Методы очистки вода для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Осветления воды. Процесс осветления представляет собой удаление коллоидных и взвешенных веществ (песка, глины, илистых частиц и т. д.), которые окрашивают исходную воду и делают ее мутной. Для обесцвечивания воды используют осветлительные системы, которые также устраняют запахи и привкусы, остающиеся после применения очистительного оборудования. Для осветления воды на станциях водоочистки применяется две технологии: это мембранное фильтрование и осаждение.С увеличением концентрации взвешенных веществ в воде повышается и необходимая степень осветления. Эффект осветления может быть повышен при использовании химической обработки воды, что обуславливает применения вспомогательных процессов, таких как: коагуляция, флокуляция и химическое осаждение.

Осаждение. Вода освобождается от тяжелых взвешенных частиц, которые опускаются на дно под действием силы тяжести. Скорость процесса очистки воды зависит от особенностей активных частиц. Если размер частиц уменьшается, то время осаждения возрастает, поэтому для обработки больших объемов воды используются более крупные и тяжелые взвеси. Данный способ обесцвечивания воды требует наличия больших площадей для размещения оборудования и используется в работе крупных водоочистных сооружений.

Эффект осветления может быть повышен при использовании химической обработки воды, что обуславливает применения вспомогательных процессов, таких как: коагуляция, флокуляция и химическое осаждение.

Коагуляция. При коагуляции в раствор вводятся специальные реагенты, при взаимодействии которых с водой образуется новая малорастворимая высокопористая фаза, как правило, гидроксидов железа или алюминия. Происходит также соосаждение тяжелых металлов, по свойствам близких к вводимому в раствор коагулянту.

В качестве коагулянтов обычно используют соли слабых оснований – железа и алюминия – и сильных кислот: Fe2(SO4)3, FeCl3, FeSO4, Al2(SO4)3, AlCl3.

Для любого процесса коагуляции первостепенное значение имеет выбор дозы коагулянта и рН воды. Как правило, они подбираются при пробной коагуляции.

Контактная коагуляция. Сократить объем используемого оборудования и расход реагентов позволяет так называемая контактная коагуляция. Она реализуется при введении раствора коагулянта перед механическим фильтром, на котором происходит процесс роста хлопьев и их осаждение.

Флокуляция – процесс агрегатации частиц, в котором в дополнение к непосредственному контакту частиц происходит их адсорбционное взаимодействие с молекулами высокомолекулярного вещества, которое называют флокулянтом.

При введении флокулянта резко ускоряется процесс образования и осаждения хлопьев при коагуляции, увеличивается плотность агрегатов и осадков, расширяется диапазон рН эффективного действия коагулянтов.

Флокулянты бывают неорганическими и органическими, природные и синтетические. Неорганические флокулянты – активная кремниевая кислота АКФК, а природные – крахмал, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ).

Синтетические представляют собой органические водорастворимые высокомолекулярные соединения. Они получили наибольшее распространение из-за лучших флокуляционных свойств и широкого выбора различных модификаций.

Фильтрация является следующим (после коагуляции и отстаивания) техническим приемом освобождения воды от взвешенных веществ, не задержанных на предыдущих этапах обработки (преимущественно это тонкодисперсная суспензия минеральных соединений). Сущность фильтрации состоит в том, что воду пропускают через мелкопористый материал, чаще всего – через песок с определенным размером частиц. Фильтруясь, вода оставляет на поверхности и в глубине фильтров взвешенные вещества.

Фильтры классифицируют с учетом разных характеристик: в зависимости от гидравлических условий работы – открытые (ненапорные) и напорные; по виду фильтрующей основы – сетчатые (микрофильтры, микросита), каркасные, или намывные (диатомитовые), зернистые (песчаные, антрацитовые и т. п.); по величине фильтрующего материала – мелкозернистые (0, 2-0, 4 мм), сред-незернистые (0, 4-0, 8 мм), крупнозернистые (0, 8-1, 5 мм); и по скорости фильтрования – медленные (0, 1-0, 2 м/ч) и скорые (5-12 м/ч); по направлению фильтрующего потока – одно- и двухпоточные, и по количеству фильтрующих слоев – одно-, двух-, трех-, многослойные.

Фильтры медленного действия – это первый тип фильтров, которые начали использовать в практике водообработки. В 1829 г. Джон Симпсон построил для лондонского водопровода песчаные фильтры, которые получили название английских, или медленных. Фильтры медленного действия применяют в том случае, когда мутность воды не превышает 200 мг/л и можно ограничиться предварительным естественным отстаиванием ее без коагуляции. Это резервуары из бетона, железобетона или кирпича, заполненные послойно щебнем, галькой, гравием и песком. Размер частиц постепенно уменьшается в направлении снизу вверх (от 40 до 2 мм). Общая толщина слоя песка составляет 0, 8-1 м. Фильтр имеет двойное дно - нижняя его часть сплошная, верхняя – перфорированная. Между ними образуется дренажное пространство, в которое и поступает профильтровавшаяся вода. На верхнюю часть дна кладут слой щебня или гравия (толщиной 0, 4-0, 45 м), а на него – собственно фильтрующий слой кварцевого песка (0, 8-0, 85 м), на который подают очищаемую воду.

Процесс фильтрации на медленном фильтре приближается к естественному: вода проходит через фильтр медленно, со скоростью 0, 1-0, 2 м/ч. При таких условиях достигается практически полное осветление воды и очистка ее от микроорганизмов (на 95-99 %).

По мере фильтрации воды на поверхности фильтрующего слоя песка образуется биологическая пленка (толщиной 0, 5-1 мм) из задержанных разнообразных органических остатков, минеральных веществ, коллоидных частиц и большого количества микроорганизмов. Формируется она в течение нескольких суток, и этот период называется периодом " созревания" фильтра. Пленка сама является фильтром и задерживает мелкую взвесь, которая прошла бы сквозь поры песка. То есть на медленном фильтре происходит пленочная фильтрация воды. Биологическая пленка способствует также минерализации органических веществ и уничтожению микрофлоры, снижению окисляемости (на 20-45 %) и цветности (на 20 %).

Со временем поры биологической пленки забиваются взвешенными частицами, что приводит к повышению сопротивления и тормозит фильтрацию. Поэтому медленные фильтры нужно периодически очищать путем удаления 15-20 мм верхнего слоя и подсыпания чистого песка 1 раз в 10-30 сут. В это время фильтр выводят из работы.

Основными факторами, способствующими очистке воды на медленных фильтрах, являются: механическая задержка взвешенных частиц, адсорбция, окисление (химическое действие растворенного в воде кислорода), ферментативная деятельность микроорганизмов, биологические процессы, связанные с жизнедеятельностью простейших.

Несмотря на высокую эффективность очистки, простоту оборудования и эксплуатации, медленные фильтры сегодня используют только на малых водопроводах, в сельских населенных пунктах по причине их низкой производительности.

Обеззараживание воды. Под обеззараживанием питьевой воды понимают мероприятия по уничтожению в воде бактерий и вирусов, вызывающих инфекционные заболевания. По способу воздействия на микроорганизмы методы обеззараживания воды подразделяются на химические (реагентные), физические (безреагентные) и комбинированные. В первом случае должный эффект достигается внесением в воду биологически активных химических соединений, а безреагентные методы подразумевают обработку воды физическими воздействиями. В комбинированных методах используются одновременно химическое и физическое воздействие.

К химическим способам обеззараживания питьевой воды относят ее обработку окислителями: хлором, озоном и т.п., а также ионами тяжелых металлов. К физическим – обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и т.д. Перед обеззараживанием вода обычно подвергается очистке фильтрацией и (или) коагуляцией, при которой удаляются взвешенные вещества, яйца гельминтов и значительная часть микроорганизмов. При химических способах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого обеззараживающего эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность его контакта с водой. Доза реагента определяется пробным обеззараживанием или расчетными методами. Для поддержания необходимого эффекта при химических способах обеззараживания питьевой воды доза реагента рассчитывается с избытком (остаточный хлор, остаточный озон), гарантирующим уничтожение микроорганизмов, попадающих в воду после обеззараживания.

При физических способах необходимо подвести к единице объема воды заданное количество энергии, определяемое как произведение интенсивности воздействия (мощности излучения) на время контакта. Наиболее широкое распространение из физических способов обеззараживания питьевой воды получило обеззараживание ультрафиолетовыми лучами, бактерицидные свойства которых обусловлены действием на клеточный уровень и особенно на ферментные системы бактериальной клетки. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий, и не изменяют органолептических свойств воды.

Обеззараживание воды ультразвуком.Бактерицидное действие ультразвука объясняется главным образом механическим разрушением бактерий в ультразвуковом поле. Данные электронной микроскопии свидетельствуют о разрушении клеточной оболочки бактерий. Бактерицидный эффект ультразвука не зависит от мутности (в пределах до 50 мг/л) и цветности воды. Он распространяется как на вегетативные, так и на споровые формы микроорганизмов и зависит лишь от интенсивности колебаний.

Термическое обеззараживание воды. Метод используют для обеззараживания небольшого количества воды в санаториях, больницах, на пароходах, поездах, при использовании нецентрализованных источников водоснабжения и пр. Полное обеззараживание воды и гибель патогенных бактерий достигается через 5-10 мин кипячения воды. Для этого типа обеззараживания используют специальные типы кипятильников.

Обеззараживание рентгеновским излучением. Метод предусматривает облучение воды коротковолновым рентгеновским излучением длиной волны 60-100 нм. Коротковолновое излучение глубоко проникает в бактериальные клетки, обусловливает их значительные изменения и ионизацию. Метод изучен недостаточно.

Специальные методы обработки воды. Дефторирование воды . Показания к использованию этого метода - повышенное (свыше 1, 5 м г / л ) содержание фтора в воде и большое количество среди населения больных флюорозом зубов II и выше степеней. Дефторирование воды показано лишь тогда, когда для оздоровления эндемического очага флюороза невозможно изменить источник водоснабжения или разбавлять его воду водой с низкой концентрацией фтора.

При дефторировании концентрацию фтора в воде доводят до оптимальной для определенной местности. Для удаления из воды избытка фтора предложено множество методов, которые можно разделить на реагентные (методы осаждения) и фильтрационные. Реагентные методы основываются на сорбции фтора свежеосажденными алюминия или магния гидроксидами. Этот метод рекомендуется для обработки поверхностных вод, так как, кроме фторирования, достигается еще и осветление, и обесцвечивание.

Очищение воды от излишка фтора можно проводить при помощи ее фильтрования через анионообменные смолы:

анионит – ОН + RF анионит – F + ROH

В качестве ионообменного материала часто используют активированный и гранулированный алюминия оксид. Иногда уменьшить содержание фтора в воде можно за счет разведения ее водой из источника с минимальным количеством фтора.

Фторирование воды. Выбор дозы фтора должен обеспечить противо-кариозный эффект. Однако, если содержание фтор-иона в воде превышает 1, 5-2, 0 мг/л, это приведет к поражению населения флюорозом. Вот почему во время фторирования воды содержание в ней фтор-иона должно быть в пределах 70-80 % от максимальных уровней в соответствии с разными климатическими районами – в пределах 0, 7-1, 5 мг/л.

Для фторирования питьевой воды можно использовать фторсодержащие соединения, в частности кремниефтористый натрий (Na₂SiF₆), кремниефтористую кислоту H₂SiF₆, натрия фторид (NaF), кремниефтористый аммоний (NH₄)₂SiF₆, кальция фторид (CaF₂), фтористоводородную кислоту (HF) и т. п.1 Есть два способа фторирования воды: на протяжении года одной дозой и посезонно зимней и летней дозами. В первом случае на протяжении года добавляют одинаковую дозу фтора, которая отвечает климатическим условиям населенного пункта. Если доза изменяется в зависимости от сезона года, то в холодный период, когда среднемесячная температура воздуха (в 13.00) не превышает 17-18 °С, воду можно фторировать на уровне 1 мг/л, а в теплый период (например, в июне – августе) – на более низком уровне. Это зависит от средней максимальной температуры (в 13.00) в эти месяцы. Например, при температуре 22-26 °С используют дозу 0, 8 мг/л фтор-иона, при 26-30 °С и выше – 0, 7 мг/л.

Умягчение воды. Процесс удаления из воды солей жесткости называют умягчением. Жесткая питьевая вода горьковата на вкус и оказывает отрицательное влияние на органы пищеварения (по нормам ВОЗ оптимальная жесткость воды составляет 1, 0-2, 0 мг-экв/л). В бытовых условиях избыток солей жесткости приводит к зарастанию нагревающих поверхностей, отложению солей на сантехнике и выводу ее из строя, снижению срока службы и поломке бытовых приборов.

В пищевой промышленности жесткая вода ухудшает качество продуктов, вызывая выпадения солей при хранении, образование подтеков на поверхностях и т. п. Поэтому жесткость воды, используемой для приготовления различных продуктов, четко регламентирована и находится на уровне 0, 1-0, 2 мг-экв/л. В энергетике случайное кратковременное попадание жесткой воды в систему выводит из строя теплообменное оборудование, трубопроводы.

Относительно селективное удаление солей жесткости может производится тремя методами: реагентным умягчением, ионным обменом, нанофильтрацией.

Реагентное умягчение. Многие соли жесткости имеют низкую растворимость. При введении в раствор некоторых реагентов увеличивается концентрация анионов, которые образуют малорастворимые соли с ионами жесткости Сa²⁺ и Mg²⁺. Такой процесс называют реагентным умягчением.

Процессы осаждения осуществляются в отстойниках и осветлителях.

Реагентные методы в подготовке питьевой воды не используются. После них вода имеет сильнощелочную реакцию. Они широко применяются в энергетике и промышленности как первая ступень очистки до механических фильтров. При совместной работе они позволяют умягчить воду, удалить взвешенные вещества, включая коллоиды, и частично очистить ее от органических веществ.

Поскольку осаждение образовавшихся хлопьев происходит очень медленно, производительность оборудования низка и оно имеет большие габариты. В результате образуются отходы в виде трудно утилизируемых шламов. Процесс требует тщательного контроля, причем в основном ручного, поскольку зависит от многих факторов: температуры воды, точности дозировки реагентов, исходной мутности и т. п.

Новые технологические решения (тонкослойное отстаивание, контактная коагуляция, ввод флокулянтов) позволяют достигнуть тех же показателей при меньшем расходе реагента, габаритах установок и их полной автоматизации.

Ионный обмен. Наиболее просто снижение жесткости до практически любых значений обеспечивается ионным обменом. Производительность метода практически не ограничена. Умягчение воды производится путем ее контактирования с сильнокислотным катионитом в Na-форме, в результате чего из воды извлекаются катионы Ca²⁺ и Mg²⁺ и замещаются ионом Na⁺

Нанофильтрация. Выше отмечалось, что при использовании мембран с определенным размером пор обеспечивается их селективность к многозарядным и крупным ионам. При пропускании воды удаляются все взвеси, коллоиды, бактерии и вирусы, катионы тяжелых металлов и пр. Также происходит достаточно глубокая очистка от солей жесткости – в 10-50 раз.

Обессоливание воды Обессоливание воды означает уменьшение содержания в ней растворенных солей. Этот процесс называют также деионизацией, или деминерализацией. Для морских и засоленных (солоноватых) вод такой процесс называют опреснением.

Нормами на питьевую воду предусмотрено, что их солесодержание должно быть менее 1 г/л, и лишь по специальному решению разрешается использовать воду с солесодержанием до 1, 5 г/л. Однако в ряде регионов поверхностные и подземные воды содержат больше солей. Морская вода, составляющая основной запас воды на Земле, содержит от 10 до 40 г/л солей. Для использования таких вод для питьевых целей ее подвергают опреснению.

Для опреснения засоленных вод используется термический метод, обратный осмос и электродиализ.

Во всем мире для опреснения морской воды наибольшее распространение получили установки обратного осмоса. Они обеспечивают получение воды с заданным высоким качеством. Лидирующее положение этого метода укрепляется по мере продолжающегося прогресса в технике изготовления мембран и дополнительного оборудования.

Термические методы обработки воды.Термический метод позволяет обессолить воду с любым солесодержанием Старейшим методом получения обессоленной воды (дистиллята) является термический метод – перегонка, дистилляция, выпарка.

Основой процесса является перевод воды в паровую фазу с последующей ее конденсацией. Для испарения воды требуется подвести, а при конденсации пара – отвести тепло фазового перехода. При образовании пара в него наряду с молекулами воды переходят и молекулы растворенных веществ в соответствии их летучестью.

Важнейшим преимуществом данного метода являются минимальные количества используемых реагентов и объем отходов, которые могут быть получены в виде твердых солей. Тепловая и экономическая эффективность метода определяется режимом испарения и степенью рекуперации тепла фазового перехода при конденсации пара.

Обратный осмос и нанофильтрация. Извлечение растворенных веществ из воды может производиться мембранными методами. Уровень обессоливания определяется селективностью мембран. Методом нанофильтрации можно достигнуть частичного обессоливания, удалив соли жесткости вместе с двухзарядными анионами и частично – однозарядные катионы натрия и калия и анионы хлора.

Более глубокое обессоливание обеспечивает низконапорный обратный осмос. Максимальная эффективность по всем компонентам обеспечивается обратноосмотическими мембранами, работающими при высоком давлении. Суммарная степень обессоливания зависит от катионного и анионного состава воды и ориентировочно составляет: для нанофильтрации 50-70 %, для низконапорного обратного осмоса 80-95 %, для высоконапорного 98-99 %.

Дезодорация – устранение запахов: аэрирование, обработка окислителями (озонирование, большие дозы хлора, марганцевокислый калий), фильтрование через активированный уголь.

Обезжелезивание – основан на окислении двухвалентного железа кислородом воздуха (аэрация) или на химическом воздействии на двухвалентное железо или его соединений сильных окислителей (активный хлор, перманганат калия, перекись водорода, озон и т.д.), что позволяет предварительно подготовить воду для перевода железа из двухвалентного в трехвалентное состояние с образованием нерастворимого гидрооксида железа (III), который, впоследствии, может удаляться отстаиванием и (или) фильтрацией с добавлением коагулянтов (флокулянтов).

Деактивация – снижение радиоактивных веществ в воде: коагуляция, отстаивание, фильтрация (ионообменные фильтры).

Устройство и гигиенические требования водозаборным и водоочистным сооружениям. Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для централизованного водоснабжения, с помощью которых осуществляют водозабор из источника, обработку воды с целью доведения ее качества до требований гигиенических нормативов, подачу в населенный пункт и распределение между потребителями, называют хозяйственно-питьевым водопроводом. Устройство водозаборов определяется совокупностью факторов: потребным расходом воды и его соотношением с дебитом источника, типом источника (река, озеро, водохранилище, канал и др.), его гидрологическим и шуголедовым режимом, переформированием ложа и транспортированием наносов, условиями строительства в акватории и прибрежной части и т. д. В коммунальном хозяйственно-питьевом водоснабжении наиболее распространены речные водозаборы с русловыми и реже с береговыми водоприемниками различных типов.

Основные составляющие водопровода: 1) источник водоснабжения (подземный или поверхностный); 2) водозаборные сооружения; 3) водоподъемные сооружения (насосные станции); 4) очистные сооружения; 5) сооружения для накопления запасов воды; 6) сооружения для доставки и распределения воды (водоводы, водопроводная сеть, водоразборные сооружения на сети).

Рис. Системы водоснабжения: 1 – водозаборное сооружение; 2 – насосная станция НС; 3 – очистные сооружения; 4 – резервуары чистой воды; 5 – НС; 6 – водонапорная башня; 7 – водоводы; 8 – распределительная водопроводная сеть; 9 – населённый пункт; 10 – производственная зона

Водозаборные сооружения на реке следует возводить выше по течению от населенного пункта, который обслуживается водопроводом, а также от мест впадения в реку притоков и яров, сброса стоков. Водозаборы нужно оборудовать на стойком берегу при надлежащей и постоянной глубине воды возле него в русле. Чаще всего таким требованиям отвечают вогнутые берега, хотя они в отличие от выпуклых сильнее размываются, но значительно меньше заносятся песком, который ухудшает работу водозаборных сооружений. Места расположения водозаборов должны быть защищены от нагромождений льда во время ледохода. Нельзя располагать водозаборы в местах оползней, а также зимовки и нереста рыбы.

Водозаборные сооружения должны обеспечивать бесперебойную подачу воды и если можно улучшать ее качество. В зависимости от природных условий используют разные типы водоприемных сооружений.

По способу забора воды из источника различают береговые (забирают воду из русла реки возле берегов), русловые (забирают воду из русла реки на некотором расстоянии от берега) и инфильтрационные (забирают подрусловую воду) водозаборы.

Береговыми называют такие сооружения, которые берут воду из русла реки непосредственно возле берега на достаточной для нормальной работы водозаборного сооружения глубине.

Рис. Раздельный береговой водоприемник с насосной станцией: УНВ – уровень низких вод; УВВ – уровень высоких вод; 1 – камера-шахта; 2 – водоприемное отделение; 3 – всасывающее отделение; 4 – окна входные; 5 – перегородка; 6 – съемная сетка; 7 – трубы насосов; 8 – насосная станция первого подъема (HC-I)

Русловые водозаборные сооружения. При достаточной для водоприема глубине лишь на значительном расстоянии от берега и относительно пологом береге точку забора воды приходится выносить далеко в русло реки, устраивая там специальный водоприемный оголовок. От оголовка вода поступает (самотечными или сифонными линиями) в так называемый береговой колодец. Такой тип водоприемника называется русловым. При этом насосная станция может быть оборудована как отдельно от берегового колодца (раздельная компоновка), так и скомпонованной с ним (совмещенная компоновка).

Рис. Водозабор руслового типа: 1 – оголовок; 2 – самотёчные линии; 3 – береговой колодец; 4 – насосная станция; ГВВ – горизонт высоких вод; ГНВ – горизонт низких вод.

Водоприемные ковши и водоподводные каналы. Иногда для улучшения условий приема воду берут не прямо из русла реки, а из искусственно созданных заливов – ковшей (ковшовые водозаборы). Чаще всего их используют на реках, где есть опасность образования внутриглубинного льда или наблюдаются ледоходы. Также их применяют в том случае, когда необходимо уменьшить цветность и мутность воды на участке водозабора путем природного отстаивания. Ковш располагают под углом 45° относительно течения реки. Для этого выбирают грунт в русле реки и срезают берег. Стены ковша закрепляют железобетоном, в верхнем перекрытии оборудуют вентиляционные стояки. Вход в ковш со стороны реки защищают решеткой от попадания крупных предметов, льда и т. п. Акваторию ковша ограждают дамбой.

Рис. Верховой (а) и низовой (б) водопроводные ковши.

Рис. Верховой (а) и низовой (б) водопроводные каналы.

Берут воду из ковша через водоприемные окна берегового колодца, расположенного в его конце. При сверхсложных шуго-ледовых условиях воду из ковша можно брать через затопленный русловый оголовок, от которого вода поступает самотечными или сифонными линиями в береговой колодец.

Инфильтрационные водозаборные сооружения. Если речная вода очень загрязненная, используют водозаборы инфильтрационного типа, в которых воду фильтруют через грунт дна и берега реки, если русло реки образовано песчаными, песчано-гравелистыми или галечниковыми водоносными грунтами. Речная вода, фильтруясь, насыщает их, создавая своеобразный поток, направленный по течению реки. Его называют подрусловым, а воду – подрусловой. Для забора подрусловой воды используют лучевые водозаборы и инфильтрационные колодцы.

Инфильтрационные водозаборы располагаются в области активной связи подземных и поверхностных вод и работают в основном за счет привлечения вод поверхностных водотоков. Инфильтрационные водозаборы сооружаются в районах, где мощность гравийно-песчаного слоя вдоль берега рек значительна. Для отбора воды вдоль берега реки бурятся подрусловые скважины на гравийно-песчаный слой на расстоянии 100-200 м друг от друга и не более 50 м от берега реки. Различают инфильтрационные водозаборы: береговые – расположенные вдоль берегов поверхностных водоемов, и подрусловые – располагаемые под их руслом.

Рис. Береговой инфильтрационный водозабор.

Инфильтрационный колодец представляет собой трубчатый колодец, размещенный на берегу реки. При откачивании из колодца небольшого количества воды в его фильтр будет поступать только грунтовая вода, которая питает реку. Если же отбор воды из колодца увеличить, то колодец будет питаться грунтовой и подрусловой водой со стороны реки. При дальнейшем увеличении отбора воды из колодца в него будет поступать преимущественно вода из подруслового потока и лишь незначительная часть грунтовой.

Подрусловая вода, которую забирают инфильтрационные водоприемники, почти полностью осветлена, частично обесцвечена и обеззаражена. Это дает возможность иногда (когда вода отвечает действующему стандарту на питьевую воду) изымать из технологической схемы водоснабжения станцию обработки и улучшения качества воды. При этом устанавливается почти одинаковая в течение года температура (8-12 °С) воды.

Лучевой водозабор – это сооружение для захвата подземных вод, представляющее собой радиальную систему горизонтальных (или наклонных) водозаборных лучевых скважин (дрен), сходящихся в центрально расположенном водосборном колодце (шахте),

Рис. Лучевой водозабор: 1 – горизонтальные радиальные скважины; 2 – водосборный шахтный колодец; 3 – насос; 4 – естественный уровень грунтовых вод; 5 – сниженный уровень грунтовых вод

Насосно-фильтровальная станция. Задача водоподготовки является важным звеном в процессе водоснабжения города. Это сложный технологический процесс, от которого зависит здоровье и жизнь людей. Сложность состоит в надёжном, бесперебойном снабжении населенного пункта качественной питьевой водой в соответствии с гигиеническими нормами. Технология должна учитывать потребности в воде в зависимости от времени суток и сезона. Природные условия также сказываются на особенностях технологического процесса. Например, он должен учитывать весенние паводки, техногенные аварии в верхнем течении реки. Для решения такой задачи служат насосно-фильтровальные станции.

Система водоподготовки включает в себя:

– насосная станция первого подъёма, которая предназначена для контроля и управления процессом добычи воды;

– блок фильтрации воды, предназначен для улучшения органолептических и физико-химических, биологических свойств воды;

– блок обеззараживания воды для уничтожения бактерий и вирусов патогенных для человека;

– резервуары чистой воды, для поддержания бесперебойного водоснабжения в пиковые часы;

– насосная станция второго подъёма, для создания необходимого давления в водопроводных сетях.

Водопроводные сооружения. Водоводы предназначены для транспортирования воды от водоисточника до объекта водоснабжения. Водоводы подразделяются на напорные, самотечные и комбинированные. В напорных водоводах подача воды осуществляется насосом, в самотечных – самотеком под действием сил тяжести. Комбинированный водовод состоит из напорных и самотечных водоводов.

Для обеспечения безперебойности работы водоводы укладываются обычно в две нитки, которые часто соединяют переключениями, позволяющими выключить на ремонт какой-либо участок в случае аварии на нем. Допускается укладка водовода в одну нитку при значительной его длине и технико-экономическом обосновании. Если водовод проектируют в одну нитку, необходимо предусмотреть устройства запасных резервуаров (в конце водовода). Водопроводные сети должны быть кольцевыми. Тупиковые линии водопроводов допускается применять на водоводах малого диаметра до 100 мм.

Зоны санитарной охраны водоисточников (ЗСО). ЗСО организуются на всех водопроводах, вне зависимости от ведомственной принадлежности, подающих воду, как из поверхностных, так и из подземных источников. Основной целью создания и обеспечения режима в ЗСО является санитарная охрана от загрязнения источников водоснабжения и водопроводных сооружений, а также территорий, на которых они расположены.

ЗСО организуются в составе трех поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала. Его назначение - защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

Санитарная охрана водоводов обеспечивается санитарно-защитной полосой.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы, соответственно их назначению, устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Определение границ ЗСО и разработка комплекса необходимых организационных, технических, гигиенических и противоэпидемических мероприятий находятся в зависимости от вида источников водоснабжения (подземных или поверхностных), проектируемых или используемых для питьевого водоснабжения, от степени их естественной защищенности и возможного микробного или химического загрязнения.

Санитарные мероприятия должны выполняться:

а) в пределах первого пояса ЗСО – органами коммунального хозяйства или другими владельцами водопроводов;

б) в пределах второго и третьего поясов ЗСО – владельцами объектов, оказывающих (или могущих оказать) отрицательное влияние на качество воды источников водоснабжения.

Определение границ поясов ЗСО. Дальность распространения загрязнения зависит от:

вида источника водоснабжения (поверхностный или подземный);

характера загрязнения (микробное или химическое);

степени естественной защищенности от поверхностного загрязнения (для подземного источника);

гидрогеологических или гидрологических условий.

При определении размеров поясов ЗСО необходимо учитывать время выживаемости микроорганизмов (2 пояс), а для химического загрязнения – дальность распространения, принимая стабильным его состав в водной среде (3 пояс).

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒