Введение к работе
Актуальность исследования. Одним из важнейших компонентов состава подземных вод России, затрудняющих их использование, является железо. Около 50% напорных вод артезианских бассейнов и гидрогеологических массивов нашей страны содержат его в концентрациях, превышающих нормативное значение для питьевой воды (0,3 мг/дм3 железа общ.).
Необходимость обезжелезивания подземных вод при их использовании для хозяйственно-питьевого водоснабжения определяется, в первую очередь, негативным влиянием железистых вод на организм человека. Избыток железа оказывает токсическое действие на печень, селезенку, головной мозг, усиливает воспалительные процессы в организме, приводит к дефициту некоторых микроэлементов (медь, цинк и др.). Однако эта необходимость вызвана не только гигиеническими требованиями, а целым рядом нежелательных последствий эстетического, технического и экономического характера: следы на белье, посуде и бытовом водопотребляющем оборудовании; коррозия и отложения в трубопроводах; быстрый выход из строя водонагревательных и водоумягчительных систем.
Все сказанное выше относится и к Тюменскому северу. Однако подземные воды этого региона по своим физико-химическим характеристикам принципиально отличаются от воды средних широт, привычной для современной технологии водоподготовки. Для подземных вод севера Тюменской области характерны крайне низкие значения температуры, жесткости, щелочности и солесодержания. Как показал опыт последних десятилетий, для обезжелезивания такой воды классические методы водоподготовки оказались неэффективными, и население региона часто использует воду ненормативного качества.
Рост водопотребления в регионе, сопутствующий интенсивному освоению нефтегазоносных районов, сопровождается ужесточением Государственного санитарного контроля за качеством питьевой воды. Изложенное выше позволяет считать обезжелезивание одним из актуальных направлений водоподготовки на Тюменском севере.
Как показал обзор современных технологических решений по обезжелезиванию холодных маломинерализованных подземных вод, одним из простых и экономичных решений является применение экологически чистого окислителя - перекиси водорода. Использование этого реагента позволяет свести к минимуму как объем отходов технологии водоподготовки, так и загрязнение окружающей природной среды за счет применения реагентов.
Цель исследований - разработка рекомендаций по применению перекиси водорода для обезжелезивания подземных вод, позволяющих проектировать очистные сооружения неограниченной производительности в условиях Тюменского севера.
В соответствии с целью задачами работы являлись разработка и
исследование технологии обезжелезивания холодных
маломинерализованных подземных вод с использованием перекиси водорода.
Объектом исследования являлись подземные воды Уренгойского газоконденсатного месторождения, типичные для севера Тюменской области.
Для решения поставленной задачи процесс обезжелезивания воды с использованием перекиси водорода был изучен в условиях водозабора г. Новый Уренгой как в лабораторном масштабе, так и на пилотной установке. При этом были получены параметры процесса и определены необходимые схемные решения.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
Результаты лабораторных исследований по обезжелезиванию холодных маломинерализованных подземных вод обработкой перекисью водорода.
Результаты исследований по обезжелезиванию воды на пилотной установке.
Технология обезжелезивания холодных маломинерализованных подземных вод с использованием перекиси водорода.
Рекомендации по применению технологии, разработанные на основании опыта пуско-наладочных работ и эксплуатации очистных сооружений производительностью 50,0 тыс. м3/сут. в г. Новый Уренгой.
Научная новизна работы. В лабораторном и пилотном масштабах исследован процесс обезжелезивания холодных маломинерализованных подземных вод с использованием перекиси водорода. Установлено, что удельная доза окислителя не более 0,4 г/г Fe2+ обеспечивает нормативное качество фильтрованной воды по содержанию железа.
Определены основные параметры технологических процессов и необходимые схемные решения, что позволило выполнить рабочий проект очистных сооружений производительностью 50,0 тыс. м /сут. и реализовать его в г. Новый Уренгой.
Разработана технология обезжелезивания холодных
маломинерализованных подземных вод с использованием перекиси водорода и рекомендации по применению технологии.
Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснована теооетически и подтверждена чкспериментально возможность применения перекиси водорода в технологии обезжелезивания холодных маломинерализованных подземных вод для целей питьевого
водоснабжения. Разработанные рекомендации по применению технологии могут использоваться в практике проектирования и строительства очистных сооружений водоснабжения Тюменского севера. В качестве проекта-аналога может использоваться проект очистных сооружений производительностью 50,0 тыс. м3/сут. в г. Новый Уренгой.
Апробация работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на научно-техническом совете по водоснабжению и канализации НИИ ВОДГЕО (г. Москва, 2005-2006 г.г.), на VI Международном конгрессе «Экватек-2004» (г. Москва, 2004 г.), на VIII Международном симпозиуме «Чистая вода России-2005» (г. Екатеринбург, 2005 г.), на VII Международном конгрессе «Экватек-2006» (г. Москва, 2006 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы (38 наименований) и 5 приложений. В работе, объемом 92 страницы, представлено 14 рисунков, 12 таблиц.
