CC BY
51
Особенности подготовки питьевой воды для систем водоснабжения городов... УДК 628.1
ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ЮЖНЫХ ШИРОТАХ
О.Н. Зубарева, А.М. Аушев, А.В. Саймуллов, В.В. Тайбарей Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»
Аннотация Ключевые слова:
В статье рассматриваются вопросы, связанные с водоподготовкой для водоподготовка, опреснение воды, во-
городов, находящихся в засушливых климатических зонах. Приведена доснабжение, город, кондиционирова-
схема опреснения воды с помощью мембранных установок обратного ние воды, насос, морская вода
осмоса. Рассмотрен вариант кондиционирования воды для восполнения История статьи:
необходимых микроэлементов Дата поступления в редакцию 11.02.18
Дата принятия к печати 16.02.18
Любой город является большим потребителем водных ресурсов, прежде всего, на хозяйственно-питьевые, противопожарные и поливочные нужды [1-2]. Что касается территории город, расположенных в южных широтах, особенно в засушливых климатических зонах, то в большинстве случаев вблизи поверхностные воды отсутствуют. Грунтовые воды залегают глубоко, их объемы невелики. Таким образом, естественные пресные источники не способны обеспечить такие города необходимым количеством воды.
С учетом вышеперечисленных проблем единственным рациональным методом водоснабжения становится использование морской воды, прошедшей очистку, а затем ее опреснение и кондиционирование.
Перед тем как отправить воду напрямую на опреснение ее проводят через несколько стадий очистки [3-10]. Один из вариантов водоподготовки показан на рис. 1. На первичной стадии вода из моря с помощью водозаборных сооружений подается к сеткам, которые удаляют из нее различного вида крупный мусор (водоросли, бумагу и т.д.), которые могут приплыть к берегу. Затем начинается первая стадия очистки. В воду вводится специальное химическое соединения — коагулянт. Его предназначение — укрупнение и утяжеление частичек загрязнений, плавающих в воде, которые затем будут под действием силы тяжести оседать на дно. Для убыстрения процесса коагуляции в несколько раз в воду вводится флокулянт. При необходимости предварительного обеззараживание применяется хлор. Процесс слипания коагулянта с загрязнениями, образование хлопьев и их оседание на дно происходит в специальном сооружении, которое называется контактный осветлитель.
Очищенная от взвеси вода поступает в промежуточный резервуар, откуда с помощью насоса подкачки отправляется затем на дальнейшую очистку в песчанный фильтр. В данном сооружении вода пропускается через несколько слоев загрузки, для того, чтобы удалить из нее ранее не уловленные взвешенные загрязнения.
О.Н. Зубарева, А.М. Аушев, А.В. Саймуллов, В.В. Тайбарей
Рис. 1. Схема очистки и опреснения воды с помощью мембранной технологии обратного осмоса:
1 — сетки; 2 — контактный осветлитель; 3 — промежуточный резервуар; 4 — насос подкачки; 5 — фильтр; 6 — насос высокого давления; 7 — мембранные установки обратного осмоса; 8 — блок реминерализации
После этого начинается сам процесс опреснения очищенной от взвеси воды с помощью мембран, представляющие собой цилиндры со слоями пластиковых листов с порами диаметром в тысячи раз меньше человеческого волоса, способные задержать микроскопические кристаллы соли. Для борьбы с образованием на мембранах осадков малорастворимых солей (CaCO3 и CaSO4) в воду вводится специальное вещество, называемое ингибитором.
Морская вода поступает в мембраны с аомощью насосов высоксго давления. Она прогоняется через длинные трубы, каждая из которых содержит восемь мембран. Когда вода проходит через все мембраны, то она полностью очищается от соли. Количество мембран на опреснительном заводе может доходить до нескольких тысяч.
После мембранных установок обратного осмоса опресненная вода (фильтрат — примерно 50 % от расхода) подается на дальнейшую ступень — блок реминерализации. После опреснения образуется концентрат (примерно 50% от расхода), кото.ый необходимо удалять обратно в море. Для этого используется специальный трубопровод, отводящий концентрат на расстояние примерно 2-3 км от берега для лучшего разбавления в море.
В процессе опреснения из воды удаляются еотественные минералы и микроэлементы, необходимые организму человека для дальнейшей жизни (например, кальций и т.д.). По это причине такую воду не рекомендуется употреблять на питьевые цели, т.к. кроме этого она имеет странный вкус. Употребление такой воды в течение длительного временимажет приводить к разлачным видам заболеваний. Кроме того, по этой причине может развиваться рахит, хрупкость капилляров, почечнокаменная болезнь, нарушение свертываемости крови и т.д. Для решения данной проблемы необходимо производить кондиционирование воды, под которым поаразамевается иакмсственное восполнение необходимо« минералов и микроэлементов. Например, вода может пропускаться через известь, пополняя необходимое количество кальция в своей структуре.
Далее пройдя все необходимые степени кондиционирования, вода проходит дополнительное обеззара-живаниеили хлором, или одоном, азатвм еже по трубопроводам поссупает в город. Стоит отметить, что опреснение воды с помощью вышеперечисленной технологии способно давать большой объем воды, который будет удовлетворять всех потребителей на различные нужды.
Однако стоит отметить, что подготовка воды с помощью мембранных технологий имеет и свои недостатки. Это, прежде всего, высокая стоимость производства самой воды (примерно в 10-15 раз дороже по сравнению с забором, очисткой и подготовкой пресной воды), а также большие расходы электрической энергии.
Особенности подготовки питьевой воды для систем водоснабжения городов...
Уже сейчас в мире ежегодно опресняется более 1 000 000 м3 воды на различные цели. Таким образом, вышеперечисленные решения по водоподготовке позволяют подавать большие объемы воды в города, создавая оазис на пустынной территории.
ЛИТЕРАТУРА
1. Орлов Е.В. Инженерные системы зданий и сооружений. Водоснабжение и водоотведение. М.: Издательство АСВ. 2015. 216 с.
2. Орлов Е.В., Аксёнова Н.В., Балавас М.Я. Вода и устойчивое развитие. Основные идеи по улучшению водоснабжения городов и сохранению природного наследия // Техника и технологии мира. 2015. № 4. С. 37-42.
3. Чистякова А.В., Чухин В.А., Андрианов А.П. Автоматизация инженерных систем зданий. Системы водоснабжения // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2016. № 1 (97). С. 48-54.
4. Андрианов А.П. Получение питьевой воды с помощью мембранного метода ультрафильтрации // Экологические системы и приборы. 2003. № 4. С. 15-18.
5. Юрчевский Е.Б., Первов А.Г., Андрианов А.П., Пичугина М.А. Сокращение объема и утилизация сточных вод обратно-осмотических обессоливающих установок // Энергосбережение и водоподготовка. 2013. № 4 (84). С. 2-6.
6. Первов А.Г., Андрианов А.П., Эльпинер Л.И., Кочарян А.Г. Применение обратного осмоса как универсального метода очистки сточных вод — ключ к повторному использованию воды и уменьшению загрязнения поверхностных вод // Водоснабжение и канализация. 2010. № 3. С. 66-78.
7. Андрианов А.П. Очистка сточных вод с применением технологии мембранного биореактора // Экология производства. 2012. № 11. С. 66-74.
8. Чухин В.А., Андрианов А.П. Энергия сточных вод — проблемы и перспективы // Вода Magazine. 2014. № 2. С. 38-42.
9. Андрианов А.П., Первов А.Г. Оптимизация процесса обработки воды методом ультрафильтрации // Водоснабжение и санитарная техника. 2003. № 6. С. 7-9.
10. Андрианов А.П. Доочистка московской водопроводной воды: применение мембранных технологий // Вестник МГСУ 2010. № 4-2. С. 16-20.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
О.Н. Зубарева, А.М. Аушев, А.В. Саймуллов, В.В. Тайбарей. особенности подготовки питьевой воды для систем водоснабжения городов, расположенных в южных широтах. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 71—73.
PECULIARITIES OF PREPARATION OF DRINKING WATER FOR WATER SUPPLY SYSTEMS OF CITIES LOCATED IN SOUTHERN TWINS
O.N. Zubareva, A.M. Aushev, A.V. Sajmullov, V.V. Tajbarej
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)
Abstract Keywords:
The article deals with issues related to water treatment for cities in arid cli- water treatment, desalination, water supply,
matic zones. The scheme of desalination of water by means of membrane in- city, water conditioning, pump, sea water
stallations of reverse osmosis is given. The variant of conditioning of water for Date of receipt in edition: 11.02.18
replenishment of necessary microelements is considered Date of acceptance for printing: 16.02.18
