автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация многоступенчатой фильтрационной очистки поверхностных вод, подвергшихся антропогенному воздействию

РГ6 од

I 3 "АО 1093

ЛШНСТРОИ РОССИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КОМПЛЕКСНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ. КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ (ВНИИ ВОДГЕО)

На правах рукописи УДК 628.16.067.1

МЯКИШЕВ Виктор Алексеевич

Интенсификация многоступенчатой

очистки поверхностных вод, подвергшихся антропогенному воздействию

(05.23.04 — водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 19а")

01527830

глмстрой России ИЗЙЧШЙСЮЙ ордема трудозого красного знмзнн комшксш »{ЛУЧВД.иаШ!ч;^ВЛга£ЬСШ} И к0/»сгр^к-

институт вод(ХЖ!Ъ-:чия, кмшоэдш, п^роткй'шж соокг,аш и

ь гЬ правах рукописи

У?а о^а.16.067,1 /

Виктор Алексеевич

и!шаюлжжь.ия ИЧОГССТУНЕ НАТСЙ ¿ттрлцжшо;; очжш? [йяйиикктес вод, пкишмхса

(05. ¡¿3.04 - 3 о д о с:: ^ 0 • е:. и <~ ,4 канализация, строительные систолы охран« водных ресурсов)

/ АСХОРЕ^а>АТ

),'<* / диссертации на соискание ученой

степени каидидати технических наук

¡."оскпз - 1993 г.

4

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени комплексном научно-исследовательском и конструктореко-

ч

технологическом институте водоснабжения» канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (ВНИИ ВОДГЕО}..

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор,

чл.корр.ЖА РФ 'М.Г.Журба

Официальные оппоненты: д.т.н., профессор,

академик ККА - С.А.Шуберт

к.т.н., с.н.с. - З.Н.Макаренко

Ведуцая организация - Росводоканадпроек? г.Москва

Защита состоится " _1993 г. в Ю часов на оаеед

нии специализированного Совета К 033.Со.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Всероссийском комплексном научно-исследовательском и конструкторско-технологическом институ те водоснабнения, канализации, гидротехнических сооружений и ''инженерной гидрогеологии (ВНИИ ВОДГЕО).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВОДГЕО. Автореферат 'разослан «а» 1993 г.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью предприятия просим направлять по адресу института ка имя ученого секрета^

УчеыШ секретарь специаливи-ровпншго Совета, ¡с.т.н.

Е. .».Чистякова

i. онцая а\ртш:стика работу

ХЛ Мчри&ъойъь работ»

5 результата TeirorsKsoro еээеэ&П'вяя на apsposy за восяед-з досятаязтдя геч&стао вод срзобяедйацвго isrcaa ясточаваоа so-гаабтюгая pssKo yzyxiiiiSGSb. Чреэтраой зарогдагфоаеиее poporo эда ?р2 одж»эре?.38;»ао?1 яго &гздо*;злзо:мн зртваяо к зару-

ШЭ 30Ï5CÏ20£3ÏÏX НрО^ЗОООБ СвЦОО^ЗЗЗК, раЗЗЯГДП cJsaíO- в эоо-йлт'.тока, гетсга-ь зоазяэтаэ продукте» рзоло.-екпя оргашага..

Cjsiscrajfsssíío Téxzwïcr'HH водоотастя, оозозпкакв яа прякопз-з реигаагоз» отстегд-кзоз. оовэтаателвй со аэяз-

asres ооЕдаэ"«,,ох<5рис Çsa&rpob s ¿соэталгекс освэгдителвЯ, рззра-S8SH еио в 5Q-0 голи а э ггсстоацеа г-рамя вз сяравлшгся с ао-зозгаЗ аагропоговяоЗ гагру*кой sa водззйто«пша.

В сзяая с ara; яа таогзх оуиесувуацзх и раояцрявишс ото-вггйшшг водопроводах oïaaa опввндеоЯ задача вноярэщгя такгос shoscivsockex Са(?:з сгепстка, ксторнь s услсакях рэзкого узудпэ-п çaaaxo-7;<as48CûHx кожазатадэЯ вода s вохсжогочпвхе смогли бы

ЙТТШИЗОЕЙК. эоздайстопо £'.H7pOnoreû7!!-r£ фйЯТОрОВ.

Обобщение способов осветления воды к уда&энкя из ле& орга-Еическах пркгэсей за рубэгои-показало, что в условиях повкшанно-го антропогенного воздзйс'лвея на-источника водоснабжения на водо-Ер030Д8Х Европы Б ОСНОЕНОМ ПрамеВШЗТСС технология, вхшзчаацзо Чй-тыра пли кять ступеней очвскся: отстазвапзо в наливных грудах и горизонтальных отстойниках, многоступенчатое ф^льт-роазиге, дегазацию, сорбцва на углях с добаигоюгам озона, хлора, к других окмолатвлей. В качество реагентов яспользу»» щелочи, креквезшо-лоху, коагзяянтк, фгокуляяты, известь. '

'Многолетний озшт производственной арояэркр.схеш двухступенчатого фая&трэЕания через кнертнив загрузив Архангельской водопроводной ст&адик, построенной по рекомендациям Шй КЕОВ АКХ позволяй уточнить конструктивные и режимные показатели фч.пы'роз пор-еоё и второй. отупепв, вкявзть прекму^еегьа данного технологического приема но сравнению с традетненккме огеыэш: "отстаивапие--фгльтрораяяе". Однако до настоящего врекзни практически отсугст-■ вует опыт использования фзтльтров с актЕзировашовг углзм на городских водопроводах большой цроизьодатеягности для глубокой счистке вод с характерными для современянх водоисточников загртзвзкЕетг.

Поэтому дальнейшая Ектвцсифлкащгя фмьтроваиьиых сооружений и использование сорбциокноИ доочистки с, цельга повгаешаг барьерной за;цкты традиционных технологических схе.« реагонтной очистке вода является актуальной научно-практической задачей.

1.2. Цель исследования

Дальа исследования является создание и внедрекге в практику 'водохозяйственного строительства новых технологических схем

фильтрационной очистки поворхяостнкх вод, спооойшсс ос5еспэчнтъ качество ютьгэой воды б условиях повышенных аятропогэяных нагрузок на нсгочшка водсенайие!ж.

Доспиекао указанной цок обусловило необходимость рзиания сладущЕх зада'!:

- алалпз дзмененгя характеристик качества води совремзнтсс годоьсточняхоа б о&рздедояко пргага зоудоапогворпталгьттой работы гредщпов&юс о'-'жаъых соор?тт<3 хозяйлрвемк^-дкгазвсго водостб-авЕЧя;

- разработка «ц©соба а тохтсетсостх средстз д«п приготовления яовсй? <}сяьгруэдвй загрузка арфиътров;

~ выбор з оцрэдеяэгдо гадрйрллчесйух к тох!ЮЖ>г2<геокас ла-рагитрсз фжсьгрузкцг* игн^рьааог, дад префупигроз и фильтров второй

- Ев&звдедоияо ародаос». нкогостуквичатой $шаодздгоаяо2 отасткг догсдапослдос год с исынезизд загрязненной г-лноралытн/л в оргапвческздп веазетсг-лз;

- разработка уохножохчлясчпх схон фихьтрацвоквоВ очастаз •загрязаенггха: цоввраост/шзг вод я олрэдзлсппэ области а:с цркнзне-

- разработка рего'.'звдац»« ей проактярэваниз и оксЕлтат&гдаэ 'ссоруяеккЛ в схема вдюгоступепчатоЗ фзаьтрацгонвой очистка по-вэргпостиых вод и ах адопоглгчосяоо ойосаогаяяв.

1.3 Яеучнач понлз?а'

Оценено влажно антропогенных факторов на уровня загрязненности еодоисточнплсв яо основном етгрэдиентем за период от

10 до 20 лет на примере р.Днестр.

Разработаны способ к установка для ярягогошгенЕя нового фильтрутадого 'материала из отходен дроб-тэного некопласта дей. Щ>а йрлътреэ (а.с. мг М697370, "Способ получения пяавшцей фильтру щей загрузка'")?! зкоаержггнтаггьио установлены его гидравлические к технологические парамзтри прк реагзитноё очистке мутшх вод.

Предложены и установлены обдаете праквненкя г&хясяогическ схем многоступенчатого фильтрования вксокомутных поверхностных вод в условиях повышенных антропогенных нагрузок на водоемых за счет использования эффективных загрузок фильтров из дроблэного пенопласта, клиноптклолита, горелых пород к активированного утл. марки АГтЗ.

Разработано новое комбинированное ккогоступенчатое фильтр, пдонное сооружение даг глубокой очистки.поверхностных вод, содо. кащюс органический примеси (а. с, П15274. "Фильтр для очистки вода")..

1.4, Научнее положапия, выносимые ка защиту

Предметом защиты является теоретическое, экспериментально' к производственное обоечовашз болзе Еф$«ктзшннх технологий миогостуоончатой фильтрационной очистки чоЕорхностнЕсс вод, подвергшихся антропогенному воздействия.

На защиту выносятся:

- анализ тенденций изменения качества воды современно. водоисточников и причин ноудовлетворятелькой работы традиционных очистных сооружений;

- хьргжгеркотпка предкокенной фильтрущой загрузки прэ-фкльтров йз дробленого пенопласта, способ, и конструкция уставом

для ео приготовления;

- закономерности многоступенчатой фильтрационной очистки поверхностных вод в условиях повьшепнсй загрязненности минеральными п органическими веществами;

- усовершенствованные татеологические схемы многоступенчатой фильтрационной очистки.вод поверхностных водоисточников.

1.5 Обоснованность научных выводов к рекомендаций

Обсояовааяосгь паучник йагозвпзй, внбодов а рекомендаций базируется ва йазэтоск15 досхозершх ггптстагкчэсюк моделях исследуемых процессов, обянрнсм экспериментальном материале, полученных з результате иаогояэтиих (1382-1592 г.г.) исследований н наблвденкй за работой производстввяяих сооружений. Обоснованность побнк технически! решений нодгверадается подоягеелыта® результата!^ полупроязводствешшг испытаний, Надежность я эффективность прэдяогзкнгнх конструкций установи: для приготовления нового фильт-рутзщегс натериала, технологических суем подтвэрэдегш актом на внедрение, авторски,гл овшгательствадга на изобретение.

1с5, Практическая значимость ж реализация

- Созданы более ьффективкко к надежда технологические схемы многоступенчатой фильтрационной обработка загрязненных повврхкеегго« вод, иаясимально соотгетствущие совреквянш требованиям к водоочистнш комплексам яо вшюлпезиэ барьерной функции; .

- Подготовлены и внедрены технические рекомендации на проектирование я эксплуатацию фильгрегалышх сооружений в схеме

многоступенчатой очйотее Еовсрхкоонжа вод;

- Пре&яоивнв&з технологическая ехида ьщогостунвнчвдо® фаиьтрзциоккой очг.сл-кл речкой вода кспоЕьговаяе ПШ *Кишпп»у-проагсг" в ароекгв рекокструкаэж КкЕкзвзаяой зодоотаггаой о-гаядиЕ

о

ирокаводахельяосгьв 100 ткс.ад/сут; 4

-- Разработан способ к вк&дрекз па сазе ¡йеханкзацгь Кшпшэво-ксгэ треста "Ик^.орстрой" установка .для щщготовленид ксзад-о фильтрующего катзрЕ&яа аз дробленого пеношшста со знача^ельво улучшчнянми ^иьграЕвокншЕ аокаэателяг.а1.

1.7. Пускяяацич к апробация

- Оскоены?. результаты работы доясягоны па Меавузовской научно-практической кснреренцкя (Свердловск, 1972 г.); кидфйрешиа инсгг-гута иняекоров кслезкодороиюго а-ранспор^а СИовосаоирск,

I

1975 г.), регионально?: кож±>?реящш Дальнего Востока (Хабаровск, 1983 г.); республиканской конференции Крымского института ириро-доохранного и куроргяого строительств (Сжф*>рошмь, 1392 г.); объединенном заседаяки тегкетеского совета Кешлшзбского УШОС и ПИ "Кваинэулровкт"; заседажш: секций КТО ВШИ ВСДГВО н ЦПИИКИВР (1990, 1992 г.г.)

- Основные результаты работы олуолкксракц е научних спвциалнзярованвшс издания, отражены в н^учпо-технгчеекзх- отче-т-ах, полезно 2 авторских евидетбльстка на изоброгенсе.

.2. СТРУКТУРА И ОБЬЕЙ РАБОТЫ

ДЕСоертацвя состоит из введения, 4 глов, заключения, списка литературы из 106 нагменозашй и првдокенкй. Содержание ,

работы ПЗЛ0НЭ20 па 173 страши?, эх, вшшчая -15 рясунков, 29 таблиц. В аргдсгшпжг. ираводвая аки: сяедрепш! я яспытапай.

ПЛЯШФ/иЯЗЖ нрпвэдон анатез азтрмюгбянях факторов на ззггс-каляэ качества еодч поворг.ггсосткнх источников ряда авропеЗс-■ж* рок, рассио'рени э деягяотка уроапя -„»агрязкаяноотя аоды спе-га'У^ш^.яг уагрязтамглкл. Ввпедеяь ¿«достатки работи традацаоншлс • :содоопротгк ь позремедох усялязяях я о6о&;<.-еы варяакты

0'2'0'ГЩ: ВОДк.

ирылдвпо :*жж?фэдгативдк>э обоск^вакач

14 з^грузк: гр&фнт-рсв на дрсбдеаого пенопласта, знбора ши загруз41' «пгьтрпз второ£ и тротьзй сулеям. Нзлоавя способ ЕСлПйзж ког.стругигад устоьза дгд л:;чгохо«л<-н:и загрузки ид ••»йгвкого яоаояласге.

оярааэаи рогультоуа твзкслогическог'о моде-

гроветхя о'^пт. яряродяшс вод с; ггр^.сзьоч-о:» схем

1уУ- V? йг ЙТ.ТрО^ау«-). О С 0 б 3! Ш О С Т2 ЛрО-

¿рсхьитечи 4 яорсиек?;п!яно гггяагогв-

д. ре^уХ'Д'^тч пр'илтгЗДУ-Ч^шш; нацром-'^от-

2 йэд&с^сг-йоЗ 7с-гапо«йи ■¿и.яьтр^гочнс!^ ^тап. ч дат;о ?эхп>гко-

3. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

3.1 Влияние антропогенных факторов на качество воды поверхностных источников и эффективность работы традиционных станций водоочистки для хозяйственно-питьевых целей

В последние десятилетия качество вода в источниках питьевого водоснабжения ухудшилось, особенно, в густонаселенных и промышленных регионах. Вода многих рек стала непригодной для кошу-начъного водоснабхения без дополнительной и специальной обработки. Сток многих европейских рек наполовину состоит в межень из сточных еод городов и предприятий, а в паводковые периоды - из довдевых вод нолей и урбанизированных территорий.

Для изучения влияния сточных и ливневых вод на качественные показатели речных еод автором совместно с Казарчук Т.Т. ис~ следовйн гидрохимический режим р.Днестр в динамике за 10-20 лет. После ввода в эксплуатации Могилев-Подольского водохранилища изменялись максимальные средние показатели содержания взвешенных веществ в воде. Если в шестидесятые годы мутность паводковых: вод

о

достигала 24 тис.мг/дк , то в I932-IS89 г.г. она не превышала

о

600 isr/дм . Число паводков сократилось от 20 в 1965-1970 годы до 3-5 в последние годы. При рассмотрении кривых грануломстричсс кого состава взвешенных накосов в I9GS г. и з 1085 г. видно, что количество частиц с размерами 0,01-0,001 ьм значительно увеличилось (от 22м до 47,7$).

Изменился и качественный состав взведенных вецеств. Так в I94G-I950 годы взвешенные вещества в основном были представлены частицами минерального происхождения, то по даннш .исследований г

1986 г. они на ЬО* представлены взвесями антропогенного происхождения повышенной плавучести, При анализе показателей бихроматной окксляечости воды р.Днестр за 25-летниЯ период прослеживается стабильное содержание органики б 1973-1975 годах, резное повышение содержания органики (по ЙЖ) в 1976-1984 годы (от 9,0 до 46 мг/ды'' 0%). Состав органических веществ определяется в основном (90Й) биохимически устойчивыми веществам;;. Вне зависимости от сезона года периодически происходит загрязнение реки свежеоб-разовакными органическими веществами, поступающими со стоками коммунальных канализаций и ферм.

Анализ работы эксплуатируемых очистных сооружений в условиях повсеместного ухудшения качества воды в источниках показывает, что незначительные усовершенствования отдельных сооружений хотя и улучшают показатели надежности очистных сооружений,но не всегда обеспечивают очистку воды. К недостаткам работа фильтров относятся наблюдаемое зачастую повншенное содержание солей алю-ст.ния в фильтрате при двухступенчатом фильтровании.

Для повидения надежности работы и барьерной функции водоочистных фильтровальных станций необходимо дополнительное усо-

' веразнетвопаиие технологической схемы обработки воды с включением сооружений сорбции или деструкции загрязнений органического

происхождения.

С.;.. Обоснование применении фильтрующих загрузок

Исходя из требований к фильтрам каадой ступени производили

1С -

внсгар типа фкгьтруйцей гагрузхх в pe.sim.ee работа»

В доследове года в практике ьодоочйсоке находят вса болгеш щнашнвтеэ идазаюдив загрузка из ввдройчевга и дрооленаж докепв нюс гранул еолйотщзоло, поавсшзщай гнтенссййпгровать процесс а дор»Ш!И прямзсз2 вода ка поверхности зерэк с в толще загрузки, с«:раа?мге расходы црокшшх вод и объем озадков» укрощать koitct ртгатнз дрэгшшчх систем, vos:¿c:i,a7b в одггок сосрукаянг вескс^ькр тмяяолегпчоских приеког' очистка вода.

С тдолхя ро^учзшш более декового fíK&Tpysasro *дтер:.!ала с улучяеявш® фаьтргищоявксш ссо&с-сает а соавторстве о Sjpóoí Я разработсны слоооо псл;чск"я п усха^Ьяка для ираготозлекп.! nsaa п;зй знгруукк \:з суходол пикилгаста

Усгаковлояо, что по своки уарсас^еркстйка« гагрузка ;тй дро лзного явкоЕласта щизвосходих осг'ёняие ранее фгг^трукцле материалы кз дробленого к пзяроблеаого везтсчегагаго псвопоиксттрояа, имеет несыян«п кассу в 3.7-5,5 раза июнь®?, удельаув аоворхпост в 1,3-1,6 ра?& бельме, псристоота, определен^ поело аредшрч-телвного зшачЕвгния гранул, suso на 16-30^, чем загрузки из всшне'шнх rpairyvr полистярола.

Грелки зависимости начальных. потерь шшорэ от скорости фильтрования.во Есех загрузках при йлсходйцэм к нисходящ рогалик (рис. I a,tí) показа!:;!, что энергетические гг-рачотры загрузки на отходов пенопласта более зконожчш по сравнению с ктиногптлсдлтойэй загрузкой, Так, прг одинаковом гранулоигтрзпе кои составе загрузок и их толдас потери ¡ютюра. г. клоунах слоя:: понопластопой зягрузгл: при суоросж ^_лъгр*лгйп:я 5-СС .ч/ч сказе: -:сь прптсряо з 3 раза :.:екыпе по сравкер::« о ^тлноитг.тол^тово::.

.îr.,.,1' 'а'м.: or:;- ¿р^яул

vvy '^''^чу/л-'Л^оиь; - клму гг.-орх)

"С. о y ■"■■:■.••■ т; rrvrù;, л:* гк.оадрзкьо

^ ' .< г-.;л :l.ï .-v.-:- , д-;; сонопдлегс-

.£.: oi'\pyoc:, î.7-,,ô :.::■■ „'..-.¡'..Ч!,.;; скорое IL-Л

:j .г.-л¡-î -тиру~гром '>.■ ;-[,'•' г/о-г--;:- no

глтхалой Kï'iiiiiii^-tvi.: .'озоЛ ]".г"'0 jс: д:;;гз

¿v, _ 2С .<;/"> ослъО о^'от'су водл к гг^гга^яок-.^;

щпу sлдз„ s 70 грог.:: «.з^ для rvjii-^i.: фЬи'л—

Соооогиюстм psOstù 'T-itîv^oa второй огуцст-л зяштаотел в -îî, !-'ïo на шгх nocijtiaoï сьесь -рь-к-трата ярофидътре.в с /глостьа воде 2—50 ш/т."* >; liDoriioori-ij но более 40 градусов Прл необходплост;; нгрзд ?îïo;>o:î с туп ей;: вводят

зстЕора коагулдвтс мая ^шеуяяята.

ic'ipar.'fepzc'ïKK;- "гя^елих" флшдогмих идтеряшгоь определены y.i шгаолнегаи йиоаоршзстой с учасгс&х евтора и исходя т;з опыта ■¡огодегней и-хевлуатагоз фч»троа с различивши эггрузкачл на во-зсчис7еых сталщмх Нопосзбврска, Ьердсьа, Омска, Свердловска, етою п лрушх городов в /072-1290 голи.

Еишнйяко* сравнение фпзюо-хш.гаческих и технологэтеакго: эклзаталей тл^акях загрузок из дробленого кварца, горалнх пород, тдшоптплолпта, керамзита и кварцевого поска позволило выбрать ira загрузкд фильтров второй ступени - горелно породы к хлгло-тилол::т с кратностью гранул С,6-1,7 мм, ■ Установлено,

то у клялоптололя?« после глсдефикацгог сернокислн» алюминием

- к -

Ркс. I Зависимость начальных потерь напора от скорости фильтрования еоды, а) в плотном слое; б) в расширенном слое. 1 - дробленый пенопластно,ь-1,7 мм,

2 - дробленый ленодласт^=1,7-2,8 мм,

3 - югиноптилолит и - 0,6-1,7 да. .

улучшаются сорбционные свойства, в фильтрате после него снижается остаточный алюминий.

Попытка улучшить очистку воды от примесей органического происхождения при минимальных затратах обычно ограничивается использованием дополнительной аэрации воды в смесителях к устройством в скорых фильтрах дополнительного слоя загрузки из гранулированного активированного угля высотой 0,3-0,6 м. Однако, как показал пятнадцатилетний опыт применения угля марки АГ-3 на Кишиневском водопроводе на 10 скорых кварцевых фильтрах площадью по 105 каждый, сорбционные свойства его сохраняются не более

12 месяцев от момента засии.кп я фильтры. Прздвар;п ельноо глорг.ро-ванга воды позволило ;::егь незначительно соестаноглть ого свойства sas сорбента. После 60-70 дней эксцяуатац::;: поверхность заре." угля заметно похрилась неотм№адия;ся •гок^одЕСяерсню.а нлг.стагл взвесядет, окнсью а.та:.:иния'и другая* eslicctboî.ct. випсси;лк:.;:: иг, отстойников. В дальнейкем угольный слой фильтра ттолглл лпаь роль верхнего крупнозернистого первого по ходу воды фпльтруициго слоя, который задергивал крупные хлопья взвссл.

Регенерацию отработанного угля на очистных станциях в настоящее время.но производят из-за словности процесса большой стоимости технологического оборудования. Достают освстлительние кварцевые фильтры новым слоем угля АГ-3, по мера эго вкмквакия в среднем I раз в 2-3 года на 20-25 см.

По данным обследования действующих водоочтстних стакцк:! установлено, что предварительное хлорг.ро ванне и коагулирование, не позволяет заметно сназять содерзанке нефтепродуктов, фенола, ПЛВ и УПК. Добавление фяокулянтов (ПДА, ЗА-2) :-.сникает концентрацию зткх ингредиентов на 10-30*. Последующее отстаивание, а также фальтровакгге через песок давт такой se эффект очистки, Зильтро-вание через уголько-песчакне фильтры со скоростями до 8 к/ч позволяет повысить зфЪокт удаления органических соединений на 75-90;« п полностью очистить укереико загрязненные речные води.

3.3 Исследование процессов осветления к обссцвечнаанпя поверхностных вод й:ш>трзц;:оннк.т методами

Эксперименты к технологическое моделирование процессов обработки поверхностных вод выполнялась на установке с моделями

$алх>трсг> трап erTOtíHcñ па Китаквсской бодпочусство» етаяцп« Ерс&кьтгя с jarpyriFoñ so дрсюн^косо нснопласто гтаушюсты;

0,0-í// 2 ОДН')? КГёОлК-; r¿)J.-. 1Г>0 i..-.; 1 .-2, П !■'.:.■

;> даугол ¿oro ; p-r. !}>;о:л сглол г,', Н;> ív/opoi:

'JíyX'OcJ: • KOiüííKt; Пi"ИГмОЗТИ "OXíiV'■'.^У 0,6-1,7 ?2:» V. .'■•.TOJ-iÄ лробДУЕЧ;,; ÍA'rEOÍLTaCTeW Vj:y:r;.\:cry.

Cv.u^ubCi- показа-га;?: rio^ö триадах:: ус-гагс:;я -

что ирхг i¿yr::c::r:: зсходкоЗ дч '-с1 сг/г?,-г ч скору:^' (cmví-ро£и;12Я ö-T.G j'JJo"'';' оспчтлений ,ric;;u го'пйж ;;cusc Ууг-ность фУЕырьтс воеде и/сфугогра л« р?*ы»лсд '30 Mv/jfc.'V тельнссп; игГ^гре увеличу^я ок^г^лоль о?

•Iii до 1С часо-j. !.!акс:гл:л£-нш: удедыгай прирост. поторь капора за фкльтроипкл не Ерексш 4,5 с«/ч, а грязееккссть загрузки Jipa-фильтра досха1-8кэ 0 кг/к*\ Упочпчеж® мутчостг коагу.гпроымпло?. речной воды ло 250 «г/дод-1 возможно яр? скорости фид-ы-роваг/й до 10 и/ч а продоягателькости фильтрования 3-IG ч. При эта; г.'утностъ

' 'о

оевзтлешшй в пре^идьтро воды увеличивается до 00-40 r-.tr/д»-г'„ а грязеемкость возрастает до 18 кг/м*". Мгп'.симгльяоо заглужеяие неходкой воды в опытах позволило очипать суспензии с кешцоитрацаой до, 300 Ш'/лм^. Прт этом тробуежГ. очистки ЭО-ЭС^ б ¡¿л дос-

тигнут в течение 7-10 часов фильтрования.

Время зи^ггного действия загрузки и время- достикештя продельных потерь напора ио сравнению с репным песком в сродном

- 5

оказалось больше у дройленог-о кнарпа в 1,8 раза, у горелых пород и зсдшюптЕЛОлата в 1,9-2 раза. Скорость проникновения осада внутрь аагрузки (а/в) у горелых пород,, дробленого кварца к клино--птилолита-меньше в 1,2-1,3 рс.за, чек у речного, песка. Значение

предельной насщэнностч пор осадком (А) у срспчквасшх фяльтрую->да>: за рузок óuxa в 1,2-1,23 раза болъие, чах у речного песка.

Оценку 'э^$ечт?гБКос?!1 работк к осо<5э«ностбй взэамодойетвкя фильтров в тахтааогячесхоЗ схеме очкеткг воду вроводалк ирп последовательной податс исходной вода на агрефшгьтри и йплыри второй сгуасзи, с .козцров&Н2е.<.1 коагулянта Яйрэд ооо:::,гл ступенями идя только перед црефплг^рогл. &х,т£тро»йч«в зроизиодялп па чреф'ль тро снизу £Е&рх, ка фильтре - ензряу згшз. Речная ьода заму пшлаей донкам клем до 820 «г/да*-,

ОбоЛ-ктз p;v?y-riï«Tor. eorií'cerroít работа ф.ч-^.троя дауу сту-U0ÎÎ34 зояеогегко козукть ята^кмосгз аф^/жиякоота в отаегки во-*;ci з« второй ct^tîokt сл мутчосги 'воды, вида к

доки реагогто», скорости фи-йьтрйваяья, высота елок загрузки л не однородности.

Ешгодязшгаг по результатам опагов рг.счетн тк»звс«яэт сделать бквод, что срок экоплуахзда актягиьоваткго угля зисстой 0,6 в дожодвгташкЛ трепай ступок:', очдеткя воды реки Даео-хр равен 3-4 vomi сен прженениа хулйчоскях алк тзрмхческях методов ре-3>«epmi:. 13 :<7С.\г случае гребузтея лезь дегаолпоская прешзка 4jïc7cî®. еодсй ь конце k;äeo?o ф:1яьтро!гпкла.

Качество .огмкьк;: загрузки ои-нпиаяи но осдора&тж лзве;;;еь:-

hid: гс:лесгв в про .бах, гаягых с лятчрваяш через 0,5 ~ I ¡/ли, Поп

и ■ 1

•литенснриостк прашга&т .13-14 j&íVc.tf" достаточно -1-6 пин дач от-глылкп загрузок '¿"'.лъг'роз двух ступеней с грязеегзсостью дб, 4 к:-Дг. Jízr. (Ь::.ть'VpOB с ^ряз-зе'.п'огггой 8; кг/г-г неосг'дчгло уво.тггп'ть

о • % ,

интэнсирноотт, тпомч;1!".: до Í7-Tb дч°/е.:.г. На рис. 2 показано пз-Глонепп? кон;ч .и .bWiK-KHr;; ье";ос?в г истинной воде после

црС'Х.лгл-ра к фильтра гтороЯ ступени.

Т1ЛКМ образом, технологический прием - трехступенчатое »•пльтрэьакио позволяет надесао очесать поверхностные воды малой ¡1 сро.чнс-Л (мутности пс, еравкетпо с подготовкой вода по методу -отстаивание и фильтрование. При периодическом появлении в речной вода загрязнений антропогенного происхождения глубокая очистка достигается примененном дополнительной ступени очистгл на сорб-цио:гккх фильтрах.

£

§ а

- дрейлэннй пенопласт ¿=0,6-1,7 ш (I-ступень,тсязееыкость 8,1 кг/м^О; с - дроблении пенопласт «¿ = 1,7-2,8 ьм (I ступень,грязсемкость 4,3 кгДк); , о - КЛПНОЛТ2ЛОЛИТ и =0,6-1,7 (П ступень, грязеемкость 1,8 кг/ы-); 4- последовательная прэмаика I и П ступени

Ч 4 . !

У:..!.....

ЮС

200

300

Т, сек

Рис. 2 Изменение ко:д;онтрациу. Езвечеинпх веществ в иро-.'.плзно;! езде йзильтрсб с поноглаотоьой, клинепти-лол;:"оьоГ: загрузкам: п сет совместной прдааазке

i и ¡1 с~\'пснг.

3.4 Разработка технологических схем водоочистки в условиях антропогенного воздействия на поверхностные источники

При периодическом появлении в водоисточниках минрохонцент-рацяй токсичных примесей антропогенного характера предпочтительное к более экономичной представляется технология, основанная на использовании нового комбинированного водоочистного фильтра (рис. За,б), позволяющего эффективно удалять водоросли, обеспечивать хорошее хлопьеобразование п осуществлять процессы озонирования я углевания непосредственно в фильтре предложенной конструкция.

При наличии на станциях водоочистки осветлителей со взвешенным осадком последние могут бнть без существенных затрат переоборудованы* па префшьтры с плавающей загрузкой (рис. 3 б). Перед двухслойными фильтрами второй ступени в этом случае рекомендуется на основании имеющегося отечественного опыта применения, оэотшро-ванио вода. Для задер«аш:я продуктов озонолиза второй слой фильтра-загруяазот граиулпровапяшл цеолитом. Учитывая, что проблема регенерации активированных углей в промьззленкых масштабах пока что трудно решается, б этой технологической схеме сорбдаонные фильтры предусмотрен!? резервними. Оки эксплуатируются на станции лишь во время аварийных ситуа^й в периода, когда фильтры первой и второй ступеней не обеспечивают норк&тпвнуя очистку по всем регламентируемым пбкозателям. Приведенная на рис. З.б технологическая схема, изучалась на воде р.Днестр и реализована в проекте расширения и реконструкции КггпинеЕОкой водопроводной станции ДБС-1.

Ч

а.

V

о;

V I

i 4 •• \

014=

¡

¡i к■

■ ! 1 I-.

■ \

Ó

inn ,

II у

i У V

/

—j

\Г-Ь

I

\ / V

j.

v)

ïTf

:

\ - V s • i v. !

H !

y

i'

JO

i ----, -i

i -V '7~í

'S: íN4I

- -i 0 ЧА'Л.]

-------

-L.J

D l1'."!

¡

i\

i !----

-------1Г г

• ТК" no^sta

тр;:: х:, с v.' . 9

"I о

; G - i

гео.тл1

Sor, a груз

о - 6 -- аг-агкльт!

вуар для сзонкро^англ;

---юго с гуле лча гой

■ /Д *. .i. — V' хо.шпя r.a\v.*:i с

- К1 ;;o,'i Kfcepcíi' UX'OÏpO-

£.'.cí: 1 С T'J' Oro." Г:

С г, s озон а; 4 - oy»i:op y. ел затуькол; v

;1ЛЬ тр; 8 - ¿зйхахткай

q zsi : pa с: к/к 'СГ*НГЛ с

00 Г', СИ К iiü ьодоочлотно; л oí:,

При загрязненном оргапячосякка вочестаамя покорхксстно«

водоисточнике, когда имеются условия для ооразотання токепчтасс

• зкорорггрзчбских .гстучях воодшиенуй э процессе пврькчного хдор.-ро~

вакия иугак я »вотпих под. лродлсггзнз тэхяологзчеокая ехеха,

i

предстовязязгая па рас. 3 в. При такоЗ твхяажогки вода частично освобоздае гея от органических зогрязкЕтелоЗ з биореакторо с лрик-репдокной кк?фо$хороЗ, затем смешивается с растворами необходимых коагулятов и флокул.тнтов я подается па комбинированное ко'.пиехс-нсо ссоругенае, гдй последовательно осуцбствляется хдог»ъсобразоЕа-кие з контактной пхавак:;ой гранулированной среде, отстаяванпг в тонном слое r префкльт1)Ованке чзроз неоднородную плаваюг;уэ захруз-ку из отходов пенопласта. Дс очистку яодл от CIL3, ф-знолоп, пестицидов. нефтепродуктов, солс-Гг тягадых мзтаялов достигает пеполъзс— вачлогл косдо ггрефпльтра озона и фпльтроа-чкие:,! через двухслойный 'коктокткчй сорЛщтокныЗ освот.штолъ с цчолиго-УГОЛЬЕОЙ загрузкой. С дельо обоезечепия требуе^й санитаркой над?кности по г.се.му трах-ту дакжеппя зоды к потребителю яspaд резервjарок частой поДи eu

ХЛОрИруВТ.

Пол:тгроизг.одствчнкые испытания по методу многоступенчатой

.t-iyit?pui»0HHcS очистки ручище зол !1р:ч,1'с;:ил;:0ь на крулногр;-пульной яехюлдастово?: загрузке ар-^пльтра и :.*.слксгранульной цоататоьой загрузке фйльтрс гторой ступени/

о

В д7:л:-зон5 путное гей исходной годы от 1,5 до SCO и

.тгготнести до 130"' IES ьо везх ф'дьтроытслах мутность тды поело трвфелч-гра с Т'УЬДНэР. загрузки 80 с;:- достигал,: ооогнотственно от

(ф^креклог от Í3.C9.3C; г.) до CZ г:г/д.:3 (фгльтро-■п.чл от I.'J.CG. 00 г. ;.

Пэсгсльпу веди Tno:i3to^u>ci> поп исотонкпом

уровне веды в воздухоотделителе, то скорость фильтрования по мере накопления загрязнений в загрузке и роста потерь напора в не!' со временем снижалась. Так, при мутности исходной воды 100-300 .'.т/дм3 средние значения скорости фильтрования снижались с 12-13 м/ч до 7-9 и/ч и с С-7 м/ч до 3-4 м/ч к концу фильтроцккла.

1'опитанпя, проведенние на цветной воде показали, что в этом случае, для обеспечения требуемого качества питьевой води необходимо строгое соблюдение технологии приготовления растворов реагентов, их дозировки п ввода в сооружения.

Повышение цветности исходной воды до 130° ПКШ вызывали соответствуете повышение цветности к в фильтратах после 1 и П ступеней. Соответственно значения цветности в это/,* случае достигали после I стуиени - 50° ПКШ. после клийортилолитового фильтра - с0° ПК.:!. Средняя скорость фильтрования за фильтроцнкл составила 6,1 и 7,3 м/ч.

Специальная серия скитов проводилась для определения защитно! роли клинептилолитово;! загрузи от проскока остаточного алюминия, окисляемостп, цветности. В опытах, где проводилось дополнительное коагулирование вода после горизонтатышх отстойников, остаточный' cjsx.aic.it после I ступени сгазшся на 40%; а поела П -на ЬО-ОЭ?. 3 контрольных опытах его содержание после кляноптоо-лнтовой загрузки ке превышало 0,06-0,0! мг/да°. Набладалоеь так-ае снижение на 1С—70^ окпсляемостп перманганатной, нитратов, цветности и ;,!утностп воды,

ТсхниЕо-еконожческое сравнение предлагаемое схем с традиционно» схемой реагентной очисту.к поверхностных вод (во цет-м 1989 г.') показало, что приведенные затраты со схеме фкльтрмшок-

ной счистки вэдн меньше.

В прилояэшшх представлены акт внедрения и ксшш аЕторсхнд свидетельств..

0СШ1ШЕ ВЫВОДИ

1. Анализ и систематизация многолетних даток о качество воду поверхностных источн'г/.ов на примера р.Днестр позволил установить характерные видн загрязняющих ведести и дкнамлку изменения их концентрация до годам и сезонам. Трцдоцдскниэ технологдчеекг.о схемы, прикэнежяю на шоп'л водоочистшсс тмслоксах не обеспечивают задиту потребителей.воды от воздействия целого ряда врздкнх для здоровья людей загрязнений.

2. Для поверхностных вод, в которых отсутствует опасность образования хлсрсрганзческлх соединений после первичного хлорирования, доказана достаточность вьючения в технологическую схе:пу очкеткк профпльтрэв как отдельно:! ступени без дополнительного озоипровапая г?лл ссрбцггошшх методов. _ ^

* 3. Предложен новый фкльтрукдкй катериай из отходов пенопласта для дктенспфпгсагни' работа лтрофилътров,' разработан способ п установка для егс яряготовдон::* 1697870). Дрэбдонид'

пенопласт кгее? бодео высокие тохнслог.гчаскяе показатели в сравнении со еспононним полистиролом: пористость до ?0)у; удельная

о

поверхность до 1С5 ;.;"/г; плотность - 25-28 кг/-,г.

4, Зксзоржсггсишю оСосноьан ваоор ф^ь-рувтдх материалов прейпл:>трсв, ^кл.ятров второй и, третьей ступон::, опрзделепп :тх фидьтрапнопнпе с./опства г. расчотннп параметру. 17ро^;:льтрк рско-глЕНДуо\'СЯ Загр./тлать поноплчего.л'нрупноегко 1,7-2,0 «х

-

на высоту 1,0--1,5 ы, фильтрование проведать со скоростью 5-12 и, в зависимости от показателей исходной воды. Допускается подача воды на преф:_льтрк с цветностью до 130 градусов ГШ и мугностьэ до С>С0 иг/дм3,, Для фильтров второй ступени предпочтение следует отдавать загрузкам кз клкнолтклолита или горелых пород с крупностью гранул 0,6-1,7 м,; п высотой елок до 1,5 гл. Сорбщмнгшй фильтр пртшкается из расчета 15-20 мин. контакта воды к ухкаано? загрузки марки ЛГ-3. с диаметром грпнул 1-2 ш а высотой слоя 1,2-^,5 к.

5* Исследованы закономерности процесса фильтрования через зыгокопоркстую ячсзсту» плава»",у» загрузку тоякодгсперсяых суспензий средней к высокой мутности; ьшзлены зашсздсстя эЗфек?* освотлек;ш водь; от кугноити нра различных скоростях Зпяътроагипй определены анрадзтр: фильтроинклоа арефл-тьтра (гфодатактельиобтг-сг.срос?ь фсп.тровангя, прирост потерь напора) с уче'-.» таких от личи'гелькю: свойств дроояеного пенс-класса как йольсач поркстостз-и ннзкея плотность.

6. 31а основания теории технологического моделирована» Д.Мч'&кш х-вполк'.'Н!» расчеты я сэхэто гамаш; аталслнис значения па ртгетрои процесса ( ¿".Л/. ■.",..,) фильтрования через дробленый кварц, клиноптклелпт, горелке породы, кварцевый песок,

7, Выявлены эффективность уменьшения содеркакпя органических соединений при мг«/¡сч!»-¡к« в хлорирования, Установлены особенности использования гранулированных углей в качестве верхнего слоя в скорюс фильтрах, определены врэыя э^ктпбн-й сорбцнск ной очистки воды без их термической регенерации.

3. Исследован реакм последовательной промывки загрузки фильтра второй стуиеки и влазахгцего 'префкльтра. При это:,-; * "стиг-

дута экономия вода па промтаку до 4С#. Рекомендуемые интенсивное-

'•> Г)

ти ггромнвки загрузок ирефидьтра - 17-19 да /с.м , фильтра второй ступени - 12-14 WVc,?'?,2, продолжительность промывки 4-6 м::н., относительное расширение фильтрующего. слоя прэфильтра ргвио 25-30", для фильтров второй ступени ЗО-40/j.

9, С1штк0-прс:яшу10!шями испытания:,ти установки фильтрационной очистки води р.Днестр подтверждены полученные ранее параметры и зависимости процесса фильтрования мутных и цветных вод на прэ-фильтро п фильтре второй ступени.

10= Разработаны и рекомэндованы чзтыро технологические схо~ иа фильтрационной многоступенчатой очистки поверхностных зод с различны;.'®: уровнями загрязнения оргашчвекиш соединениями.

11. Сричнеккэ технико-экономических показателей традиционных технологических схем (отстойник-фильтр) и предлагаемых схем фильтрационной.очистки поверхностных вод при одинаковых исходных условиях скздэг&льствуаг об эконодоз эксплуатационных затрат на 10-15$.

12. Технологическая схема многоступенчатого фильтрования речных вод с аагркзнопня(.:к гктропегэшюго цреасхоздеяия внедрена в рабочем проекте реконструкции водоочисткой станции г.йи:зикёьа производительностью 100 гис.м'Усут.» "Расзиреяие! и реконструкция Днестровского водозабора".

Автором опубликовано 42 яг учтх работы, lir? mix, нопосредст-seimo по. матерпьлач диссер1-а»зиг II и подучено 2 авторских свидетельства на изобретение:

1. сю1ыпсс A.M., ¡Citinsew В.Д., Аргемепок Н..Т'. Производственные пегктанпя фтьтрув-^го тгатор'лла в щ-ухступснчгл'ой схопо

очистки питьевой ьодп. Бодоенабнонпе к санитарная техника.1970,£3.

2. Аргекенок К.Д., Мякетеи В.А.'Интенсификация работ« фгльтровглъшо: сооружений городских водопроводов. Материалы кон-фог.ешцтп "Человек и биосфера". Свердловск. 1Э73.

3. Артемеяок 11.Д., Мяюгзвв 13.Л. "оделпрэванпе фильтрационных процессов очистки водк в производственных условиях. Труды .ЯиИЧ, £164. Вопросы водоснабжения к канализации. Новосибирск.

Т.375.

'4.- £увба М.Г., Мяккаев В.А., Гярояь Н.Н., Покспение качества очистки пгтьевой яодн в МССР. Обзорно; квфораапгя.' Кизпщев. 19?9,

5. '}'лпглег В.А., Курба М.Г., Ер'лкульсгай П. Я. Дзспетчеряза-цил и автоматизация очпетнцх сооружений Днестровского водопрсвс--да. ;:н?срг!. л. Хода. 1ЕКТИ. ЮЗС, £ 56.

. в. ?.'..-2стеБ Б.А. Слит оргкекеккл контактной коагуляция 2а ' Киазноискоы водопроводе, ;!н$орк.л. Ь'олд. КСПЯ. 1202.

7. Млкпзеа В, Л. ¡;ошй £пль?ру».'!::2 материал из отхода» пепо-шхаста и"его свойства. ¡,'атерпага конференции "Пути у.^аення р&. боги сооружений водоснабженгд". Хабаровск. 1939.

8. Хурба М.Г., Мяхнаов В.Д., Еурба Е.И. Нови* фкаьтруишай каторпал из отходов пенопласта. Зодоскабзгешсе и санитарная тохнм-ка. 1:350. 15 I.

2. Кякипс-в В.А. "логоступекчатос осветление природных вод £п.льтрозакпе:л. '.'...торкали конференции "Экологические проблема ради тельного использован::!: годках ресурсов". Вологда.. 1990.

10. Хур0а?'.Г., !,1якн'дой З.А., Ксзенеьа ■ Много;т;я:ен-ная фильтрационная очистка всДн. Материалы конференции "АСУ и современные технологии водоснабжения и вод-ютьодения з условиях Дальнего Востока". Владивосток. 1990.