Дослідження очищення і утилізації промивних вод фільтрувальних споруд станцій водопідготовки

Кузнєцова Дар'я Сергіївна

Новосибірський державний університет будівництва і архітектури (Сібстрін)

магістрант, водопостачання і водовідведення

Науковий керівник: Войтов Євген Леонідович, доктор технічних наук, доцент, Одессаій державний архітектурно # 1257; будівельний університет (Сібстрін)

У даній статті розглянуті проблеми ресурсозбереження промивної води для повторної промивки фільтрувальних споруд станцій водопідготовки. Проаналізовано кілька реагентів для інтенсифікації процесу очищення промивних вод. Як коагулянту застосовується комплексний коагулянт, який представляє собою суміш водних розчинів сульфату і оксихлорида алюмінію, що вводяться в оброблювану воду з оптимальним співвідношенням доз реагентів. На основі проведеного дослідження була розроблена технологічна схема очищення промивних вод, яка забезпечує підвищення продуктивності, технологічної та економічної ефективності освітлення і утилізації природних вод, а також екологічну безпеку станцій водопідготовки.

This article deals with the problems of resource-saving rinse water for repeated flushing of the filter structures water treatment plants. Analysis of a number of reagents for intensification of the cleaning process the wash water. As a coagulant used coagulant complex, representing a mixture of aqueous solutions of sulphate and aluminium oxychloride introduced into water treated with optimal doses of reagents. On the basis of the study was developed the technological scheme for treatment of flush water, which ensures the productivity, technological and economic efficiency of clarification and recycling of natural waters, and environmental security water treatment plants.

промивні води; утилізація промивних вод; водопідготовка; фільтрувальні станції; очищення промивних вод.

wash water; wash water recycling; water treatment; filtration stations; cleaning wash water.

Мета: Розробка ефективної ресурсозберігаючої технологічної схеми обробки промивних вод фільтрувальних споруд.

• визначення ефективності освітлення промивної води;
• вибір найбільш ефективних реагентів для обробки промивної води
• визначення оптимальних доз реагентів; щоб утворився менший обсяг осаду і більш щільний.

Актуальність проекту: Найважливіше завдання нашого часу - збереження природних ресурсів і захист навколишнього середовища від техногенних забруднень, кількість яких зростає пропорційно ступеня розвитку цивілізації.

Забезпечення населення чистою водою, не дивлячись на плачевний стан водних ресурсів, повсюдно вирішується за допомогою водопідготовки, в процесі якої утворюються відходи у вигляді промивних вод фільтрів і осаду, які самі по собі представляють проблему, що вимагає рішення.

В середньому обсяг промивних вод фільтрів состовляет 7-10% від середньодобового водоспоживання. Скидання цих вод у водойму призводить до його забруднення. Прийняті урядом України ряд законопроектів щодо ресурсозбереження, в тому числі, за рахунок впровадження сучасних технологій підготовки питної води, дозволяють вивільнити частину експлуатованих споруд для очищення промивних вод. У зв'язку з чим, проблема пошуку ресурсозберігаючих і економічно ефективних технологій очищення промивних вод фільтрувальних споруд водопровідних станцій є актуальною.

Відповідно до СНиП 2.04.02-84 [1, п.6.110] промивку швидких водопровідних фільтрів станцій водопідготовки необхідно проводити фільтрованої водою, яка забирається з резервуарів чистої води.

Існує кілька варіантів того, як обійтися далі із забрудненою водою, отриманої після промивки фільтрів:

- очистити і скинути в поверхневі водойми;

- скинути в колектор міських очисних споруд;

- повторно використовувати в системах водоочищення.

Перший варіант утилізації промивних вод (скидання в прилеглі водойми) - найпоширеніший, але він має суттєві недоліки і небажаний по ряду причин. Неочищені промивні води заборонено скидати у водойми (карається штрафами).

Правила охорони поверхневих вод від забруднення забороняють скидання в водні об'єкти стічних вод, які можуть бути спрямовані для повторного використання після відповідної очистки [2, п. 3.2].

Скидання промивних вод фільтрів на міські очисні споруди каналізації можливий, але також проблематичний - у зв'язку зі значним збільшенням навантаження на споруди, надходженням в складі скидних вод невластивого для споруд забруднювача (з'єднань алюмінію, які використовуються в якості коагулянтів в процесі очищення промивної води) і високими витратами на транспортування стоків.

Плюси використання промивних вод в обороті: виключення скидів забрудненої оборотної води в вододжерела запобігає забрудненню навколишнього середовища (поверхневих і підземних вод, прилеглих територій); економить водні ресурси, зменшуючи витрати води на станціях водоочищення і, відповідно, знижуючи забір води з вододжерел; здешевлює вартість очищеної питної води; дозволяє утилізувати відходи очищення у вигляді шламу (осаду), не забруднюючи ними прилеглі території.

У Одессаом державному архітектурно-будівельному університеті (Сібстрін) розроблена технологія освітлення та утилізації промивних вод фільтрувальних споруд станцій водопідготовки. Дана технологія включає обробку води комплексним коагулянтом, відстоювання у відстійнику-накопичувачі, освітлення в реакторі-освітлювачі, зберігання в резервуарі очищеної промивної води і повторне використання в замкнутому циклі промивання фільтрів.

Технологічна схема очищення і утилізації промивних вод представлена ​​на малюнку 1.

Рис.1. Технологічна схема очищення і утилізації промивних вод

1 - трубопровід скидання відпрацьованої промивної води; 2 - відстійник-накопичувач; 3 - трубопровід введення коагулянту; 4 - ущільнювач;

5 - насос, що підкачує; 6 - подаючий трубопровід відстояної води;

7- реактор-освітлювач; 8 - трубопровід відведення очищеної промивної води; 9 - резервуар очищеної промивної води; 10 - промивної насос; 11- трубопровід подачі промивної води на промивку фільтрів; 12 - насос перекачування осаду; 13 - трубопровід подачі осаду на зневоднення; 14 - насос перекачування наділовой води; 15 - трубопровід подачі наділовой води в відстійник-накопичувач.

У відпрацьовану промивну воду, скидається по лінії 1 в відстійник-накопичувач 2, по трубопроводу 3 вводять комплексний коагулянт, який представляє собою суміш водних розчинів сульфату і оксихлорида алюмінію в співвідношенні доз 2: 1 по окису алюмінію. У відстійнику-накопичувачі 2 відбувається коагуляція в обсязі, виділення гідроксидні осаду та інших домішок з води, що очищається. Потім відстояну воду насосом 5 по трубопроводу 6 подають в реактор-освітлювач 7 [5], освітлюють і по лінії 8 направляють на зберігання в резервуар очищеної промивної води 9. Накопичена і очищена промивна вода насосом 10 подається по трубопроводу 11 на чергову промивку фільтрувальних споруд. Осад гідроксиду алюмінію та інших домішок води з відстійника 2 перепускают в ущільнювач 4. Ущільнений водопровідний осад, що містить гідроксид алюмінію і інші домішки, насосом 12 з ущільнювача 4 по трубопроводу 13 перекачують на спорудження по зневодненню, утилізують у виробництві будівельних матеріалів або вивозять на каналізаційні очисні станції і використовують як реагент для зневоднення каналізаційного осаду. Насос наділовой води 14 перекачує воду з ущільнювача 4 по трубопроводу 15 через трубопровід 1 в відстійник-накопичувач 2. Промивання реактора-освітлювача здійснюється за допомогою гидроельоватора 17. Відпрацьована промивна вода з реактора-освітлювача 7 відводиться по трубопроводу 16 і 1 в відстійник-накопичувач 2 .

Головні переваги технологічної схеми:

• забезпечення високої якості промивної води, що дозволяє використовувати її для промивання фільтрувальних споруд;
• підвищення продуктивності водоочисних споруд при багаторазовому повторному використанні промивної води;
• утилізація водопровідного осаду промивної води в якості реагенту для зневоднення осаду міських і промислових стічних вод;
• забезпечення екологічної безпеки станцій водопідготовки.

Розроблена технологія очищення і утилізації промивних вод випробувана в натурних умовах станції знезалізнення р Сіверська Лисичанської області. Дослідження показало, що після обробки промивної води сумішшю водних розчинів сульфату і оксіхлорідаалюмінія з дозами 10 і 5 мг / л відповідно (співвідношення доз 2: 1 по окису алюмінію), отримано найбільш високу якість освітленої води: 4 мг / л (вихідна 206мг / л ) - по каламутності, 8 град (102 град) - по кольоровості, 0,8 і 0,3 мг / л (32 і 11мг / л) - за вмістом заліза і марганцю відповідно. При цьому відбулося утворення дрібних, щільних пластівців гідроксиду алюмінію, і скорочений обсяг осаду. Осад промивної води підданий згущення і використаний в якості реагенту при експериментальному зневодненні осаду каналізаційної очисної станції.

Таким чином, розроблена технологія обробки промивних вод фільтрувальних споруд забезпечує необхідну для повторного використання якість очищеної води, а також отримання осаду з низькою вологістю, меншого обсягу, придатного для подальшої утилізації та зниження вартості зневоднення осаду або його перевезення на каналізаційну станцію для використання в якості вторинного сировини.

Дана технологічна схема підвищує технологічну, економічну ефективність освітлення і утилізації промивних вод фільтрувальних споруд станцій водопідготовки, а також дозволяє виключити їх скидання і поліпшити екологічну обстановку в місцях розташування станцій.

Також запропонована технологія дозволяє:

• Виключити скидання технологічних забруднень у водні об'єкти;
• Запобігти забрудненню завантажування середовища і замулювання джерел водопостачання;
• Максимально повністю використовувати воду для питних цілей шляхом обробки і повернення освітлених технологічних вод на споруди водопідготовки основного циклу;
• Запобігти замулювання змішувачів і споруд відстоювання;
• Збільшити ефективність роботи очисних споруд;
• Утилізувати відходи очищення.