Способ очистки воды, содержащей планктон, из природного поверхностного водоисточника

 

Изобретение относится к химико-механической очистке воды, экологии поверхностных водоисточников и эксплуатации гидромашин. Предлагаемый способ позволяет существенно повысить эффективность очистки воды, уменьшить количество подаваемых химических реагентов и устранить органолипидные отложения в системе водоподачи, а также восстановить экологический баланс водоисточника путем сохранения планктона и минимизации растворенного органического вещества, образующегося при работе водоперекачивающих насосов. Способ очистки воды включает забор воды насосом от водозаборного устройства по водоподводящему тракту и прокачку ее через воздухоотделитель и фильтры очистки с осаждением на них органических и других включений и их промывку, подачу химических реагентов для коагулирования растворенного в воде органического вещества. При этом в водоподводящий тракт посредством аэратора дисперсно подают воздух в количестве, дозируемом в зависимости от биомассы планктона в водоподводящем тракте, а осажденный на фильтрах очистки планктон периодически сбрасывают с промывными водами в водоисточник. Кроме того, измеряют биомассу планктона в водоподводящем тракте, перед фильтрами очистки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к химико-механической очистке воды, экологии поверхностных водоисточников и эксплуатации гидромашин.

Известен способ очистки питьевой и технической вод, включающий забор насосом от водозаборного устройства по водоподводящему тракту, прокачку их через воздухоотделитель и фильтры очистки с осаждением на них органических и других включений и периодическую и промывку, подачу химических реагентов для коагулирования растворенного органического вещества /1/.

Недостатком известного способа является то, что он приводит к массовой гибели фито-и зоопланктона, эмбрионов и мальков рыб в результате воздействия на них интенсивной паровой кавитации, сопровождающей работу гидромашин. При этом микроорганизмы, разрушаясь до субмикронных размеров, переходят в растворенное состояние и беспрепятственно проходят через фильтры очистки. Это, в свою очередь, вызывает необходимость введения в воду для ее очистки коагулянтов, например сернокислого алюминия, а для подавления жизнедеятельности бактерий, для которых растворенное органическое вещество является питательной средой, подается хлорная и аммиачная воды, что еще более ухудшает качество воды, особенно питьевой.

Известен также способ защиты водных микроорганизмов, эмбрионов и мальков рыб от гибели из-за кавитации в водоводах гидросооружений, включающий равномерную подачу в водовод воздуха /2/.

Этот способ ослабляет кавитационное воздействие в проточной части гидромашины и снижает гибель и разрушение микроорганизмов.

Недостатком известного способа, как показали исследования, является то, что сезонное изменение биомассы планктона требует и соответствующего изменения расходов подаваемого через устройство аэрирования потока воды воздуха, ибо в противном случае резко снижается эффективность воздействия аэрации потока на сохранность планктона, попадающего с потоком воды в гидромашину.

Предлагаемый способ позволяет существенно повысить эффективность очистки воды, уменьшить количество подаваемых химических реагентов и устранить органолипидные отложения в системе водоподачи, а также восстановить экологический баланс водоисточника путем сохранения планктона и минимизации растворенного органического вещества, образующегося при работе водоперекачивающих насосов.

Действие предлагаемого способа основано на том, что насыщение воды, протекающей через насос, свободным воздухом изменяет ее физико-механические свойства, и, увеличивая на 2-3 порядка сжимаемость воды, соответственно уменьшает напряжения растяжения сжатия в потоке и снижает кавитационное воздействие на планктонные и другие организмы, оставляя их неповрежденными и исключая тем самым массовую гибель планктона и образование в результате этого рассмотренного органического вещества.

Предложен способ очистки воды, содержащей планктон, из поверхностного водоисточника, включающий забор воды насосом от водозаборного устройства по водоподводящему тракту и прокачку ее через воздухоотделитель и фильтры очистки с осаждением на них органических и других включений и их промывку, подачу химических реагентов для коагулирования растворенного в воде органического вещества. При этом в водоподводящий тракт посредством аэратора дисперсно подают принудительно или самовсасыванием воздух в количестве, дозируемом в зависимости от биомассы планктона в водоподводящем тракте, а осажденный на фильтрах очистки планктон периодически сбрасывают с промывными водами в водоисточиках. Кроме того, измеряют биомассу планктона в водоподводящем тракте, перед фильтрами очистки и за ними.

На фиг. 1 изображена схема очистки воды по предлагаемому способу; на фиг. 2 график зависимости относительного к объему воды расхода воздуха от величины биомассы планктона В в водоподводящем тракте.

Схема включает водозабор 1, соединенный через водоподводящий тракт 2 с насосом I-го подъема 3. На водоподводящем тракте 2 между водозабором 1 и насосом I-го подъема 3 установлен аэратор 4, соединенный с дозатором 4а. Насос I-го подъема 3 соединен трубопроводом с воздухоотделителем 5, фильтром очистки 6 и насосом II-го подъема 7. Фильтр очистки 6 соединен с насосом подачи промывной воды 8.

Предлагаемый способ очистки воды состоит в следующем.

От водозабора 1 через водоподводящий тракт 2 воды и содержащийся в ней планктон поступают к насосу I-го подъема 3, при этом через аэратор 4 в водоподводящий тракт 2 с целью устранения воздействия кавитации на планктон и обеспечения его сохранности подается воздух в количестве, дозируемом дозатором 4а в зависимости от биомассы поступающего в водоподводящий тракт 4 планктона. Затем вода последовательно проходит воздухоотделитель 5 и фильтры очистки 6, на которых происходит осаждение планктона и других включений, и далее насосами II-го подъема 7 очищенная вода подается к потребителю. Для извлечения остающегося небольшого количества растворенного органического вещества и подавления жизнедеятельности бактерий в воду перед фильтрами очистки 6 подают соответственно коагулянты и соду, а после фильтров 6 химические реагенты. Промывка осажденного на фильтрах планктона осуществляется периодически насосом 8, причем планктон сбрасывают вместе с промывными водами в водоисточник. Для оптимизации воздухоподачи берут биологические пробы и измеряют биомассу планктонных организмов в единице объема воды в водоподводящем тракте 2, до и после фильтров очистки 6, определяют разность биомасс по зонам отбора проб и по величине этой разности дозатором 4а регулируют расход подаваемого посредством аэратора воздуха.

Так например, на графике /фиг.2/, построенном по данным промышленных испытаний на водопроводной станции г. Сестрорецка С.-Петербурга, показана зависимость расхода воздуха в относительных единицах/ от величины биомассы планктона в водоподводящем тракте при условии обеспечения не менее 80%-ной сохранности планктона, проходящего через насос. Из графика видно, что при биомассе планктона в водоподводящем тракте В=1,0 г/м³ для сохранения свыше 80% планктона необходимо при подаче насоса 100,0 л/с подать 1,0 л/с воздуха /приведенного к 1 атм/.

Положительный эффект от реализации заявляемого способа очистки воды заключается в уменьшении на 80-90% содержания растворенного органического вещества в потребляемой воде, сокращении более чем в 2-3 раза объема подаваемых в систему очистки воды и систему водоподачи химических реагентов, уменьшении образования органолипидных отложений, хлорорганических, сероводородных и других вредных соединений в системе водоподачи, и, как следствие, резком снижении затрат на промывку водопроводной системы. В конечном счете, реализация заявляемого способа обеспечивает улучшение качества и вкуса питьевой воды и качества технической воды.

Кроме того, восстановление экологического баланса за счет сброса сохранившегося живым планктона обратно в водоисточник позволяет использовать эффект его самоочищения и обеспечить кормовую базу рыбного хозяйства.

Формула изобретения

1. Способ очистки воды, содержащий планктон, из природного поверхностного водоисточника, включающий забор воды насосом от водозаборного устройства по водоподводящему тракту и прокачку ее через воздухоотделитель и фильтры очистки с осаждением на них органических и других включений и их промывку, подачу химических реагентов для коагулирования растворенного в воде органического вещества, отличающийся тем, что в водоподводящий тракт перед насосом посредством аэратора дисперсно подают принудительно или самовсасыванием воздуха в количестве, дозируемом в зависимости от биомассы планктона в водоподводящем тракте, а осажденный на фильтрах очистки планктон периодически сбрасывают с промывными водами в водоисточник.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряют биомассу планктона в водопроводящем тракте, перед фильтрами очистки и за ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2