10713

вающий и напорный), фильтрующе-сорбирующий элемент (предфильтр), модуль фильтрующий, корпус насоса, переходник для присоединения к штуцеру противогаза, чехол для укладки и переноски изделия.

Принцип действия фильтра основан на глубокой очистке воды путем высокоэффективной сорбции на особых углеводородных волокнистых материалах с высокоразвитой поверхностью макро – и микропор.

Фильтр может применяться для обеспечения водой небольших групп военнослужащих (экипаж, отделение), действующих на значительном уда-

Переносная водоочистная установка (ПВУ)

Во всем большом разнообразии переносных водоочистных установок особенно хочется выделить ПВУ с использованием озона. Существует три варианта установки: для обработки воды озоном; для обработки воды озоном с последующим фильтрованием; установка для обработки воды озоном с конусообразной нижней части корпуса.

Первый вариант установки работает следующим образом: сжатый и осушенный газ подается по парубку в разрядную зону, образованную высоковольтным и низковольтным электродами, в результате подачи высокого напряжения возникает электрический разряд, под действием которого происходит синтез озона. Полученный озон через эжектор вводится в обрабатываемую воду в контактную камеру и отводится через патрубок.

Обработка воды вторым вариантом схожа с первым, но после синтеза озона, смесь воды и озона подается в охлаждающую рубашку, разделенную на секции с помощью поддерживающих сеток. Через нижнюю поддерживающую сетку вода равномерно распределяется по фильтровальной кассете, после чего отводится через патрубок.

Особенность третьего варианта обработки состоит в том, что повышение эффективности в данной конструкции достигается тем, что в устройстве нижняя часть корпуса выполнена в виде конуса с углом наклона стенок 30-35º. При этом патрубок подачи обрабатываемой воды подве-

Вода в наше время является важнейшим стратегическим ресурсом, а в недалеком будущем за ее обладание возможны конфликтные ситуации помимо чрезвычайных, в которые может быть вовлечена Россия или отдельные ее регионы. Поэтому можно сделать вывод о том, что малогаба-

210

ритные водоочистные установки играют большую роль. Проанализировав все то, что мы имеем, можно утверждать, что технология этих установок, фактически, аналогичны с нашими стационарными водопроводными станциями, только уменьшенные в габаритах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Приволжский научный журнал №3. – Изд. ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно – строительный универси-

тет». Н. Новгород, 2011. – 262 с.

2.Васильев, А.Л. Разработка и испытание малогабаритных установок подготовки питьевых вод./ А.Л. Васильев. – автореферат диссертации. Н. Новгород. 1992. – 20 с.

3.Журнал «Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». – Изд. Воронежский институт ГПС МЧС России. Воронеж. – 2015. – 3 с.

4.Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона» №2. – Изд. Государственное унитарное предприятие Ростовской области «Управление развития систем водоснабжения». Акционерное общество

«Ростовводоканал». – 2016. – 19 с.

ВАСИЛЬЕВ А.Л., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии; ВОРОБЬЕВА Е.В., ст. преподаватель кафедры водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Н.Новгород, Россия,

k_viv@nngasu.ru

О ПРОБЛЕМАХ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Основными источниками централизованного питьевого водоснабжения в большинстве регионов России являются поверхностные водоемы, которые в результате жизнедеятельности населения и работы промышленных предприятий подвержены постоянному загрязнению.

По данным Минприроды общий объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в водоемы страны, в 2013 году составил15.7 млрд. м3/год (из них 49% приходится на сточные воды централизованных систем водоотведения ЦСВ). Общий объем не очищенных стоков по стране составил 3,3млрд. м3/год (21% от общего объема сбросов). Причем доля неочищенных сбросов от общего объема сбросов в данной статистической группе,

211

включающей сбросы ЦСВ, составляет не более 15 %. Общий объем сброшенных нормативно очищенных сточных вод составил 1,08 млрд. м3/год (6,9 %от общего объема сбросов), однако отраслевая принадлежность данного объема неизвестна [1]. Хотя в последние десятилетия и наблюдается снижение объемов сброса сточных вод, но отмечается тенденция увеличения удельного веса сброса неочищенных стоков.

Всвязи с вступлением в силу ФЗ-219 «Об охране окружающей среды» с 2019 года все объекты 1 категории, в том числе крупные станции очистки городских сточных вод должны будут получать комплексные экологические разрешения (КЭР) и доказывать соответствия установленным требованиям новых доступных технологий (НДТ) [2].

Всвязи с постоянно меняющимся уровнем загрязнения воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения применяемые на водопроводных станциях технологии оказываются не всегда достаточно эффективны, для получения высококачественной питьевой воды.

Централизованные системы питьевого водоснабжения в большинстве регионов испытывают ряд проблем (неэффективные технологии и реагенты, изношенные сооружения, отсутствие методов и средств контроля и т.д.) и ставят перед собой задачи по улучшению, повышению надежности, устойчивости, а также эффективности работы систем водоснабжения.

ВНижнем Новгороде для решения этих задач на предприятие ОАО «Нижегородский Водоканал» разработана инвестиционная программа «Модернизация 2014-2023 г.г.» в соответствии с которой, должны быть достигнуты основные цели и задачи, в частности касающиеся экологической безопасности систем водоснабжения и водоотведения [3].

Источниками водоснабжения г. Н.Новгорода являются две реки Волга и Ока. Снабжают город питьевой водой три крупнейшие водопроводные станции: Слудинская, Новосормовская, Малиновая гряда, находящиеся на балансе ОАО «Нижегородский Водоканал». Технологии подготовки воды на водопроводных станциях традиционные, включают процессы осветления и отстаивания воды с последующим фильтрованием, а также первичного и вторичного обеззараживания.

На станциях реализуются мероприятия по повышению надежности и эффективности работы системы водоснабжения города. Внедрение предварительной аммонизации – для перевода активного свободного хлора в связанный. Применение процесса первичного озонирования. Использование гипохлорита натрия, вместо жидкого хлора. Применение фокулянтов, в дополнение к процессу коагулирования. В дополнение к основной схеме очистки воды внедрено обеззараживание ультрафиолетом, на конечном этапе процесса водоподготовки. На станции Малиновая гряда в реагентном хозяйстве внедрена гидроакустическая система интенсификации процесса коагуляции (ультразвуковые излучатели).

212

Одной из серьезных проблем станций водоподготовки г. Н.Новгорода является решение вопроса по обработке промывных, технологических вод, их утилизация, и, следовательно, предотвращение экологического ущерба. Промывные и технологические воды на водопроводных станциях образуются в результате: сброса воды с РЧВ при очистке и ремонте, сброса осадка с отстойников или осветлителей со слоем взвешенного осадка, сброса промывных вод фильтров. Эти воды имеют высокие концентрации по взвешенным веществам, цветности, алюминию и иным загрязнениям. Сброс данных сточных вод на рельеф местности, либо в водный источник приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов и загрязнению окружающей среды.

Объем промывных и технологических вод может составлять до 20% среднесуточной производительности очистных сооружений. Суммарный объем образующихся технологических и промывных вод на примере Слудинской водопроводной станции составляет от 12 до 9,5% от общей производительности станции.

Согласно программе «Модернизация 2014-2023 г.г.», в срок до 2023 г. на всех станциях должно быть завершено строительство сооружений по сбору и обработке промывных, а также технологических вод станций, с целью улучшения экологической ситуации и ликвидации сброса данных вод в водные объекты.

Можно сделать выводы, что для решения проблем систем централизованного питьевого водоснабжения возникает необходимость в применении более прогрессивных схем и сооружений для очистки воды, применении новых видов реагентов, коагулянтов, флокулянтов, применение оборотных систем повторного использования промывных и технологических вод и т.д. Однако причинами несоответствия качества воды требованиям гигиенических нормативов являются, не только повышенное загрязнение водоисточника, или не своевременная модернизация технологии очистки, но и высокая изношенность водопроводных сетей, а также очень часто крайне низкий уровень подготовки персонала, несоблюдение регламентов и нормативных документов, самовольное изменение (упрощение) технологии обработки воды.

БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК

1.ИТС 10-2015. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. Бюро НДТ:

Москва, 2015. – 377 с.

2.Федеральный закон от 21.07.2014 г. № 219 «Об охране окружающей среды» // СПС Консультант Плюс.

3.Инвестиционная программа «Модернизация» 2014-2023 г.г. ОАО «Нижегородский водоканал». Н. Новгород, 2016. – 59 с.

213

ГОРОХОВ С.К., студент; КЮБЕРИС Э.А., канд. техн. наук, доцент кафедры кафедры водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии

Нижегородский государственный архитектурно-строительный Университет, г. Нижний Новгород

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ СТОКОВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Внастоящее время мембранные технологии очистки воды в промышленности стали распространены повсеместно. В результате распространения мембранных технологий остро стала проблема утилизации и уменьшение количества концентрированных стоков, которые образуются в результате их применения. В России эти концентраты как правило выпариваются в прудах-испарителях или в испарительных установках и в виде солевой каши складируются в мешках или в специальных накопительных емкостях и про них благополучно забывают. В результате занимаются значительные площади, которые используют под хранение солевой каши, а также теряются значительные объемы воды и полезных компонентов, содержащихся в концентратах, которые можно было бы пустить в производство. Так же эти концентраты угрожают экологии, ведь в случае попадания их в почву или воду, они, в зависимости от состава, могут нанести значительный вред природе.

Для улучшения экологической ситуации в стране и в целях экономии водных и других ресурсов рекомендуется использовать максимально эффективные оборотные системы водоснабжения промышленных предприятий, т.е. чтобы вся вода, в том числе и из концентрата после промывки обратноосмотических установок, использовалась в производстве. Так же рекомендуется выделять из концентрата чистые компоненты с дальнейшим их использованием.

Вкачестве примера рационального использования ресурсов в промышленности приведем производство аммиака, метанола и карбамида. Концентрат после промывки обратноосмотических мембран таких предприятий обогащен солями кальция, магния, кремния и натрия.

Эффективная переработка солевых стоков после установки обратного осмоса (УОО-1) таких предприятий выглядит следующим образом:

1.Производится осветление концентрата УОО-1 методом известкования с коагуляцией. Совместное их использование обеспечивает наилучший эффект протекания обоих процессов. В процессе известкования из воды удаляется свободная углекислота и образуется труднорастворимое, вы-

214

падающее в осадок соединение – углекислый кальций CaCO3. Ионы магния, взаимодействуя с гидроксильными ионами, выпадают в осадок в виде труднорастворимого гидрата окиси магния Mg(OH)2. Коагуляция при известковании улучшает формирование осадка и протекание процесса формирования примесей. В качестве коагулянта используется сульфат железа.

2.Производится умягчение осветленного концентрата в водород– катионитных фильтрах. Регенерация истощенного водород-катионита проводится серной кислотой. В результате регенерации фильтра выделяется шлам, содержащий соли кальция и магния, который отправляется в шламонакопители.

3.Далее умягченный сток проходит через блок микрофильтров и концентрируется в установке обратного осмоса УОО-2. Стоки после промывки УОО-2 подаются в накопительную емкость.

4.Производится концентрирование стока УОО-2 в установке обратного осмоса УОО-3.

5.Выделение кремниевой кислоты из концентрата УОО-3 и микрофильтрация концентрата.

6.Упаривание осветленного концентрата и кристаллизация сульфата натрия.

7.Выделение сульфата натрия из концентрированного раствора выпарной установки и высушивание выделенной соли с последующим фасованием ее в мешки.

8.Упаривание концентрированного раствора натриевых солей, выделение и высушивание смеси солей хлорида натрия и сульфата натрия с последующим фасованием их в мешки.

На каждом этапе осветления, умягчения, концентрирования и микрофильтрации очищенная вода возвращается в производственный цикл. Таким образом получается замкнутый цикл водооборота с исключением стоков, выделением шлама, содержащего соли кальция и магния, получением сухой соли сульфата натрия и смеси сухих солей хлорида натрия и сульфата натрия.

Уплотнившийся в шламонакопителях шлам с содержанием солей кальция и магния и выделенные соли подлежат дальнейшему использованию, могут быть проданы, могут быть использованы в каких-либо производствах, т.е. не будут лежать «мертвым грузом» в мешках на какомнибудь полигоне отходов.

215

Рисунок 1 – Принципиальная схема очистки концентрата

Создание замкнутого цикла водооборота на предприятиях с возвратом воды в производство, а также рациональный подход к использованию веществ, содержащихся в стоках – залог успеха современного предприятия.

Такой подход к организации водоснабжения предприятия поможет сильно съэкономить на тарифах за воду и на количестве покупаемого сырья. В результате анализа авторами сделан вывод, что необходимо внедрять подобные технологии на предприятиях для создания бессточных оборотных схем водоснабжения и, как следствие, улучшения экологической обстановки в стране.

БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК

1.Первов, А. Г. Разработка мембранных технологий с уменьшенным расходом воды на собственные нужды / Первов А. Г., Андрианов А. П., Горбунова А. П. // Водоснабжение и сан. Техника - 2010. - № 6.

2.Дытнерский, Ю. И. Мембранные процессы разделения жидких смесей / Дытнерский Ю. И. // «Химия» - 1975. - 232 с.

3.Дытнерский, Ю. И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Дыт-

нерский Ю. И. // «Химия» - 1978. - 352 с.

216

КАЗАКОВ Н.Д., студент; ИВАНОВ Н.В., студент

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия,

nek550@yandex.ru / nik.ivanovvv@gmail.com

АЗОТ И ФОСФОР В ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОДАХ

На сегодняшний день одной из главных задач при очистке сточных вод, является удаление из воды биогенных элементов. Такие биогенные элементы как азот и фосфор постоянно присутствуют в городских сточных водах. Основным источником фосфора в сточных водах являются синтетические ПАВ, а источником соединений азота – предприятия нефтехимической, химической, резиновой и другие отрасли промышленности.

Повышенное загрязнение водоисточников приводит к нарушению гидробиологического и санитарно-технического режимов водного объекта. Причинами такого негативного результата могут быть: недостаточная мощность и эффективность очистки существующих водоочистных сооружений, их отсутствие в местах расположения промышленных предприятий, а также сброс сточных вод, концентрация загрязнений в которых превышает предельные допустимые концентрации (ПДК). Увеличенное содержание соединений азота и фосфора в сточной воде приводит к эвтрофикации водоёмов. К сожалению, актуальность этой темы трудно переоценить и сегодня эвтрофикация природных водоёмов представляет одну из наиболее серьёзных проблем для здоровья животных и человека. При цветении в водоеме повышается значение Рн, сильно падает содержание растворенного кислорода, обнаруживаются выделяемые цианобактериями различные токсины. Всё это в конечном итоге влечёт за собой гибель рыб

изводится сброс сточных вод – это удаление из стоков соединений азота и фосфора. Из известных методов очистки сточных вод от данных биогенных элементов (биологический, химический и физико-химический) биологический метод является наиболее эффективным и позволяет снизить концентрацию до ПДК рыбохозяйственных водоёмов.

Сущность метода химического удаления фосфора заключается в добавлении реагентов, способствующих образованию и осаждению нерастворённых соединений фосфора и дальнейшем удалении его с осадком. Применяется в качестве реагентов оксид и гидроксид кальция, хлорид железа, сульфат алюминия и другие. Также надо учитывать тот факт, что использование в качестве реагентов солей железа и алюминия в значительной мере увеличивает эксплуатационные затраты на очистных сооружени-

217

ях, по размерам сопоставимыми с затратами на электроэнергию. Вариативность технологии заключается в разных точках ввода дозирования реагентов и используемыми реагентами. Биологический метод удаления соединений азота и фосфора имеет три основных элемента в составе биоблока:

∙зона анаэробной обработки смеси ила и сточной жидкости;

∙аноскидная зона, предназначенная для денитрификации;

∙аэробная (оксидная) зона для протекания процесса нитрифика-

ции.

Каждая из перечисленных зон может содержать несколько отсеков с различным оснащением. Более высокая скорость денитрификации достигается при создании аноксидных условий в отсеках с жесткими границами и достаточно интенсивным перемешиванием иловой смеси. Перемешивание является важным аспектом и служит для интенсификации переноса субстрата. Наиболее эффективно применять горизонтальные высокоскоростные мешалки. В современных схемах для окисления органических веществ часто применяют предденитрификацию, которая более экономична по сравнению с аэрацией жидкости. В основе технологии лежит трёхзонная схема Анаэробно-Аноксидно- Оксидной обработки (АА/О). В случаях, когда очистные сооружения подвержены сильно выраженному изменению расхода и составу сточных вод и соответственно неравномерной рециркуляции ила применять базовую схему АА/О не рекомендуется, так как эти факторы оказывают существенное влияние на процесс очистки. В большей степени окончательный выбор схемы зависит от конкретных местных условий проектирования очистной станции и требований к качеству очищенной воды.

Наиболее перспективный проект из современных решений это автотрофный процесс ANAMMOX. Это технология окисления аммония нитритом, осуществляемый особыми автотрофными бактериями – планктомицетами. Процесс протекает в две стадии: частичная нитрификация до получения нитритов и вторая стадия непосредственно процесс ANAMMOX, окисление аммония нитритом. Учитывая это, ANAMMOX нельзя назвать полностью самостоятельным процессом, так как протекает он только в комбинации с частичной нитрификацией. Важнейшей особенностью процесса ANAMMOX является крайне низкая скорость роста бактерий. При этом продукция избыточного ила также мала. Поэтому бактерии ANAMMOX должны удерживаться в биореакторе с эффективностью не менее 99%, что обеспечивается гравитационным осаждением специфического ила, а также адгезией, так как бактерии ANAMMOX очень хорошо образуют биоплёнку. На сегодняшний день процесс ANAMMOX в промышленных масштабах применяется на многих сооружениях по очистке муниципальных и промышленных сточных вод Германии, Австрии, Швейца-

Что касается России, то в нашей стране технология ANAMMOX пока не применялась, но её в обязательном порядке нужно принимать к рассмотрению при проектировании очистных сооружений городских сточных вод. Необходимо также проводить реконструкцию уже существующих очистных сооружений для наиболее эффективного удаления из сточных вод биогенных элементов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1.Дубовик, О.С. Совершенствование биотехнологий удаления азота и

фосфора из городских сточных вод / Дубовик, О.С. Маркевич Р.М. // Тру-

ды БГТУ. – 2016. – №4. – с. 232-238.

2.Комарова, Л.Ф. Инженерные методы защиты окружающей среды / Комарова Л.Ф., Кормина Л.А. // Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений: учебное пособие. Барнаул: Изд-во «Ал-

тай», 2000. – 387 с.

3. Козлов, М.Н. Развитие технологии аноксидного окисления аммония для очистки сточных вод в АО «Мосводоканал» / М.Н. Козлов, М.В. Кевбрина, Ю.А. Николаев, Н.В. Пименов, А.Г. Дорофеев, В.Г. Асеева, В.А. Грачев, А.В. Жарков // сайт Мосводоканала, Москва, 2015. URL:

ВАСИЛЬЕВ А.Л., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии; КРАСНОВ Д.С., студент

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно – строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ ГОРОДА КСТОВО

Город Кстово обеспечивают водой две водопроводные станции, которые были запущены в эксплуатацию в 50-70 годах XX века [2]. В основе очистки воды городского водоснабжения лежит двухступенчатая схема. Аппаратное оформление двухступенчатой схемы очистки: смесители — камеры хлопьеобразования — отстойники — скорые фильтры.

Схема очистки воды, применяемая на станциях в городе Кстово, с применением отстойников и фильтров известна уже давно и считается классической. От насосов I-го подъема обрабатываемая вода поступает в смеситель, сюда же из реагентного цеха поступают реагенты.

Технология очистки первой станции.

219