Тема: Разработка водоподготовки городов с применением мембранных технологий

Как известно, проблема обеспечения населения качественной питьевой воды имеет важное значение не только для исследователей различных областей науки и специалистов по водоподготовке, но и для непосредственных потребителей. В качестве источников водоснабжения в Центральном и Комсомольском районах города Тольятти используются водозаборы подземных вод (скважины), расположенные в центральной части тольяттинского месторождения. Каждый из водозаборов включает в себя группу водозаборных скважин, накопительные резервуары чистой воды (РЧВ) и насосные станции II подъема. Вода забирается с водоносного горизонта скважины погружными насосами и поступают в резервуары чистой воды.Очистка воды не используется ни на одном водозаборе, так как качество добываемой воды из подземных источников соответствует СанПиН [2].Причем не может остаться незамеченным тот факт, что гигиенический норматив содержания железа и марганца в воде водозаборных сооружений и распределительной сети системы хозяйственно-питьевого водоснабжения для Центрального и Комсомольского районов города Тольятти на содержание в питьевой воде железа (Fe, суммарно) намеренно увеличен с 0,3 до 0,7 мг/дм3 и марганца (Мп, суммарно) с 0,1 до 0,5 (мг/дм3). Таким образом,
документально питьевая вода соответствует нормам, однако на некоторых водозаборах максимальные показатели качества воды по содержанию железа и марганца приближаются к предельно-допустимым.
Максимальные значения показателей воды по мутности, содержанию железа и марганца приближаются, а в некоторых случаях достигают предельно допустимых значений на водозаборах «Комсомольский», «Портовый», «Соцгородской», «Прибрежный».
Жителям Автозаводского района города Тольятти вода на хозяйственно-питьевые нужны поступает из поверхностного источника - Куйбышевского водохранилища реки Волга. Для очистки природной воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей населения применяются традиционные методы водоподготовки.Качество исходной воды в реке Волга постоянно ухудшается. Это связано с антропогенным воздействием на водоисточник и повышением требований к питьевой воде. Учитывая эти причины, традиционные методы очистки воды не могут обеспечить получение воды необходимого качества, соответствующего требованиям СанПиН [2], а сложные технологические схемы удорожают и усложняют эксплуатацию сооружений.
Такие разные описанные проблемы в городе Тольятти могут быть решены при помощи внедрения мембранных технологий. Это важный аргумент в пользу проведения исследований для определения эффективности использования мембранных технологий в питьевом водоснабжении .
Диссертационная работа выполнена на кафедре Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение в Тольяттинском Государственном Университете в период с 2017-2019 гг.
Целью настоящей работы является разработка технологических схем водоподготовки из поверхностных и подземных источников водоснабжения с использованием мембранных технологий.
Для достижения указанной цели выделены задачи исследований:
1.Изучение конструктивных особенностей мембран и свойств материалов для их изготовления;
2.Анализ существующих мембранных технологий;
3.Разработка технологических схем водоподготовки из поверхностного и подземного источников с использованием мембранных технологий.
Научная новизна заключается:
- в выполнении анализа существующих методов очистки воды, а также состояния и проблем холодного водоснабжения;
-в описании применения методов ультра- инанофильтрации обработки воды и оценка их эффективности;
-в предложенных собственных технологических схемах обработки воды.
Практическая значимость заключается:
В оценке эффективности ультра- и нанофильтрации при обработке поверхностных и подземных источников водоснабжения.
На защиту выносятся:
-результаты анализа особенностей качества воды из поверхностных и подземных водоисточников;
-результаты современного состояния и проблем водоснабжения Центрального, Комсомольского и Автозаводского районов города Тольятти;
-описание применения мембранных технологий в водоподготовке Центрального, Комсомольского и Автозаводского районов города Тольятти.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены в следующих публикациях.
По теме диссертации опубликовано 2 статьи.
Структура диссертации:
Диссертация включает в себя: введение, три главы с подразделами, заключение, список используемых источников из 50 наименований. Объем диссертации состоит из 75 страниц машинописного текста, включая 8 таблиц, 24 рисунка.
Купить

1.Проведен анализ особенностей качества питьевой воды в поверхностных и подземных источниках. Качественный состав воды в подземных источниках чаще всего отличается от поверхностных высоким содержанием минеральных солей, высокой жесткостью. В поверхностных же источниках часто превышены показатели по мутности, цветности, содержанию взвешенных частиц, органических соединений. В период цветения водоемов требуется очистка от водорослей. Основной причиной того, что классические схемы водоподготовки не справляются с очисткой воды, является постоянно изменяющееся и ухудшающееся качество воды в водоисточниках.
2.Произведена оценка современного состояния качества питьевой воды на водозаборах ив Автозаводском районе города Тольятти перед подачей в разводящую сеть. Выявлены болевые точки в каждом районе, разработаны предложения по их минимизированию.
3.Выбраны возможные технологические решения реконструкции традиционных схем водоподготовки путем внедрения этапа доочистки с применением мембранных технологий. Для поверхностного источника оптимальным является метод ультрафильтрации, ее роль заключается в глубоком удалении взвешенных частиц и в стерилизации воды. Для подземного источника оптимальным методом доочистки является нанофильтрация. Этот метод эффективен для удаления цветности, удаления жесткости, металлов, общего снижения содержания растворенных веществ.
Основные положения диссертации опубликованы в 2 статьях автора:
1.Немчинова, Е.Е. Мембранная очистка воды как альтернатива традиционным методам водоподготовки // Материалы XX международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» / МНИЦ Пензенский ГАУ. - Пенза: РИО ПГАУ, 2018. - С.76-83).
2.Немчинова, Е.Е. Современное состояние питьевого водоснабжения Центрального и Комсомольского районов г.о. Тольятти // Материалы ХХ1 международной научно-практической конференции «Г орода России: проблемы строительства, инженерного обеспечения,
благоустройства и экологии» / МНИЦ Пензенский ГАУ. - Пенза: РИО ПГАУ, 2019. - С.105-111).
Купить