Введение к работе
Актуальность работы
На фоне развития производства в Российской Федерации наблюдается неблагополучное состояние многих источников питьевого водоснабжения по широкому спектру токсикантов антропогенного генезиса, прежде всего по нефтепродуктам, фенолам, полиароматическим соединениям и СПАВ Эти токсиканты составляют менее 1 % по массе от всех примесей воды, однако отрицательно влияют на качество питьевой воды Недостаточность барьерных функций многих действующих очистных сооружений водопроводов по отношению к указанным токсикантам делает актуальной задачу разработки и реализации мероприятий по обеспечению нормативного качества питьевой воды
Для достижения цели повышения барьерных функций очистных сооружений на действующих водопроводах в отношении указанных токсикантов наиболее эффективным является углевание воды порошкообразными активированными углями (ПАУ) Сорбционная обработка воды с помощью ПАУ не требует значительных инвестиций и может быть использована на любых сооружениях
Несмотря на то, что метод углевания известен давно, его широкое распространение сдерживается по следующим причинам недостаточно изучены области применимости процессов извлечения микропримесей токсикантов из реальных вод комплексным реагентно-сорбционным методом, отсутствуют рекомендации по выбору сорбентов и эффективности удаления токсикантов, при их одновременном нахождении в смеси, существующие технические решения для реализации процесса углевания на действующих сооружениях недостаточно надежны
Учитывая реальную потребность водного хозяйства в высокоэффективных, малозатратных и быстро реализуемых способах очистки питьевой воды, данное направление исследований было выбрано как приоритетное
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы являлась разработка методов повышения барьерных функций очистных сооружений водопроводов в отношении основных классов токсикантов, обеспечивающих максимальную безопасность очищенной воды для потребителей при минимизации материальных затрат и
сроков модернизации объектов
Достижение поставленной цели требовало решения следующих задач
а) выявление приоритетных типов антропогенных загрязнений с позиций
их распространенности в водоисточниках различных регионов РФ и
возможностей удаления из воды,
б) анализ технологических схем и эффективности работы существующих
сооружений водопроводов с позиций возможностей их модернизации,
в) исследование технологических процессов и определение условий
удаления конкретных типов загрязнений реагентными и сорбционными
методами при наличии реального фона природных примесей,
г) разработка методик лабораторных и пилотных тестов для выбора
технологии и адаптации ее на объектах с учетом масштабного перехода и
специфики сооружений,
д) разработка эффективных методов обработки исходной воды
порошкообразными углями (ПАУ) и инженерных решений по их реализации в
процессе водоподготовки,
е) разработка рекомендаций на проектирование блока углевания воды и
его узлов с учетом современных требований к качеству очищенной воды для
населения и безопасности труда на сооружениях
Научная новизна работы заключается в следующем
а) исследованы возможности удаления фоновых и экстраординарных
количеств наиболее распространенных типов антропогенных токсикантов из
маломутных среднецветных вод и научно обоснованы наиболее эффективные
режимы обработки воды традиционными реагентами (коагулянтом,
флокулянтом) и ПАУ, в зависимости от природного фона примесей и состава
технологической схемы очистных сооружений,
б) установлена необходимость моделирования реальных
(прогнозируемых) концентраций токсикантов в водоисточнике путем создания
смесей токсикантов, а также научно обоснованы принципы создания
модельных смесей приоритетных токсикантов, основанные на закономерностях
различной растворимости веществ в воде и других физико-химических
свойствах,
в) научно обоснованы и сформулированы принципы выбора наиболее
эффективного сорбента, учитывающие его структурные характеристики,
одновременное присутствие в воде нескольких токсикантов (смесь) и
различную степень их сорбируемости, а также природный фон водоисточника
Практическая ценность
Предлагаемые технологические и технические решения для модернизации очистных сооружений водопроводов позволяют в короткие сроки при малых затратах минимизировать опасность воздействия антропогенных токсикантов, находящихся в поверхностных водоисточниках, на потребителей воды
Разработаны эффективные технологии повышения барьерных функций водоочистных станций путем обработки воды порошкообразными активированными углями (ПАУ)
Разработаны и обоснованы принципы модернизации технологических схем и сооружений существующих водопроводных станций крупных городов в зависимости от характера и уровня концентраций приоритетных токсикантов и природной загрязненности водоисточников в виде методических указаний по усовершенствованию технологий очистки природных поверхностных вод реагентными и сорбционными методами
Разработаны рекомендации на проектирование узлов аппаратурно-технической базы (включая специальный контейнер для перевозки, хранения и приготовления раствора ПАУ с водой), позволяющие осуществить полный цикл применения ПАУ для обработки воды на существующих очистных сооружениях водопроводов с соблюдением санитарно-технических нормативов и правил безопасности работы с ПАУ, исключающих ручной труд и загрязнение помещений
Внедрение
Осуществлено внедрение блоков приготовления и дозирования ПАУ на двух объектах ВКХ' очистных сооружениях ОАО «АвтоВАЗа» (г Тольятти, производительность 450 тыс м3/сут) и головных очистных сооружениях водопровода (ГОСВ) г Хабаровска (производительность 250 тыс м3/сут)
Разработаны рекомендации и осуществлено внедрение технических решений на очистных сооружениях водопроводов гг Уфы, Москвы, Сарапула, Ижевска и др
Апробация работы
Результаты и основные положения работы доложены на Международном
конгрессе и технической выставке «ЭТЭВК-2005 Экология, технология,
экономика, водоснабжение, канализация» (Украина, г Ялта, 24-27 июня
2005 г ), Второй международной научно-практической конференции «Решение
водохозяйственных проблем в Сибирском регионе» (г Новосибирск, 27-28
октября 2005 г), Региональной научно-практической конференции «Проблемы и пути развития водопроводно-канализационного хозяйства в современных условиях» (г Ижевск, 28-29 июня 2006 г), Третьей международной научно-практической конференции «Решение проблем развития водохозяйственных систем Новосибирска и городов Сибирского региона» (г Новосибирск, 25-26 октября 2006 г)
Публикации
По теме диссертации автором опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 в рекомендованном ВАК РФ издании - журнале «Водоснабжение и санитарная техника»
Объем работы '
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 148 наименований, и одного приложения Общий объем работы составляет 185 страниц текста, включая 17 рисунков и 63 таблицы
