Окислительно-сорбционный метод обработки воды.

Межрегенерационный период работы гранулированного активного угля может быть резко увеличен, если воду перед фильтрованием через уголь обработать окислителем. Установлено, что при такой обработке воды происходит не простое суммиро­вание двух процессов, а имеет место эффект окислительно-сорбционного взаимодействия, который заключается в том, что, с од­ной стороны, уголь выступает в качестве катализатора окисле­ния, значительно повышая глубину и скорость этого процесса, а с другой — многие продукты окисления лучше сорбируются на угле. Кроме того, применение двух методов всегда надежнее и позволяет значительно расширить диапазон удаляемых из воды органических загрязнений. Практика показала, что совместное применение окислителей и активного угля имеет также и эконо­мическое преимущество.

В зависимости от качества обрабатываемой воды, состава и типов очистных сооружений могут быть различные технические решения использования окислительно-сорбционного метода очи­стки воды. Так, фильтры, загруженные гранулированным активным углем и предназначенные только для очистки воды от орга­нических загрязнений, располагают в технологической схеме после осветлительных фильтров. Но гранулированный уголь может ис­пользоваться также в фильтрах, выполняющих наряду с указан­ной функцией и функцию осветления воды. Тогда фильтры, как обычно, располагают после сооружений первой ступени, при этом загрузка их может либо целиком состоять из активного угля, либо из угля и песка (двухслойная загрузка).

В схеме контактного осветления воды возможно также уст­ройство отдельно стоящих угольных фильтров, располагаемых после контактных осветлителей, или устройство контактных освет­лителей с песчано-угольной загрузкой. В первом случае, когда осуществляется фильтрование воды последовательно через два фильтровальных сооружения, затраты на строительство очистных сооружение, значительно возрастают, однако угольная загрузка используется по своему прямому назначению, т. е. только для удаления химических загрязнений, и находится в наиболее бла­гоприятных условиях: на угольный фильтр поступает осветленная вода, поэтому промывка его производится редко и не приводит к излишней потере угля на измельчение и истирание; кольматация пор угля взвесью незначительна, что улучшает условия сорбции химических загрязнений и увеличивает срок службы уг­ля как сорбента.

Место расположения угольной загрузки в технологической схе­ме зависит от ее назначения, а также санитарно-гигиенических и технико-экономических показателей очистки воды. Окислитель во всех случаях должен быть введен в обрабатываемую воду до ее поступления на угольную загрузку. При этом окислитель в во­ду может вводиться либо в начале технологической схемы, либо перед угольными фильтрами. Возможно также двойное введение окислителей разного типа. Место ввода окислителя зависит от общих задач, возлагаемых на окислитель, от скорости его рас­ходования и других факторов. Но во всех случаях необходимо обеспечить наличие окислителя в воде, поступающей на угольную загрузку.

Окислители, применяемые в настоящее время в водопровод­ной практике, обладают неодинаковыми с технико-экономической и санитарно-гигиенической точек зрения эффективностью по от­ношению к химическим загрязнениям воды. Поэтому важным при использовании окислительно-сорбционного метода является выбор типа окислителя.

Хлор целесообразно использовать в качестве окислителя только в том случае, когда в воде находятся срав­нительно легко окисляемые загрязнения, такие, как фенолы, не­которые вещества природного происхождения, придающие воде привкусы и запахи, и т. д. При этом необходимо учитывать, что в условиях совместного применения хлора и активного угля пред­варительная аммонизация воды, к которой часто прибегают на практике, не требуется (при необходимости аммонизация может проводиться при окончательном хлорировании).

Когда в воде на­ходятся преимущественно трудно окисляемые загрязнения, напри­мер растворимые фракции нефти и ее продукты, синтетические поверхностно-активные вещества, органические пестициды и т. д., целесообразно применять озон как наиболее сильный окислитель. Иногда может оказаться также эффективным применение не­скольких окислителей (хлора и перманганата калия, озона и хло­ра). Выбор окислителя, его дозы и места ввода в технологиче­ской схеме очистки воды устанавливается путем пробной ее об­работки в лабораторных условиях, исходя из того, чтобы нагрузка на уголь как сорбент была минимальной. При этом необходимо учитывать, что уголь играет роль не только сорбента, но и ката­лизатора окисления, т. е. он ускоряет процесс окисления.

Из выпускаемых химической промышленностью гранулирован­ных активных углей приемлемыми в качестве загрузки фильтров на коммунальных водопроводах по механической прочности и са­нитарно-гигиеническим показателям являются угли марок АГ-3 и АГ-М. Эти угли разрешены Минздравом РФ для очистки питьевой воды, и они менее дефинитны. Применение угольной загрузки не вносит каких-либо существенных изменений в основные конструктивные элементы фильтровальных сооруже­ний, и они могут выполняться в соответствии с общими норма­тивными указаниями (СНиП 2.04.02—84). 

Весьма важным является вопрос о возможной продолжитель­ности работы активного угля, которая зависит от правильного подбора дозы и типа окислителя, а также от других условий и не может быть заранее определена какими-либо расчетами. Прак­тика показывает, что при совместном применении окислителя и активного угля эффективность последнего по отношению к хими­ческим загрязнениям может сохраняться в течение длительного времени (в условиях Тюменского водопровода продолжительность работы угольной загрузки составила два года). В подобных усло­виях регенерация угля не всегда экономически оправдана, особен­но с учетом того, что ежегодно должна производиться добавка свежего угля для возмещения его потерь на измельчение, истира­ние и унос при промывках, которая, ори­ентировочно составляет 10% в год к объему угля. Вместе с тем, вследствие обрастания угля неорганическими загрязнениями (в основном гидроксидами алюминия, железа и др.) возможно резкое снижение сорбционной способности по отношению к орга­ническим веществам. Поэтому необходимо обеспечить высокую степень предварительного осветления воды до поступления ее в слои угольной загрузки. Это особенно относится к фильтроваль­ным сооружениям, в которых совмещены функции осветления и очистки от химических загрязнении.

 

2.5 Организация и содержание зоны санитарной охраны.

Границы поясов зоны санитарной охраны уста­навливаются в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84* и СанПиН 2.1.4.027-95 с уче­том гидрогеологических условий и в первую очередь — защищенности намечаемого к эксплуатации водоносного горизонта с поверхнос­ти (наличие и мощность слабопроницаемых слоев пород).

На участке водозаборного сооружения должна быть установлена зона санитарной охраны, в состав которой входят три пояса:

а) первый пояс – пояс строгого режима;

б) второй и третий пояса – зоны ограниченного режима.

Первый пояс предназначен для охраны и защиты участка, примыкающего непосредственно к водозаборному сооружению. При эксплуатации напорных вод границы первого пояса зоны санитарной охраны должны находиться на расстоянии от водозаборного сооружения не менее 30 м. Территория первого пояса всегда ограждается и на её площади постоянно проводятся наблюдения за санитарным состоянием.

Второй пояс предназначен для защиты водоносного горизонта от микробных загрязнений. В пределах площади второго пояса не допускается распространение возможных источников загрязнения подземных вод (не допускается производство земляных и каких-либо строительных работ, сброс хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод). Учитывая эти требования, границы второго пояса должны находиться на таком расстоянии от участка водозаборного сооружения, чтобы полностью исключить миграцию тех или иных источников микробного загрязнения подземных вод.

Основным параметром, определяющим выбор расстояния от границы второго пояса зоны санитарной охраны, является расчетное время продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору, которое должно быть достаточным для утраты жизнеспособности патогенных микроорганизмов, т. е. для эффективного самоочищения. Граница второго пояса зоны санитарной охраны в каждом конкретном случае определяется гидродинамическими расчетами.

Третий пояс предназначен для защиты подземных вод от химических загрязнений. Расположение границ третьего пояса зоны санитарной охраны также определяется гидродинамическими расчетами. Эти расчеты должны исходить из условий, если за пределами границ третьего пояса (вне области захвата водозабора) в продуктивный горизонт поступят химические загрязнения, то они не достигнут водозабора.

Время продвижения загрязненной воды от границ третьего пояса до водозабора должно быть больше проектного срока эксплуатации водозабора (25 – 50 лет).

 

Заключение

 

В соответствие с целями, поставленными перед проектом, получены следующие результаты:

· Проанализированы природные условия;

· В качестве источника водоснабжения предлагается использовать подземные воды;

· На данный момент подземные воды обладают повышенным содержанием нефтепродуктов;

· Максимальный размер водопотребления для города составит 8795,8 м³/сут;

· В проекте предполагается следующая система водоснабжения:

1) по виду водоисточника – с использованием подземных вод;

2) по способу подъема воды – нагнетательная;

3) по назначению использования воды – хозяйственно-бытовая и производственная;

4) по охвату потребителей – централизованная;

5) по характеру использования воды – прямоточная.

· Схема водоснабжения с использованием подземных вод;

· Согласно заданию применяется совершенный вертикальный водозабор;

· Конструкция водозабора представляет собой 4 взаимодействующие скважины, расположенные на расстоянии двух радиусов влияния 2*R_вл=728,12 м друг от друга;

· Проектная глубина каждой скважины составит – 16,7 м;

· Дебит одиночной скважины Q_скв.=2198,95 м³/сут;

· Скважины оборудуются каркасно-стержневыми фильтрами с проволочной обмоткой;

· В качестве водоподъемного оборудования предлагается использовать погружной насос – ЭЦНВ-10-120-60, с подачей 127 м³/ч;

· Для бурения скважин применяется установка УГБ-3УК;

· Для улучшения качества воды предлагается 2 способа:

1) Обработка воды активным углем;

2) Окислительно-сорбционный метод обработки воды.

· В результате соответствующей очистки вода может быть использована для хозяйственно-питьевых целей.

· Границы поясов зоны санитарной охраны уста­навливаются в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84* и СанПиН 2.1.4.027-95.

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………..3

Общая часть………………………………………………………………….5

 

1. Характеристика условий организации водоснабжения…………………..5

1.1 Гидрогеологические условия…………………………………………..5

1.2 Источник водоснабжения………………………………………………5

1.3 Выбор системы и схемы водоснабжения………………………….......5

    

Специальная часть…………………………………………………………..8

2.Обоснование типа водозаборного сооружения и мероприятий

  по улучшению качества воды……………………………………………8

2.1 Расчет суточной потребности в воде………………………………….8

2.2 Выбор типа и определение производительности водозабора………12

2.3 Способ сооружения и оборудование водозабора……………………13

  2.3.1 Выбор типа и определение глубины погружения

           водоподъемного оборудования…………………………………...13

   2.3.2 Выбор типа и расчет фильтра………………………………….....15

   2.3.3 Разработка конструкции водозабора………………………….....16

   2.3.4 Способ проходки и техническая характеристика

            используемого оборудования при сооружении водозабора……16

2.4 Обоснование и характеристика методов улучшения качества

                 питьевой воды………………………………………………………….17

               2.4.1 Обработка воды активным углем………………………………...17

               2.4.2 Окислительно-сорбционный метод обработки воды…………...18

            2.5 Организация и содержание зоны санитарной охраны……………...19

            Заключение………………………………………………………………...21

            Список использованной литературы…………………………………….22

                     

 

 

Список использованной литературы