Д.т.н. Гришин
Б. М., к.т.н. Бикунова М.В., к.т.н. Титов Е.А., Антонова Е.А.
Пензенский
государственный университет архитектуры и строительства, Россия
К вопросу об утилизации промывных вод фильтров на водопроводных очистных
сооружениях г. Пензы
На современных водоочистных комплексах c двухступенчатыми технологическими схемами
«отстаивание-фильтрование» для снижения негативного воздействия на водные
объекты нередко используется повторное использование промывных вод фильтров с
возвратом их в голову сооружений. В таких схемах обработки промывной воды
фильтров применяются, как правило, песколовки и резервуары-усреднители,
обеспечивающие достаточно равномерный качественный состав оборотной воды [1]. В
промывных водах от водопроводной станции содержатся почти все загрязнения,
находящиеся в источнике водоснабжения и задержанные при осветлении природной
воды. В их состав входят также реагенты, вводимые при очистке природной воды,
причем с концентрацией значительно большей, чем дозы при обработке воды, так
как их основная масса концентрируется в задержанном осадке.
Рассматривая проблему обработки промывных
вод в общем комплексе вопросов охраны водных ресурсов, следует отметить, что
она остается одной из наименее разработанных, наиболее технически сложных и
дорогостоящих. Успешное решение этой проблемы требует изучение состава,
структуры и свойств сбросных вод, а также определения оптимальных параметров
технологических схем, обеспечивающих обработку промывных вод различного
исходного качества. Взвешенные вещества, содержащиеся в промывных водах,
обладают развитой удельной поверхностью и хорошей седиментационной
способностью, вследствие чего они выполняют роль минеральных замутнителей при
смешении с исходной природной водой, поступающей на очистные сооружения. Для
маломутных вод рек Поволжского региона использование замутнителей играет
положительную роль, так как позволяет интенсифицировать коагуляционные
процессы в смесителях водоочистных сооружений [2]. С другой стороны, на большинстве
очистных сооружений водопровода (ОСВ) городов России в качестве коагулянта
используется сернокислый алюминий (СА) с достаточно большими дозами, который
частично попадает в фильтрующую загрузку вместе с загрязнениями. Поэтому
содержание остаточного алюминия в промывной воде фильтров может достигать 5-6
мг/л и более.
Исследования на станциях водоподготовки г.
Пензы показали, что повышение содержания в исходной воде остаточного алюминия
за счет оборота промывной воды приводит к увеличению его концентраций в
очищенной воде и нередко превышает значение ПДК, равное 0,5 мг/л.
Одним из наиболее
перспективных направлений при возврате в голову сооружений промывных вод
фильтров является усреднение их концентрации без отстаивания с последующей
обработкой катионными органическими коагулянтами. При этом смешение
органических коагулянтов с промывной водой целесообразно проводить в напорном
трубопроводе насоса, подающего воду после усреднителя в голову сооружений.
Подобная обработка имеет целью снизить расход СА при коагуляции речной воды на ОСВ
и уменьшить концентрацию остаточного алюминия в очищенной водопроводной воде.
Для подтверждения технико-экономической
эффективности предлагаемой технологии были проведены экспериментальные
исследования коагуляционной обработки промывных вод фильтров и их смеси с водой
Сурского водохранилища в лаборатории ОСВ пл. «Кирпичная» г. Пензы.
В состав ОСВ пл.
«Кирпичная» г. Пензы входят контактные резервуары со смесителями
гидравлического типа, горизонтальные отстойники со встроенными камерами
хлопьеобразования и скорые фильтры. На контактные резервуары ОСВ поступает исходная воды от насосной станции I подъема,
расположенной на водозаборном узле
Сурского водохранилища. Реагентная обработка сурской воды включает в себя:
- первичное
хлорирование в контактном резервуаре;
- коагуляцию
сернокислым алюминием (СА) с содержанием Al2O3 16%;
- флокуляцию
полиакриламидом (ПАА).
Концентрация
взвешенных веществ в воде Сурского водохранилища в течение года изменяется от 2,5
до 110 мг/л, дозы коагулянта СА варьируются от 5,5 до 90 мг/л. Средняя
концентрация взвешенных веществ в промывных водах фильтров находится в пределах 150-250 мг/л.
Опытным путем были найдены наиболее
рациональные решения обработки
промывной воды фильтров, а также смеси промывной воды и исходной воды Сурского
водохранилища в различные периоды года. Экспериментально доказано, что одним из
наиболее рациональных способов реагентной обработки промывных вод фильтров
является их предварительное перемешивание с органическим коагулянтом FL – 45 с дозами 0,3 – 1,8 мг/л в течение 2-3 мин.
Подобная обработка промывных вод при их последующем смешении с исходной водой соотношениях 1:10 – 1:7 позволяет существенно
снизить расход сернокислого алюминия
при обеспечении эффективной коагуляции полученной смеси.
Разработанная реагентосберегающая технологическая
схема водоподготовки с повторным использованием промывных вод фильтров для
водопроводных очистных сооружений г. Пензы обеспечивает также снижение концентрации остаточного алюминия в
водопроводной воде, что имеет важное значение
для обеспечения здоровья населения.
Литература
1. Журба, М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и
сооружений: в 3 т. Т.2. Очистка и
кондиционирование природных вод/ М.Г. Журба, Л.И. Соколов, Ж.М. Говорова. – М.:
Изд-во АСВ, 2010. – 552 с.
2. Фомичёв, В.Т. Проблемы питьевого водоснабжения
городов среднего и нижнего Поволжья / В.Т. Фомичёв, Д.Н. Лебедев, Б.М. Гришин.
Е.А. Савицкий, П.В. Пивоваров. Известия вузов. Строительство. 2008. - №9. – С.
115-119.