Введение к работе
Актуальность работы. Со снижением уровня государственного регулирования и управления водными ресурсами, недостаточно подготовленным переходом предприятий водопроводно-канализационного хозяйства на рыночные отношения заострилась проблема обеспечения малых населенных пунктов качественной питьевой водой. Особенно это коснулось тех объектов водоснабжения, которые ранее получали воду из прекративших существование групповых водопроводов и которые расположены в зоне отсутствия водоисточников, пригодных для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения.
В районах с острым дефицитом пресных поверхностных и подземных вод проблема обеспечения малых населенных пунктов питьевой водой является особенно острой.
В этих случаях альтернативой высокозатратной организации привозной питьевой воды является санитарно-гигиенически и экономически обоснованное использование в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения зарегулированных маломощных водоемов, нередко подверженных эвтро-фикации.
В то же время при использовании воды из таких водоисточников усложняется задача выбора оптимальной технологической схемы водоподготовки и обеспечения необходимых инвестиций на приобретение дорогостоящих оборудования и реагентов.
В связи с этим, разработка и обоснование надежных технологических схем подготовки питьевой воды из маломощных поверхностных водоисточников с повышенными антропогенными нагрузками на них, является актуальной научно-практической проблемой.
Целью диссертационной работы является научное обоснование, исследование и внедрение технологически надежных схем и систем подготовки воды из маломощных водоисточников для хозяйственно-питьевого водоснабжения малых населенных пунктов.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы и решены следующие задачи:
- выполнить анализ многолетней и сезонной трансформации качества воды в маломощных поверхностных водоисточниках, позволяющий определить исходные данные для обоснования технологической схемы и состава водопроводных очистных сооружений;
проанализировать существующие передовые технологии очистки природных поверхностных вод на коммунальных водопроводах с целью определения возможности применения наиболее рациональных из них для малых водопроводов;
обосновать менее энергозатратные методы и сооружения предварительной подготовки воды;
разработать метод определения требуемых доз коагулянта учитывающий комплексный показатель коагулируемости взвеси;
провести экспериментальные исследования основных технологических процессов подготовки питьевых вод на разных по источникам питания маломощных поверхностных водоисточниках;
разработать рекомендации на проектирование и выполнить технико-экономическое обоснование предложенных технологий водоподготовки.
Научная новизна работы заключается:
в теоретическом и экспериментальном обосновании последовательного применения очистки воды на предварительных фильтрах с плавающей загрузкой, использования в оптимальном сочетании окислителей, коагулянтов и фло-кулянтов и последующего фильтрования воды через комбинированные освет-лительно-сорбционные гранулированные загрузки;
в разработке нового метода аналитического определения доз коагулянта, на базе впервые предложенного комплексного показателя коагулируемости взвеси;
- в получении новых экспериментальных данных по технологическим
параметрам работы основных водоочистных сооружений.
Практическую значимость работы представляют:
результаты исследований совместной комбинированной предобработки воды маломощных поверхностных водоисточников безреагентным фильтрованием через плавающие загрузки и сильными окислителями (пероксидом водорода, озона, гипохлоритом натрия) и коагулянтами (оксихлоридом и сульфатом алюминия);
результаты промышленной апробации технологической схемы очистки воды из оз. Старое (Курганская обл.);
разработанные и внедренные в проект рекомендации на проектирование и строительство комплекса водоочистных сооружений на р. Малая Карла (Чувашия).
На защиту выносятся:
анализ трансформации качества воды в маломощных водоемах в течение года и по данным многолетних наблюдений;
результаты сравнительных исследований процесса удаления водорослей на фильтрах с плавающей загрузкой (ФПЗ-1) и микрофильтрах с полимерной мелкоячеистой сеткой с размером ячеек 20x20 мкм;
результаты исследований процессов коагулирования и флокулирова-ния воды из маломощных водоисточников и разработанный новый метод расчета рабочих доз коагулянта;
результаты промышленной апробации предложенных технологических схем подготовки питьевой воды из реальных водоисточников (оз. Старое, р. Малая Карла);
- технико-экономические показатели эффективности предложенных
технологий водоподготовки из реальных маломощных водоисточников.
Достоверность и эффективность результатов исследований подтверждены данными промышленной апробации усовершенствованных технологий и сооружений для подготовки хозяйственно-питьевой воды из маломощных поверхностных водоисточников.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на:
- VII Международном конгрессе «Вода: экология и технология» ЭК-
ВАТЭК-2006 (г. Москва, 2006 г.);
VI Международном водном форуме «Aqua Ukraine-2008», научно-практической конференции «Вода и окружающая среда» (г. Киев, 2008 г.);
1-ой Восточноевропейской региональной конференции молодых ученых и специалистов водного сектора (г. Минск, 2009 г.);
международной конференции «Новые достижения в областях водоснабжения, водоотведения, гидравлики и охраны водных ресурсов» (г. Санкт-Петербург, 2011);
- научно-технической конференции «Проблемы экологии на пути к ус
тойчивому развитию регионов» (г. Вологда, 2005 г.);
- заседаниях научно-технических советов НИИ ВОДГЕО (г. Москва,
2004, 2005 гг.), ОАО «МосводоканалНИИпроект» (г. Москва, 2012 г.) и заседа
ниях кафедры водоснабжения МГСУ (2011, 2012 гг.).
Личный вклад соискателя. Основные выводы и положения диссертации основаны на теоретических и экспериментальных исследованиях, проводимых
в г.г. Макушино (Курганская обл.), Ульяновске и поселке Шемурша (Чувашия) и выполненных непосредственно самим автором. Соискателем осуществлялись также разработка и изготовление экспериментальных стендов и методик, анализ и обобщение результатов исследований, участие в разработке технологической части рабочих проектов и осуществление авторского надзора за промышленным внедрением.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в изданиях рекомендуемых ВАК РФ - 3 работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 138 наименований и двух приложений. Работа изложена на 178 страницах компьютерного текста, содержит 49 рисунков и 37 таблиц.
