Очистка воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения (содержание железа в источнике водоснабжения - 21 мг/л, цветность источника водоснабжения - 33 град.)

1 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ИСХОДНОЙ ВОДЫ

1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Воды подземных источников можно классифицировать в зависимости от цветности, мутности и показателей качества воды источника.

В зависимости от расчетной максимальной мутности вода источника относится  к маломутным  водам, т.к.  количество  взвешенных веществ составляет  2,3 мг/дм³, что не превышает 50 мг/дм³. По наличию расчетного максимального содержания гумусовых веществ, обуславливающих цветность, вода источника относится к малоцветным водам, т.к. ее цветность не превышает 35⁰ и составляет 33⁰. В зависимости от качества воды и требуемой степени обработки для доведения ее до показателей СанПиН 10 – 124 РБ – 99 водный объект относится к 3 классу [7].

1.2 СРАВНЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ И НОРМАТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Фактические и нормативные показатели качества воды источника водоснабжения приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнение фактических и нормативных показателей качества воды

Проанализировав таблицу 1 приходим к выводу, что превышение нормативного значения в достаточно высокой степени наблюдается по показателю содержания железа. Также нормативные значения превышены по всем органолептическим свойствам питьевой воды: запах, привкус, цветность, мутность. Поэтому при очистке воды из источника необходимо особое внимание уделить обезжелезиванию и доведения до нормативных значений ее органолептических свойств.

1.3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СХЕМЫ ВОДОПОДГОТОВКИ

Изначально показатели воды источника необходимо привести в соответствие с нормативами по органолептическим показателям. Однако главной задачей водоподготовки в данном случае является обезжелезивание, т.к. железо содержится в исходной воде в большом количестве.

В данном курсовом проекте для очистки воды применяется глубокая аэрация. Данный метод применяется при содержании железа 10 – 40 мг/дм³         (21 мг/дм³), содержании углекислоты более 2 мг/дм³ (3,5 мг/дм³) и                         pH более 6,8 (pH = 6,9). Глубокая аэрация позволит удалить из воды углекислоту, что ускорит процесс обезжелезивания. Также к достоинствам метода относится насыщение воды кислородом. Использование кислорода не приведет к нежелательным последствиям, т. е. ухудшения санитарно – гигиенического состояния воды. Органолептические показатели при использовании этого метода улучшаются. После глубокой аэрации обезжелезивание воды происходит еще и за счет каталитической пленки, которая образуется на загрузке фильтра.

Для осуществления глубокой аэрации используется специальное          устройство – вентиляторные градирни (дегазаторы). Они предназначенны для насыщения воды кислородом, удаления части свободной углекислоты, частичного окисления двухвалентного железа в трехвалентное. Применение данного типа устройства определяется большой производительностью станции водоподготовки (1336,5 м³/ч). Только вентиляторная градирня способна обеспечить обработку воды в таком объеме. Также учитывается и то, что ее применение рекомендуется при расходах более 75 м³/ч. Это наиболее эффективные установки для обезжелезивания воды. Для глубокой аэрации будет использоваться кислород воздуха. Перед подачей в установку воздух будет очищен от пыли и т. д. Это позволит удешевить процесс очистки и снизить стоимость станции водоподготовки. На качество очистки использование кислорода воздуха, а не специально привозимого реагента – кислорода, не повлияет.

После окисления двухвалентного железа в трехвалентное, которое выпадает в осадок, в результате процесса аэрации необходимо предусмотреть процесс удаления осадка железа из воды. Наиболее эффективным способом достижения данной цели является фильтрование, поэтому в данном курсовом проекте после глубокой аэрации предусматривается фильтрование. Сущность процесса фильтрования заключается в пропуске жидкости, содержащей примеси, через фильтрующий материал, проницаемый для жидкости и непроницаемый для твердых частиц.

Напорные фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой (ФПЗ) используются для снижения показателей, таких как мутность, цветность и снижения высокого содержания железа в воде. Условием использования ФПЗ является отсутствие нефтепродуктов, жиров и планктона, которые препятствуют его работе. А также содержание железа менее 30 мг/дм³, и взвешенных веществ менее 500 мг/дм³. Все выше перечисленные условия выполнены и это дает уверенность в том, что вода после ФПЗ будет соответствовать нормативным показателям. К достоинствам фильтра можно также отнести и то, что загрузка легко регенерируется с помощью холодной воды.

Фторирование питьевой воды осуществляется для предотвращения заболевания кариесом зубов. Содержание фтора в воде равное 1 мг/дм³ является оптимальным значением. Количество фтора в исходной воде не превышает 0,5 мг/дм³.Поэтому в данном курсовом проекте предусматривается фторирование.

Бактерии в исходной воде отсутствуют. Однако предусмотрено обеззараживание УФ облучением, в случае ремонта, замены оборудования и т. д.  А так же для того, чтобы предотвратить возможность появления в воде патогенных микроорганизмов, которые могут попасть в воду вместе с фторсодержащими реагентами. Технология ультрафиолетового обеззараживания имеет неоспоримые преимущества по сравнению с технологиями хлорирования и озонирования:

1 Мгновенное обеззараживание.

2 Экологически более чистая, не создает в воде хлорорганические соединения, в т. ч. Патогенны и канцерогены. Не вносит изменений в химический состав обрабатываемой воды.

3 Эффективнее против вирусов.

4 Не приводит к изменению цвета и запаха воды.

5 Не связана с применением опасных для людей химических веществ, не требует реагентного хозяйства.

6 Безопаснее и значительно проще в обслуживании.

7 Имеет возможность полной автоматизации.

8 Значительно дешевле, чем капитальные и эксплуатационные расходы при хлорировании и озонировании.

К серьезным недостаткам метода УФ облучения можно отнести только повышение температуры воды в процессе ее обеззараживания.

С учетом всех достоинств УФ облучения, по сравнению с хлорированием и озонированием, а также принимая во внимание недостатки метода,  в данном курсовом проекте для обеззараживания воды предусматриваем УФ облучение.