![](/templates/tikva/images/lbm.gif) |
Методика использования классификаторов при выборе технологических схем очистки подземных вод приведена на ряде конкретных примеров для реальной воды.
Пример 1.
Источником водоснабжения жилого пос.Светлый в регионе Западной Сибири является подземная вода. По основным показателям подземная вода имеет следующий физико-химический состав (табл. 18.2.1).
Таблица 18.2.1
Показатель |
Единица измерения |
Значение |
Требования СанПиН 2.1.4.559-96 |
Превышение ПДК |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
рН |
|
7,3-7,6 |
6-9 |
|
Мутность |
мг/л |
2,2-2,7 |
≤1,5 |
1,8 |
Цветность |
град. |
120-161 |
≤20 |
6-8 |
Щелочность |
мг-экв/л |
10,7-11,0 |
≤7,0 |
|
Жесткость общ. |
мг-экв/л |
1,5-1,92 |
≤7,0 |
|
Жесткость карбонатная |
мг-экв/л |
1,5-1,92 |
|
|
Жесткость постоянная |
мг-экв/л |
0 |
|
|
Кальций |
мг-экв/л мг/л |
0,8-1,2 16-24 |
≥30 |
|
Магний |
мг-экв/л мг/л |
0,7-0,72 8,2-8,5 |
≥5,0 |
|
Натрий + калий |
мг-экв/л мг/л |
13,06-13,56 300-312 |
≤200 |
1,56 |
Хлориды |
мг-экв/л мг/л |
2,4-2,85 85,1-101 |
≤350 |
|
Фториды |
мг/л |
0,6-1,1 |
1,2-1,5 |
|
Сульфаты |
мг-экв/л |
0,3-0,35 14,4-17,0 |
≤500 |
|
Гидрокарбонаты |
мг/л |
653-671 |
≤400 |
1,67 |
Силикаты (SiO32-) (Si) |
мг/л |
31-36 16,7-19,4 |
≤10 |
1,94 |
Фосфаты |
мг/л |
11,0-12,0 |
≤3,5 |
3,43 |
Аммонийный азот (по NH4+) |
мг/л |
3,5 |
≤2,6 |
1,34 |
Нитриты |
мг/л |
0,01-0,012 |
≤3,3 |
|
Нитраты |
мг/л |
0,35-0,37 |
≤45 |
|
Бор |
мг/л |
1,0 |
≤0,5 |
|
Железо общее |
мг/л |
3,5-4,0 |
≤0,3 |
3 |
Марганец |
мг/л |
0,8-1,2 |
<0,1 |
|
Тяжелые металлы (Ni, Zn, Mo, Cr, Hg, As) |
|
<ПДК |
|
|
Кадмий - мг/л |
|
0,5 |
≤0,1 |
5 |
Интегральный показатель для металлов по с.-т. признаку и 2-му классу опасности
|
|
|
<1 |
|
136
Продолжение табл. 18.2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Нефтепродукты |
мг/л |
0,6 |
0,1 |
6 |
Фенолы |
мг/л |
0,01 |
0,001 |
10 |
Перманганатная окисляемость |
мг О2/л |
23,2-25,6 |
5,0 |
4,5-5 |
Сухой остаток |
мг/л |
801-848 |
1000 |
|
Диоксид углерода: |
|
|
|
|
- свободный |
мг/л |
30-55 |
|
|
- агрессивный |
мг/л |
22-44 |
|
|
В соответствии с действующим нормативным документом - СанПиН 2.1.4.559-96 исходная вода имеет ряд лимитирующих показателей, требующих применения очистки и кондиционирования подземной воды для приготовления питьевой воды. Очистку подземной воды необходимо проводить по показателям, имеющим превышение предельно-допустимых концентраций (табл. 18.3):
Для выбора технологической схемы очистки воды используем классификаторы технологий, приведенные выше.
Произведем разделение загрязнений подземной воды на природные (фоновые) и антропогенные, а также по газовому составу.
По табл. 7.9 (т. 2) устанавливаем класс подземной воды по природным загрязнениям: основными определяющими показателями являются цветность и окисляемость. Принимаем 5-й класс и подкласс 5.2 (б), характеризующий для данных условий наибольшее загрязнение подземной воды по цветности и окисляемости перманганатной.
Выбранному классу и подклассу соответствует следующая технологическая схема: биосорбция с предварительной глубокой аэрацией, коагуляция, флокуляция, фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, обратный осмос (электродиализ), стабилизация, обеззараживание.
Условия применения схемы: железо общее ≤ 40 мг/л, марганец ≤ 7 мг/л, минерализация ≤ 5000 мг/л, диоксид углерода свободный ≤ 200 мг/л, pH≥ 6,0.
Данная схема обеспечит степень очистки по основным показателям: железо общее ≤ 0,1 мг/л, марганец ≤ 0,05 мг/л, цветность ≤ 5 град., минерализация ≤300 мг/л.
По табл.7.11 определяем группы и подгруппы антропогенных загрязнений:
- A1..3 - NH4+
- A1.4 - PO43-
- А2.3 - из тяжелых металлов - Cd
- А3.1 - В+
- A4.1 - нефтепродукты
- А4.3 - фенолы.
По табл.8.10 (т. 2) определяем группу и подгруппу по газовому составу: Г1.2 - диоксид углерода.
По этой же таблице выбираем технологию кондиционирования по диоксиду углерода:
Г1.2 - глубокая аэрация барботированием воздуха.
По табл. 8.9 (т. 2) определяем технологию очистки воды от антропогенных загрязнений:
- А1.3 - биосорбция
- А1.4 - мембранный метод (электродиализ)
коагулирование, фильтрование
- А4.1 - биосорбция, фильтрование
137
- А4.3 - биосорбция, фильтрование
- А2.3 - коагулирование, фильтрование.
Используя, классификаторы технологий, представленные в томе 2 (табл. 8.12-8.14), составляем общую технологическую схему очистки подземной воды от природных, антропогенных загрязнений и растворенных газов.
Схема имеет следующий вид:
После электродиализа щелочность воды частично снижается по СанПиНу на 60-75% с выделением значительного количества диоксида углерода в агрессивной форме, а недостаточная концентрация кальция еще более минимизируется.
В соответствии с табл.7.10 в связи с недостатком кальция в подземной воде дополнительно вводится узел кальцинирования воды путем дозирования извести для связывания агрессивного диоксида углерода с образованием гидрокарбоната кальция. Избыток агрессивного диоксида углерода отдувается в дегазаторе.
Выбор технологической схемы очистки с использованием классификаторов позволяет получить питьевую воду на уровне СанПиН. Примерный состав питьевой воды приведен ниже (табл. 18.2.2).
Таблица 18.2.2
Показатель |
Значение |
Температура |
5°С |
pН |
8,3 |
Щелочность |
6,6 мг-экв/л |
Жесткость общ. |
2,0 мг-экв/л |
Кальций |
30,8 мг/л |
Магний |
5,3 мг/л |
Хлориды |
46,8 мг/л |
Сульфаты |
4,8 мг/л |
Гидрокарбонаты |
402,6 мг/л |
Фосфаты (РО43-) |
3,5 мг/л |
Силикаты (SiO32-) |
12,0 мг/л |
Железо |
отс. |
Натрий + калий |
145 мг/л |
Сухой остаток |
453,6 мг/л |
Окисляемость перм. |
2,0 мг О2/л |
Цветность |
2 град. |
Мутность |
отс |
Бор |
0,35 мг/л |
Диоксид углерода (своб.) |
4,2 мг/л |
Показатель стабильности |
1,01 |
Индекс Ланжелье |
+ 0,27 |
Потенциал осаждения |
|
карбоната кальция |
6,8 мг/л |
Показатели коррозионной активности: П1 = ∣
∣экв П1 = ∣
∣экв |
1,17; 4,67 |
138
Пример 2.
Исходное качество скважины подземной воды, являющейся источником водоснабжения г.Чапаевска (табл. 18.2.3)
Таблица 18.2.3
Показатель |
Значение |
Превышение единиц ПДК |
Температура |
8,0°С |
|
Цветность |
50 град. |
1,5 ПДК |
Сухой остаток |
1685 мг/л |
1,7 ПДК |
Жесткость общ. |
18,8 мг-экв/л |
2,69 ПДК |
рН |
7,3 |
|
Щелочность |
3,9 мг-экв/л |
|
Окисляемость перманганатная |
6,96 мг О2/л |
|
БПК5 |
2,65 мг О2/л |
1,33 ПДК |
Натрий |
124 мг/л |
|
Калий |
2,73 мг/л |
|
Кальций |
240,5 мг/л |
2,4 ПДК |
Магний |
82,7 мг/л |
1,65 ПДК |
Ионы аммония |
<0,1 мг/л |
|
Гидрокарбонаты |
238 мг/л |
|
Хлориды |
280 мг/л |
|
Сульфаты |
580,2 мг/л |
1,16 ПДК |
Нитриты |
0,003 мг/л |
|
Нитраты |
5,1 мг/л |
|
Фосфаты |
<0,05 мг/л |
|
Фториды |
1,1 мг/л |
|
Железо |
0,6 мг/л |
2 ПДК |
Марганец |
0,002 мг/л |
|
Кадмий |
<0,0002 мг/л |
|
Бериллий |
<0,0002 мг/л |
|
Ртуть |
<0,0002 мг/л |
|
Цинк |
0,006 мг/л |
|
Свинец |
<0,002 мг/л |
|
Органические загрязнения |
Пестициды: |
|
|
α-ГХЦГ |
4 мкг/л |
|
γ-ГХЦГ |
3 мкг/л |
1,5 ПДК |
Бензол |
0,05 мг/л |
5 ПДК |
Толуол |
0,05 мг/л |
|
Фенол |
0,007 мг/л |
7 ПДК |
Формальдегид |
0,02 мг/л |
|
Нефтепродукты |
0,12 мг/л |
1,2 ПДК |
Ксилол |
0,1 мг/л |
2 ПДК |
Газовый состав |
Метан |
10 мг/л |
5 ПДК |
Диоксид углерода (своб.) |
21 мг/л |
|
Производим классификацию природных загрязнений (табл.7.9, т. 2). Подземная вода по лимитирующему признаку - общей минерализации (сухой остаток) относится к 4 классу. По табл.8.8 (т. 2) определяем основную технологическую схему водоочистки - 4.3: биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание.
139
Ввиду отсутствия марганца и низкого содержания железа (2 ПДК), ввод перманганата калия и второе фильтрование исключается.
По табл. 7.11 (т. 2) определяем группы и подгруппы антропогенных загрязнений, представленные органическими компонентами:
- А6.1 - γ-ГХЦГ
- А7.1 - бензол
- А7.2 - ксилол
- А4.3 - фенол
- А4.1 - нефтепродукты.
По табл. 8.10 (т. 2) определяем группы газового состава:
- Г1.1 - диоксид углерода
- Г2.1 - метан.
Определяем технологические схемы очистки от антропогенных загрязнений (табл. 8.9, т. 2):
- А6.1 - биосорбция, флокуляция, фильтрование, сорбция на ГАУ
- A7.1 - сорбция на ГАУ
- А7.2 - сорбция на ГАУ
- А4.2 - биосорбция, фильтрование
- A4.1 - биосорбция, фильтрование.
По табл. 8.10 (т. 2) определяем технологию удаления газов:
- Г1.1 - упрощенная аэрация
- Г2.1 - упрощенная аэрация (t > 6°С).
Применяя, классификаторы технологий, представленные в томе 2 (табл. 8.12-8.14) составляем общую технологическую схему.
Общая технологическая схема очистки подземной воды представляется так:
Схема включает также технологию очистки от антропогенных загрязнений. Примерный состав питьевой воды, получаемой по предлагаемой технологии (табл. 18.2.4).
Таблица 18.2.4
Показатель |
Значение |
Кальций |
100мг/л |
Сульфаты |
232 мг/л |
Хлориды |
112 мг/л |
Щелочность |
1,7 мг |
экв/л |
|
Натрий (+ калий) |
49,6 мг/л |
Сухой остаток |
674 мг/л |
Цветность |
2 град. |
Окисляемость |
1,7 мг О2/л |
Железо |
<0,05 мг/л |
γ -ГХЦГ |
отс |
Бензол |
отс |
Фенол |
отс |
Формальдегид |
отс |
Нефтепродукты |
отс |
Ксилол |
отс |
Метан |
отс |
140
|
![](/templates/tikva/images/rbm.gif) |