Классификация методов водоподготовки, исходя из целевого назначения

 

Группы методов водоочистки по целевому назначению:

1. Улучшение органолептических свойств воды (осветление, обесцвечивание, дезодорация, озоно-сорбция);

2. Обеспечение эпидемиологической безопасности (хлорирование, озонирование, электроимпульсная обработка, ультрафиолетовое облучение, дезинфектанты);

3. Кондиционирование подземных вод (умягчение, обессоливание и опреснение, дегазация, обезжелезивание и деманганация, фторирование и обесфторивание, стабилизационная обработка, обескремниваниеи.т.д.);

4. Извлечение и улучшение газового состава (удаление сероводорода, кислорода, метана, свободной углекислоты и др.);

5. Извлечение трудноокисляемой органики, вредных продуктов, образующихся попутно при обработке воды (обратный осмос, биосорбция, нанофильтрация и др.)

6. Повышение барьерной функции сооружений водоподготовки, в том числе от антропогенных загрязнений (озоно-сорбция)

Схемы водоподготовки могут быть классифицированы следующим образом:

Применение реагентов - безреагентные и реагентные;

Эффект осветления - для глубокого и неглубокого осветления воды;

Число технологических процессов - одно-, двух- и многопроцессные;

Число ступеней технологического процесса - одно-, двух- и многоступенчатые;

Характер движения обрабатываемой воды - самотечные (безнапорные) и напорные.

Исходя из качества источника водоснабжения, при выборе технологий водоподготовки необходимо использовать расширенную классификацию качества воды водных источников.

Таблица 10.Основные технологические методы по очистке

поверхностных вод.

Методы водоподготовки

Удаляемые примеси, форма воздействия на них и условия применения

Код метода

I. Безреагентные методы обработки.

Удаление грубодисперсных примесей в центробежном поле

Грубо- и тонкодисперсные примеси с плотностью частиц >1000 кг/м

ГЦ
Отстаивание в ковшах и открытых отстойниках, в том числе с тонкослойными модулями и слоем взвешенного осадка, динамическое осветление

ГДП с концентрацией взвеси более 2000-5000 мг/ дм3

От
Фильтрование через сетчатые перегородки

ГДП с размером частиц более 20-40 мкм, Ф > 1000 кл/ дм3

СтФ
Фильтрование через обсыпку фильтрующих оголовков

ГДП, плавающие вещества, щепа, листья, остатки растений водотоков и водоемов

ОбФ
Фильтрование через крупнозернистую среду в префильтрах

ГДП с размером частиц менее 1,0 мм

КПФ
Медленное фильтрование

ГДП, коллоидные взвеси и бактерии, М < 50 мг/ дм3

МФ
Ультрафильтрация

ГПД, коллоидные вещества и бактерии с М<100 мг/л, ПО - до 80 мгО2/л, болезнетворные бактерии и другие виды организмов, органические вещества, обуславливающие высокую цветность

УУФ
Обессоливание и умягчение обратным осмосом

Ж< 35 мг-экв/ дм3, С<30 г/ дм3, ПО < 7, М < 0,5 мг/ дм3

ОО
Биологическая предочистка в русле водотоков или во входных биореакторах с использованием при крепленной микрофлоры

Органические и минеральные примеси, при ПО > 5 мг02/ дм3, Т > + 5 °С, Ф > 500 кл/ дм3

БПБ
Аэрирование воды

Газообразные и летучие органические соединения, взвесь с плотностью < 1000 кг/м3, низкое содержание кислорода, наличие нефтепродуктов

А
Флотация без применения коагулянтов

Органические вещества при ПО > 6-8 мг02/ дм3 и содержании нефтепродуктов >1-2 мг/ дм3; интенсификация процессов коагулирования

ФлБ
Обработка воды УФ- облучением

Воды малоцветные и маломутные, болезнетворные микроорганизмы и вирусы

УФ-об

II. Реагентные методы обработки

Обработка воды коагулянтами и флокулянтами

Тонкодисперсные и коллоидные взвеси, агрегативно и кинетически устойчивые, требующие агрегации и придания им когезионных и адгезионных свойств: снижения электрокинетических сил отталкивания

К(Ф)
Подщелачивание

Обеспечение запаса щелочности для повышения эффективности коагуляции при низких рН (< 6,5)

Щ
Хлопьеобразование скоагулированных частиц в свободном или стесненном объеме

Укрупнение и образование агломератов скоагулированных коллоидов и тонкодисперсной (d<0,l мкм) взвеси минерального и органического происхождения

ХлО
Обработка хлором (гипохлоритом натрия, кальция)

Органические вещества, обуславливающие цветность воды, трудноокисляемая органика (ПО <15мгО2/дм3) и наличие отдельных ингредиентов (железа, марганца, сероводорода), болезнетворные бактерии и другие микроорганизмы

Хл
Обработка воды озоном

Маломутныевысокоцветныеводы; трудноокисляемые органические вещества, обуславливающие цветность, запах и привкус; обезжелезивание, деманганация удаление сероводорода, нефтепродуктов, фенолов, болезнетворные бактерии и другие виды микроорганизмов

ОЗ
Обработка воды УФ- облучением

Воды малоцветные и маломутные, болезнетворные микроорганизмы и вирусы

УФ-об
Обессоливание на ионообменных фильтрах

С <2-3 г/дм3; Ж0 <10-15 мг-экв/дм3; М < 1,5-5 мг/дм3; Ц < 20 0ПКШ

ПО
Обессоливание реагентное

С < 3-5 г/дм3; Ж0 < 15 мг-экв/дм3; М < 150 мг/дм3, Ц< 150 0ПКШ

ОсР
Реагентное отстаивание,в т.ч. отстаивание с микропеском

Органические минеральные примеси (М < 2500 мг/дм3, Ц< 250 0ПКШ)

ОтР
Реагентное осветление в слое взвешенного осадка с рециркуляцией

те же, что и в предыдущем пункте

ОВОР
Реагентное скорое фильтрование, включая контактные, динамические осветлители (гравий, песок, инертная плавающая загрузка)

Коагулированная взвесь с размером частиц <100 мкм после предочистки М < 200 мг/дм3, Ц< 2000 ПКШ

СкФР
Реагентное умягчение

ЖО < 30 мг-экв/дм3; М < 50 мг/дм3

УмР
Снижение солесодержания элек­тродиализом

С < 10 мг-экв/ дм3; М < 1,5 мг/ дм3; Ц< 200 ПКШ; содержание железа до 0,3 мг/ дм3

ЭД
Сорбционная доочистка в стационарном слое адсорбента

Ароматические органические вещества, нефтепродукты < 1 мг/ дм3, азот аммонийный, фенолы, пестициды, ПАВ, диоксины, хлорорганические соединения; М <10 мг/ дм3, Ц< 200 ПКШ

СрГУ
Сорбция с вводом мелкогранульных или порошковых сорбентов в очищаемую воду

Неприятные привкусы и запахи; азот аммонийный, нефтепродукты, ПАВ, пестициды

СрПУ
Стабилизационная реагентная обработка

При индексе Ланжелье IL > и < 0; при показателе стабильности Пс > 1; при показателе коррозионной активности Пк > 0,35 (при t = 8-25 °С)

СтР
Стабилизационная фильтрационная обработка воды

те же (уточняются технико- экономическими расчетами)

СтФ
Флотация с применением реагентов

Органические вещества обуславливающие цветность, ПО< 15 мг02/ дм3; нефтепродукты и масла 2-15 мг/ дм3

ФлР
Фторирование

Содержание фтора <1,5 мг/ дм3

Фт
       

На основании представленных в таблицах 1,2,3,4,10 данных выбор технологии водоподготовки может быть представлен следующим образом (табл.11).

Таблица11. Алгоритмизация выбора технологий водоподготовки (поверхностная вода).

Класс вод Группа примесей Период Рекомендуемые технологические схемы Код
А1 II t2 Хл —>К(Ф)—>ХлО —>ОтР—>СкФР—> УФ-об—>XЛ; Хл —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об; К—>УУФ—>Хл; Т1
А3 II t2 ОЗ1—>К(Ф)—>ФлР—>СкФР—>О32—>СрГУ—> УФ-об—>ХЛ; К—>УУФ—>Хл Т2
  II, III t1 БПБ—>К(Ф) —>СкФР—>ОЗ—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; К—>УУФ—>Хл Т3
  II, III t2 БПБ—>К(Ф) —>СкФР —> ЮЗ —>СрГУ—> УФ-об—>ХЛ; ХлI —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об; К—>УУФ—>Хл Т4

А2

II, III   t2   БПБ—>ОЗ1—>К(Ф)—>ХлО—>РО—>СкФР—О32—>ГУ—> УФ-об—>ХЛ; Щ* —>ХлI —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об; К—>УУФ—>Хл Т1
  II, III   t1 ОЗ—>К(Ф) —>ХлО—>ОтР—>СкФР—>ОЗ2—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; К—>УУФ—>Хл Т2
B1 I, II t2 ХЛ—>К(Ф) —>СкФР—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; ХлI —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об; К—>УУФ—>Хл Т1
В2 В3 I, II I, II t2 t2 БПБ—>К(Ф)—СкФР—ОЗ—СрГУ—> УФ-об—>ХЛ; ХлI —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об; К—>УУФ—>Хл Т2

С1

I t2 ОбФ(ГЦ)—>БПБ—>К(Ф)—ОВОР—>СкФР—> УФ-об—>ХЛ; Т1
I, II t2 ОбФ(ГЦ)—>БПБ—>К(Ф)—>ХлО—ОтР—>C —>кФР —>ОЗ —>СрГУ —> УФ-об—>ХЛ; Т2
I, II, III t1   t2 От—>БПБ—>К(Ф)—>СкФР1—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; Хл1 —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об Т3

С2

I, II,

 

t2

 

 

t2

От—>БПБ—>К(Ф)—ОВОР—>СкФР—> УФ-об—>ХЛ; Т1
От—>БПБ—>К(Ф)—>ХлО—ОР—>СкФР—ОЗ—>СрГУ—>ХЛ; Хл1 —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об Т2
С3 I, II От—>ОбФ—>К(Ф) —>КПФ—>ОЗ—>СрПУ—>СкФР—> УФ-об—>ХЛ; Хл1 —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об Т3

D1

I, t2 СтФ(МФ) —>БПБ—>К(Ф) —>СкФР1—>ОЗ—>СрГУ—> УФ-об—>ХЛ; Т1
I, II t1 СтФ(МФ) —>БПБ—>К(Ф) —>СкФР—>ОЗ—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; Щ*—>ХлI —>К(Ф)—>ОтР —>СкФР—>XЛ II—> УФ-об Т2
D2 I, II, III t1 Фл—>БПБ—>К(Ф) —>ХЛ—>ОТ—>СрПУ—>СкФР—> УФ-об—>ХЛ; Т3

E

IV t2 От—>К(Ф,Щ) —>ОВОР—>СкФР—> УФ-об—>ХЛ; К—> УУФ—>ОО —>Хл Т1
IV t1 От—>БПБ—>К(Ф)—ОВОР—>СкФР1—>СрПУ—>СкФР2—> УФ-об—>ХЛ; К—> УУФ—>ОО —>Хл Т2
IV t2 ОбФ—>К(Ф) —>ОВОР—>СкФР—>ОЗ—>CрГУ—> УФ-об—>ХЛ; ОбФ—>К(Ф) —>ОтР —>СкФР—>ОЗ—>CрГУ—> УФ-об—>ХЛ Т3
IV t2 ОбФ—>К(Ф) —>СкФР—>ОО(ЭД) —>СрГУ—> УФ-об—>ХЛ Т4

* Щ – подщелачивание; используется при рН < 6,5 для повышения запаса щелочности.

Таблица 12.Алгоритмизация выбора технологий очистки поверхностных вод с учетом антропогенных загрязнений.

Класс вод

Подкласс вод (табл.4)

1 2 3 4 5 6 7 8
А1 Т3 Т2 Т2 Т3 Т4 Т1[К(Ф)] Т2(СрПУ), УУФ Т1[К(Ф), СрПУ]
А2 Т2 T1 Tl T1 Т2 Т1[К(Ф)] Т2(СрГУ), УУФ Т2[К(Ф))
В T1 Т2 Т2 Т2 Т2 Tl Т2(СрПУ), УУФ T1(CpГУ)
C1 Т2 Т2 Т2 Т2 Т2 T1[K(0)] Т2(СрПУ), УУФ T1[K(Ф),СрГУ)]
С2 T1 Т2 Т2 Т2 Т2 T2 Т3, УУФ Т1(ПУ,СрГУ)
D Т2 Т2 Т2 Т3 Т2 T1[K(Ф)] Т3(СРГУ), УУФ Т3[К(Ф),СрГУ]
Е Т2 Т3 Т3 Т3 Т3 T2 Т(СрПУ), УУФ Т1[К(Ф),СрГУ]

Примечания: 1. Технологические параметры методов водообработки, типы реагентов, инертных фильтрующих материалов и сорбентов, дозы коагулянтов и флокулянтов уточняются в процессе технологических изысканий для конкретного водоисточника и места водозабора.

2. Номер технологической схемы соответствует номеру, относящемуся к конкретному классу вод (см.табл. 11)

Исходя из данных таблицы 1 и расширенной классификационной разбивки по загрязнениям подземных вод, разработанных [12], классификаторы технологий позволяют скомпоновать общую технологическую схему очистки подземной воды в каждом конкретном случае, исходя из исходных качественных показателей воды. При выборе общей технологической схемы очистки подземной воды в условиях повышенных антропогенных нагрузок на водоисточник за основу принимается класс и подкласс природных загрязнений с добавлением эффективных технологий очистки от конкретных антропогенных загрязнений по группам и подгруппам. Использование нижеперечисленных технологий подразумевает возможность применение как традиционных, так и высокоэффективных методов удаления загрязнений и/или интенсификации процессов. В частности, вопросы фильтрования могут решаться применением скорого, реагентного и пр. видов технологических процессов, в качестве фильтрующих материалов может использоваться традиционная номенклатура, инертная загрузка и т.п, осветление возможно с использование соответствующих коагулянтов, флокулянтов, с применением различных типов организации технологического процесса, позволяющих повысить эффективность, снизить временные и/или ресурсные потребности, капитальные и эксплуатационные затраты при условии достижения показателей качества процесса.

Таблица 13. Технологические схемы очистки подземных вод от природных загрязнений по классам для питьевого водоснабжения.

Класс подзем­ных вод Подкласс Условия применения Технологические схемы Степень очистки
1 2 3 4 5

1

1.1 Т> 6 °С;С03 2- св.< 200 мг/дм3, С03 2- агр. > 0, IL< 0 Глубокая аэрация, стабилизация, обеззараживание IL > 0,3 μСаСО3=4-10мг/дм3
1.2 Т<3°С, С03 2 -св<200мг/дм3; С03 2 -агр. > 0, IL< 0 Нагрев до 6 °С, аэрация- дегазация, реагентная стабилизация, обеззараживание То же

2

2.1

Fe< 3 мг/дм3, Мп < 0,1мг/ дм3 С03 2 -св. <45 мг/ дм3, рН > 6,8, IL< 0

а) Упрощенная аэрация, фильтрование, стабилизация, обеззараживание

Fe< 0,3 мг/дм3,

Mn< 0,1 мг/ дм3

 
2.2 Fe< 5 мг/дм3, Мп <0,5мг/ дм3 С032 -св. < 45 мг/дм3, рН > 7,2 Глубокая аэрация, «сухое фильтрование», стабилизация, обеззараживание Fe< 0,3 мг/ дм3, Мп < 0,1 мг/ дм3
2.3 Fe<10 мг/дм3, Мп<1 мг/ дм3, С032-св.< 200 мг/ дм3; рН> 6,0 Биосорбция, фильтрование, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,05 мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3

3

3.1 Fe<15 мг/ дм3,Мп <1,0 мг/дм3 С032 -св.<200 мг/дм3; рН> 6,0 Биосорбция, фильтрование, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,3 мг/ дм3, Мп<0,1 мг/ дм3

3.2

Fe< 20 мг/ дм3, Мп < 2 мг/ дм3, F< 1,5 мг/ дм3, С03 2- св.< 200 мг/ дм3; рН>6,0

а) Биосорбция, ввод перманганата калия, фильтрование, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,1 мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3
б) Глубокая аэрация, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, стабилизация обеззараживание Fe<0,l мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3
3.3 Fe< 20 мг/ дм3, Мп < 1,0 мг/ дм3 С03 2- св. < 200 мг/ дм3; рН> 6,0 Глубокая аэрация, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, обесфторивание на фильтре с активированным оксидом алюминия, стабилизация, обеззараживание Fe<0,l мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3, F = (0,7-1,5) мг/ дм3

4

4.1 Fe< 25 мг/ дм3, Mn< 3 мг/ дм3, F< 1,5 мг/ дм3, С02св. < 200 мг/ дм3, минерализация <1000 мг/ дм3, рН > 6,0, IL< 0 Глубокая аэрация, коагуляция, флокуляция, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,3 мг/ дм3, Мп < 0,1 мг/ дм3, IL + 0,3
4.2 Fe< 30 мг/ дм3, Мп < 5 мг/ дм3, F< 7 мг/ дм3, Минерализация <1000мг/ дм3 С02св.< 200мг/дм3;рН> 6,0 Глубокая аэрация, коагуляция, фильтрование, озонирование, сорбция на ГАУ, фильтрование на активированном оксиде алюминия, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,3 мг/ дм3, Мп < 0,1 мг/ дм3, F =(0,7-1,5) мг/ дм3, II>0
4.3 Fe< 3 мг/ дм3, Мп < 5 мг/ дм3, F< 7 мг/ дм3, минерализация< 2000 мг/дм3, С02св. < 200 мг/ дм3; рН > 6,0 Биосорбция, коагуляция, флокуляция,фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,1 мг/ дм3, Mn< 0,05 мг/ дм3, F< 1,5 мг/ дм3, минерализация < 400 мг/ дм3
4.4 Fe< 30 мг/дм3, Мп < 5 мг/дм3, F<7мг/дм3, С03св<200мг/дм3, минерализация<1000мг/ дм3, рН > 6,0 Биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, фильтрование через модифицированную КМnО4 загрузку, фильтрование через активированный оксид алюминия, стабилизация, обеззараживание F< 0,7-1,5 мг/ дм3, Fe< 0,3 мг/ дм3, Мп < 0,1 мг/ дм3

5

5.1 Fe< 40 мг/дм3,Мп <7 мг/ дм3, F< 7 мг/ дм3, минерализация < 5000 мг/ дм3, СО2св. < 200 мг/ дм3, рН>6,0, IL<0 Глубокая аэрация, преозонирование, фильтрование, озонирование, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,1 мг/дм3,Мп< 0,05 мг/ дм3, F< 1,5 мг/ дм3, минерализация до 500 мг/ дм3

5.2

Fe<40м /дм3, Мп < 7 мг/ дм3,

F< 10 мг/дм3,

минерализация <5000 мг/дм3, С02св. < 200 мг/дм3, рН > 6,0

а) Глубокая аэрация, коагуляция, фильтрование, озонирование, фильтрование, электродиализ, сорбция на ГАУ, стабилизация, обеззараживание Fe< 0,1 мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3, Минерализация <300 мг/ дм3, F = 0,7-1, 5 мг/ дм3
б) Биосорбция, коагуляция, флокуляция, фильтрование, ввод перманганата калия, фильтрование, обратный осмос, (электродиализ) стабилизация, обеззараживание Fe< 0,1 мг/ дм3, Мп < 0,05 мг/ дм3, цветность < 5 град, минерализация <300 мг/ дм3, F = (0,7-1, 5) мг/дм3

 

Таблица 14.Основные технологические методы по очистке подземных вод от природных компонентов и антропогенных загрязнений

Способ, метод Код Способ, метод Код
Упрощенная аэрация УА Биологическая денитрификация БДН
Аэрация А Ионный обмен ИО
Дегазация д Сорбция /фильтрация на модифицированной цеолитовой загрузке С / ФМЗ
Глубокая аэрация ГА Подкисление Подкисл.
Обеззараживание Обз Электрохимический метод ЭМ
Фильтрование Ф Ионный обмен на селективных смолах ИОСС
Фильтрование первой ступени Ф1, Реагентное осаждение РО
Биосорбция БС Хлорирование X
Введение КМп04 КМп04 Флотация с применением реагентов ФР
Озонирование Оз Озонирование в сочетании с УФ Оз+УФ
Коагуляция К Окислитель Окисл.
Флокуляция Фл Ввод порошкообразного угля ПАУ
Фильтрование через загрузку с Активированным оксидом алюминия /гранулированным углем АОА / ГАУ Барботирование воздуха БВ
Электродиализ ЭД Насадочные колонны НК
Фильтрование через модифицированную загрузку ФМЗ Вакуумная дегазация ВД
Обратный осмос ОО Пенная дегазация пд
Ультрафильтрация УУФ Нагревание t0
Стабилизационная обработка воды С    

 

Таблица 15.Алгоритмизация выбора технологий очистки подземных вод от природных примесей.

Класс Подкласс Технологические схемы Условное обозна­чение

1

1.1 ГА—>С —>Обз T1
1.2 t°—> А - Д —> С —>Обз Т2

2

2.1 УА —> Ф —> С —>Обз Т3
2.2 ГА —> Ф —> С —>Обз Т4
2.3 БС —> Ф—> С —>Обз Т5

3

3.1 БС —> Ф —> С —>Обз Т6

3.2

а) БС—>КМп04 —>Ф —> С —>Обз

б) ГА —> Ф —>Оз —> ГАУ —> С —>Обз

Т7
Т8
3.3 ГА —> Ф —>Оз—> ГАУ —>АОА —> С —>Обз Т9

4

4.1 ГА —> К —>Фл —> Ф —>Оз —> ГАУ —> С —>Обз Т10
4.2 ГА —> К —> Ф —>Оз—> ГАУ —> АОА —>С —>Обз Т11
4.3 КМпО4 —> БС—>К —>Фл —> Ф —> Ф —> ЭД —> ГАУ —> С —>Обз T12
4.4 БС —> К —>Фл —> Ф —> ФМЗ —> АОА —> С —>Обз Т13

5

5.1 ГА —>Оз—> Ф —>Оз—>Ф —> ЭД —> ГАУ —>С —>Обз Т14
5.2 а) ГА —>К —>Ф —>Оз—>Ф —>ЭД —>ГАУ —> С —>Обз б) БС —> К —>Фл —> Ф —>КМпО4 —> Ф —> ОО —> ЭД —> С —>Обз T15

 

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: