математические методы. Для обработки экспериментальных данных и получения экспериментально-статистической модели процесса очистки промывных вод станций обезжелезивания коагулированием в присутствии фосфатов был применен метод полного факторного эксперимента [25, 26]. Для исследования области оптимальных условий использовалось ротатабельное центральное композиционное планирование (РЦКП). Это позволило получить адекватное математическое описание процесса.
Микроскопические методы. Микроскопическим исследованиям подвергались осадки, образующиеся при безреагентном отстаивании промывных вод и при очистке промывных вод коагулированием в присутствии фосфатов (рис. 3).
Визуализация результатов технологических и микроскопических исследований осуществлялась
цифровой камерой Canon PowerShot A560 с последующим применением сканера MUSTEK 1200 UB Plus и программ Adobe Photoshop CS4, CorelDRAW Graphics Suite-X3.
результаты исследования
Пробы промывной воды отбирались на коммунальных водозаборах Республики Беларусь, в том числе на водозаборах «Западный», «Граевский», «Мухавецкий», «Южный» г. Бреста, «Брилево» г. Кобрина, на водозаборе Барановичской дистанции водоснабжения и санитарно-технических устройств. На станции обезжелезивания Барановичской дистанции водоснабжения и санитарно-технических устройств РПУП «Дорводоканал Белорусской железной дороги» источником водоснабжения являлся Альб-Сеноманский водоносный горизонт, который простирается по всей территории Республики Беларусь и западным регионам РФ. Забор воды осуществляется, в основном, бесфильтровыми скважинами, обезжелезивание достигается методом упрощенной аэрации с последующим фильтрованием. Усредненные показатели качества промывных вод, справедливые для указанного водоносного горизонта, приведены в табл. 1.
Табл. 1. Усредненные показатели качества промывных вод, образующихся на станции обезжелезивания
Table 1. Average quality indicators of backwash water generated at iron removal station
Рис. 3. Микроскоп МКИ-2М-1 Fig. 3. Microscope MKI-2M-1
Показатели / Indicators Единицы измерения/ Units Значение/ Value
Железо общее ( Fe2+ + Fe3+) / Total iron мг/л / mg/l 150...250
Температура / Temperature °С 7...10
Цветность / Color град. / degrees свыше 100 / above 100
Окисляемость перманганатная / Permanganate oxidation мг/л-О2 / c02 5,0.5,5
Содержание взвешенных веществ / Suspended substances мг/л / mg/l 500.600
Жесткость карбонатная / Carbonate hardness мг-экв/л / mEq/l 4,2.4,8
Щелочность общая / Alkalinity мг-экв/л / mEq/l 4,6.4,8
Стабильность / Stability — 0,92.1,00
pH ед. рН / units pH 7,4.8,0
Ca2+ мг-экв/л / mEq/l 3,7.3,9
Mg2+ мг-экв/л / mEq/l 0,5.0,9
Eh В / V 0,200.0,250
< DO
л> e t о
i H k 1
G Г СС
У
o
0 С/3
1 D y 1
J со
Ei i
0
DD. S o
=¡ ( 0
сл it —
E С/3 о
0 2
со о
DD 66
Г 66 о
О
О)
о
о0
CD ) fi
(D
(Л
№ DO
■ Т
s S
s у
с о
(D *
M M
о о
10 10
о о
Табл. 2. Зависимость остаточного содержания железа в промывных водах от продолжительности отстаивания Table 2. The dependence of the residual iron content in the backwash water on the duration of sedimentation
Продолжительность отстаивания, ч / Duration of sedimentation, h 0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Содержание железа, мг/л / The iron content, mg/l 220,0 142,9 120,9 85,3 47,9 37,5 40,6 41,4 20,4 16,9
Продолжительность отстаивания, ч / Duration of sedimentation, h / 7,0 8,0 9,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 48,0 50,0
Содержание железа, мг/л / The iron content, mg/l 14,6 13,2 12,5 11,8 9,7 8,00 5,1 4,8 3,1 2,91
о о
СЧ N О О
сч сч *
К (V U 3 > (Л
с и
он in
j
ф ф
О £
---' "t^
о
о У со <т
s = 8 «
(Л
ю
о
о
ю со
СП
о
i
СП СП
(Л (Л
¡1 w Г
О (О ф ф
со >
Первоначально проводилось безреагентное осаждение взвешенных веществ и соединений железа в промывных водах. Отстаивание осуществлялось в течение 50 ч в свободном объеме. Результаты исследования приведены в табл. 2 и на рис. 4, 5. За 3 ч отстаивания выпало около 80 % соединений железа, остаточная концентрация составила 40 мг/л. Дальнейшее снижение содержания железа резко замедляется. С 5 ч отстаивания до 10 ч концентрация железа снизилась с 20,4 до 11,8 мг/л. Частицы, находящиеся в промывной воде, отличаются малыми размерами, вследствие чего их осаждение происходит крайне медленно, так как силы диффузии превалируют над силами тяжести.
Учитывая условия формирования промывных вод станций обезжелезивания подземных вод
и полученные экспериментальные данные, можно судить о форме содержания в них железа. В промывных водах соединения железа представлены в виде грубодисперсных и коллоидных систем, что обуславливает их агрегатную устойчивость.
Промывные воды станций обезжелезивания можно отнести к полидисперсной системе, состоящей из частичек различного размера. Скорости осаждения частиц различных фракций под действием сил гравитации (гидравлические крупности) колеблются в достаточно широком диапазоне. Характер процесса осаждения такой взвеси устанавливался экспериментальным путем. По результатам опытов с использованием торсионных весов (табл. 3) построены кривая седиментации взвешенных частиц и зависимость скорости осаждения от
Рис. 4. Кинетика безреагентного отстаивания промывных вод станции обезжелезивания Барановичской дистанции водоснабжения и санитарно-технических устройств РПУП «Дорводоканал Белорусской железной дороги» Fig. 4. Kinetics of non-reagent sedimentation of backwash water at the iron removal station of the Baranavichy water supply plant and sanitary devices of Republican Production Unitary Enterprise "Dorvodokanal of the Belarusian Railway"
Рис. 5. Зависимость остаточной концентрации железа в промывных водах от продолжительности отстаивания Fig. 5. The dependence of the residual iron content in the backwash water on the duration of sedimentation
Табл. 3. Результаты исследований осаждения взвешенных частиц промывных вод станций обезжелезивания Table 3. The research results of the suspended particles sedimentation in backwash water of iron removal stations
Номер опыта / Experience number Время отстаивания, мин / Settling time, min Содержание взвешенных веществ, мг/л / The content of suspended substances, mg/l Количество выпавшей взвеси (эффект осветления), % / The amount of precipitated suspension, % Скорость осаждения взвеси, мм/с / Suspension sedimentation rate, mm/s
в исходной воде / in source water в пробе после отстаивания / in the sample after settling
1 2 500 333,5 49,1 2,0
2 5 500 240,0 63,4 0,9
3 10 500 190,0 71,0 0,5
4 20 500 124,33 79,4 0,2
5 30 500 120,0 81,7 0,1
6 60 500 93,33 85,8 0,1
7 120 500 46,67 92,9 0,04
8 180 500 37,0 94,4 0,02
9 240 500 30,0 95,4 0,02
< DO
0 е t с
1 H
G Г сС
У
0 с/з n с/з
1 s
y 1
J со
^ I
n °
S 3 o
zs ( o?
о n
СЯ
It —
О œ
продолжительности отстаивания промывных вод станций обезжелезивания (рис. 6, 7).
Из анализа кривой осаждения видно, что начальный участок кривой с 0 до 30 мин отстаивания проходит круто, что свидетельствует о большой крупности взвеси и ее неоднородности: в осадок выпадают частицы, скорость осаждения которых колеблется от 2-0,9 до 0,9-0,1 мм/с. При времени осаждения 1-4 ч кривая проходит более полого, т.е. взвесь более однородна и осаждается медленно. За период 2-4 ч кривая приобретает характер, близкий к линейному, и при этом эффект осветления увеличивается лишь на 2,5 % (содержание взвешенных веществ снижается с 47 до 30 мг/л). При дальнейшем отстаивании осветление промывной воды незначительно, в воде остаются мелкие хлопья соединений железа и взвешенных веществ, гидрав-
лическая крупность частиц при этом очень мала — менее 0,04 мм/с, что в очередной раз подтверждает наличие соединений железа в коллоидной форме. Таким образом, четырехчасовое отстаивание — недостаточно из-за повышенных концентраций железа и содержания взвешенных веществ.
Важной характеристикой коллоидного раствора является электрокинетический ^-потенциал. Знание его величины позволяет судить об устойчивости коллоидного раствора, поскольку изменение этого показателя, как правило, происходит пропорционально изменению электрокинетического потенциала. Для определения электрокинетического потенциала (^-потенциала) коллоидных частиц Fe(OH)з, вымытых из фильтров, проведены его измерения методом электрофореза. В процессе промывки фильтра коллоидные частицы железа приобретают
n 2
со о
r § О
о
О)
о
on
SS ) il
<D
(Л
№ DO
■ т
s У
с о
<D *
M 2
О О
10 10
О О
Рис. 6. Зависимость эффекта осветления промывных вод от продолжительности отстаивания Fig. 6. The dependence of the clarification effect of backwash water on the duration of sedimentation
о о
N N О О tv N
¡г <1J
U 3
> 1Л
С И
to in
¡1 <D ф
о £
---' "t^
О
о cj
CD <f 8 «
CO CO
IhiTjVir i
Рис. 7. Зависимость скорости осаждения частиц взвеси от продолжительности отстаивания Fig. 7. Dependence of the sedimentation rate of suspended substances on the duration of sedimentation
о О
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л
ю
¡1 w
■S г
il О in Ф Ф U >
отрицательный заряд, величина электрокинетического потенциала в среднем составляет £ = 40,45 мВ (табл. 4), что обуславливает возникновение межмолекулярных сил отталкивания и агрегативно устойчивую систему [28-30].
Вследствие того, что безреагентное осветление является неэффективным, были проведены эксперименты по интенсификации процесса осаждения примесей соединений железа из промывных вод. Заряд коллоидных частиц можно снизить до нуля или очень малых значений путем обработки воды различными коагулянтами, которые нарушают агрегатную устойчивость либо образуют вследствие гидро-
лиза коллоиды, на которых сорбируются примеси.
Для осаждения железа из промывных вод станций обезжелезивания был опробован коагулянт «Аква-Аурат - 30». Отстаивание промывных вод с содержанием железа 120 мг/л осуществлялось в цилиндрах емкостью 500 мл в течение 2 ч. Пробы воды отбирались после отстаивания в течение двух часов и после фильтрования. Кинетика осветления промывных вод при обработке коагулянтом «Аква-Аурат - 30» представлена на рис. 8. При его использовании получены хорошие результаты — образовывались крупные хлопья, которые быстро оседали на дно цилиндра. После фильтрования концентра-
Табл. 4. Результаты измерений электрокинетического потенциала промывных вод Table 4. Measurement results of Zeta potential in backwash water
Показания вольтметра U, В / Voltmeter readings U, V Расстояние между электродами, l, м / The distance between the electrodes l, m Градиент потенциала H, В/м / Potential gradient H, V/m Время от начала опыта, мин / Time from the start of the experiment, min. Перемещение границы золя в коленах, м / Moving the boundary of the sol in the knees, m Среднее по двум коленам перемещение границы, м / Border displacement average over two knees, m Электрофоретическая подвижность частиц иф, м2/ (с-В) / Electrophoretic particle mobility иф, m2/(s^) Величина ^-потенциала В / The value of the zeta potential
левом / left правом / right
100 0,54 185,185 10 0,002 0,002 0,002 1,8010-8 0,03768
100 0,54 185,185 20 0,005 0,004 0,0045 2,03-10-8 0,04239
100 0,54 185,185 30 0,006 0,007 0,0065 1,9510-8 0,04082
100 0,54 185,185 40 0,008 0,008 0,008 1,8010-8 0,03768
100 0,54 185,185 50 0,011 0,012 0,0115 2,0710-8 0,043332
100 0,54 185,185 60 0,013 0,013 0,013 1,9510-8 0,04082
^сР. = 40,45 мВ / mV
Рис. 8. Зависимость остаточной концентрации железа в промывных водах от дозы коагулянта «Аква-Аурат» (продолжительность отстаивания 2 ч)
Fig. 8. Dependence of the residual concentration of iron in backwash water on the dose of the coagulant "Aqua-Aurat" (settling time 2 hours)
ция железа не превышала 0,3 мг/л при дозах коагулянта 5 мг/л и выше. Однако осадок, образующийся при обработке промывных вод коагулянтом «Аква-Аурат», влажность которого достигала 99,9 %, имел рыхлую структуру, что отрицательно сказалось на его обезвоживании. Для устранения этой проблемы в качестве реагента для осаждения соединений железа из промывных вод станции обезжелезивания был опробован фосфат натрия №3Р0412Н20. В настоящее время фосфат натрия применяется для предотвращения коррозии стальных и чугунных труб как производственных, так и хозяйственно-пи-
< п
ф е t с
iH
G Г
сС
У
o с/з § S
У ->■
J со
^ I
n °
S> 3 o
zs (
о §
)S
СЯ
It —
о с/3
§ 2 n 0
r 6 о
о
о
тьевых водопроводов, для борьбы с образованием накипи, стабилизационной обработки воды при ее высокой минерализации, при умягчении воды. Применение фосфата натрия основано на его свойстве переводить железо, кальций, магний в нерастворимые или малорастворимые фосфаты, которые впоследствии отделяются в осветлителях, отстойниках или фильтрах.
В обрабатываемой воде при введении №3Р04 в растворе имеются анионы Н2Р04- и РО3-. Наличие отрицательно заряженных ионов в воде интенсифицирует процесс коагуляции примесей. При гидроли-
SS ) i
(D
(Л
№ П
" Т
s 3
s У с о
<D X ,,
О О 2 2 О О
о о
N N О О
N N * *
¡г Ф
U 3 > (Л С И
U in
¡1 ф Ф
о % —■
о
о у со <т
8 «
<Л (Л
о О
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л (Л
зе №3Р04 в растворе получается фосфатная буферная смесь ^аН2Р04 + №2НР04), поддерживающая рН свыше 7, что достаточно для полного осаждения фосфат-ионов в виде фосфата железа.
Эффективность обезжелезивания и осветления промывных вод станции обезжелезивания подземных вод исследовалась при совместном введении коагулянта сульфата алюминия и реагента фосфата натрия. Результаты исследования приведены на рис. 9.
Максимальный эффект очистки достигался при введении в промывную воду фосфата натрия дозами 70 и 100 мг/л и составлял 98,66; 98,75; 99,00 % при дозах А12^04)3 — 50, 70, 100 мг/л соответственно. Раздельное введение реагентов малоэффективно, совместное — сопровождается значительным повышением эффекта обезжелезивания при отстаивании. Зависимость остаточной концентрации железа от продолжительности отстаивания при дозе фосфата натрия 70 мг/л и дозе сульфата алюминия 100 мг/л приведена на рис. 10.
После четырехчасового отстаивания концентрация железа снизилась до 0,3 мг/л, что не превышает предельно допустимую концентрацию.
Для получения математической модели процесса очистки промывных вод станций обезжеле-зивания коагулированием в присутствии фосфатов реализован полный трехфакторный эксперимент с применением метода РЦКП. Основные характеристики плана эксперимента приведены в табл. 5.
В результате проведенных опытов получено уравнение регрессии (1), описывающее совместное
влияние дозы сульфата алюминия, дозы фосфата натрия и продолжительности отстаивания на остаточное содержание железа в промывных водах:
У = 2,46 - 0,774 • Х1 - 0,37 • Х2 - 0,8243 • Х3 + 0,2226-Х1 • Х2 + 0,163- Х1 • Х3 - 0,042 • Х2 • Х3 + 0,0415 • Х12 - 0,0728 • Х22 + 0,0549 • Х32, (1)
где Х1, Х2, Х3 — доза сульфата алюминия, доза фосфата натрия и продолжительность отстаивания соответственно в кодированных переменных. Проверка адекватности была осуществлена по критерию Фишера (^Расч = 2,76, ^ = 5,05).
Из уравнения (1) видно, что все исследуемые факторы оказывают влияние на процесс очистки промывных вод, но сила их воздействия неодинакова. Влияние отдельных факторов на процесс очистки промывных вод исследовалось на основании частных решений уравнения (1) (рис. 11-13).
Эффект очистки промывных вод наиболее сильно зависит от дозы сульфата алюминия при дозе фосфата натрия 30 мг/л (рис. 11). При увеличении дозы А12^04)3 концентрация железа снижалась, при дозе фосфата натрия 70 мг/л, эффект очистки — около 99 %. С увеличением дозы сульфата алюминия сила влияния дозы фосфата натрия ослабевает, о чем свидетельствует меньший наклон кривых.
Увеличение дозы фосфата натрия (рис. 12) от 30 до 70 мг/л снизило остаточную концентрацию железа с 1,5 до 0,5 мг/л при дозе А12^04)3 70 мг/л и продолжительности отстаивания 180 мин, при этом эффект обезжелезивания составил 99,7 %. Кривые имеют большой угол наклона и проходят почти параллельно друг другу. Это свидетельствует
¡1 w
■S г
il
О (П ф ф
и >
Рис. 9. Зависимости остаточной концентрации железа при обработке промывной воды фосфатом натрия и сульфатом алюминия (продолжительность отстаивания 2 ч): доза сульфата алюминия 50 мг/л; доза сульфата алюминия 70 мг/л; доза сульфата алюминия 100 мг/л
Fig. 9. Dependences of the residual concentration of iron during the treatment of backwash water with sodium phosphate and aluminum sulfate (settling time 2 hours): dose of aluminum sulfate 50 mg/l; dose of aluminum sulfate 70 mg/l; dose of aluminum sulfate 100 mg/l
i i I t
[Тронолант(™loсть огстаншиии. ч I
hour
Рис. 10. Зависимость остаточной концентрации железа в промывной воде от времени отстаивания при раздельной и совместной обработке Na3PO4 и Al2(SO4)3
Fig. 10. Dependence of the residual iron concentration in backwash water on the settling time during separate and combined treatment with Na,PO4 и Al2(SO4)3
ф Доза фосфата натрия, 30 мг/л / Dose of sodium phosphate, 30 mg/l
ф Доза фосфата натрия, 50 мг/л / Dose of sodium phosphate, 50 mg/l
ф Доза фосфата натрия, 70 мг/л / Dose of sodium phosphate, 70 mg/l
0 Ï0 100 I5D
ЛФМ Су.ПЦаГЯ ¿t№u:natr, ЧГ'Л f . . . . l
Рис. 11. Влияние дозы сернокислого алюминия при различных дозах фосфата натрия (продолжительность отстаивания 120 мин)
Fig. 11. The effect of the dose of aluminum sulfate at various doses of sodium phosphate, the duration of sedimentation 120 minutes
< DO
<d е t с
Î.Ï
G Г сС
У
o с/з § с/з
z z
y 1
J CD
u-s -
n °
CD 3 o
=s ( о §
ф Доза фосфата натрия, 30 мг/л / Dose of sodium phosphate, 30 mg/l
Доза фосфата натрия, 50 мг/л / Dose of sodium phosphate, 50 mg/l
Ш Доза фосфата натрия, 70 мг/л / Dose of sodium phosphate, 70 mg/l
Рис. 12. Влияние продолжительности отстаивания на обезжелезивание промывных вод при различных дозах фосфата натрия (доза сульфата алюминия 70 мг/л)
Fig. 12. The effect of the settling time on the iron removal from backwash water at various doses of sodium phosphate (dose of aluminum sulfate 70 mg/l)
u § 2
n g
S 6
A Го
r 6 t (
CD ) fi
<D
01
« DO ■ T
s У с о <D X ,,
M 2 О О 10 10 О О
Табл. 5. Основные характеристики плана эксперимента Table 5. Key features of the experiment plan
Факторы / Factors Доза Al2(SO4)3, мг/л (X1) / Dose Al2(SO4)3, mg/l (X1) Доза Na3PO4, мг/л (X2) / Dose Na3PO4, mg/l (X2) Продолжительность отстаивания, мин (X3) / Duration of sedimentation, min (X3)
Основной уровень (0) / Basic level (0) 70 50 120
Интервал варьирования / Range of variation 30 20 30
Верхний уровень (+1) / Upper Level (+1) 100 70 150
Нижний уровень (-1) / Lower level (-1) 40 30 90
о о
N N О О
tv N *
к ai
u 3 > (Л С И
ta in
¡1 <u <u
о £
Ï
H
il
j.î
ift M J.o ¡.5
I.Î ifi 0.3 4.0
Ш- - ц^—-
Si
>
_I
# Kj -pir 40 ч: j t II»: :Г urli.r. Vk.^ifio-. Difl
Ф Jll-ld >.-Lij-1 li'TVl. W ■ 1\нг ai udrin [¿oçt.alc, П1 mç !
• Лтифы^п гттгра 1Ш ur'i.'
|1<ж Ы ю*» fhMfhvx. lac«^-
Ш
ШI
,J[p и фм^ата нйгрня. чт-.т IVtKflÎMdimn pitmpheK-.m^l
Рис. 13. Влияние фосфата натрия при различных дозах сульфата алюминия на обезжелезивание промывных вод, продолжительность отстаивания 120 мин
Fig. 13. The effect of sodium phosphate at various doses of aluminum sulfate on the deferrization of wash water (the settling time is 120 minutes)
Табл. 6. Показатели качества промывной воды после очистки коагулированием в присутствии фосфатов Table 6. Quality parameters of backwash water after coagulation treatment in the presence of phosphates
Показатель / Исходная вода / Source water После отстаивания (2 ч) / After settling (2 hours) После механической очистки / Требования СанПиН / Sani-
Indicator After mechanical cleaning tary Rules and Regulations
Концентрация железа, мг/л / The concentration of iron, mg/l 100-200 1,0-2,0 0,1-0,2 0,3
Взвешенные вещества, мг/л / Suspended substances, mg/l — 1,5-2,0 — 1,5-2,0
Цветность, град. / Color, degrees более 100 / more then 100 менее 20 / less then 20 менее 20 / less then 20 20
Жесткость карбонатная, мг-экв/л / Carbonate hardness, mEq/l 4,2-4,8 4,0 3,5-3,8 —
Жесткость общая, мг-экв/л / Hardness total, mEq/l 4,2-4,9 4,2 3,6-4,0 —
Щелочность общая, мг-экв/л / Alkalinity total, mEq/l 4,6-4,8 3,3 3,6 —
pH 7,0-8,0 7,5-8,0 7,5-8,0 7,0-8,0
Окислительно-восстановительный
потенциал системы Eh, В / Redox potential of the system Eh, V 0,15-0,25 0,228 0,244 —
Свободная углекислота, мг/л / Free carbon dioxide, mg/l 13,2-15,5 3,5-4,0 3,5-4,0 —
Стабильность / Stability 0,92-0,96 0,93-0,97 ~1 1
Перманганатная окисляемость, мгО/л / Permanganate oxidation, mgO/l 4,5-5,5 4,5-5,5 4,5-5,0 5,0
Кальций, мг-экв/л / Calcium, mEq/l 3,6-3,9 3,6-3,7 3,2-3,5 —
Магний, мг-экв/л / Magnesium, mEq/l 0,5-0,9 0,6-0,7 0,4-0,5 —
Алюминий, мг/л / Aluminum, mg/l — 0,2-0,4 0,2-0,4 менее 0,5 / less then 0,5
Сульфаты, мг/л / Sulfates, mg/l 3,5-11,5 10-100 10-100 500
Фосфаты, мг/л / Phosphates, mg/l — 1,0-1,5 0,5-1,0 менее 3,5 / less then 3,5
о
о _
g<
о
CO
™ О
о
го
о
о
о
ю со
СП
о
I
СП СП
(Л
ю
¡1 w
г
ïl
О (П ф ф
СО >
о том, что продолжительность отстаивания является весьма значимым фактором при очистке промывных вод коагулированием в присутствии фосфатов.
Влияние дозы сульфата алюминия особенно сказывалось при невысоких дозах фосфата натрия (рис. 13). Введение 40 мг/л сульфата алюминия снижало концентрацию железа до 3,2 мг/л при дозе №3Р04 20 мг/л и до 1,2 мг/л при дозе сульфата алюминия 100 мг/л. При дальнейшем увеличении дозы фосфата натрия процесс обезжелезивания затормаживался.
У осадков, образующихся при очистке промывных вод коагулированием в присутствии фосфатов, улучшается влагоотдача. В частности, влажность обезвоженного осадка при центрифугировании уменьшилась с 99,0 до 82,0 % при индексе центрифугирования I = 4. Выявлена высокая способность таких осадков к обезвоживанию на вакуум-фильтре. Осадок имел удельное сопротивление 14 • 1010 см/г, влажность осадка составила 74,4 %.
В табл. 6 приведены физико-химические показатели качества промывных вод станций обезже-лезивания, обработанных реагентами фосфатом натрия и сульфатом алюминия, после отстаивания в течение двух часов и после фильтрования.
Анализируя данные табл. 6, можно сделать выводы о дальнейшем использовании промывных вод, обработанных фосфатом натрия и сульфатом алюминия. Возможны следующие варианты:
• после отстаивания и удаления осадка вода через механический фильтр перекачивается в голову сооружений;
• после отстаивания и удаления осадка вода через механический фильтр перекачивается в резервуары чистой воды;
• после отстаивания и удаления осадка вода используется повторно для промывки фильтров с помощью промывного насоса (требуется не менее двух секций отстойников промывных вод);
• после отстаивания и удаления осадка вода перекачивается в водонапорную башню промывной воды и используется для промывки фильтров.
При реконструкции сооружений повторного использования промывных вод станций обезжелезива-ния подземных вод принятые решения необходимо обосновывать результатами предпроектных исследований, выполненных непосредственно на станции.
заключение и обсуждение
Системный анализ качественного и количественного состава промывных вод позволил установить характер формирования промывных
вод в процессе обезжелезивания подземных вод фильтрованием с предварительной упрощенной и глубокой аэрацией. В результате проведенной статистической обработки выявлено: усредненная концентрация железа в промывных водах, образующихся при водовоздушной промывке, составляет 100-200 мг/л, при водяной — 70-150 мг/л.
Установлено, что в промывных водах величина окислительно-восстановительного потенциала Еh составляет от +0,150 В до +0,250 В, рН = 7-8, при которых железо присутствует в форме гидроксидов Fe(OH)з, грубодисперсных и коллоидных, и частично в виде Fe2+. Электрокинетический потенциал коллоидных частиц железа в промывных водах составляет £ = -40 мВ, что обуславливает агрегатив-ную устойчивость системы.
Выявлено, что при совместной обработке высококонцентрированных железосодержащих промывных вод станций обезжелезивания реагентом фосфатом натрия №3Р04 и коагулянтом сульфатом алюминия А12^04)3 интенсифицируется процесс осаждения соединений железа — образуются коллоидные частицы FePO4, обладающие очень низкой растворимостью, которые эффективно удаляются коагуляцией. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что анионы Н2 Р04- и Р043-, образующиеся при гидролизе фосфата натрия №3Р04, способствуют снижению электрокинетического заряда коллоидной частицы ги-дроксида железа Fe(OH)з, а высокая степень очистки до 99,0-99,9 % достигается путем фиксации соединений железа на поверхности коллоидной частицы ги-дроксида алюминия А1(ОН)3.
Экспериментально установлено, что для глубокой доочистки промывных вод, прошедших стадию реагентного гравитационного осветления, перед обеззараживанием (при необходимости) и подачей очищенных вод для повторного использования целесообразно использовать механические осветлитель-ные фильтры. Так, в процессе фильтрования происходит отделение скоагулированных не осевших частиц примесей, обеспечивающих остаточную концентрацию железа менее 0,1-0,3 мг/л, что соответствует эффекту очистки более 99,7 %. При этом остаточное содержание алюминия, фосфатов и сульфатов не превышает предельно допустимые концентрации.
Процесс интенсификации очистки промывных вод коагулированием в присутствии фосфатов повышает эффективность обезвоживания образующихся осадков до 74,4 % при вакуум-фильтровании и 82,0 % при центрифугировании.
Предложены варианты дальнейшего использования промывных вод, обработанных фосфатом натрия и сульфатом алюминия.
< п
® ®
¡я с
о Г сС
У
О С/3 § С/3
У 1
о СО
^ I § °
О
=! ( о?
о §
Е м § 2
§ ё
2 6 А ГО > 6
£ (
ф ) Г;
ф
(Л
ш п ■ £
(Л п (Я у с о
Ф X ,,
2 2 О О 2 2 О О
ЛИТЕРАТУРА
о о
N N О О
N N *
К <D U 3 > (Л С И
U in
¡1 ф <и
о % —■
о
О U со <
8 «
(Л
ю
о
о
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л
ю
■S г
iE 3s
О (П Ф Ш CO >
1. Асс Г.Ю. Очистка сточных вод станций обе-зжелезивания // Водоснабжение и санитарная техника. 1969. № 3. С. 26-28.
2. НовиковМ.Г., ИвановаН.Г., Дмитриева Л.П. Утилизация промывных вод фильтровальных сооружений на водоочистных станциях // Вода и экология. 2000. № 1.
3. Гуринович А.Д. Питьевое водоснабжение из подземных источников: проблемы и решения. Минск : ТЕХНОПРИНТ, 2001. 305 с.
4. Журба М.Г., Чекрышов А.В., Говорова Ж.М. Обработка промывных вод и осадков водопроводных станций // Обзорная информация. Сер. инженерное обеспечение объектов строительства. М. : ВНИИНТПИ, 2001. Вып. 1.
5. Журба М.Г., Приемышев Ю.Р. Обработка и удаление промывных вод водопроводных очистных станций // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. № 6. С. 2-6.
6. Михайлик Л.Г. Отстаивание и оборот промывных вод на станциях обезжелезивания подземных вод // Вода. 2003. № 6.
7. Драгинский В.Л., Алексеева Л. П. Обработка промывных вод фильтров водоочистных станций // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. № 8. С. 25-31.
8. Шефер М.П. Особенности образования и обработки технологических сточных вод станций обезжелезивания в северных регионах // Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе: кадровое и научно-техническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему : междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 75-летию Сибирского государственного университета путей сообщения, Новосибирск, 2007. Новосибирск : СГУПС, 2007. Ч. 1. С. 275-276.
9. Алферова Л.И., Курочкин Е.И., Дзюбо В.В. Повторное использование промывных вод и утилизация осадка на станциях очистки подземных вод // Водоочистка. 2008. № 6. С. 26-31.
10. Жагин В.А., Шоколов А.Н., УрванцеваМ.И., Артеменок Н.Д. Обработка промывных вод водопроводных станций зарегулированных источников // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 3. C. 24-29.
11. Пазенко Т.Я., Колова А.Ф. Обработка промывных вод фильтров водоподготовки // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2010. № 9. С. 65-68.
12. Сколубович Ю.Л., Войтов Е.Л., Карма-лов А.И., Сколубович А.Ю. Очистка и утилизация промывных вод скорых фильтров станций обезжелезивания // Водоснабжение и санитарная техника. 2011. Ч. 1. № 9. С. 34-39.
13. Алексеева Л.П. Влияние условий образования и состава промывных вод фильтров на процесс их очистки // Водоснабжение и санитарная техника. 2011. № 8. С. 18-24.
14. Артеменок Н.Д., Похил Ю.Н., Мамаев В.В. Усовершенствование процесса обработки промывных вод и осадков водопроводных станций г. Новосибирска // Водоснабжение и санитарная техника. 2014. № 4. С. 34-37.
15. Новак В.А., Гуринович А.Д. Проблем с водой нет, с водоснабжением — в избытке // Вода.
2000. № 8. С. 3-4.
16. Любарский В.М. Осадки природных вод и методы их обработки. М. : Стройиздат, 1980. 128 с.
17. Курочкин Е.Ю., Христофорова И.Н. Создание безотходной технологии на очистных станциях обезжелезивания подземных вод // Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность : тр. 2-ой Междунар. науч.-техн. конф. Томск, 1999.
18. Курочкин Е.Ю., Дзюбо В.В. Проблемы оборотного водоснабжения на подземных водозаборах и пути их решения // Шаг в будущее : труды Третьего Международного научного симпозиума студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова. Томск : ТГАСУ, 1999.
19. Житенев Б.Н., Шеина Л.Е. Проблемы повторного использования промывных вод станций обезжелезивания воды // Вестник Брестского государственного технического университета. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и экология. 2002. № 2 (14). С. 31-32.
20. Платонов А.П., Ковчур С.Г., Кондратенко-ва В.А. Утилизация неорганических отходов водоочистительных станций водозаборов // Информационный бюллетень. Минск : ОДО "ЛОРАНЖ-2",
2001. № 1 (29). 24 с.
21. Чайковский Г.П., Кофтелева С.Г., Сотников Е.В. Повторное использование промывных вод фильтров станции обезжелезивания воды при высоких концентрациях железа в источнике водоснабжения // Совершенствование систем ж.-д. водоснабжения и водоотведния в р-нах Дальнего Востока, в зоне БАМ и Забайкалья. Хабаровск, 1986. С. 40-45.
22. Феофанов Ю.А. Новые виды флокулян-тов // Водоснабжение и санитарная техника. 1995. № 1. С. 5-6.
23. Артеменюк Н.Д., Урванцева М.И. Обработка промывных вод и осадков водопроводных станций зарегулированных источников // Вода: экология и технология : 7-й Междунар. конгр., ЭКВАТЕК - 2006, Москва, 30 мая-2 июня 2006 г. М., 2006.
24. Макаров В.В., Шиблева Л.Г. Реализация технологии электрокоагуляционной очистки промывных вод станций обезжелезивания на Тюменском севере // Вода: экология и технология : 7-й
Междунар. конгр., ЭКВАТЕК - 2006, Москва, 30 мая-2 июня 2006 г. М., 2006.
25. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Л. : Химия, 1975.
26. Кичигин В.И. Моделирование процессов очистки воды: учеб. пособие. М. : Изд-во АСВ, 2003. 230 с.
27. Агафонова Е.И., Карпенко П.Г., Рябина Л.В. Практикум по физической и коллоидной химии : учеб. пособие для хим.-механ. и хим.-технол. техникумов. М. : Высшая школа, 1985. 167 с.
28. Бугреева Е.В. и др. Практикум по физической и коллоидной химии : учеб. пособие для фармацевтических вузов и факультетов / под общ. ред. К.И. Евстратовой. М. : Высшая школа, 1990. 255 с.
29. Фролов Ю.Г. и др. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под общ. ред. Ю.Г. Фролова и А.С. Гродского. М. : Химия, 1986. 216 с.
30. Станкявичюс В.И. Обезжелезивание воды фильтрованием (основы теории и расчет установок). Вильнюс : Мокслас, 1978. 120 с.
Поступила в редакцию 29 января 2020 г. Принята в доработанном виде 20 февраля 2020 г Одобрена для публикации 29 марта 2020 г.
Об авторах: Борис Николаевич Житенев — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов; Брестский государственный технический университет (БрГТУ); 224017, г. Брест, ул. Московская, д. 267, Республика Беларусь; [email protected];
Людмила Евгеньевна Йорданова — кандидат технических наук, доцент; Независимый исследователь; Республика Беларусь, г. Брест; [email protected].
REFERENCES
1. Ass G.Yu. Wastewater treatment of Iron Removal Stations. Water supply and sanitary equipment. 1696; 3:26-28. (rus.).
2. Novikov M.G., Ivanova N.G., Dmitriyeva L.P. Disposal of backwash water of filter facilities at water treatment stations. Water and Ecology. 2000; 1. (rus.).
3. Gurinovich A.D. Drinking water supply from underground sources: problems and solutions. Minsk, 2001; 305. (rus.).
4. Zhurba M.G., Chekryshov A.V., Govorova ZH.M. Treatment of backwash water and sludge from water supply plants. Overview. Series of engineering support of construction projects. Moscow, 2001; 11. (rus.).
5. Zhurba M.G., Priyemyshev Yu.R. Treatment and disposal of backwash water from water supply plants. Water supply and sanitary equipment. 2001; 6:2-6. (rus.).
6. Mikhaylik L.G. Sedimentation of Backwash water and its circulation at underground water supply station. Water. 2003; 6. (rus.).
7. Draginskiy V.L., Alekseyeva L.P. Treatment of Backwash water at water supply plants. Water supply and sanitary equipment. 2005; 8:25-31. (rus.).
8. Shefer M.P. Features of the formation and treatment of technological waste water from iron removal stations in the northern regions. Actual problems of the Trans-Siberian Railway at the present stage. Personnel and scientific and technical support for the processes of
integration into the global transport system: International scientific and practical conference dedicated to the 75th anniversary of the Siberian State University of Railway Engineering. Novosibirsk, 2007; 1:275-276. (rus.).
9. Alferova L.I., Kurochkin Ye.I., Dzyubo V.V. Reuse of backwash water and disposal of sludge at underground water treatment plants. Water Treatment. 2008; 6:26-31. (rus.).
10. Zhagin V.A., Shokolov A.N., Urvantseva M.I., Artemenok N.D. Treatment of backwash water of water supply plants of regulated sources. Water supply and sanitary equipment. 2009; 3:24-29. (rus.).
11. Pazenko T.Ya., Kolova A.F. Treatment of Backwash water of water supply filters. News of universities. Construction. 2010; 9:65-68. (rus.).
12. Skolubovich Yu.L., Voytov Ye.L., Karmalov A.I., Skolubovich A.Yu. Treatment and disposal of backwash water of fast filters at Iron Removal stations. Water supply and sanitary equipment. 2011; 1(9):34-39. (rus.).
13. Alekseyeva L.P. The influence of formation conditions and composition of backwash water on the cleaning process. Water supply and sanitary equipment. 2011; 8:18-24. (rus.).
14. Artemenok N.D., Pokhil Yu.N., Mamayev V.V. Improving the treatment process of backwash water and sludge from water supply plants in Novosibirsk. Water supply and sanitary equipment. 2014; 4:34-37. (rus.).
< DO
<d е t с
i
G Г сС
У
0 с/з § с/з
1 z У 1
J to
^ I
n °
с 3 o
=! (
о §
E w § 2
n 0
C 6
r 6 t (
CD ) i
<D
01
« DO ■ T
s У с о
<D X ,,
2 2 О О 2 2 О О
o o
tv N
o o
cu N
* "í H Ol U 3 > in E M
to in
il <D <u
o ä
---' "t^
O
o cj
CD <f
8 " cm 5
CO CO
o
o
15. Novak V.A. There are no problems with water, there are plenty of — with water supply. Water. 2000; 8:3-4. (rus.).
16. Lyubarskiy V.M. Precipitation of natural waters and methods for their treatment. Moscow, Stroyiz-dat, 1980; 128. (rus.).
17. Kurochkin Ye.Yu., Khristoforova I.N. Creation of non-waste technology at underground water iron removal plants. Water Supply and Sanitation: Quality and Efficiency: proceedings of the 2nd international scientific and technical conference. Tomsk, 1999. (rus.).
18. Kurochkin Ye.Yu., Dzyubo V.V. Problems of recycle water supply in underground water intakes and ways of their solutions. Step into the Future. Proceedings of the Third International Scientific Symposium of students, graduate students and young scientists named after academician M.A. Usova. Tomsk, 1999. (rus.).
19. Zhitenev B.N., Sheina L.Ye. Problems of recycle of backwash water from water iron removal stations. Brest State Technical University Journal. Water management, heat power and ecology. 2002; 2(14): 31-32. (rus.).
20. Platonov A.P., Kovchur S.G., Kondratenkova V.A. Disposal of inorganic waste from water treatment plants. News bulletin. Minsk, ODO "LORANGE-2", 2001; 1(29):24. (rus.).
21. Chaykovskiy G.P., Kofteleva S.G., Sotnikov Ye.V. Reuse of backwash water from the filters of the iron removal station at high concentrations of iron in the water supply source. Improvement of railway water supply and sanitation systems in the Far East, in the zone of the Baikal-Amur Mainline and Transbaikalia. Khabarovsk, 1986; 40-45. (rus.).
Received January 29, 2020.
Adopted in a revised form on February 20, 2020.
Approved for publication March 29, 2020.
Bionotes: Barys N. Zhytsianiou — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department Water Supply, Sanitation and Water Resources Protection; Brest State Technical University (BrSTU); 267 Moscow st., Brest, 224017, Republic of Belarus; [email protected];
Lyudmila E. Yordanova — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Independent researcher; Brest, Republic of Belarus; [email protected].
22. Feofanov Yu.A. New types of flocculants.
Water supply and sanitary equipment. 1995; 1:5-6. (rus.).
23. Artemenyuk N.D., Urvantseva M.I. Treatment of backwash water and sludge of water supply plants from regulated water sources. 7th International Congress "Water: Ecology and Technology" EQUATEK. Moscow, 2006, May 30-June 2. (rus.).
24. Makarov V.V., Shibleva L.G. Implementation of the technology of electrocoagulation treatment of backwash water of Iron Removal stations in the Tyumen North. 7th International Congress "Water: Ecology and Technology" EQUATEK. Moscow, 2006, May 30-June 2. (rus.).
25. Sautin S.N. Planning an experiment in chemistry and chemical technology. Leningrad, Khimiya, 1975. (rus.).
26. Kichigin V.I. Modeling of water treatment processes: a training manual. Moscow, Publishing house of the Association of construction universities, 2003; 230. (rus.).
27. Agafonova Ye.I., Karpenko P.G., Ryabi-na L.V. Workshop on physical and colloid chemistry: study. manual for chemical-mechanical and chemical-technological technical schools. Moscow, 1985; 167. (rus.).
28. Bugreyeva Ye.V. et al. Workshop on physical and colloid chemistry: A manual for pharmaceutical universities and faculties. Moscow, 1990; 255. (rus.).
29. Frolov Yu.G. et al. Laboratory jobs and tasks in colloid chemistry. Moscow, 1986; 216. (rus.).
30. Stankyavichyus V.I. Deferrization of water by filtration (the basis of theory and calculation of installations). Vilnius, Moxlas, 1978; 120. (rus.).
LO CO CD O i
CD CD
CO
¡1 w
r
ES
o in o a ta >
