IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

В настоящее время деятельность человека оказывает сильное воздействие на природу. Загрязнения происходят по всем экосистемам окружающей среды. Вода, является жизненно необходимым источником для человека. Российская Федерация относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Антропогенная деятельность человека приводит к загрязнению поверхностных источников воды. Поэтому, при использовании вод из поверхностных источников для целей централизованного питьевого водоснабжения они в обязательном порядке подвергаются очистке.

Качество поверхностных вод рек имеет большое значение в водоподготовке. Так как количество воды поверхностного стока реки меняется в течение года в значительных пределах (периоды снеготаяния, учащенных и редких дождей) меняется также и качество речной воды. Речные воды, как правило, содержат некоторое количество взвешенных веществ (частицы песка, ила, остатки растительности и др.), сильно колеблющееся в зависимости от времени года и количества выпадающих дождей.

Для удовлетворения требований к качеству воды, предъявляемые потребителями, возникает необходимость специальной физико-химической обработки воды, в частности реагентный метод очистки, основанный на применении коагулянтов и флокулянтов.

Для предварительного осветления воды, перед подачей ее на фильтровальные сооружения, в настоящее время широко используются типовые конструкции осветлителей со слоем взвешенного осадка. Необходимость модернизации осветлителей, эксплуатируемых на многих водоподготовительных станциях, вызвана тем, что их производительность не соответствует проектным показателям. Неустойчивый турбулентный режим подачи исходной воды из-за несовершенства системы распределения воды, неоптимальные режимы коагулирования, недостаточно эффективная работа смесителя, низкие коэффициенты объемного использования, и в целом несовершенство конструкции являются основными причинами неудовлетворительной работы осветлителей. Низкое качество осветленной воды создают серьезные трудности в работе последующих сооружений (фильтров), увеличивая расходы воды на их промывку. Достигнуть нормальный режим работы осветлителя со слоем взвешенного осадка можно по двум направлениям: устранив недостатки самой конструкции, как предложили авторы патента [1], либо провести модернизацию узла подачи коагулянта, предложенную авторами патента [2].

Качество очистки в осветлителях, разных конструкций, связано с устойчивым состоянием слоя взве­шенного осадка, который в неблагоприятных условиях легко взмучивается и размывается. В процессе реагентной обработки воды во взвешенном слое происходит формирование хлопьев, а также разрушение их под гидродинамическим воздействием потока. В результате взвешенный слой постоянно пополняется измельченной взвесью, что, несомненно, сказывается на его гидродинамической устойчивости. Из-за несовершенства распределительных систем осветлителей, а также перепада температур наружного воздуха и воды, во взвешенном слое образуется ряд вихрей, распространяющихся от верхней границы взвешенного слоя до распределительных систем, где происходит разрушение уже сформировавшихся хлопьев.

Одним из решений, предложенным авторами [1], для создания равномерного и устойчивого слоя взвешенного осадка, является добавление в осветлитель, содержащий две последовательно соединенные камеры, во внутрь воздухоочистителя дополнительную циркуляционную камеру, а внутри циркуляционной камеры, в зоне начального участка выхлопа эжектора - патрубок подвода аэрирующего сжатого воздуха.

Данная модернизация позволяет добавить в осветлитель содержащий две последовательно соединенные камеры, первая из которых это воздухоотделитель, а вторая - первая ступень очистки, третью камеру, которая будет являться второй ступенью очистки. Это позволит уменьшить габаритные размеры осветлителя, улучшить степень очистки воды, при помощи сжатого воздуха удерживать взвешенный слой в подвешенном состоянии, что будет обеспечивать стабильную и надежную работу осветлителя. Для осуществления данной модернизации, необходимы финансовые и эксплуатационные затраты, т.к. необходимо создание самой камеры, ее монтаж и произведение наладочных работ всего сооружения в целом, так как гидравлический режим движения воды изменится после модернизации.

Так же устойчивость слоя взвешенного осадка имеет зависимость от вида применяемых реагентов, их дозы и способа введения в исходную воду.

Одно из многих решений, предложенное авторами патента [2], для формирования стойких к гидродинамическим воздействиям потока воды хлопьев взвешенного осадка, является необходимость ввода реагентов отдельными дозами, а не непрерывным потоком. Применение этого способа позволяет не только экономить дорогостоящие реагенты за счет их более эффективного использования, но и улучшить качество обработки воды. Выполненное устройство позволяет с помощью одного блока управления осуществлять регулируемый ввод и коагулянта и флокулянта в различных режимах, в том числе в программированных режимах импульсного (прерывистого) ввода реагентов.

Применение данного устройства ,по сравнению с обычным дозатором, позволяет осуществлять различные режимы ввода реагентов, в том числе одновременное их введение в воду и раздельное введение с различным смещением во времени, что расширяет функциональные возможности устройства.

Кроме того, программное управление процесса обеспечивает высокую точность регулирования, а следовательно, повышение качества обработки воды при экономном расходовании реагентов. Но при этом ввод реагентов в прерывистом режиме усложняет управление процессом очистки воды, требует применения автоматизированных устройств для дозирования реагентов.

Практика эксплуатации всех модернизированных конструкций осветлителей со слоем взвешенного осадка показывает, что эти сооружения обеспечивают высокое качество осветленной воды на выходе из сооружения, так же происходит увеличение производительности сооружения. Но не смотря на ряд преимуществ, необходим ряд эксплуатационных затрат. Необходимо производить новые модернизации, так как методы интенсификации работы осветлителей постоянно совершенствуются и позволяют обеспечить более эффективную эксплуатацию сооружений.

Библиографический список

1. Патент России № 2130431 20.05.1999. Панченко В.В., Винокуров Н.Н., Романова О.А., Пшеменский А.А. Отделение взвешенных твердых частиц от жидкостей путем осаждения // Патент России № 2130431. 1999.

2. Патент России № 2081848 20.06.1997. Найденко В.В., Нежлукченко В. М., Жмудь А. Д. Одновременное управление или регулирование переменных величин, относящихся к двум или более основным группам 1/00 с использованием электрических средств // Патент России № 2081848. 1997

Код для цитирования: Скопировать