Введение к работе
Актуальность тнтты. Город Кемерозо является одним из крупнейших промышленных городов России с развитыми отраслями промышленности: угледобывающей, углеперерабатывающей, химической и др. Интенсивное развитие промышленности и последствия хозяйственной деятельности промышленных предприятий нанесли непоправимый ущерб окружающей среде.
Проблемы водоснабжения и обеспечения качественной питьевой водой г.Кемерова за последние десятилетия неизмеримо обострились. Главным источником водоснабжения города является река Томь, вода которой постоянно загрязнена различными химическими соединениями (фенолами, хлорорганическимп веществами, нефтепродуктами и др.). Действующие в городе системы хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоочистные станции были построены в течение 1934-79 гг. и реконструировались с учетом технологической схемы, позволяющей осуществлять очистку природных вод с умеренным уровнем загрязнения. Такая схема обеспечивает очистку воды, главным образом, от взвешенных веществ, органических веществ, обуславливающих цветность воды и от микробиологических загрязнений. В отношении химических загрязнений барьерная роль существующих водоочистных сооружений чрезвычайно мала. Устойчивой работе водоочистных сооружений г. Кемерова препятствуют участившиеся за последние годы случаи непредвиденного ухудшения качества воды вследствие различных аварийных ситуаций и сбросов в водоисточник неочищенных промышленных и хоз-бытовых сточных вод, содержащих повышенные концентрации загрязнений. В таких условиях задача по обеспечению города водой питьевого качества на уровне ГОСТ 2874-82, СанПиН №4630-83 и Сан-ПиН Ж2.1.4.559-96 является весьма сложной и актуальной.
Цель и задачи. Цель данной работы - разработать технологию подготовки качественной питьевой воды из сильнозагрязненного источника и повысить эффективность работы системы водоснабжения г.Кемерово. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-выполнить качественный и количественный анализ воды реки Томи и оценить эффективность работы существующих водоподготовительных сооружений;
-исследовать эффективность методов озонирования и сорбции для подготовки питьевой воды высокого качества из сильнозагрязненного источника;
-установить влияние предварительного озонирования на эффективность обеззараживания воды техническим гипохлоритом натрия:
-разработать способы предотвращения вторичных загрязнений и исследовать новые аппараты для очистки трубопроводов от технологических отложений;
-разработать технологическую схему подготовки качественной питьевой воды, выполнить подбор оборудования для ее реализации и осуществить технико-экономическую оценку предлагаемой технологической схемы.
Научная новизна:
-проведены комплексные исследования технологии подготовки питьевой воды с использованием методов озонирования и сорбции на активных углях в натурных условиях. Установлены закономерности и особенности процесса очистки воды р.Томи при обработке ее озоном с последующей сорбционной очисткой.
-установлено влияние предварительного озонирования на эффективность обеззараживания питьевой воды техническим гипохлоритом натрия ;
-исследован метод гидромеханической очистки для трубопроводов больших диаметров. Разработаны новые устройства для очистки водоводов
большого диаметра. .,-,>
-разработана технология подготовки качественной питьевой воды в условиях г.Кемерова.
Практическая ценность.
Разработанная технологическая схема, предусматривающая строи-> тельство станции озонирования и блока сорбционных фильтров включена в программу перспективного развития системы водоснабжения г.Кемерова. В , 'настоящее время по результатам проведенной работы на объектах Водоканала г.Кемерова внедрена новая технология обеззараживания питьевой воды с использованием вместо жидкого хлора технического гипохлорита натрия местного производства, а также новые устройства для гидромеханической очистки трубопроводов. Суммарный годовой эффект от внедрения новых разработок составил более 1 млрд. руб. в ценах 1997 г. Ожидаемый годовой эффект от внедрения разработок по строительству станции озонирования и блоку сорбционных фильтров составляет более 10 млрд.руб. Социальный эффект - повышение качества питьевой воды за счет удаления из нее опасных для здоровья людей веществ.
Апробация работы.
Основные результаты исследований, изложенные в работе, докладывались и обсуждались на Республиканском семинаре «Новые технологические решения в практике водоснабжения и водоотведения» (г.Москва, 1993), Всероссийской конференции «Озон-94» (г.Уфа, 1994), Международном симпозиуме «Физические проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения» (г.Ижевск, 1994), Международных конгрессах ЭКВАТЕХ-94 и ЭКВАТЕХ-96 «Вода: экология и технология» (г.Москва, 1994, 1996), Научно-практических конференциях! ЗАО «Водоканал» г.Новокузнецка (г.Новокузнецк, 1995, 1996, 1997) и др.
Публикации. По материалам диссертации имеется 21 публикация (1
монография, 10 статей в отечественных и зарубежных журналах. 7 тезисов докладов на Региональных и Международных форумах. 3 патента и авторских свидетельства на изобретения).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемых источников, насчитывающего 10 библиографических наименований и приложений. Работа изложена на 193 страницах, содержит 38 рисунков и 29 таблиц.
Положения, выносимые на защиту;
оценка качественного и количественного состава примесей речной и водопроводной воды г.Кемерова;
экспериментальные исследования эффективности применения методов озонирования и сорбции на активных углях в технологии подготовки питьевой воды из сильнозагрязненного источника водоснабжения;
сравнительные комплексные исследования технологии водоподго-товки с использованием жидкого хлрра и технического гипохлорита натрия для обеззараживания предварительно^озонированной воды:
разработка и исследование новых аппаратов по гидромеханической очистке магистральных водоводов от эксплуатационных отложений для обеспечения надежного качества питьевой воды и повышения пропускной способности трубопроводов;
разработка технологической схемы подготовки питьевой воды на основе водоисточника, подвергающегося повышенной антропогенной нагрузке и определение расчетных параметров оборудования.