Введение к работе
Актуальность проблему В Российской Федерации проблема обеспечо-ния населения доброкачественной питьевой водой остается переданной, а в ряде регионов приобретает кризисный характер. Низкий уровень сени-тарно-эгшдемиологичоского благополучия населения республик Бурятия, Дагестан, Калмыкия, Приморского края, Архангельской, Калининградской, Кемеровской, Курганской, Томской, Ярославской и других областей б значительной степени определяется дефицитом и неудовлетворительны:.* качеством питьевой воды,
В общем объеме подаваемой води 31$ занимают подземные. Подземные води Центральных областей Европейской части России, Карелии, Калинин-градской области, Сибири, Дальнего Востока, Северного Кавказа характеризуются естественны!,: повшюшшм содержанием железа (до 50 мг/л), марганца (до 3,5 мг/л), фтора (до 6,5 мг/л). В подзеїлшх водах MockobgkoJ Перископ, Оренбургской, Курганской, Томской, Липецкой и др. областей наблвдается избыток фтора, а иногда бора, нитратов и брогл. Подэемшз воды нефтегазоносных районов Западной Сибири содержат в значительных количествах нолезо, марганец, оксіщ углерода, сероводород, метан, нефтепродукты, феноли. По данным Департамента їїьтаї^оЧСоммутїаяьиого Хозяї счва Минстроя Россіш кааднії второй водопровод, базирующийся па подземных водах, подает потребителю некондиционную воду. Причиной подобной
у ситуация служит либо отсутствие водоочистных сооружений или их перегрузка, либо устаревшие технологии, не обладанию баръерш&ш функциями е отношении некоторых ингредиентов состава воды, Так по данным Гос-комсанэШ1де:.щадзора отсутствие полного комплекта водоочистных сооруже^ тій отмечалась на 33$ контрольных « 46$ ведомственных водопроводах, обеззаракивавдйх установок - на 12$ кошуиалышх и 26,7# ведомственны: водопроводах.
Анализ состояния здоровья населения позволил ГоскомсапэппдеглнаД"
-го-
вору установить, что в ряде областей страны наблвдается 'заметное
' " ч
ь н
возрастание заболеваний, связанных о неблагоприятным качеством пить-
ь
ч "У
евой воды. В этой связи разработка новых и совершенствование сущест-
' ч і J
вувдіх технологий и сооружений кондиционирования подземных вод, ха-растеризующихся технологическим совершенством, уменьшением капиталь-
г - *
них и эксплуатационных, затрат, снижением энергоемкости - является ваяной народнохозяйственной проблемой.
Работа выполнялась на кафедре Водоснабжения ШГСУ по. штанам вак-нвЁзей тематика Госкомитета Совета Министров СССР по '.науке, и техника,
, —
Госстроя РФ, отраслевых министерств и ведомств, Государственной про-: громны "Эколохичеоэдх безопасность России*1 }Ь ЭБР-239-93-К, а также по хоздоговорам о производственными организациями.
Исследования бшш проведены в-течение І95В-І995 гг. под руковод- . ство?л п при участии автора работ. В исследованиях по отдельным разделам приняли участие аспиранты "Викулила В.Б., Лазарев В.В., Абдура-сулов И., Нго Бал Е5іх, Ломако СВ., Коттоз В.В., Сукасян Б.Д., Федь-пупев Ю.И., Иониов И.Ш., Еиукидзе Р.Л., ппж. Чайковский Г.П., Наза-ров Д.И,
Автор считает своим долгой выразит» благодарность академику РАН С.В.Яковлеву, проф. Н.Н.Абраыову, многолетнее общение и работа с которыми определили направление научной деятельности диссертанта, а такта зав.кафэдрой Водоснабжение проф. М.А.Сомову п коллегам по кафедре за помощь, оказанную при выполнении работы.
Цельюівшолнениой^эабртн являлось научное обоснование, разработ-icaf псоледоваїшо я внедренио новых высокопроиэводителыщх, эффективных и надешіш: технологий и водоочистных сооружений обработки иодэем-ных вод, применение которых целесообразно как при новом строительстве, так и при реконструкции действующих водоочистных* комплексов.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи, результаты решения которых выносятся на защиту:
обобщение имеющихся данных и организация получения дополнительной информации но генезису подземных вод, уотановленио специфика формирования их состава» изучение физико-химических свойств определяющие ингредиендов;
проведение комплексных исследований по обобщению опыта эксплуатации действующих водоочистных комплексов;
разработка научных основ деферризации и деманганацип подземных вод, создание и внедрение в практику водохозяйственного строительства новых технологий и сооружений;
изысзсание и исследование экологически безопасных эффективных технологий и сооружений по извлечения из води растворенных газов:
оксида углерода, сероводорода и метана;
*
~ создание к изучение технологий совместного удаления из воды железа и марганца, железа и фтора, железа и селена, обозйелезивгшия со стабилизацией фильтрата;
разработка и исследование технологий извлечения из воды бора, брома, шітратов;
изыскание и изучение технологии обезяелозшшішя микврадазо*-ванных вод, предупреждение травертшюобраэозания; ;^^
разработка классификаций технологий деферризация, домангапа-цни а дефторнровашія подземных вод, позволяющих аналитически выбрать метод их кондиционирования;
проведение комплексных исследований по уиягчошш воды с использованием ультразвука;
разработка научно обоснованных рекомендаций на проектирование, строительство и эксплуатацию установок кондиционирования подземных
вод СУКПВ);
- проведение технико-экономических обоснований эффективности
-т предложенных технологий и сооружений водоподготовки.
Научная новизна работы заключается в следующем:
теоретически и практически обоснованы перспективные направления по созданию новых и совершенствованию существующих высокопроиэво-дительных методов и сооружений по обработке подземных вод;
впервые выявлены и изучены основные факторы, влияющие на процессы извлечения из воды железа и марганца, бора и брома, фтора и ое-лена, сероводорода и метана, нитратов н солей карбонатной жесткости;
впервые разработаны научно обоснованные и экспериментально подтвержденные классификации мэтодов деферризации, деманганавди и дефто-рнрования подземных вод;
впервые исследованы закономерности и предложен механизм деферризации и деманганацин подземных иод высокой огшеляемости, а также дефторированшт п совместного удаления железа и" фтора, железа и мар-гаїща;
разработаны и изучены новію токологии и сооружения кондиционировать подзешгых вод, обоснованы области гас афективного применения;
впервые предложены, обоснованы и изучены экологически безопасные процессы и аппараты десорбции из води сероводорода, оксида углерода и метана;
составлены математические описания .ряда процессов УКПВ;
впервые теоретически и экспериментально разработаны принципы физико-химического модифицирования зернистых фильтрующих загрузок, на основе которых созданы и изучены технологии УКПВ, что является новым научным направлением в обработке подземных вод;
предложены и апробированы методики расчета и разработаны принципы проектирования, строительства и эксплуатации установок УКПВ,
Научная новизна работы подтверздена 17 авторскими свидетельствами на изобретения, двуня положительными реігениями ШШШ1Э.
Практическая значимость и внедрение результатов работн. результаты выполненных исследований явились основой для создания новых тех-
нологий и сооружений УКПВ, внедрение 'которых в практику водбсяабжэ-ния позволит более широко использовать подземные воды. Предлагаешь технология и водоочистные сооружения имеют ряд преимуществ; высокое технологическое совершенство, уменьЕенне^капнгажшос и эдсдяуагаца-онных затрат» снижение энергоемкости*
Установки обез&елазввашш и деманганации воды внедрены иа 44
і -
объектах, е той числе: в центре космических исследований, ,Ш в ПОД
г ь
России, на протоне г.Ульяновска, Курском я Волжском xcsouoaaaxax, гг. Владивостоке, Курске, Иваново, Родинки, Вяїские Поляны. Разрабо-
таны и утверздены руководством Владимирской области технические указания по выбору подземных источников централизованного водоснабгзния сельскохозяйственных объектов, методов, технологических схем п соору же ний кондиционирования вода.
+
Апробация работы била осуществлена путем участия в качестве доз ладчика на 18 республиканских, региональных к юзззузоБСйих кондоров-щіях в России и на 19 ыездународнш: конгрессах с хопфорешщях, Всего сделано S5 докладов її сообсршци Работа автора по та(з диссертации 5 раз демонстрировались на ВДЕХ СССР и 3 раза на кеадународнцх вне-т&вках; зіссігсяагн отмечены ыеддл&ш и дшшшгда.
Публикации по теме диссертационной работа били осуществлены в виде 6 монографий и 16 учебников и учебных пособий. Кромз того, ео теме диссертационной" работы опубликовано ПО статей.
Личный вклад автора состоит в формулировании цели и задач, ор-гаїшзацип и проведении: теоретических в експериментальних псследова-ний, анализе их результатов-, формировании выводов, разработке касса дикации методов деферризации., дефторпрованпя и деыаигапацап подзеи-ных вод и разработке рексмгндлтрШ пз проектирование, строительство и эксплуатацию- установок УКШ. Под научным руководством к. при непосредственном участии автора диссертационной работы разработаны новые технологии: е соорукения УКЇЇБ, которые могут быть применены как при
новом строительстве, так и при реконструкции существующих. На зшщтувыно'Сятся: "" - результаты.теоретических и экспериментальных исследований новых технологий и сооружений ЛШВ;
развитие аспектов массопереиооа с учетом массообменных процессов, таких как адсорбция, адгезия, гомогенное окисление, соосаж-денле при фильтровании подземных под через стационарный или взвешенный слой;
классификация методов дефторирования, деферризации и деманга-
нации подзакншс вод;
- новое научное направление в обработке подземных вод, заключаю
щееся в их фильтровании через зернистую предварительно модифицирован
ную загрузку. -г &
