Водопроводные очистные сооружения

Водопроводные очистные сооружения городских водопроводов предназначены для улучшения качества природных вод с целью получения воды питьевого качества.

Под улучшением качества воды понимают комплекс мероприятий, направленных на изменение ее первоначального состава с целью получения воды требуемого качества. При этом из воды извлекают нежелательные примеси и, в ряде случаев, добавляют недостающие компоненты.

Основные методы улучшения качества природной воды и сооружения для их реализации. Выбор схемы и состава сооружений

В соответствии с требованиями СанПиН питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь благоприятные органолептические свойства.

Все многообразие методов получения воды питьевого качества по своему целевому назначению можно подразделить на три группы:

обеспечение эпидемической безопасности или обеззараживание воды;

улучшение органолептических свойств воды;

кондиционирование химического состава воды.

Обеззараживание воды производят для уничтожения содержащихся в ней патогенных бактерий и вирусов.

Для этой цели наиболее часто применяются сильные окислители, такие как хлор и хлорсодержащие реагенты, озон, двуокись хлора и перманганат калия.

Кроме использования окислителей обеззараживание может осуществляться бактерицидным облучением, воздействием ионов серебра, мембранной технологией и комбинированными методами.

Улучшение органолептических свойств воды достигается ее осветлением, обесцвечиванием и устранением запахов и привкусов (дезодорацией).

Под осветлением понимают удаление из воды грубодисперсных примесей, характеризуемых показателем мутность. При обесцвечивании из воды удаляются коллоидные и растворенные примеси, окрашивающие воду.

Осветление и обесцвечивание воды может осуществляться без коагуляции примесей воды (безреагентное осветление и обесцвечивание воды) и с коагуляцией.

В первом случае может быть осуществлено практически полное осветление и частичное (ограниченное) обесцвечивание воды. Для получения воды питьевого качества при безреагентном осветлении и обесцвечивании используются медленные, намывные и сорбционные фильтры, а также мембранная технология (ультра- и микрофильтрация).

Чаще осветление и обесцвечивание воды осуществляется с коагуляцией примесей. При введении коагулянта в обрабатываемую воду нарушается агрегативная устойчивость коллоидных и диспергированных частиц, происходит их взаимное слипание и укрупнение до размеров, обеспечивающих дальнейшее эффективное удаление примесей из воды (коагулирование в свободном объеме).

Для удаления (извлечения) из воды скоагулированных примесей используются многие технологические процессы, такие как отстаивание, осветление в слое взвешенного осадка, флотация, фильтрация через зернистые материалы и мембраны, и другие.

Практически полное извлечение из воды скоагулированных примесей, как это требуется для получения воды питьевого качества, может быть осуществлено фильтрованием через зернистые материалы и мембраны. Все остальные технологические процессы позволяют осуществить только частичное осветление.

При малой мутности природной воды осветление и обесцвечивание воды может быть достигнуто одним фильтрованием через зернистые материалы (скорые фильтры или контактные осветлители) и мембраны, так называемое, одноступенчатое осветление и обесцвечивание.

При мутности более 120 мг/л ввиду ограниченной грязеемкости зернистых фильтров для извлечения из воды основной части скоагулированных примесей перед фильтрами устанавливаются грязеемкие сооружения, такие как отстойники, осветлители с взвешенным осадком или флотаторы. Так осуществляется двухступенчатое осветление и обесцвечивание воды.

При очень большой мутности (более 1500 мг/л) природной воды перед двухступенчатым осветлением и обесцвечиванием предусматривается предварительное осветление воды, часто без коагуляции примесей, с использованием отстойников, гидроциклонов и сетчатых фильтров.

Удаление привкусов и запахов в зависимости от их природы может осуществляться окислением (хлор, озон, перманганат калия), сорбцией (активированный уголь и др.) и, в наиболее сложных случаях, совместным окислением и сорбцией.

Если в природной воде присутствуют фенолы, а по технологии подготовки воды предусматривается хлорирование, то возникает вероятность образования хлор-фенольных запахов. Для предотвращения их образования перед хлором в обрабатываемую воду вводят аммиак.

Кондиционирование химического состава воды осуществляется с целью извлечения из воды вредных химических веществ, а также химических веществ, ухудшающих органолептические свойства воды.

К наиболее часто встречающимся методам кондиционирования воды можно отнести обезжелезивание и деманганацию, обесфторивание, умягчение, обессоливание, удаление из воды агрессивных газов и др.

В некоторых случаях в воду добавляют недостающие химические вещества, например, фтор или другие химические вещества, обеспечивающие наилучшие физиологические показатели питьевой воды.

Однако, можно сразу отметить, что для централизованных хозяйственно-питьевых водопроводов такую подготовку воды осуществлять экономически нецелесообразно, так как для питьевых целей используется очень незначительная часть воды.

Выбор методов улучшения качества воды осуществляется на основании сопоставительного анализа показателей воды источника водоснабжения и требуемых показателей водопотребителя. Выявляются примеси воды, которые необходимо удалить и намечаются возможные методы их удаления. Обычно имеется несколько вариантов решения поставленной задачи, каждый из которых тщательно анализируется и выбирается экономически наивыгоднейший.