Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ качества природных вод изученных водоисточников России 19
ГЛАВА 2. Состояние вопроса применения озона, актив ных углей и других методов в технологии подготовки питьевой воды 51
2.1. Исследования по использованию озона при очистке воды 51
2.2. Исследования по применению активных углей 68
2.3. Применение озона и активного угля на водопроводных станциях . 71
2.3.1. Исторический аспект и масштабы применения озона и активных углей 74
2.3.2. Производственный опыт применения озонаторных установок и сорбционной очистки за рубежом 77
2.3.3. Применение озона и активного угля в России и странах СНГ 82
2.4. Очистка высокоцветных вод 87
2.5. Анализ существующих методов обезжелезивания и удаления марганца из подземных вод 100
Основные выводы по главе 2 104
ГЛАВА 3. Методика проведения исследований 106
ГЛАВА 4. Исследования эффективности очистки воды от антропогенных загрязнений 117
4.1. Озонирование воды 118
4.1.1. Назначение озона 118
4.1.2. Результаты исследований по очистке воды озоном .. 118
4.1.2.1. Влияние озонирования на качество воды 118
4.1.2.2. Влияние предварительного озонирования на процесс последующей очистки воды коагулированием 121
4.1.2.3. Образование побочных продуктов озонирования... 138
4.1.2.4. Эффективность обеззараживания воды озоном 147
4.2. Сорбционная очистка воды 152
4.2.1. Назначение сорбционной очистки. Характеристика активных углей 152
4.2.2. Оценка эффективности различных марок активных углей 154
4.2.2.1. Определение сорбционной емкости исследуемых марок углей 155
4.2.2.2. Определение эффективности очистки воды реки
Томь при использовании различных марок активных углей.. 173
4.2.2.3. Результаты исследований по эффективности новых марок активных углей 179
4.2.3. Выбор марки активного угля 185
4.3. Экспериментальные исследования по совместному применению озона и активных углей 189
4.3.1. Очистка воды от общих органических загрязнений.. 190
4.3.2. Предотвращение образования летучих хлороргани-ческих соединений (ЛХС) и эффективность их удаления 227
4.3.3. Эффективность удаления фенолов и нефтепродуктов. 240
4.3.4. Эффективность удаления аминов и пестицидов... 250
4.3.5. Влияние технологии на качественные показатели очищенной воды 262
Основные выводы по главе 4 275
ГЛАВА 5. Очистка цветных и высокоцветных вод 278
5.1. Исследования на экспериментальных установках 278
5.2. Исследования в полупроизводственных и производственных условиях 297
5.3. Санитарно-гигиеническая оценка метода 303
Основные выводы по главе 5 311
ГЛАВА 6. Очистка подземных вод от соединений железа и марганца 313
ГЛАВА 7. Вопросы производственного применения технологии озонирования и сорбции 340
7.1. Технологические схемы применения озона и активного угля на водоочистных станциях 340
7.2. Обоснование типоразмерного ряда озонаторного оборудования 350
7.3. Озонаторное оборудование, выпускаемое промышленностью России 352
7.4. Состояние промышленного выпуска активных углей на предприятиях России 358
7.5. Рациональные способы применения активных углей 362
7.6. Реактивация активных углей 365
Основные выводы по главе 7 373
ГЛАВА 8. Расчетно-конструктивные параметры водоочистных сооружений с использованием озона и активных углей . 375
8.1. Комплекс работ по применению озона и сорбционных методов в технологии очистки воды 375
8.2. Ориентировочные расчетно-конструктивные параметры метода 377
8.2.1. Озонаторная станция 377
8.2.2. Сорбционные угольные фильтры 380
Основные выводы по главе 8 382
ГЛАВА 9. Практическое применение методов озонирования и сорбции на водоочистных станциях 383
9.1. Производственное применение активного угля марки КАД-йодный на фильтре НФС-2 г.Кемерово 383
9.2. Применение технологии озонирования и сорбции на открытом водозаборе г.Оренбурга 391
9.3. Применение озонирования воды на Арбинских водоочистных сооружениях г.Кургана 400
9.4. Применение озонирования воды на водопроводе г.Алдана 403
9.5. Очистка воды в плавательном бассейне "Фили" 406
М| 9.6. Использование методов озонирования и сорбции в
локальных водоочистных установках и установках заводского изготовления 413
9.7. Разработка нормативной и проектной документации... 415
ГЛАВА 10. Технико-экономические показатели применения озона и активных углей на водоочистных станциях 421
10.1. Применение метода для удаления антропогенных
загрязнений 421
10.2. Применение метода для очистки высокоцветных вод.. 425
Общие выводы 430
Литература
- Применение озона и активного угля на водопроводных станциях
- Результаты исследований по очистке воды озоном
- Исследования в полупроизводственных и производственных условиях
- Озонаторное оборудование, выпускаемое промышленностью России
Введение к работе
В настоящее время системы централизованного водоснабжения, охватывающие 98 % городского и около 60 % сельского населения страны, далеко не везде подают доброкачественную питьевую воду. По сообщениям органов Госсанэпиднадзора примерно в 50 % случаев вода, подаваемая из поверхностных водоисточников, на которых базируется примерно две трети городского населения России, по отдельным параметрам не отвечает требованиям стандарта на питьевую воду.
Основными причинами сложившегося положения являются продолжающееся антропогенное загрязнение водоисточников, с одной стороны и несоответствие технологических возможностей действующих водоочистных станций, с другой стороны.
Загрязнение водных объектов, вызванное сбросом неочищенных или недостаточно очищенных промышленных, бытовых и сельскохозяйственных сточных вод и др. уже привело к тому/, что содержание химических соединений в них иногда в десятки и сотни раз превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) по санитарно-гигиеническим показателям.
На территории России неудовлетворительным является санитарное состояние рек Волги, Оки, Камы, Томи, Северной Двины, а также большинства водоемов Урала и Западной Сибири. Вследствие этого в городах, использующих эти водные объекты в качестве источников водоснабжения, складывается напряженная ситуация с обеспечением населения водой питьевого качества.
Нормальной работе водоочистных сооружений мешают также имеющие место в последние годы случаи непредвиденного ухудшения качества воды вследствие различных аварийных ситуаций и сброса в во-
доем жидкостей, содержащих повышенные концентрации загрязнений.
В результате сложившейся ситуации действующие водоочистные станции, работающие по традиционной технологии, не могут обеспечить удаления из воды химических загрязнений, а напротив, в ряде случаев способствуют повышению концентрации некоторых соединений (в частности, образование повышенных концентраций хлороформа и других хлорорганических соединений в результате предварительного хлорирования воды, появление в воде хлорфенольних запахов и пр.).
Особенно актуальна проблема глубокой очистки воды в настоящее время, когда с 1 июля 1997 г. вводится в действие новый СанПиН 2.1.4.559-96 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества", регламентирующий более повышенные требования по некоторым показателям качества воды.
Необходимо также отметить, что в настоящее время в Государственной Думе рассматривается проект закона "О питьевой воде", а в Правительстве - проект Федеральной целевой программы "Об обеспечении населения России питьевой водой", разработанной под руководством Минстроя России и Роскомвода и одобренной государственной экспертизой.
Принятие Закона Российской Федерации "О питьевой воде" поставит задачу подготовки воды на новый уровень, что потребует совершенствования водоочистной техники и введение новых технологий.
В связи с изложенным, необходима разработка и внедрение мероприятий по улучшению существующей ситуации. К числу первоочередных мероприятий следует отнести охрану водоисточников от загрязнения. С этой целью необходимо:
- исключить сброс в водоемы неочищенных промышленных сточных
вод и осуществить повсеместное строительство и монтаж на предприятиях локальных очистных сооружений;
осуществить внедрение на промпредприятиях оборотных систем водоснабжения, что позволит значительно сократить расход воды;
исключить сброс в реки неочищенных или недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод городов и поселков;
исключить попадание в ручьи и речки, впадающие в водоем, стоков от животноводческих ферм и комплексов, шрицефабрик, большинство из которых практически не имеют никаких очистных сооружений, что существенно уменьшит загрязнение поверхностных водоисточников органическими веществами: соединениями азота, фосфора, калия, а также бактериальными загрязнениями;
осуществить внедрение автоматизированных систем контроля качества воды поверхностных водоемов и введение принципиально новой системы управления водными ресурсами. Такая программа разработана, в частности, в Кузбассе в результате российско-французского сотрудничества в этой области. Ключевым моментом программы является постепенное внедрение бассейновой системы управления водными ресурсами и организация новых структур управления - Бассейнового комитета и Агентства воды бассейна р.Томь.
Указанный выше комплекс мероприятий должен выполняться в рамках общей программы охраны окружающей среды под руководством экологических служб администрации регионов.
Одни№~из направлений повышения санитарной надежности систем хозяйственно-питьевого водоснабжения является поиск и изыскание возможностей использования подземных водоисточников в общем балансе водоснабжения города. — Неоспоримыми преимуществами подземных водоисточников является
их защищенность от загрязнений природного и антропогенного происхождения. Другими преимуществами являются также отсутствие во многих случаях необходимости очистки воды и применения реагентов. Обработка хлором подземных вод, как правило, не приводит к образованию хлорорганики, т.к. эти воды имеют значительно меньшую концентрацию органических загрязнений. В ряде случаев при наличии таких примесей как железо, технология очистки подземных вод возможна без применения реагентов, что также предопределяет их преимущество, как водоисточников.
Серьезной проблемой является рациональное и экономное использование питьевой воды. Опыт эксплуатации действующих систем хозяйственно-питьевого водоснабжения в России показывает, что во многих случаях наблюдается высокий уровень прямых потерь воды. В среднем водопотребление в зарубежных странах существенно меньше, чем в России. Так, например, водопотребление в Германии составляет 140 л/(чел.сут.), а средняя величина по России - 300 л/(чел.сут.). Таким образом, исключение потерь в городских водопроводных сетях, снижение расхода воды за счет экономного ее использования позволит снизить производительность водоочистных станций, уменьшить нагрузки на очистные сооружения и за счет этого добиться более глубокой степени очистки воды и упорядочения гидравлического режима ее транспортирования, предотвратив в той или иной степени ухудшение качества воды, подаваемой населению.
Наряду с указанными выше мероприятиями перед коллективами предприятий "Водоканал" в качестве первоочередных стоят задачи повышения производительности очистных сооружений, эффективности очистки воды и, соответственно, улучшения ее качества, особенно на водоочистных станциях, использующих для водоснабжения сильнозаг-
рязненные источники водоснабжения.
Это может быть осуществлено за счет применения ряда мероприятий, разработанных и предложенных различными научно-исследовательскими, проектными, наладочными и эксплуатационными организациями. Эти решения направлены на изменение конструкции отдельных элементов сооружений, модернизации очистных сооружений, применения новых коагулянтов и флокулянтов, использования различных фильтрующих материалов в качестве загрузки фильтров, внедрения новых технологических процессов и других решений.
Указанные мероприятия могут привести к улучшению процессов коагуляции и хлопьеобразования, осаждения и фильтрования, т.е. к уменьшению величины основных показателей качества воды, таких как мутность, цветность, окисляемость, остаточный алюминий и бактериологические показатели.
Однако при наличии в водоисточнике антропогенных загрязнений традиционные схемы очистки и сооружения малоэффективны и в этих случаях необходимо использовать новые, более эффективные технологические схемы и приемы очистки воды, к числу которых, в первую очередь, относятся озонирование и сорбция. Как показывает зарубежный производственный опыт, озонирование воды и последующая сорбци-онная очистки на фильтрах с гранулированным активным углем в сочетании с существующей традиционной схемой очистки обеспечивает удаление из воды химических загрязнений и органических соединений, таких как фенолы, нефтепродукты, пестициды, СПАВ и др.
Отечественного опыта применения озонирования и сорбции для очистки сильнозагрязненных источников водоснабжения практически не имеется. А при сегодняшнем уровне загрязнения водоемов России и их, неблагополучном санитарном состоянии использование указанных высо-
неэффективных методов очистки воды является весьма актуальным. Однако производственному применению методов озонирования и сорбции должно было предшествовать всестороннее рассмотрение особенностей и комплексные исследования эффективности и целесообразности использования озонирования и сорбционной очистки воды в технологии обработки природных источников водоснабжения.
Разработке и внедрению в практику коммунального водоснабжения комплексной технологии озонирования и сорбции на активных углях, гарантирующей надежную очистку воды загрязненных водоисточников и получение питьевой воды в соответствии с требованиями отечественного и мирового стандартов, и посвящена данная диссертация.
Применение озона и активного угля на водопроводных станциях
Наиболее эффективное удаление органических соединений достигается при совместном использовании ГАУ и озона /46,47/. По данным некоторых исследователей концентрация органических загрязнений в воде при этом уменьшается на 85% /48/ и на 95% /48/. В результате предварительного озонирования бионеразлагаемые органические соединения переходят в биоразлагаемые, это способствует активному росту бактерий в загрузке фильтра. В процессе своей жизнедеятельности бактерии разрушают органические вещества, адсорбированные на поверхности ГАУ, осуществляется его частичная реактивация /50/. Сорбция и биохимическое окисление - два процесса по своему воздействию на органические вещества дополняют друг друга; плохо сорбирующиеся низкомолекулярные кислородосодержащие органические загрязнения эффективно окисляются биохимическим путем, в то время как трудно или неокисляемые биологически органические соединения, как правило, хорошо сорбируются на поверхности ГАУ /51/. Чтобы лучше управлять этими процессами проведено множество различных исследований /141/. В результате биологического окисления на ГАУ удаляется до 30% общего органического углерода. Межреактивационный период фильтра с биологически активным углем (БАУ) значительно увеличивается. Так, на водопроводной станции в Мюльхайме период работы фильтра с БАУ между двумя реактивациями увеличился в 5 раз, по сравнению обычными сорбционными фильтрами /52/. На ряде водопроводных станций продолжительность работы фильтров с БАУ без реактивации составляет два /53/ и даже три года /54,55/. Приблизительная нагрузка на каждый м3 объема фильтра 100 г OOY/сутки. Высота загрузки -4м, скорость фильтрации - 15-20 м/ч /50/. Однако расчетные параметры процесса фильтрования меняются в зависимости от качества исходной воды и устанавливаются отдельно для каждого конкретного водоисточника.
Авторами /103/ было показано, что концентрация бактерий на активном угле, как правило, в 2-3 раза выше, чем на инертной загрузке (например, песке). Установлено, что плотность бактерий на поверхности угля незначительна и не влияет на процесс адсорбции растворенных органических веществ на активном угле.
Исследования /104/, проводимые в течение трех лет с фильтрами с биологически активным углем на водоочистных сооружениях Вейсба-дена (Германия), были связаны с извлечением и идентификацией микробиологических разновидностей. Установлежгг что все идентифицированные разновидности не являются патогенными и встречаются в естественных почвах и водах (различные штаммы Psendomonas и Azomo-nas, с некоторыми грибками и дрожжами). Максимальное количество бактерий составляло около 108/г угля. Предполагается, что с увеличением дозы озона уменьшается адсорбционная способность, но увеличивается биодеградирующая способность органических веществ. В начальный период работы угольного фильтра доминирующим процессом в удалении органических загрязнений является адсорбция. Под влиянием таких параметров, как температура, концентрация субстрата и строения угля образуется биомасса, и значение приобретает процесс биодеградации. Не деградирующие органические вещества остаются адсорбированными, произвольно заполняя все участки адсорбции. Это препятствует адсорбции деградирующего материала и снижает биологическую активность. Чем меньше в самом начале трудноокисляемых биологическихвеществ присутствует в воде, тем продолжительней будет срок службы угля.
В ЧССР в 1983-84 гг. изучали биосорбционный метод очистки воды для питьевых нужд. Работа проводилась в г.Нитре при очистке подземной воды, которая содержала железо, марганец и органические загрязнения (хлорированные углеводороды, летучие углеводороды и их производные, жирные кислоты и др. Исследования показали, что использование биосорбционного метода существенно повышает эффект очистки воды и улучшает сорбционные свойства активного угля.
Наилучшие результаты по удалению загрязнений как с технологической, так и с технико-экономической точки зрения были достигнуты при использовании псевдоожиженного слоя сорбента. В этом случае значительно возрастает продолжительность срока службы активного угля /79/.
В качестве химического окислителя перед сорбционными фильтрами иногда используют хлор /56/. Исследователи /57/ считают, что предварительное хлорирование воды снижает содержание бактерий и вирусов, уменьшает необходимую дозу хлора при окончательном обеззараживании воды. Однако введение хлора в слой АУ приводит к повышению гидрофильности поверхности активного угля, торможению биологической активности на его поверхности и снижению сорбционной емкости по отношению к органическим загрязнениям /58/. Отмечается, W что при контактировании AY с хлором в водной среде, образуются га-логенорганические соединения /59/ и некоторые ароматические хлор-замещенные бензола и толуола /60/. Кроме того, органические соединения адсорбированные на поверхности угля активнее взаимодействуют с хлором, образуя ТГМ /61,62/.
Результаты исследований по очистке воды озоном
Проведенными нами исследованиями установлено, что предварительное озонирование воды существенно влияет на качество обработанной воды. Эффективность озонирования оценивали по изменению основных показателей качества исходной и очищенной воды.
На рис.4.1 показано изменение цветности, мутности и перманга-натной окисляемости в зависимости от дозы озона при обработке воды р.Которосль в различные периоды года. Как видно из представленных данных, с увеличением дозы озона в осенний и зимний периоды мутность воды постоянно уменьшалась (рис.4.1,а). Вместе с тем летом при дозе озона 1 мг/л увеличилась с 6 до 7,7 мг/л (кривая 1); при дальнейшем увеличении дозы озона мутность несколько уменьшилась. Очевидно в зависимости от качества воды и условий обработки коагулирующее действие озона проявляется по разному, т.е. изменение мутности воды может происходить неоднозначно: как правило, она снижается при озонировании воды, но в некоторых случаях или отдельные периоды она может увеличиваться.
Особенно эффективно предварительное озонирование влияет на снижение цветности воды (рис.4.1,6). При этом цветность обработанной воды существенно зависит от дозы озона, наиболее интенсивное снижение показателя цветности воды (до 60-65%) наблюдается при увеличении дозы озона до 4 мг/л. Дальнейшее увеличение дозы озона влияет на изменение цветности воды незначительно.
Следует отметить, что при озонировании воды р.Которосль, эффективность снижения показателя перманганатной окисляемости (ПО) значительно ниже, чем цветности и составляет в среднем 12-14%, а при оптимальной дозе озона максимум на 20-22% (рис.4.1,в).
Кроме того на рисунке видно, что кривая изменения окисляемости при озонировании воды имеет своеобразный характер. Экстремальные точки на этих кривых можно объяснить следующим образом. Поскольку перманганатная окисляемость характеризует содержание в воде легкоокисляемых органических соединений, можно было бы ожидать ее существенного снижения при озонировании. На начальной стадии, при малых дозах озона это и происходит. Однако, затем наблюдается по вышение перманганатнои окисляемости. По-видимому, при обработке воды озоном, кроме окисления органических веществ, обусловливающих величину перманганатнои окисляемости, происходит деструкция других органических соединений, неопределяемых показателем ПО.
Поэтому снижение цветности достигается не за счет полного окисления органических соединений, а за счет их частичной деструкции, в том числе - разрушения хромофорных групп, обусловливающих окрашивание. По данным, приведенным в /313/, основное обесцвечивание раствора гуминовых кислот (на 70%) не связано с полным окислением, и в углекислый газ в этих условиях переходит не более 4% углерода.
Таким образом установлено, что за счет проявления коагулирующего действия озона мутность воды обычно уменьшается, но в отдельных случаях она может и увеличиваться. Снижение цветности воды определяется дозой озона и зависит от природы цветности.
Эффективность удаления органических загрязнений, характеризуемых показателем перманганатнои окисляемости, как правило, значительно ниже, чем изменение показателя цветности. Характер изменения показателя ПО зависит от природы органических загрязнений и степени их деструкции при озонировании воды.
Исследования в полупроизводственных и производственных условиях
Выполненные определения общего органического углерода показывают , что обработка воды озоном и активным углем обеспечивают практически полное его удаление из воды (при начальных концентрациях 11-15 мг/л). При этом после коагуляционных методов очистки общий органический углерод был на уровне 4 -6 мг/л» Эти данные свидетельствуют о том, что помимо основной задачи устранения цветности рассматриваемый метод очистки воды обеспечивает также более глубокое изъятие из воды органических загрязнений.
При предварительном озонировании поверхностных вод кроме процессов окисления органических загрязнений достигается и флокулиру-ющий эффект. Под действием озона изменяется устойчивость взвешен -ных частиц и у них появляется способность задерживаться при последующем фильтровании через угольную загрузку. Флокуляция взвеси, происходит в результате известного в практике процесса "мицеллиза-ция - демицеллизация".
Таким образом, выполненными исследованиями было установлено, что введение озона позволяет снизить мутность на 30-34 % и при мутности исходной воды до 5 мг/л после фильтров с активным углем обеспечивается получение воды с мутностью, нормируемой стандартом. Обработка воды коагулянтом сернокислым алюминием приводит, как известно, к понижению рН и щелочности воды, что вызывает значительное усиление ее коррозионной активности. Поскольку озонирование воды незначительно снижает эти показатели, которые после угольной загрузки несколько повышаются, то представляло интерес проверить коррозионные свойства обработанной воды. Оценка коррозионной активности воды выполнялась по разработанной отделом коррозии АКХ методике /265/. Определения проводили в соответствии с утвержденной Министерством жилищно-коммунального хозяйства инструкцией.
Для определения коррозионной активности воды прямым методом было использовано устройство "ОКА", в основу которого положен вращающийся цилиндрический электрод в исследуемой воде. С помощью устройства "ОКА" можно моделировать условия внутренней коррозии в полностью заполненном водой трубопроводе при постоянном гидравлическом режиме (развитый турбулентный режим).
Коррозионная активность воды определяется по общему количеству продуктов коррозии, образовавшимся за время опыта и пересчитанному на единицу поверхности цилиндрического образца. Коррозионная активность воды К в мг/см2 считается высокой, если К 0,2; сред- -ней, если К=0,1-0,2 и невысокой, если К 0,1.
В результате проведенных исследований (табл.5.2) установлено, что коррозионная активность воды после озонирования и сорбции составляет величину от 0,002 до 0,008 мг/см2, т.е. на уровне "невысокая " .
Это возможно связано с высоким содержанием кислорода при озо нировании воды, что может привести к пассивации металла вследствие значительного торможения анодного процесса.
Обработка воды сернокислым алюминием повысила коррозионную активность воды до величин 0,23-0,44 мг/см2, т.е. на уровне "высокая" .
Таким образом, применение разработанного метода очистки цветных вод обеспечивает более низкую коррозионную активность воды и меньшую коррозию трубопроводов городской водопроводной сети.
Исследования на природных водах не позволили установить влияние эффективности очистки воды от цветности при ее изменении в широком диапазоне, а также от температуры обрабатываемой воды. Поэтому такие опыты были проведены на искусственно приготовленных цветных водах.
Озонаторное оборудование, выпускаемое промышленностью России
Совершенно исключительное место из встречающихся в практике случаев занимают подземные воды г.Мегиона, которые имеют высокую цветность - до 300 град., мутность - до 10 мг/л, повышенные концентрации железа - до 5,5 мг/л, марганца - на уровне до 0,1 мг/л и, кроме того, загрязнены нефтепродуктами - до 0,2 мг/л и органическими веществами, характеризуемыми величиной ПО - до 21,4 мг Ог/л.
Специфическая особенность данной воды связана прежде всего с одновременным наличием в ней железа и высокой цветности.
Поэтому экспериментальные исследования проводили в различных технологических режимах очистки воды, основными из которых являлись следующие: - без предварительной аэрации; - на аэрированной воде в режиме станции; - фильтрование воды без озонирования; - введение озона в исходную воду; - введение озона в воду после песчаного фильтра; - фильтрование через песчаную загрузку и сорбционная очистка воды; - реагентная очистка воды с введением в воду коагулянта сернокислого алюминия. Обобщенные результаты исследований, проведенных по различным технологическим схемам, представлены в табл.6.6.
Анализ полученных данных свидетельствует о следующем: а) фильтрование подземной воды без какой-либо аэрации дает лишь незначительный эффект по уменьшению концентрации железа (при мерно на 30%); б) принятый на станции метод аэрации в перегородчатом смеси теле позволяет несколько повысить эффективность обезжелезивания воды, но содержание железа в воде после песчаной загрузки составляло 0,8-1,5 мг/л, после второй ступени фильтрования через угольную загрузку - 0,4-0,6 мг/л; в) с целью повышения интенсивности аэрации исходную воду аэрировали в лабораторных условиях кислородом и затем аэрированную таким способом воду фильтровали через песок и уголь. Это позволило существенно повысить эффективность процесса обезжелезивания воды: содержание железа уменьшалось с 1,6-3,5 мг/л до 0,16-0,65 и 0,16-0,35 мг/л соответственно после песчаной и угольной загрузки. При этом несколько снизилась и цветность воды.
Таким образом, одной аэрацией и фильтрованием через песчаную загрузку не удается снизить цветность воды и довести содержание железа до требуемых стандартом величин.
При озонировании воды озон вводили в исходную воду и в воду, прошедшую песчаный фильтр.
Влияние доз озона на изменение показателей подземной и фильтрованной воды показало, что и в том, и в другом случаях дозы озона порядка 4,5-5,5 мг/л обеспечивали снижение цветности до нормируемой величины. При этом озонирование фильтрованной воды было более эффективным, чем введение озона в исходную воду, и позволяло снизить концентрацию железа до 0,2-0,25 мг/л.
Результаты опытов по озонированию были учтены при проведении исследований по очистке воды на фильтровальных колонках (см.результаты опытов 4 и 5 табл.6.6). Представленные результаты, в основном, подтвердили полученные данные.
Измерение окисляемости воды свидетельствует о том, что наиболее полное извлечение из воды органических загрязнений наблюдается 336 только после фильтрования воды через угольную загрузку.
Все представленные выше данные относятся к случаям работы от скважин, суммарная цветность которых изменялась от 35 до 95 град. Поэтому представляло интерес получить данные по эффективности очистки воды в экстремальных условиях.
С этой целью была отобрана вода из скважины N б и на ней проведены исследования. В данный период вода скважины характеризовалась следующими показателями: цветность - 180 град., мутность 15,9 мг/л, железо - 5,32 мг/л, окисляемость - 21,4 мг Ог/л и t= 6С.
Воду скважины озонировали, и озонированная вода в дальнейшем проходила через песчаную и угольную фильтрационные колонны.
Полученные данные свидетельствуют о том, что озонирование воды с последующим фильтрованием на песчаной и угольной загрузках может обеспечить требование СанПиН "Вода питьевая". Но при этом следует отметить, что доза озона достаточно велика (25-30 мг/л). Кроме того, рассмотрение представленных данных показывает, что большая нагрузка по снижению цветности и удалению железа из воды приходится на активный уголь. Это приведет в конечном счете к резкому сокращению его сорбционной способности. А учитывая, что цветность воды в других скважинах и в отдельные периоды эксплуатации станции может достигать 250-300 град., то для этих случаев потребуются еще более высокие дозы озона, что делает этот метод практически неприемлемым.
Похожие диссертации на Технология озонирования и сорбционной очистки воды от загрязнений природного и антропогенного происхождения
