№6|2011

ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

bbk 000000

УДК 628.162.52.001.2

Рафф П. А., Селюков А. В., Байкова И. С.

Технология контактного осветления воды в условиях Волжского водозабора г. Казани

Аннотация

Приводятся результаты лабораторных исследований и пилотных испытаний метода контактной коагуляции, используемого при очистке воды реки Волги на водопроводной станции г. Казани. Установлено, что осветление воды может выполняться по одноступенчатой схеме – путем контактной коагуляции, при этом качество очищенной воды полностью соответствует нормативным требованиям. Отмечено некоторое преимущество оксихлорида алюминия перед сульфатом алюминия и показано, что для обработки природной воды наиболее эффективными являются полиакриламидные флокулянты катионного типа, в частности FO 4140, который характеризуется низкой плотностью заряда.

Ключевые слова

, , , , ,

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Источником водоснабжения г. Казани является река Волга. Волжский водозабор включает сооружения разной производительности (шесть очередей). На водопроводной станции принята типовая двухступенчатая технологическая схема: осветление, коагулирование сульфатом алюминия, обеззараживание жидким хлором. Для интенсификации процесса коагулирования вода обрабатывается флокулянтом Праестол 650. В настоящее время производится проектирование очистных сооружений новой очереди производительностью 125 тыс. м3/сут[1].

06_06_ris_01

Качество речной воды (рис. 1) характеризуется средней цветностью – 47–67 град, изменяющейся от 30 до 110 град. Пик цветности (70–110 град) был зафиксирован в летний период 2008 г. Средние значения мутности составляют 1,4–1,6 мг/л, в паводок мутность возрастает до 4–6 мг/л. Перманганатная окисляемость изменяется в пределах 6–11,5 мг/л. Концентрация алюминия составляет менее 0,04 мг/л, щелочность в среднем 2,3–2,4 мг-экв/л, рН 7,8. Вода также имеет повышенное содержание железа (в среднем 0,5–0,55 мг/л), в паводок его концентрация достигает 0,85–0,95 мг/л.

Качество очищенной на водопроводной станции воды соответствует нормативным требованиям. Цветность питьевой воды в среднем составляет 11–13 град, мутность – 0,58–0,71 мг/л, концентрация железа – 0,17–0,18 мг/л. Микробиологические показатели питьевой воды соответствуют нормативам. Средняя концентрация остаточного алюминия составляет 0,22–0,32 мг/л и повышается в холодное время года до 0,5 мг/л. Учитывая повышение требований к содержанию в питьевой воде остаточного алюминия до 0,2 мг/л, необходимо предусмотреть меры по нормализации этого показателя. Перманганатная окисляемость в отдельные периоды составляет 4,7–4,8 мг/л, что практически находится на пределе ПДК.

06_06_tabl_01

06_06_tabl_02

Исследования эффективности использования различных реагентов при очистке воды реки Волги отражены в работах многих авторов. При этом отмечено, что основная нагрузка по осветлению и обесцвечиванию воды в самое холодное время года перераспределена на фильтровальную загрузку, в которой очистка воды протекает по типу контактной коагуляции.

Производственные испытания полиоксихлорида алюминия «АКВА-АУРАТТМ30» для очистки волжской воды на двух водоочистных блоках Казанского водозабора показали, что в зимнее время его использование совместно с флокулянтом Праестол 650 улучшает показатели качества воды по мутности и содержанию остаточного алюминия при меньших дозах оксихлорида алюминия по сравнению с сульфатом алюминия [2].

В работах [3–6] сообщается, что наибольшая эффективность коагулирования воды в зимний и летний периоды достигается при использовании оксихлорида алюминия. Особенно ощутимое преимущество оксихлорида алюминия отмечается в зимний период при низкой температуре воды, когда степень гидролиза сульфата алюминия снижается. Для повышения скорости коагуляции необходимо повышать дозу коагулянта, а при дефицитной дозе коагулянта процесс хлопьеобразования протекает вяло.

Опыт применения сульфата алюминия и оксихлорида алюминия на Восточной и Северной станциях водоподготовки Москвы для очистки волжской воды показал, что введение оксихлорида алюминия целесообразно при сравнительно низких значениях перманганатной окисляемости (до 12 мг/л). При этом его доза может быть уменьшена по сравнению с дозой сульфата алюминия в среднем на 15–20% при одинаковом качестве очищенной воды. При повышенных значениях перманганатной окисляемости речной воды увеличивается необходимая доза реагентов, и в этом случае более эффективным является сульфат алюминия [7; 8].

06_06_ris_02

При обосновании выбора технологической схемы очистки воды для сооружений новой очереди Волжского водозабора следует также обратить внимание на указания нормативных документов [9], согласно которым для очистки воды с мутностью до 120 мг/л и цветностью до 120 град БКШ в качестве основных сооружений могут быть приняты контактные осветлители. Такое решение позволит значительно сократить как капитальные, так и эксплуатационные затраты на очистку воды. А для объективной оценки эффективности применения различных реагентов необходимо проведение технологических исследований во все периоды года, особенно в паводок.

06_06_tabl_03

Лабораторные исследования проводились летом и в осенний паводок 2010 г. в условиях Волжского водозабора. Пробное коагулирование выполнялось по общепринятой методике на флокуляторе ПЭ-0244 с использованием коагулянта сульфата алюминия (доза 30–50 мг/л, т. е. 9–15 мг/л по Al2O3) и флокулянта Праестол 650 TR, а также других реагентов: полиоксихлорида алюминия («АКВА-АУРАТ™30), сульфата железа, полиоксисульфата железа и др. (табл. 1). Качественные показатели речной и очищенной на водопроводной станции воды в оба периода исследований приведены в табл. 2.

06_06_ris_03

На рис. 2 представлено сравнение эффективности нескольких коагулянтов дозой 15 мг/л. При применении железосодержащих коагулянтов в летний период резко возрастают значения цветности и концентрации железа. Вероятно, это связано с образованием высокоцветных комплексов с гуминовыми кислотами. Концентрация остаточного алюминия при применении алюмосодержащих коагулянтов повышается до нормируемых значений. Исходя из этого, в дальнейших исследованиях сопоставлена эффективность применения сульфата алюминия и полиоксихлорида алюминия. Сравнение этих реагентов, представленное в табл. 3, свидетельствует о том, что использование дефицитных доз сульфата алюминия не позволяет получить воду нормативного качества по основным показателям.

06_06_ris_04

Оптимальная доза сульфата алюминия составила 14 мг/л, тогда как при дозе полиоксихлорида алюминия 12 мг/л было получено качество воды, отвечающее нормативным требованиям. При меньших дозах полиоксихлорида алюминия не достигается норматив по перманганатной окисляемости.

Сравнение эффективности применения флокулянтов совместно с коагулянтами (рис. 3) показало, что с помощью катионных флокулянтов можно интенсифицировать процесс очистки воды. Наиболее эффективными реагентами оказались флокулянты Magnafloc LT 22 и FO 4140, которые характеризуются низкой плотностью заряда.

При дефицитной дозе коагулянта 10 мг/л глубокая очистка воды происходит при использовании сульфата алюминия и флокулянта FO 4140, однако не была достигнута ПДК по перманганатной окисляемости. С повышением доз коагулянтов до 12 мг/л получено необходимое качество воды при совместном применении полиоксихлорида алюминия и флокулянта FO 4140. Установлено также, что применение флокулянта Magnafloc LT 22 с сульфатом алюминия (доза 14 мг/л) обеспечило глубокое удаление остаточного алюминия, но показатель перманганатной окисляемости находился на пределе ПДК. Более эффективным в отношении удаления органических загрязнений оказался флокулянт FO 4140.

06_06_ris_05

Пробная реагентная обработка волжской воды, выполненная в осенний период, подтвердила результаты летних исследований: максимальная эффективность очистки достигнута при использовании коагулянта «АКВА-АУРАТ™30» совместно с флокулянтом FO 4140 (рис. 4). Результаты пробной реагентной обработки волжской воды приняты за основу при проведении пилотных испытаний технологии контактного осветления. Исследования проводились на стационарной пилотной установке производительностью 40 л/ч. Технологическая схема установки приведена на рис. 5, а ее общий вид – на рис. 6.

06_06_ris_06

Эффективность контактного осветления речной воды по основным показателям в летний период проиллюстрирована на рис. 7. Рабочие дозы коагулянтов составляли 10 г/м3 и флокулянтов 0,1 г/м3.

06_06_ris_07

Результаты испытаний осеннего периода представлены на рис. 8. Как видно, применение дефицитных доз полиоксихлорида алюминия в сочетании с флокулянтом FO 4140 позволяет обеспечить нормативное качество питьевой воды как в летний, так и в осенний периоды.

06_06_ris_08

Выводы

Пилотные испытания технологии контактного осветления воды в условиях Волжского водозабора г. Казани подтвердили высокую эффективность этого метода очистки речной воды. Применение полиоксихлорида алюминия в сочетании с флокулянтом FO 4140 позволяет обеспечить нормативное качество питьевой воды как летом, так и в осенний период.

 

Список цитируемой литературы

  1. Технологический регламент проектирования комплекса очистных сооружений Волжского водозабора производительностью 125 тыс. м3/сут. – М., ЗАО «ДАР/ВОДГЕО», 2010.
  2. Чуриков Ф. И., Яруллин Н. Ф., Овчинников В. П. Производственные испытания полиоксихлорида алюминия на водопроводных станциях г. Казани // Водоснабжение и сан. техника. 2005. № 8.
  3. Романико А. Н., Егорова Ю. А., Ерчев В. Н. и др. Совершенствование реагентного метода обработки воды коагулянтами на МУП «Самараводоканал» // Водоснабжение и сан. техника. 2009. № 9.
  4. Драгинский В. Л., Алексеева Л. П. Повышение эффективности реагентной обработки воды // Чистый город. 2000. № 5.
  5. Драгинский В. Л., Алексеева Л. П. Повышение эффективности реагентной обработки воды на водопроводных станциях // Водоснабжение и сан. техника. 2000. № 5.
  6. Алексеева Л. П. Оценка эффективности применения оксихлорида алюминия по сравнению с другими коагулянтами // Водоснабжение и сан. техника. 2003. № 2.
  7. Храменков С. В., Коверга А. В., Благова О. Е. Использование современных коагулянтов и флокулянтов в системе московского водопровода // Водоснабжение и сан. техника. 2001. № 3.
  8. Волков В. З., Столярова Е. А., Никольская Е. А. Новые коагулянты в практике московского водопровода // Водоснабжение и сан. техника. 2003. № 2.
  9. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М., 2004.

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

ecw18 vst 200

VAK2

100х100 Aquatherm18

raww 2017

100х100 stroi ural

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.





заходи на порно сайт по ссылке в любую из категорий