2. Выбор технологических схем и объемно – планировочных решений водоочистки

2.1. Эффективность традиционных водоочистных технологий

Традиционные технологии водоподготовки предусматривают обработку воды по классическим двухступенчатой или одноступенчатой схемам, основанным на применении микрофильтрования (в случаях наличия в воде водорослей в количествах более 1000 кл/мл), коагулирования воды сернокислым алюминием с последующим ее отстаиванием или осветлением в слое взвешенного осадка, скорого фильтрования или контактного осветления и обеззараживания воды хлором. В целях поддержания водопроводных сооружений в необходимом санитарном состоянии и для частичного обесцвечивания вод, содержащих гумусовые соединения, осуществляется первичное хлорирование воды, поступающей на очистную станцию.

В условиях постоянно изменяющегося качества воды и отсутствия его прогноза, повышенной загрязненности водоисточников промышленными и бытовыми сточными водами и наличия в них широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе и техногенного происхождения (нефтепродукты, фенолы, пестициды, соли тяжелых металлов, ПАВ и др.), с одной стороны, и ужесточения требований к качеству питьевой воды, подаваемой потребителям, с другой, такие технологии не всегда способны обеспечить нормативную степень очистки по отдельным показателям. Кроме того, нерациональное использование потенциала сооружений предочистки (водозаборов-ковшей, фильтрующих каналов, больших искусственных наливных водоемов и «биоплато») приводит к увеличению в целом грязевой нагрузки на водоочистные сооружения.

Наиболее сложная ситуация в процессе эксплуатации водопроводных станций складывается в периоды паводков и залповых аварийных выбросов сточных вод, когда при относительно стабильных уровнях примесей естественного характера, прогнозируемых по многолетним наблюдениям, зачастую фиксируются достаточно высокие (пиковые) концентрации токсичных примесей антропогенного происхождения. При этом в результате очистки воды традиционными методами могут быть выделены из нее в основном примеси антропогенного происхождения, способные переходить в нерастворимую форму при введении реагентов или сорбироваться на хлопьевидном осадке, образующемся в процессе коагуляции.

Вместе с тем, практически не удаляются из воды химические загрязнения находящиеся в растворенном виде, такие как фенолы, СПАВ, растворенные фракции нефти, ионы тяжелых металлов (например, Cr³⁺, Ni²⁺, B³⁺, As³⁺) и др. В таблице 1 приведены данные, свидетельствующие о недостаточной эффективности традиционных технологий очистки воды по отношению к отдельным ингредиентам.

Таблица 1

Эффективность очистки вод, содержащих антропогенные примеси, на традиционных сооружениях водопровода

Наименование показателя	Концентрация в исходной воде	Эффект очистки, %	ПДКпоСанПиН
Нефтепродукты, мг/л:	1-5	20-40	0,1
Фенолы, мг/л	0,05-0,2	не удал.-5	0,001
ПАВ анионоактивные, мг/л	1,5-2,5	25-50	0,5
Пестициды, мг/л:
хлорорганические
ДЦТ	0,02-0,1	80-95	0,002
ГХЦГ	0,2-0,3	14-30	0,002
фосфорорганические
тиофос		не удал.	0,003
карбофос	1-5	50	0,05
фосфамид		65	0,03
метафос		10	0,02

По данным д.т.н. Васильева Л.А. и др. наличие гумусовых веществ, нефти и нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, пестицидов приводит в процессе хлорирования, речной воды к появлению в ней предельных и ароматических углеводородов (гексан, бензол и др.), альдегидов и летучих хлорорганических соединений (тетрахлорэтилен, гексахлорэтан, хлорпикрин и др.). Последующее обеззараживание очищенной воды хлором способствует дальнейшей трансформации этих соединений и увеличению общего количества примесей примерно в 2,5 раза по сравнению с начальным.

Во многих случаях на традиционных очистных сооружениях не задерживаются хлорорганические соединения, которые образуются в процессе первичного хлорирования воды, содержащей органические загрязнения. Наиболее часто отмечается образование тригалогенметанов, оказывающих общетоксическое действие на живой организм. Тенденция к увеличению количества образующихся хлорорганических соединений обусловлена возрастанием антропогенных нагрузок на источники водоснабжения, а также изменением технологических режимов водоочистки, в частности, применением повышенных доз хлора и коагулянта и увеличением времени контакта хлора с водой.

Экспериментальным путем были получены данные на одной из водоочистных станций г. Нижнего Новгорода по влиянию хлорирования воды на образование летучих галогенсодержащих органических соединений. Так, общее содержание последних в воде после первичного хлорирования снизилось с 242 до 235 мкг/л и выросло в питьевой воде до 308 мкг/л (табл. 2).

Таблица 2