Качество питьевой воды (1094363), страница 3
Текст из файла (страница 3)
| Рис. 1 Принцип действия установок УФ-обеззараживания воды О Вода, проходя через камеру обеззараживания, непрерывно подвергается облучению ультрафиолетом, убивающим все находящиеся в воде микроорганизмы. В УФ-установках должна предусматриваться очистка кварцевых чехлов, не вынимая их из камеры обеззараживания, т.к. в процессе их работы накапливаются отложения органического и минерального происхождения на внутренней поверхности бактерицидной лампы. На практике применяются специальные системы очистки двух типов: механическая и химическая. В первом случае специальная муфта из фторопласта, приводимая в движение специальным механизмом и плотно облегающая кварцевый чехол, периодически скользит по нему. Ее основным недостатком является низкая надежность и небольшая долговечность. Химическая очистка является простым и эффективным методом. Она осуществляется путем циркуляции через установку воды с добавлением небольших доз пищевых кислот при помощи промывочного насоса, который должен входить в комплектацию УФ-установки. Итак, для облегчения эксплуатации УФ-системы, а также с целью создания гарантий надежности установка должна быть снабжена специальным оборудованием для отслеживания, контроля и обслуживания базовой системы, в которое входят:
Кроме того, для выполнения условий труда и безопасности здоровья обслуживающего персонала необходимо контролировать концентрацию озона в воздухе помещения, где расположена УФ-установка, соблюдать правильность хранения УФ-ламп, выполнять правила безопасности, указанные в документах на применяемый тип УФ-установки. конструкции УФ-установок должны гарантировать отсутствие выхода УФ-излучения за пределы камеры обеззараживания. |
бычная бактерицидная установка УФ-обеззараживания воды (рис.1) состоит из камеры обеззараживания, пульта управления и блока промывки. Основной элемент – камера обеззараживания, обычно изготавливаемая из пищевой нержавеющей стали. Внутри камеры располагаются бактерицидные лампы (ртутные или ксеноновые), заключенные в прочные кварцевые чехлы, которые исключают контакт УФ-лампы с водой. Количество ламп и их расположение определяются производительностью установки, ее предназначением, типом и качеством обрабатываемой воды. На камере находятся подводящие и отводящие патрубки, пробоотборники, смотровое окно, УФ-датчик и другие элементы. Система автоматики располагается на выносном пульте управления. В состав большинства УФ-систем входит блок промывки, позволяющий легко осуществлять регламентную очистку камер обеззараживания.Общие схемы подготовки воды с помощью систем УФ-обеззараживания. Опыт применения в России и за рубежом.
Внедрение систем УФ-обеззараживания возможно в существующие, реконструируемые и новые очистные сооружения, имеющие различную технологическую схему водоподготовки. В настоящее время наиболее распространенной является схема водоподготовки, состоящая из обработки воды коагулянтами и флокулянтами, отстаивания и фильтрации. Правильная организация процессов физико-химической очистки позволяет значительно снизить требования к степени обеззараживания, которую должно обеспечить УФ-облучение или другой специальный метод обеззараживания. При коагуляции, осаждении и фильтрации хорошо удаляются простейшие, имеющие размер более 1 мкм, и водоросли. Физико-химическая очистка позволяет снизить концентрации простейших на 99-99,9 %, обеспечивает 90-99%-ную эффективность уничтожения бактерий и вирусов. Роль осаждения и фильтрации также очень важна для удаления микроорганизмов, находящихся внутри и на поверхности взвешенных частиц, так как именно эти фракции трудно доступны при обеззараживании воды дезинфектантами.
Особого внимания требует задача предотвращения биообрастания и повторного роста микроорганизмов в распределительных сетях. В настоящее время в практике водоподготовки существуют два основных подхода для решения этой задачи
-
удаление из воды в процессе очистки органических "питательных" веществ и
-
добавление химических реагентов, обеспечивающих "консервирующий" эффект перед подачей воды в разводящую сеть.
Первый подход широко распространен в европейских странах, например, применяется в таких крупных городах, как Амстердам и Берлин. В этих городах проблемы биообрастания решаются высокой степенью удаления органического углерода и комплексом мер по поддержанию санитарного состояния сетей.
В качестве консервирующих химических веществ обычно применяется хлор и хлорсодержащие соединения. При решении задачи защиты сетей от биообрастания обеспечение остаточной концентрации дезинфектантов не несет нагрузки по обеззараживанию воды. Концентрации содержания реагентов в воде нужны значительно ниже, чем для удаления патогенных микроорганизмов, однако важна длительность их наличия. Более того, если в процессе водоподготовки обеспечено нормативное обеззараживание, то нет строгих требований и к непрерывности подачи реагентов в сеть.
Для обеспечения эффекта последействия наиболее оптимальным считается применение хлораминов. Хлорамины чрезвычайно слабо действуют на вирусы и, как правило, не рекомендуются для основного обеззараживания воды. Однако вследствие более длительного сохранения в сетях и более активного, чем хлор, действия на биопленки в трубах хлорамины находят все большее применение в практике водоподготовки.
Наиболее распространенной является схема, в которой УФ-облучение в качестве основного метода обеззараживания применяется совместно с традиционными этапами физико-химической очистки и подачей небольших доз хлор-реагентов перед сетями. Исходя главным образом из экономических соображений, предпочтительным является размещение УФ-оборудования в конце очистных сооружений, чтобы облучению подвергалась вода, имеющая наиболее высокий коэффициент пропускания УФ-излучения. Применение УФ-оборудования на заключительном этапе обработки воды не является единственно возможным техническим решением. В ряде случаев исходя из реальных условий очистных сооружений может быть выбрано другое место расположения УФ-установок. На практике выбор места должен осуществляться по результатам технологических обследований на конкретных очистных сооружениях (рисунок, а, б, в).
По схеме с расположением УФ-оборудования в конце очистки работают сооружения в Форте Бентон (США), использующие в качестве источника воду р. Миссури. УФ-станция смонтирована при реконструкции очистных сооружений в 1987 г. Доза облучения в УФ-установках 25-40 мДж/см2, перед поступлением воды в сеть подается хлор дозами до 1 мг/л. В течение всего срока эксплуатации система обеззараживания в Форте Бентон стабильно обеспечивает американские нормативы по микробиологии и побочным продуктам.
УФ-комплекс на р. Темзе (Англия) успешно эксплуатируется с 1987 г. Комплекс состоит из 16 УФ-установок суммарной производительностью до 55000 м3/сут и дозой не менее 20 мДж/см2. Установки расположены в конце очистных сооружений. Для предотвращения биообрастания разводящих сетей применяется хлор.
Очистные сооружения для подготовки питьевой воды из Волчихинского водохранилища в г. Среднеуральске имеют производительность 3600 м3/ч. В новой схеме вода будет последовательно обрабатываться в микрофильтрах, контактных осветлителях, напорных фильтрах и УФ-установках. В качестве вторичного обеззараживания предусмотрен ввод гипохлорита натрия.
УФ-комплекс на очистных сооружениях Автозаводского района г. Тольятти производительностью 400 тыс. м3/сут и дозой облучения 35-55 мДж/см2 расположен на начальном этапе очистки воды, облучению подвергается вода из Куйбышевского водохранилища. Комплекс эксплуатируется с марта 1997 г., за весь период эксплуатации после облучения стабильно обеспечивалось питьевое качество воды по микробиологическим показателям. В период с апреля по октябрь для консервации воды при ее движении по очистным сооружениям перед смесителями периодически подается хлор дозами 0,5-1,5 мг/л (до внедрения УФ дозами до 9 мг/л). Вследствие наличия в исходной воде аммиака весь подаваемый хлор присутствует в воде в виде хлораминов, т. е. не приводит к образованию хлорорганических соединений. В качестве вторичного обеззараживания перед резервуарами чистой воды подается хлор. Для снижения хлорпоглащаемости и удаления органических предшественников образования хлорорганических соединений перед подачей вторичного хлора в 1999 г. на очистных сооружениях были проведены работы по оптимизации процесса коагуляционной обработки воды.
Комплекс УФ-обеззараживания воды на НФС г. Отрадного производительностью до 75 тыс. м3/сут эксплуатируется с октября 1997 г. и обеспечивает дозу облучения до 80 мДж/см2. Источником водоснабжения служит р. Кинель, вода которой имеет чрезвычайно высокое значение колииндекса (до 3000000), практически не зависящее от времени года. Вследствие высокого микробного загрязнения применение одной технологии хлорирования не всегда обеспечивало необходимую эффективность обеззараживания, до 9 % проб на выходе НФС не соответствовало норме даже при концентрации свободного остаточного хлора на выходе НФС 1,5-2 мг/л. Применение УФ-технологии обеспечило стабильное снижение колииндекса на этапе первичного обеззараживания на 4-6 порядков. УФ- обеззараживание эффективно в течение всех периодов года, в том числе в паводок и особенно зимой, когда эффективность хлорирования заметно снижалась. После внедрения УФ-обеззараживания дозы остаточного хлора перед подачей в сеть не превышали нормативных значений.
Возможные схемы оптимизации обеззараживания воды с использованием УФ-облучения
a — схема очистных сооружений в Лондоне (Англия), Форте Бентоне (США), Среднеуральске (Россия); б — то же, в городах Тольятти и Отрадном (Россия); в — то же, в Роттердаме (Нидерланды), Хельсинки (Финляндия)
С 1998 г. УФ-облучение применяется как последняя ступень очистки на сооружениях подготовки питьевой воды г. Хельсинки. Производительность двух работающих станций составляет до 300 тыс. м3/сут. В технологической цепочке УФ-установки расположены после фильтров с гранулированными активными углями (ГАУ). В качестве вторичного обеззараживания возможно использование хлораминов.
УФ-обеззараживание на сооружениях Бернплат в г. Роттердаме (Нидерланды) служит последним этапом после озонирования и фильтрации на ГАУ. Целью применения УФ на этой станции является снижение микробного числа после фильтров. Высокая степень удаления органических соединений, которые могли бы стать питательными веществами при размножении микроорганизмов в сетях, позволила полностью исключить консервирующие реагенты.
Расчет установки.
Рассчитаем УФ-комплекс на очистных сооружениях Автозаводского района города Тольятти производительностью (Qсут) 400 000 м3/сут и дозой облучения 35-55 мДж/см2 , расположенный на начальном этапе очистки воды. Облучению подвергается вода из Куйбышевского водохранилища с показателями:
Концентрация железа (CFe) 0,3 мг/л;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
