CC BY
11
ИЗ ПРАКТИКИ
-ss=
УДК 628.163:628.34
УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ С ПОМОЩЬЮ ФЛОКУЛЯНТА ПОЛИАКРИЛАМИДА
И. И. Беляев, В. И. Козлов, Ю. И. Колодный
Кафедра гигиены Горьковского медицинского института и кафедра водоснабжения Горь-ковского инженерно-строительного института
Для ускорения (интенсификации) и улучшения процесса коагуляции воды в последние годы стали применять высокомолекулярные активаторы — флокулянты минерального и органического происхождения. Наибольшее распространение получает синтетический органический флокулянт — полиакриламид (ПАА). Как показали санитарно-токсикологические исследования И. А. Рахманиной, ПАА в тех дозах, которые могут использоваться при обработке воды, безопасны для населения.
Предварительные данные о применении ПАА в качестве флокулянта были опубликованы одним из авторов этой статьи (И. И. Беляев). В настоящем сообщении приводятся результаты лабораторно-модельных испытаний и производственного использования ПАА на фильтровальных станциях ... Горьковского водопровода с 1962 по 1965 г. ' Использовался технический продукт местно-го производства, содержащий 14—16% со- ^q лей (NH4bS04 и 6—7% полимера.
Эффективность действия ПАА зави- 3,5 сит от ряда факторов: промежутка време-ни между введением минерального мату-М лянта и ввода ПАА, температуры обраба- ¡¡j тываемой воды, содержания в ней взвешенных веществ, степени смешения ПАА с об- чО рабатываемой водой. /j
Задачей лабораторно-модельных испы- ' таннй, предшествовавших применению ПАА 1,0 на Горьковском водопроводе, было изуче-„. ние особенностей этого реагента. Прежде^ всего определяли время, которое необходимо выдерживать между сроками введения ' коагулянта и ПАА. Оказалось, что одновременное введение в воду глинозема и ПАА совершенно неэффективно. В дальнейших опытах проверяли различные промежутки времени между моментом ввода глинозема и ПАА. Испытывали сроки от 0 до 250 сек. с Ю-секундными интервалами. Выяснилось, что при 0,3° (т. е. температуре, характерной для весеннего паводка) минимальный разрыв составляет 150 сек. Результаты этих исследований изображены на рис. 1. Следует отметить, что разрыв в 240 сек., рекомендуемый Академией коммунального хозяйства, трудно осуществить в условиях действующих фильтростанций, так как требуются очень большие расстояния между точками ввода коагулянта и ПАА.
Проверка пробы воды с температурой от 0,3 до 12° показала, что повышение температуры до 3,5—5° сокращает необходимый промежуток времени и улучшает процесс хлопьеобразования.
Опыты с целью выяснения зависимости эффекта флокуляции от количества взвеси в обрабатываемой воде проведены в условиях низких температур, свойственных периоду
20 40 ВО 80 100 ¡20 М 160 /80 200
Рис. 1. Зависимость времени разрыва между вводом глинозема и ПАА от температуры обрабатываемой воды и количества содержащейся в ней взвеси.
По оси ординат — температура воды (в градусах), по оси абсцисс — время (в сек ); I — количество взвеси 7,5 мг/л, 2 — количество взвеси 51 мг/л, 3 — количество взвеси 73 мг/л
6*
83
паводка. Воду искусственно замутняли мелкодисперсной глиной. Проверяли пробы воды, содержащие взвешенные вещества в концентрации от 7,5 до 270 мг/л. Установлено, что с увеличением количества взвеси до определенного предела улучшается процесс хлопье-образования (см. рис. 1).
Определены также оптимальные дозы минерального коагулянта и ПАА и соотношения между количеством этих реагентов в разных условиях температуры, при различном составе воды. Применение ПАА может принести желаемый результат только тогда, когда доза минерального коагулянта достаточна для перевода коллоидных частиц в агрегативно неустойчивое состояние.
Производственные испытания ПАА были начаты на Слудинской и продолжены на Автозаводской фильтростанции городского водопровода. Ввиду того что результаты, полученные на обеих станциях, питающихся окской водой, оказались близкими, мы ограничимся характеристикой применения ПАА лишь на одной из них — Слудинской — и только в наиболее трудные для очистки воды периоды весенних паводков. Исходная вода в эти периоды имела следующие основные показатели: прозрачность по кресту 3—12 см, цветность 98—124°, окисляемость 11,5 мг/л, содержание взвешенных веществ 127 мг/л, микробное число 4000—5000, коли-индекс 15 500, температура 0,1—3°.
Вода на фильтростанции обрабатывается по следующей схеме. Речная вода после добавления к ней глинозема и хлора (первичное хлорирование) поступает в смеситель, а оттуда в камеру реакции, затем в осветлители со взвешенными фильтрами и далее на скорые кварцевые фильтры; после этого вводится хлор (вторичное хлорирование) и вода подается в резервуар. Условия компоновки очистных сооружений фильтростанции позволяли сопоставить работу 4 осветлителей с применением глинозема и ПАА с работой таких же 4 осветлителей с применением одного глинозема без ПАА. Кроме того, можно было сравнивать эффект флокулирования при подаче ПАА перед осветлителями и после них — перед фильтрами.
Дозы реагентов принимали в соответствии с данными предварительных опытов. При средней дозе глинозема (А1203), равной 7,5—15 мг/л, дозы ПАА колебались в пределах 0,1—0,3 мг/л. Приготовление 1% раствора ПАА производили с помощью установки, сконструированной кафедрой водоснабжения Горьковского инженерно-строительного института. Мешалка обеспечивала полное размешивание препарата (при заливке бака горячей водой) за 30 мин.
В процессе исследований особое внимание было обращено на состояние взвешенного осадка в осветлителях. Из различных точек по площади осветлителя и через каждые 100 мм по вертикалям от этих точек батометром отбирали пробы, в которых с помощью фотоэлектроколориметра определяли содержание взвеси. Отмечено, что в период паводка формирование взвешенного осадка идет крайне медленно, образующийся взвешенный фильтр гидродинамически весьма неустойчив и крайне неравномерно распределяется по площади осветлителя.
Применение ПАА примерно в 2—3 раза укорачивает срок «зарядки» осветлителя. ПАА повышает концентрацию взвешенного слоя, взвешенный фильтр образуется более равномерно и имеет более устойчивую структуру. Все это позволяет развивать более высокие скорости прохождения воды и стабилизирует работу осветлителя в целом. Для интенсивной «зарядки» осветлителя дозу ПАА в течение первых 2 суток работы необходимо повышать по сравнению с найденной опытным путем на 40—45%. Это часто влечет за собой несколько больший, чем обычно, прирост потери напора в скорых фильтрах. Однако после «зарядки» осветлители начинают работать настолько хорошо, что некоторые потери в начале действия системы быстро компенсируются. Общий результат осветления воды при использовании ПАА значительно повышается. Данные лабораторного контроля за деятельностью очистных сооружений
91*1017 /« 16 /8 20 22 26 28 30/23436 78 9
Рис. 2. Изменение прозрачности воды (по кресту) в процессе ее обработки в зависимости от доз глинозема и ПАА и от места ввода реагентов.
По оси ординат — прозрачность по кресту (в см), по оси абсцисс — дни наблюдений (данные усреднены за 1963— 1965 гг.); I — прозрачность воды после фильтров с ПАА в дозе 0,15 мг/л, доза А1203 10,2 мг/л-, 2 — прозрачность воды после фильтров без ПАА, доза А12Оз 12,5 мг/л; 3 — прозрачность воды после группы осветлителей с ПАА в дозе 0,3 мг/л, доза АЬОз 9,8 мг/л\ 4 — прозрачность воды после группы осветлителей без ПАА, доза А1аОэ 12,5 мг/л\ 5 — прозрачность речной воды.
представлены на рис. 2 и 3. Результаты задержки микробов не приводятся, так как уже первичное хлорирование обеспечивало эффективное обеззараживание воды.
Следует подчеркнуть, что дозы А1203 и ПАА должны строго выдерживаться в дальнейшем (после «зарядки» осветлителей) в пределах оптимальных величин. Что касается глинозема, то необходимость его точных дозировок неоднократно отмечали различные авторы. Необходимость точного дозирования ПАА определяется тем, что при его недостатке образуется мало адсорбированных центров и не захватываются все взвешенные вещества. Избыток ПАА может привести к тому, что не весь препарат вступит в реакцию, часть его может выноситься из сооружения, вследствие чего ухудшится качество обработки воды.
Известно, что при двухступенчатой схеме очистки воды вопрос о месте ввода ПАА — перед осветлителями или перед фильтрами — решается главным образом в зависимости от степени мутности исходной воды. При содержании взвеси, не превышающем 25—30 мг/л, рекомендуется вводить ПАА перед фильтрами, а при большем содержании взвеси — перед осветлителями. Испытания ПАА проведены нами в условиях относительно высокой мутности воды; целью введения ПАА перед фильтрами являлось изучение особенностей фильтрации в этих условиях.
Установлено, что ПАА увеличивает продолжительность фильтроцикла. Это обусловлено, по-видимому, тем, что получается более компактный осадок, частицы взвеси плотнее пристают к зернам загрузки. Вместе с тем не лишне заметить, что более устойчивое прилипание осадка требует более высокой интенсивности промывки фильтров.
Выяснилось также, что при обычной загрузке мелкими фракциями песка (с преобладанием частиц диаметром 0,5—0,7 мм) фильтры очень чувствительны к малейшим колебаниям доз А12Оз и ПАА. При увеличении сверхоптимальных концентраций фильтры могут раньше времени «заклеиваться», вследствие чего повысится потеря напора. В наших опытах фильтры в ряде случаев работали с образованием на поверхности загрузки фильтрующей пленки, причем основная масса — до 65—70% всего количества — откладывалась в верхнем слое загрузки толщиной 2—5 см. Этим, естественно, ограничивалась «грязеемкость» фильтров. При соблюдении оптимальных дозировок реагентов потери напора росли в течение всего фильтроцикла более равномерно.
Очевидно, на период использования ПАА с введением его перед фильтрами целесообразно заменять загрузку мелкого песка более крупным песком, с диаметром частиц от 0,8 до 1 мм.
Выводы
1. Флокуляция — весьма эффективный метод интенсификации и повышения качества работы очистных сооружений водопровода.
2. Полиакриламид (ПАА) как флокулянт может применяться в процессе очистки воды, обеспечивая высокие результаты в наиболее трудный для коагулирования воды период весеннего паводка.
3. Введение ПАА в воду перед осветлителями со взвешенным фильтром приводит к образованию более прочных хлопьев, что позволяет повышать скорость работы сооружения.
4. Введение ПАА перед фильтрами увеличивает «грязеемкость» их загрузки и продолжительность фильтроцикла, одновременно повышая требуемую интенсивность промывки.
5. Работа с ПАА вызывает необходимость тщательного определения оптимальных доз минерального коагулянта и флокулянта и точного выполнения дозировок реагентов.
0 9/<>Ю >? « /6 'в 20 77 7* 76 78 30 МЗЫНВ!
Рис. 3. Изменение цветности воды в процессе ее обработки в зависимости от доз глинозема
и ПАА и от места ввода реагентов. По оси ординат — цветность (в градусах), по оси абсцисс — дни наблюдений; 1 — цветность речной воды; 2—цветность воды после осветлителей без ПАА; 3 — цветность воды после осветлителей с ПАА в дозе 0,3 мг/л\ 4—цветность воды после фильтров без ПАА; 5 — цветность воды после фильтров с ПАА в дозе 0,15 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
Беляев И. И. Гиг. и сан., 1964, № 3, с. 64. — Колодный Ю. И. Опыт работы контактных осветлителей с безгравийной загрузкой. Горький, 1963. — Р а х м а -ннн а И. А. Гиг. и сан., 1964, № 12, с. 20.
Поступила 25/X 1965 г.
УДК 614.78 + 628.4](470 25-201 Великие Луки)
ИЗ ОПЫТА ОРГАНИЗАЦИИ ПЛАНОВО-ПОКВАРТИРНОИ ОЧИСТКИ В ГОРОДЕ ВЕЛИКИЕ ЛУКИ
М. Л. Факторович Великолукская городская санэпидстанция
Население г. Великие Луки составляет 75 ООО человек. В коммунальных домах проживает более половины (54%). Половина коммунальных зданий канализована.
В 1964 г. была организована планово-поквартирная очистка 25 многоквартирных домов, в 1965 г. — еще 5. В настоящее время такая очистка проводится в 30 домах, где проживает 12 000 человек. Перевести на эту систему остальные дома не позволяет ограниченный парк специализированного транспорта.
Прежде чем ввести в том или ином доме поквартирную очистку, работники санэпидстанции инструктируют проживающих там общественных санитарных инспекторов. Те в свою очередь ведут разъяснительную работу с квартиросъемщиками. До каждого из них доводится время прибытия и стоянки специальных машин, которые вывозят отбросы по строгому графику. Обращается внимание на правильный сбор пищевых отходов, сжигание части мусора в топках кухонных плит или колонок ванн, оказание помощи в выносе мусора тем соседям по квартире, которые заняты на работе. С первых дней введения поквартирной очистки в этом деле достигнуты организованность и порядок. Водители мусоровозов, прибывая к тому или иному дому, отказались от подачи сигналов как ненужного шумового фактора.
Нельзя не видеть и большую экономичность при таком способе очистки. Отпала необходимость в строительстве и ремонте приемников нечистот. А это, как известно, сопряжено с расходованием больших средств. Достаточно указать, что только за 1964 г. в канализованных домах было капитально отремонтировано 52 приемника отбросов и 11 заменены новыми. Не требуется создавать и содержать базу для мытья и дезинфекции контейнеров, исключена профилактическая дезинфекция приемников нечистот. В результате ограниченный штат сотрудникбв отделения профилактической дезинфекции сейчас шире используется на других работах, в частности на плановой дезинсекции помещений общежитий, дератизации и т. п.
Из-за отсутствия контейнеров наш город еще не перешел на контейнерную очистку; отбросы сбрасываются в помойные ямы и мусорные ящики. Поэтому переход на планово-поквартирную очистку не только способствовал предупреждению загрязнения почвы, водоносных горизонтов и воздуха, но и облегчил труд людей, ранее производивших вручную разгрузку приемников нечистот.
Введение нового метода уборки мусора позволило более успешно вести борьбу с мухами и грызунами. Как показали данные фенологического наблюдения, в районе введения планово-поквартирной очистки численность мух по сравнению с предыдущим годом снизилась приблизительно в 3 раза. Освободившиеся после ликвидации мусорных ящиков площади использовали под детские игровые и спортивные площадки, места тихого отдыха взрослого населения.
Выводы
1. Внедрение планово-поквартирного метода предупреждает загрязнение почвы, воды и воздуха, способствует более эффективной борьбе с мухами и грызунами.
2. Планово-поквартирный метод очистки является более экономичным по сравнению с подворным или контейнерным методом, облегчает условия труда работников коммунального хозяйства, занятых этим делом.
3. Введение планово-поквартирной очистки требует тщательно разработанного графика. Для этой цели выделяется достаточный специализированный автопарк; необходимо иметь резервные машины на случай выхода из строя рабочих машин.
Перед переводом дома на поквартирную очистку с местными жителями должна быть проведена разъяснительная работа.
Поступила 6/1Х 1965 г.
