Выбор путей интенсификации процессов предочистки природных вод.
Биологическая очистка
Н.Г.Русинова –ст. преподаватель кафедры «Строительство и
архитектура»
НОУ ВПО
«Камский институт инженерных и гуманитарных технологий»
В городе Ижевске из-за неравномерного
распределения подземных водных ресурсов и недостаточного дебита скважин в
качестве источников централизованного водоснабжения используются поверхностные
воды. За источник водоснабжения Северо-восточного промрайона города Ижевска принято
водохранилище Воткинской ГЭС на р.Кама.
Изучив анализы
воды очищенной на сооружениях «Кама – Ижевск» можно сказать о том, что в
основном вода подаваемая в город по перманганатной
окисляемости и хлорорганике соответствует СанПин 2.1.4.559-01 "Питьевая вода. Гигиенические
требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.
Контроль качества". Но данные
показатели очень часто находятся на пределе, а иногда и превышают допустимые
нормы. Поэтому необходимо принятие мер по увеличению барьерной способности
станции по данным показателям.
В
последнее время основательно начал завоёвывать своё место способ
многоступенчатой механической безреагентной микроочистки пресной питьевой воды с использованием
как уже широко известных, так и нетрадиционных фильтрующих материалов. Вряд ли
этот способ можно назвать идеальным и ожидать что при его использовании любая
вода станет полностью соответствовать требованиям СанПиНа. Но при этом способе очистки гарантировано
выполняется принцип “не навреди”, то есть убирается только лишнее. И что очень
важно - взамен ничего не добавляется.
В настоящее время имеются все предпосылки
для создания регулируемых гидробиоценозов, которые
могут развиваться на иммобилизированных субстратах,
устраиваемых в районе водозаборов и на очистных сооружениях. Биоценозы обрастания можно успешно
использовать для создания нового типа сооружений по предочистке
воды.
Каждой среде обитания соответствует свой
биоценоз, представляющий собой сообщество живых организмов, состав и характер
которого опреде-ляются свойствами среды и
взаимоотношениями, существующими между организмами. Взаимодействие биоценоза с
водотоками существенно влияющее на снижение различных загрязнений воды
характеризуется следующими процессами:
1. Минерализация.
Минерализация
органических веществ в водоемах и водотоках осущест-вляется
в основном гетеротрофными гидробионтами за счет жизне-деятельности
аэробных бактерий и простейших.
.2. Биоседиментация и осветление воды.
В
биоценозах обрастаний почти всегда преобладают беспозвоночные фильтраторы,
которые изымают из воды огромные количества взвеси. К ним относятся
двухстворчатые малюски – дрёйссены. Дрейссены
средних размеров способны потреблять синезеленые,
диатомовые, зеленые, перидии-ниевые водоросли.
3. Биологическая детоксикация.
Основана на использовании токсикантов как источника пищи
и доминаторов кислорода. Гидробионты подвергают детоксикации тяжелые металлы, пестициды, нефть. Наиболее
активно учувствуют в этом процессе разные группы бактерий, нитчатые водоросли и
безпозвоночные фильтраторы (моллюски – дрейссена, ракообразные).
4. Фотосинтетическая аэрация.
Фотосинтетическая аэрация ускоряет многие процессы
самоочищения воды, улучшая её питьевые качества благодаря обогащению её
кислородом, выделяющимся при фотосинтезе. На содержание кислорода в воде
существенно влияют нитчатые водоросли Энтероморфа,
Кладофора, Спирогира и эпифитные виды, развивающихся в них.
Использование управляемых биоценозов на водоразборных
и очистных станциях возможно с
применением биореактора.
При использовании воды из поверхностных водоисточников размещение биореактора возможно непосредственно в оголовке руслового
водозабора или в приемном отделении НС-1. При этом необходимо учитывать
реальные, достаточно высокие входные скорости потока воды в водоразборный
элемент. Конструкция биореактора рассчитывается так,
чтобы не происходило разрушение (отрыв) элементов наживления
биоценоза. Для эффективной очистки воды при высоких скоростях потока необходимо
использование материала с высокой удельной поверхностью.
Рис 1 Конструкция руслового оголовка
1- рыбозащитный козырек; 2-
железобетонный оголовок; 3- загрузка; 4- отвод воды к водоприемному колодцу; 5-
система отвода промывной воды
Перспективным является
сооружение, совмещающее префильтр и фильтр
глубокой доочистки ФПЗ-4. Исходная вода подаётся по трубопроводу 1 и,
фильтруясь снизу вверх через загрузку из дроблёного пенопласта, освобождается
от грубодисперсных примесей. Верхний удерживающий слой в префильтре
выполнен из синтетических волокон, являющийся также элементом наживления биоценоза обрастания. Для повышения
эффективности очистки предусмотрена дополнительная аэрация. Использование такой
загрузки префильтра позволяет, в зависимости от качества исходной воды, легко изменять
степень наполнения за счёт способности плавающей загрузки сжимать волокнистый
слой.
Рис 2. Биореактор
совмещённый с ФПЗ-4:
1-подача исходной воды; 2-плавающая загрузка; 3-
подача воздуха; 4-загрузка из волокон; 5-трубопровод подачи промывной воды;
6-фильтр ФПЗ-4; 7-отвод фильтрата; 8- отвод промывной воды
Выводы:
Для улучшения качества питьевой воды на очистных сооружениях возможно
использование управляемых биоценозов, помещённых в виде загрузки в биореактор.
Такой метод даёт возможность снизить расход реагентов и дозу хлора при
первичном хлорировании воды, а так же снизить нагрузку на очистные сооружения.
Литература:
1. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения.
2. Швецова Л.В. Донные животные каналов различных природных зон.
– Киев, 1991 г.
3. Журба М.Г. Пенополистирольные фильтры. – М.: Стройиздат, 1992.
4. Шефтель В.О. Полимерные материалы. Токсичные
свойства:
Справочник. – Л.: Химия, 1982.
5. 6. Жадин В.И.
«Моллюски пресноводных и солоноватых вод СССР» М.: Стройиздат, 1952 г.
6. 7. Жадин В.И., Герд С.В. «Реки, озера и водохранилища
СССР, их фауна и флора» М.: Стройиздат, 1961 г.
7. 8. Марголина Г.Л. «Микробиологические процессы
деструкции в пресноводных водоемах» Москва, 1989 г.
8. 9. Журба М.Г., Соколов Л.Н., Говорова Ж.М.
«Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений» Москва А.С.В. 2004 г.