Способ ликвидации последствий аварийного загрязнения источника водоснабжения Советский патент 1992 года по МПК C02F1/40 E02B15/04 

Изобретение относится к способам очистки воды от вредных и ядовитых веществ, попавших в источник водоснабжения в результате аварии.

Естественное самоочищение водоемов от вредных выбросов происходит очень медленно. Поэтому, чтобы избежать проникновения загрязнений в питьевую воду, приходится временно отключать водопроводы или организовывать надежную очистку и обеззараживание загрязненной воды.

Известен способ очистки и обеззараживания воды с помощью коммерческих сорбентов искусственного и естественного происхождения - активного угля, цемента, глины и др. Однако этот способ имеет ряд существенных недостатков, требуя для своего осуществления: приобретения большого количества дорогостоящих сорбентов, транспортировки сорбентов к месту аварии, организации дозирования сорбентов в обрабатываемую воду, строительства специальных сооружений для перемешивания сорбента с обрабатываемой водой, выдерживания в течение определенного времени контакта и отделения отработанного сорбента в осадок.

VI СА)

3

ел

Целью изобретения является упрощение и удешевление способа при сокращении времени обработки.

Цель достигается использованием сор- бционной и ионнообменной способности природных сорбентов - глин, суглинков, ила, сапропеля, слагающих берега и русла водоисточников,

Сущность способа в следующем.

Струей воды или сжатого воздуха производят размывание грунтов, слагающих дно и берега источника водоснабжения. В результате происходит взмучивание глин, ила, сапропеля с временным повышением мутности воды от 100 до 1000 мг/л. Частицы взмученных веществ адсорбируют на своей поверхности вредные примеси и после прекращения перемешивания осаждаются на дно источника, освобождая воду от загрязнений. Осажденные загрязнения, закрепленные на поверхности минеральных частиц, подвергаются дальнейшей биохимической переработке. Для повышения эффективности очистки воды взмучивание повторяют в том случае, когда источником водоснабжения является река. Взмучивание целесообразно повторить в другом створе, ниже по течению реки. Расстояние между со- седними створами определяется исходя из длительности пребывания сорбента во взвешенном состоянии, которая, в свою очередь, зависит от скорости течения реки и размеров частиц сорбента, геологических и гидрогеологических особенностей.

Створы взмучивания могут быть выбраны и оборудованы заблаговременно или не- посредственно при возникновении аварийной ситуации. Предпочтение следует отдавать взмучиванию сжатым воздухом, так как при этом происходит дополнительная аэрация воды, способствующая улучшению ее качества.

Предлагаемый способ целесообразно применять для улучшения качества воды преимущественно небольших рек, прудов, озер и водохранилищ.

Взмучивание глинистых минералов раз- ного состава (каолинит , монтмориллонит) приводит к тому, что требуемый эффект очистки воды от большинства возможных загрязняющих веществ (до ПДК в источнике водоснабжения) достигается при двух-трех- кратном взмучивании сорбента в течение 5-10 мин. При этом средняя концентрация сорбента в воде во время взмучивания не должна быть ниже 150-200 мг/л.

При меньших концентрациях минерального замутнителя и меньшей длительности взмучивания не достигается требуемой степени очистки воды, а при больших величинах этих параметров выигрыш в эффекте очистки воды не компенсируется затратами сил и средств на проведение работ. Результаты исследований позволили установить оптимальные промежутки времени t между двумя взмучиваниями для непроточных водоемов:

и расстояния L между створами взмучивания для проточных водоемов:

где Vc - скорость осаждения взмученных частиц;

vp - скорость течения воды;

Kt и KL - экспериментально определяемые коэффициенты пропорциональности.

В зависимости от состава взмучиваемых отложений для воды, загрязненной маслами, нефтепродуктами и пестицидами, значение коэффициентов Kt и KL принимаются по табл. 1.

Пример 1. Источник водоснабжения - пруд емкостью 3000 м3 (глубиной 2 м), загрязненный пестицидами (2 мг/л). Для очистки воды до приемлемого качества необходима доза ила 150 г/м при длительности контакта 30 мин.

Для данного источника (при Kt 0,9 м) число взмучиваний, если известно, что скорость осаждения ила в воде составляет 1 мм/с (3,6 м/ч) и промежуток времени между взмучиваниями t 0,25 ч (15 мин), будер равно 2.

Сравнительные данные по затратам средств и времени на очистку воды по предлагаемому и известному способам приведены в табл. 2.

Пример 2. Источник водоснабжения - река шириной 10 м и глубиной 2 м. Скорость течения vp 2 км/ч. Вода загрязнена нефтепродуктами (5 мг/л). Для очистки требуется доза глины 200 г/м3 при 60 мин времени контакта.

Требуется рассчитать для данного источника (при KL 0,6 м) расстояние между створами взмучивания и их число, если скорость осаждения глины vc составляет 0,7 мм/с.

Расстояние между створами взмучивания составляетг480 м.

При этом длительность контакта сор- бента с водой после каждого взмучивания составляет 14,4 мин, а число створов - 4.

Сравнительные данные по затратам средств и времени на очистку воды по предлагаемому и известному способам приведе- ны в табл. 3.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным лучшее качество очистки воды и не требует применения коммерческих сорбентов и уст- ройств для их дозирования в обрабатываемую воду.

Формула изобретения

Способ ликвидации последствий аварийного загрязнения источника водоснаб-

жения вредными и ядовитыми веществами, включающий обработку воды сорбентом с последующим осаждением, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления способа при сокращении времени обработки, в качестве сорбента используют донные отложения и минералы, слагающие русло и берега водоисточника, а обработку ведут в случае непроточного водоема многократным взмучиванием в тече- ние 5-10 мин с периодом времени, определяемым по формуле t Kt(1/vc), a з случае проточного водоема - взмучиванием в разных створах по течению при расстоянии между створами, определяемом по формуле L KL(VP/VC), где Kt и KL - коэффициенты пропорциональности, vc - скорость осаждения взмученного сорбента, a vp - скорость течения.

Изобретение относится к способам очистки воды от вредных и ядовитых веществ, поступивших в источник водоснабжения в результате аварии, и может быть использовано для очистки и обеззараживания воды на стационарных или передвижных очистных сооружениях. Целью изобретения является упрощение и удешевление способа при сокращении времени обработки. Для осуществления способа в качестве сорбента используют донные отложения и минералы, слагающие русло и берега водоисточника, а обработку ведут в случае непроточного водоема многократным взмучиванием в течение 5-10 мин с периодом времени, определяемым по формуле t Kt(1/vc), а в случае проточного водоема - взмучиванием в разных створах по течению при расстоянии между створами, определяемом по формуле L KL(VP/VC), где Kt и KL - коэффициенты пропорциональности, vc - скорость осаждения взмученного сорбента, a Vp - скорость течения. Предложенный способ не требует приобретения и дозирования коммерческих порошкообразных сорбентов, а также позволяет эффективно очищать воду от истинно растворенных загрязнений и дисперсных загрязнений с плотностью, близкой к плотности воды, с длительностью процесса очистки в 1,25-2,5 ч по сравнению с 5,0 ч по известному способу. 3 табл.

Показатели

предлагаемому

Стоимость очистки (руб) 1000 м3 воды в том числе:

на приобретение сорбента (каолин)

на транспортировку сорбента (на расстояние до 100 км) на организацию сорбционно- го процесса (включая заблаговременно проводимые мероприятия) Длительность процесса очистки,ч

Таблица 1

Таблица 2

Значение показателей по способу

известному

380

160 20

200 5,0

Показатели

предлагаемому

Стоимость очистки (руб) 1000м3 воды в том числе:

на приобретение сорбента (каолин)

на транспортировку сорбента (на расстояние до 100 км) на организацию сорбционно- го процесса (включая заблаговременно проводимые мероприятия) Длительность процесса очистки, ч

Таблица 3

Значение показателей по способу

известному

440

213 27

200 5,0