В связи с нехваткой питьевой воды в городе-курорте Геленджик администрацией города принято решение о строительстве очистных сооружений. В состав сооружений входят 12 блок-фильтров. Источником водоснабжения выбрано горное водохранилище «Церковная щель». Поставленной задачей является подбор фильтрующего материала и реагентов (коагулянта и флокулянта) для оптимальной работы фильтров и получения наилучшего результата.
На базе лаборатории МУП «Геленджикводоканал» были проведены эксперименты по выбору фильтрующей загрузки и подбору необходимых коагулянтов и флокулянтов и их концентраций.
Первая серия экспериментов проводилась на фильтрующих колонках, загруженных стандартным фильтрующим материалом (кварцит) и активным фильтрующим материалом (силицированный кальцит). Лучшие результаты анализов очищенной воды (таблица 1) показала фильтрующая колонка, загруженная активным фильтрующим материалом (силицированный кальцит). Доказана необходимость (СНиП 2.04.02-84) применения коагулянтов и флокулянтов.
Таблица 1 – результаты экспериментов на фильтрующих колонках с разной фильтрующей загрузкой
|
| Цветность, град. | Мутность, мг/л | рН | Fe общ, мг/л | Жесткость, мг экв/л |
| Исходная вода | 96,7 | 60,1 | 7,8 | 1,21 | 3,33 |
| Силицированный кальцит | 71,4 | 11,7 | 7,7 | 0,52 | 3,71 |
| Кварцит | 81 | 16,6 | 6,7 | 0,71 | 3,82 |
Вторая серия экспериментов проводилась в свободном объеме натурной воды (рисунок 1). В воду добавлялись различные сочетания коагулянтов и флокулянтов при разных концентрациях. Установлено, что процесс хлопьеобразования быстрей и качественней происходит при добавлении коагулянта (оксихлорид алюминия) в концентрации 15 мг/л и флокулянта (полиакриламид) — 2 мг/л.
Рисунок 1. Цилиндры с натурной водой и различными комбинациями коагулянтов и флокулянтов
Третья серия экспериментов проводилась на фильтрующей колонке, загруженной активным фильтрующим материалом (силицированный кальцит). В натурную воду перед фильтрованием добавлялись различные сочетания коагулянтов и флокулянтов при разных концентрациях. Установлено (таблица 2), что лучшие результаты, как и во второй серии экспериментов, получены при использовании коагулянта (оксихлорид алюминия) в концентрации 5 мг/л и флокулянта (полиакриламид) — 1 мг/л. Существенное снижение дозы реагентов (СНиП 2.04.02-84) объясняется высокой активностью фильтрующего материала. Механизм работы фильтрующего материала заключается в подщелачивании воды в непосредственной близости к зернам силицированного кальцита, что ускоряет процесс хлопьеобразования, соответственно позволяя увеличить скорость фильтрования.
Таблица 2 — результаты экспериментов на фильтрующих колонках с применением коагулянтов и флокулянтов
| Проба | Реагент — концентрация, мг/л | Цветность, град. | Мутность, мг/л | Fe общ, мг/л |
| Исходная вода | — | 101,4 | 63 | 0,53 |
| 1 от 01.12.2008 | сернокислый Al — 10 | 6,47 | 0,1 | <0,1 |
| 3 от 01.12.2008 | гидроксохлорсульфат Al — 10 | 7,11 | 0,22 | <0,1 |
| 4 от 01.12.2008 | оксихлорид Al — 10 | 5,6 | 0,1 | <0,1 |
| 1 от 02.12.2008 | АкваАурат — 10 | 7,33 | 1,21 | <0,1 |
| 2 от 02.12.2008 | гидроксохлорид Al — 10 | 6,47 | 0,51 | <0,1 |
| 5 от 02.12.2008 | оксихлорид Al — 5 Praestol 853 — 1 | 3,9 | 0,22 | <0,1 |
| 4 от 03.12.2008 | оксихлорид Al — 5 Полиакриламид — 1 | 2,7 | 0,39 | <0,1 |
Четвертая серия экспериментов проводилась на двух фильтрующих колонках, одна из которых была загружена силицированным кальцитом, а вторая являлась электрохимическим фильтром, в качестве электродов в которой использованы графит и листовой алюминий, а в качестве межэлектродной загрузки – силицированный кальцит. Результаты эксперимента приведены в таблице 3.
Таблица 3 — результаты экспериментов на фильтрующей колонке, загруженной силицированным кальцитом и колонке с электрохимической ячейкой
|
| Реагент — концентрация, мг/л | Цветность, град. | Мутность, мг/л | Fe общ, мг/л |
| Исходная вода | — | 105,6 | 65 | 0,83 |
| Электрохимическая ячейка | Оксихлорид Al — 5 Полиакриламид — 1 | 1,6 | 0,1 | <0,1 |
| Силицированный кальцит | Оксихлорид Al — 5 Полиакриламид — 1 | 2,7 | 0,38 | <0,1 |
Вывод:
Нами рекомендованы к применению в системе очистки питьевой воды на очистных сооружениях питьевой воды города-курорта Геленджик электрохимические фильтры с загрузкой Силицированный кальцит, а в качестве реагентов – коагулянт (оксихлорид алюминия) в дозе 5 мг/л и флокулянт (полиакриламид) – 1 мг/л при соответствующей концентрации загрязнений исходной воды (вместо стандартных 40 мг/л).
Сведения об авторе
Назаров Максим Владимирович – кандидат технических наук, директор ООО «МИП УГНТУ АКВИТА»