Введение 3
Глава 1 Анализ проблемы повторного использования промывных вод станций водоподготовки 7
1.1 Состав и свойства сбрасываемых промывных вод, отличие от вод поверхностных источников 7
1.2 Основные направления удаления промывных вод 9
1.3 Схемы и способы оборота промывных вод. Основные аппараты водоочистки 11
1.4 Выбор и обоснование технологических схем повторного использования промывных вод очистных устройств 21
Глава 2 Основные способы обработки и утилизации осадка 26
2.1 Характеристика осадков водопроводных станций 26
2.2 Способы обработки и утилизации осадка 30
2.2.1 Обезвоживание осадка в естественных условиях 32
2.2.2 Механическое обезвоживание 34
2.3 Утилизация осадка 44
Глава 3 Технологические решения обработки промывных вод и осадка на примере НФС г.о. Жигулевск 48
3.1 Описание системы и структуры водоснабжения городского округа Жигулевск 48
3.2 Предлагаемые схемы обработки промывных вод и осадка на Жигулевской станции водоподготовки 52
Заключение 62
Список используемых источников 63
Актуальность работы: Большинство населенных пунктов, до 65-68%, осуществляет водозабор из поверхностных источников [28]. При этом используются традиционные и изученные технологии очистки воды, сопровождающиеся образованием осадков. Регенерация очистных устройств осуществляется их промывкой. В зависимости от свойств воды в поверхностном источнике, а также от видов и конструкций аппаратов очистки, расход воды на промывку составляет до 8-12% от общей производительности станции водоподготовки.
На большинстве станций водоочистки страны обработка промывных вод и образующегося осадка не производится [11,29,44], а удаление осадков чаще всего происходит без очистки сбросом в водоем, откуда проводится поверхностный водозабор, что приводит к его загрязнению продуктами реагентной обработки и нарушению самоочищения. Взвешенные вещества и бактериологические загрязнители увеличивают мутность рек, возникают иловые донные отложения, усиливается формирование береговой эрозии и, как следствие, увеличивается расход воды на собственные нужды станции, снижая ее производительность.
В соответствии с законом об охране окружающей среды, постановлениями и действующими экологическими нормами и правилами приема сточных вод ужесточаются требования по сбросу водопроводного осадка в поверхностные воды [42], запрещается сброс промывных вод без очистки в реки и ограничивается их объем, направляемый в сети канализации. Для снижения негативного воздействия на окружающую среду и возможности в дальнейшем утилизировать осад его необходимо предварительно обработать, снизив влажность.
К сожалению, в отечественной практике не предлагается готовых технических решений по данному вопросу, не смотря на все возрастающий объем производства осадка и значительный потенциал в использовании для различных нужд.
Для огромного количества станций водоподготовки страны проблема регенерации промывных вод и использования осадка не решена, так как, являясь технически сложной и достаточно затратной, требует существенных капитальных вложений, что для многих водопроводно-канализационных городских хозяйств финансово не по силам [28].
Анализируя литературные источники, можно сделать вывод о том, что вопросам обработки промывных вод и осадка уделяется недостаточно внимания на действующих станциях водоподготовки и они нуждаются в тщательном изучении, с внедрением современных технологий. Причем, решаться они должны в комплексе с вопросами водоподготовки на очистной станции, с учетом свободных площадей под расположение дополнительного оборудования, после предварительного технико-экономического обоснования, учитывая и производительность станций, и климатические условия ее расположения, и свойства регенеративных вод и осадков.
Поэтому изучение и систематизация существующих способов, поиск и разработка эффективной технологии обработки промывных вод и осадка для уменьшения экологической нагрузки на водоем является актуальной проблемой.
Данная проблема была рассмотрена на примере насосной станции фильтрации НФС г.о. Жигулевска, пущенной в эксплуатацию в 1959 году, которая физически и морально устарела, не смотря на проводимые в последние годы реконструкции.
Цель - исследование технологических решений обработки промывных вод и осадка водопроводных очистных сооружений на примере станции водоподготовки г.о. Жигулевска.
Для ее достижения необходимо решение следующих задач:
1) Систематизация и дополнительное изучение свойств сбрасываемых промывных вод и технологий их обработки.
2) Анализ состава осадков ОСВ и способов их обработки.
3) Разработка возможных мероприятий по технологии обработки промывных вод и осадка и направлениям его дальнейшей утилизации на станции водоподготовки г.о. Жигулевска.
Объект исследования - существующие водопроводные очистные сооружения г.о. Жигулевска.
Предмет исследования - промывные воды и осадки очистных сооружений водопровода г.о. Жигулевска.
Научная новизна исследования заключается в разработке технологии повторного использования промывных вод и утилизации осадка на станциях водоподготовки.
Методы исследования:
В ходе проведения исследований использовались теоретические методы-операции, такие как анализ, обобщения, сравнения и классификации и экспериментальные - изучение научной и нормативной литературы в рамках изучаемого вопроса.
Практическая значимость исследования заключается в адаптации технологии повторного использования промывных вод и обработки осадка применительно к станции водоподготовки г. Жигулевска.
Научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту:
1) Теоретический анализ проблемы станции водоподготовки г.о. Жигулевск.
2) Комплексные решения, которые смогли бы обеспечить не только эффективное, но и экономически целесообразное использование промывных вод и осадков в обороте.
Апробация результатов исследования:
Основные положения опубликованы в двух работах автора:
1) Одокиенко И.С. Повторное использование промывных вод водопроводных станций. [Электронный ресурс] // Дни науки в ТГУ: материалы студенческой конференции. Тольятти. 2020.
2) Лушкин И.А., Одокиенко И.С. Исследование технологических решений обработки промывных вод на примере НФС г.о. Жигулевск. // Молодежь. Наука. Общество: материалы Всероссийской студенческой научно-практической междисциплинарной конференции. Тольятти. 2020.
Личный вклад автора в исследование состоит в обосновании темы, цели, задач исследования и адаптации технологии повторного использования промывных вод и утилизации осадков применительно к станции водоподготовки г.о. Жигулевска.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов по работе, библиографии из 59 наименований. Общий объем работы - 70 стр., включает 16 иллюстраций и 9 таблиц.
Проблема утилизации промывных вод стоит достаточно остро на многих водопроводных станциях страны.
Промывные воды могут быть или сброшены в ближайший водоем, канализацию без очистки, или направлены в голову сооружений, или подвергнуты очистки.
Многократное использование очищенных промывных вод для промывки сооружений позволяет экономить до 10% воды на станциях водоподготовки, улучшая экологическую ситуацию в районе. Но этот вопрос должен решаться только при обосновании для конкретных условий, так как оборот промывных вод может привести к нарушению технологических режимов очистки природных вод. При этом, так как качество воды, подаваемой на промывку фильтровальных сооружений, должно практически соответствовать качеству питьевой воды, то сооружения для их очистки, должны удовлетворять этим требованиям.
Схема обработки осадков в каждом конкретном случае должна быть технологически и экономически обоснована и учитывать режимы работы основных сооружений, используемые реагенты, качественные и количественные показатели обрабатываемых вод.
Показано, что существующая схема сброса промывных вод и водопроводных осадков ОСВ г. Жигулевска в реку Волга на сегодняшний день недопустима. Изучена возможность перехода очистных сооружений водопровода на технологию многократного использования промывных вод Технология дает возможность задействовать основные сооружения насосно-фильтровальных станций. Выделяется один или несколько контактных осветлителей, а очищенная промывная вода питьевого качества используется для их же промывки.
При обработке осадка рассмотрена возможность механического обезвоживания, используя для этих целей напорный гидроциклон.
В качестве наиболее перспективного направления утилизации осадка предложено его использование как составной части почвогрунта для городских территорий.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
