способ очистки воды, содержащей планктон, из природного поверхностного водоисточника

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.

Описание изобретения к патенту

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.