Способ очистки природных вод и установка для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК C02F9/04 C02F9/14 C02F1/52 C02F1/78 C02F9/04 C02F9/04 C02F101/30 C02F103/34 

Изобретение относится к области обработки природной воды для хозяйст венно-питьевых целей и может быть использовано в системах водоснабжения городов, населенных пунктов и предприятий различных отраслей промышленности . Известна схема подготовки питьевой воды, забираемой из открытых водоемов, которая предусматривает ее обесцвечивание, осветление и обез зараживание, При этом технологическа схема содержит последовательно установленные насосную станцию первого подъема, смесители, реагентный цех, камеры клопьеобразования, отстойник, скорые фильтры, клораторную, резервуары чистой воды. Для устранения стойких неприятных привкусов и запахов, уничтожеКИЯпланктона и др. в схему очистки вводят двукратное хлорирование воды: первичное хлорирование на насосной станции первого подъема и вторич ное хлорирование за отстойником -или фильтрами. Способ обеспечивает хорошее обеззараживание воды, снижает содержание аммиака и органических веществ за счет окисления хлором 1 Недостатком этого способа является образование в воде тригалогенметанов в результате окисления хлором гуминовых и фульвокислот, обладающих канцерогенными свойствами. Известен также способ очистки воды согласно которому сначала ее накапливают в водохранилище, затем производят коагулирование взвешенных веществ, озонирование воды, добавление соединений желбза, фильтрование через скорые песчаные фильтры и фильтрование через активированный уголь. Способ очистки обеспечивает значительное снижение содержания в воде органических веществ и аммиака, при этом не образуются хлорорганические вещества в процессе водоподготовки12. Однако такая очистка не обеспечи вает достаточный бактерицидный эффект: в процессе накопления воды в водохранилище и после озонирования наблюдается значительный рост числа бактерий. Фильтр с активированным углем обеспечивает обеззараживание воды, однако отсутствие обеззараживающего реагента в питьевой вод приводит к вторичному бактериальному загрязнению в распределительной сети Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, заключающийся в том, что воду, забираемую из реки, подвергают озонированию и хранят в бассейне в течение 48 ч. Затем последовательно осуществляют флокуляцию, отстаивание, фильтрование через песок, постозонирование, фильтрование через активированный уголь и конечное хлорирование.. Введение предварительного озонирования и 48-часовой вьодержки в бассейне обеспечивает снижение в воде концентраций аммиака и уменьшает образование органохлористых соединений в процессе конечного хлорирования J. Однако известному способу присущи необходимость использования крупногабаритных емкостей, занимающих большие площади, а также недостаточная эффективность очистки - при обработке воды озонированием и последующем 48-часовом хранении в водоеме ухудшаются органолептические показатели воды в результате отмирания микроорганизмов и гидробионтов, происходит вьщеление в воду фенолов, аминов. Такая вода требует обработки активированным углем. Кроме того, образование в результате озонирования более полярных органических соединений отрицательно сказьшается на работе этого фильтра - уменьшается поглощающая способность угля, что делает фильтр малоэффективным, а степень очистки воды недостаточной. Известна установка, содержащая последовательно установленные контактную камеру, отстойник, песчаный фильтр и устройство для обеззараживания fsj. Недостатком известной установки является низкая эффективность очистки от растворенных соединений. Цель изобретения - повьш1ение степени очистки от растворенных соединений . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки природных вод, включающему озонирование, коагуляцию, осветление, фильтрование и обеззараживание, перед озонированием природные воды подвергают обработке естественным биоценозом и микрофильтрации со скоростью движения 0,2-0,6 м/с. Установка для очистки природных вод, содержащая последовательно уста новленные контактную камеру, отстойник, песчаный фильтр и устройство для обеззараживания, снабжена смонтированным перед контактной камерой микрофильтром с приемным каналом, а также размещенной в последнем секцией обработки воды естественным биоценозом, вьшолненной из параллельных пластин, расположенных под углом не более 70 к направлению движения воды и на расстоянии 0,2-0,4 м одна от другой. Способ осуществляют следующим образом. Речизто воду со скоростью 0,20,6 м/с пропускают сначала через еетественный биоценоз, где из воды осаждаются клетки фито- и зоопланктона. Развиваясь и накапливаясь, они поглощают из воды растворенные органические -загрязнения. По мере нако ления насьщенные частицы созревшего биоценоза вьшосятся водой на микрофильтр, где механически задерживаются и отделяются от воды. Далее во ду обрабатывают озоном, коагулируют подвергают осветлению, фильтрованию и обеззараживают. Основным условием осуществления способа является проведение микрофильтрования сразу за обработкой биоценозом в непосредственной близости с тем, чтобы хлопья биоценоза не успевали разрушаться при транспортировке водой на микрофильтр, В противном случае мелкие частицы биоценоза (меньше минимального размера ячеек микро фильтра ), проходя в воду, вызьшают вторичное ее загрязнение Это условие соблюдается при скорости движения воды не более 0,2-0,6 м/с. Обоснование эффекта очистки в зависимости от скорости движения во ды представлено в таблице 1„ . На фиг. 1 изображена установка для осуществления предлагаемого спо соба; на фиг. 2 - микрофильтр с встроенной секцией биоценоза, план, продольный разрез. Установка для очистки природных вод содержит насосную станцию 1 первого подъема, микрофильтр 2, в котором на пути движения воды смонтированы наклонные сетчатые пластины 3 и фильтрующий барабан 4, контактную камеру 5 первичного озонирования, смеситель 6, камеру 7 хлопьеобразования, горизонтальный отстойник 8, скорый безнапорный фильтр 9, обеззараживающее устройство, состоящее из контактной камеры 10 вторичного озонирования и дозатора хлора (не показан ) с подающей трубой 11, резервуар чис-той воды и насосную стан1щю 13 второго подъема. Наклонные сетчатые пластины 3 расположены в приемном канале 14 микрофильтра 2 под углом oi не более 70° к направлению движения воды на расстоянии ,2-0,4 м одна от другой. Это обеспечивает оптимальные условия для развития биоценоза обрастания на сетчатых пластинах 3 при скорости движения воды 0,2- 0,6 м/с. Предлагаемая установка работает следующим образом. Из насосной станции первого подъема воду подают в приемный канал 14 микрофильтра, где на сетчатых пластинах 3 из воды осаждаются гидробионты, поглощающие из воды органические загрязнения, образуется и накапливается биоценоз обрастания. Из приемного лотка микрофильтра вода поступает в фильтрующий барабан 4. Здесь механически задерживается фито- и зоопланктон, сине-зеленые и диатомовые водоросли и частично взвешенные вещества, а также избыточные хлопья биоценоза, уносимые водой с сетчатых пластин 3. Невысокая скорость движения воды в пределах 0,2-0,6 м/с, непосредственное расположение сетчатых пластин перед барабаном микрофильтра, а также плавный наклон пластин, не превьщ1ающий 70 к направлению движения воды, обеспечивают сохранение хлопьев биоценоза, насыщенных органическими загрязнениями, при их транспортировке на барабанный фильтр. Из микрофильтра 2 воду подают в контактную камеру 5, где осуществляют ее первичное озонирование. Затем в смесителе 6 воду смешивают с реагентом иподают на обработку сначала в горизонтальный отстойник 8 с камерой 7 хлопьеобразования, а затем в скорый безнапорный фильтр 9, После фильтрования воду подвергают вторичному озонированию в контактной камере 10 и обеззараживанию хлором. Очищенную воду собирают в резервуаре 12 и насосной станцией 13 второго под ма направляют потребителю. П р и м е РО Речную воду, содер жащую вещества и органические загр нения, фито- и зоопланктон подают со скоростью 0,2-0,6 м/с в приемны лоток микрофильтра, где обрабатьша ют биоценозом и направляют на микр фильтр. Загрязненность исходной во Цветность, град Мутность, мг/л Общий органический углерод, мг/л Железо общее,мг/л Аммиак, мг/л СПАВ, мг/л .Lm.« у 1 / JA- у . . Микробное ,шт/мл 1165000 Остаточная загрязненность воды после микрофильтра: Цветность,град30 Мутность, мг/л75 Общий органический углерод, мг/л7,5 Железо общее, мг/л0,28 Аммиак, мг/л0,66 СПАВ, мг/л0,04 Микробное число,шт/мл 340000 Далее воду обрабатьшают озоном до зой 3 мг/л. После первичного озон рования воду коагулируют глинозем дозой 5-7 мг/л А (5 04)зИ после тщательного перемешивания отстаивают в течение 90-120 мин Отстоенную воду далее фильтруют через кварцевый песок со скоростью 5-6 м/ч, после чего вводят озон до 1 мг/л для обеззараживания (концентрация остаточного озона в резервуаре чистой воды должна быть не более 0,05 мг/л В трубопровод, подающий воду в распределительную сеть, вводят хлор до остаточной его концентрации в воде 0,30,5 мг/л для гарантии чистоты распределительной сети. На выходе из установки вода имеет следующие показатели:I-feeTHocTb, град5 Мутность, мг/л0,8 Общий органический углерод, мг/л0,45 Железо общее,мг/л0,1 Аммиак, мг/л0,00 СПАВ, мг/лСледы Общее количество бактерий, шт/мл0-20 Изобретение позволяет при небольших затратах повысить степень очистки воды от растворенных загрязнений по сравнению с требованиями действующего ГОСТа 2874-73 по цветности в 4 раза, по мутности в 2 раза, по угуглерсду суммарному на 10%, практически полностью исключает содержание аммиака, железа, СПАВ и бактерий. Это определяет значительный экологический зффект.

fO CS

r

f4

СЧ СЧ

о

C4

GO

n

о

in

s

CO.

л $ P

- n

.

о о о

«

s

r

tM

1Л

a

n о

о

л

о

о

о ч

00

so о

о ts

о.

1. Способ очистки природных вод, включающий озонирование, коагуляцию, осветление, фильтрование и обеззараживание, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от растворенных соединений, перед озонированием природные воды подвергают обработке естественным биоценозом и ьшкрофильтрации со скоростью движения 0,2-0,6 м/с. 2„ Установка для очистки природных вод,.содержащая последовательно установленные контактную камеру, отстойник, песчаный фильтр и устройство для обеззараживания, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки от растворенных соединений, она снабжена (Л установленным перед контактной камерой микрофильтром с приемным каналом, а также размещенной в последнем секцией обработки воды естественным биоценозом, выполненной из параллельных пластин, расположенных под углом не более 70°к направлению движения воды и на расстоянии 0,2-0,4 м одна от другой. Реагент Фаг I

in .-

п

Ov

оо г

и

s

со оо

о М

M

о

vO 00

00

ш

о

CNI

in in

§

cs

ч

ю

о о

- см

о

«ч о

о tr г

00

§

ОЧ О

t

0

о ш ео

§

- о

чО VO

о о

- п

г-Г

г -

о о

ШО

8 Si

в

о

00

о

8

in

оо

п в

-

л г

ш

-

о

М

оо

t4

фиг.2