Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Вода – це ресурс, без якого люди не можуть жити. Очищення води є одним з найбільш важливих процесів, так як людина на 80 відсотків складається з води і щодня використовує її для своїх потреб. Питання знезараження питної води одна з найбільш актуальних тем в житті сучасної людини. Ускладнення екологічної ситуації на планеті – це основний фактор, який призводить до погіршення якості води, яку ми споживаємо. Також на якість води сильний вплив мають особливості грунтових вод, кліматичні умови, стічні води, які містять велику кількість хімічних забруднень. Якісне знезараження води – це один з найважливіших етапів водопідготовки.

Одним з обʼєктів, що здійснюють очистку води до води питної якості а також передачу питної і технічної води споживачам, є Донецьке РВУ КП Компанія Вода Донбасу і Верхньо-Кальміуська фільтрувальна станція [1].

1. Актуальність теми

Питна вода потребує знезараження через наявність в ній великої кількості хвороботворних бактерій, здатних викликати незворотні зміни в людському організмі.

Знезараження води – процес дезінфекції, в ході якого відбувається знищення мікроорганізмів і вірусів, які мають значний вплив на розвиток інфекційних захворювань, як у людини, так і у тварин. Даний етап водопідготовки є одним з найбільш важливих як для побутових, так і для промислових потреб. Саме тому розробка використання нових реагентів для знезараження води є актуальною, так як хлорування має велику кількість недоліків.

2. Мета і завдання дослідження

Метою даної роботи є удосконалення процесу знезараження води на Верхньо-Кальміуській фільтрувальній станції Донецького РВУ КП Компанія Вода Донбасу.

Для досягнення поставленої мети необхідно виконати наступні завдання:

  1. описати технологічну схему очищення і знезараження води на Верхньо-Кальміуській фільтрувальній станції;
  2. провести огляд існуючих методів знезараження води, і, проаналізувавши всі описані методи, підібрати прийнятний метод для проведення експерименту;
  3. провести лабораторне дослідження обраного методу;
  4. порівняти отримані результати з вимогами до якості питної води;
  5. провести еколого-економічну оцінку розроблених заходів;
  6. зробити висновок про доцільність впровадження обраного методу в процес очищення води на фільтрувальній станції.

Обʼєкт дослідження: метод знезараження води на очисних спорудах Верхньо-Кальміуської фільтрувальної станції.

Предмет дослідження: аналіз можливості заміни знезаражуючого реагенту на Верхньо-Кальміуській фільтрувальній станції.

Планована наукова новизна: застосування на очисних спорудах фільтрувальної станції сучаснішого і безпечного для життя методу знезараження води.

3. Опис технологічної схеми виробництва питної води на ВКФС Донецкого РВУ КП Компанія Вода Донбасу

Склад очисних споруд при будь-якому типі водного джерела і способі обробки води повинен забезпечити безпеку її в епідеміологічному відношенні, нешкідливість хімічного складу і сприятливі органолептичні властивості [2]. Очищення води проводиться за типовою технологічною схемою і містить наступні основні і допоміжні споруди:

  1. змішувачі;
  2. камери утворення пластівців;
  3. горизонтальні відстійники;
  4. швидкі фільтри з піщаним завантаженням;
  5. камери реакції;
  6. резервуари чистої води;
  7. реагентне господарство;
  8. накопичувачі осаду промивних вод;
  9. насосна станція 2-го підйому

Принципова технологічна схема виробництва питної води на ВКФС Донецького РВУ КП Компанія Вода Донбасу представлена на малюнку 1.

Принципова технологічна схема виробництва питної води на ВКФС Донецького РВУ КП <q>Компанія <q>Вода Донбасу</q></q>

Малюнок 1 – Принципова технологічна схема виробництва питної води на ВКФС Донецького РВУ КП Компанія Вода Донбасу

Вода з поверхневих джерел потрапляє в дірчасті змішувачі, куди одночасно вводяться реагенти, які сприятимуть зниженню каламутності, кольоровості, інтенсивності запахів і смаків, видалення органічних речовин.

Далі вода подається в камери утворення пластівців і потім в горизонтальні відстійники. Там відбувається освітлення води шляхом осадження великих пластівців коагулянту з адсорбованими на них забрудненнями. Утворений осад у міру накопичення видаляють в накопичувачі осаду промивних вод, а освітлена вода прямує на подальшу обробку в швидкі фільтри [3].

Тут відбувається остаточне очищення води шляхом фільтрування через шар кварцового завантаження. Залежно від якості води в поверхневому джерелі, а також режиму роботи фільтрів завантаження забруднюється і підлягає промиванню чистою водою. Після цього промивна вода прямує для очищення в накопичувачі осаду промивних вод.

 Останній етап – знезараження води хлоруванням для забезпечення безпеки води за мікробіологічними показниками.

Очищена і знезаражена вода надходить для збереження в резервуари чистої води, звідки насосною станцією 2-го підйому подається споживачам.

4. Огляд існуючих методів знезараження води

Найбільш відомими і прийнятними методами знезараження води є: хлорування, озонування і УФ знезараження води.

  1. Хлорування. Процес хлорування представляє собою введення в воду, що очищається, певної кількості хлору, хлорного вапна або гіпохлориту натрію. В результаті знезаражуючої дії хлору,яке полягає в окисленні і інактивації ферментів, що входять до складу протоплазми клітин бактерій, відбувається їх загибель. Однак метод хлорування має свої недоліки [4]. Хлор сам є найнебезпечнішим елементом. Вступаючи в реакцію з знаходяться у воді органічними речовинами, він утворює небезпечні канцерогенні і мутагенні сполуки, такі як хлороформ і діоксид;
  2. Озонування. Озон має високу бактерицидність і забезпечує надійне знезараження води (після її освітлення). Він має ряд переваг в порівнянні з хлором – виходить безпосередньо на стдіїї очистки води, не погіршує смакових якостей води, не веде до виникнення в ній запахів. Знезараження води за допомогою озону також не вільне від ряду недоліків. Так, при контакті озону з розташованими в воді органічними сполуками в знезараженій воді можуть утворюватися асимільовані окислювальні компоненти, які є ідеальним середовищем для розмноження різних вірусів і бактерій. Крім того, озонування води є складною і дорогою технологією, що вимагає спеціального обладнання. Для отримання озону потрібні спеціальні озонатори, що живляться струмом високої частоти і високої напруги. Повітря в озонатори повинно подаватися попередньо висушеним. Для проведення процесу знезараження потрібні спеціальні контактні резервуари, в яких озон повинен ретельно перемішуватися з водою (тривалість процесу знезараження становить 20-30 хвилин);
  3. Ультрафіолетове знезараження. Знищення бактерій, що знаходяться у воді, може бути досягнуто шляхом обробки води ультрафіолетовими променями. Бактерицидну дію мають в основному ультрафіолетові промені з довжиною хвилі в проміжку 2200-2800 А. Різні види бактерій мають різну ступінь опірності дії бактерицидних променів, що враховується коефіцієнтом опірності бактерій, що визначаються в результаті досліджень. Процес знезараження води бактерицидними променями здійснюється на спеціальних установках, в яких вода щодо тонким шаром обтікає джерела бактерицидного випромінювання – ртутно-кварцові або аргонно-ртутні лампи. Вода, яку піддають опроміненню, повинна мати найбільшу проникністю для бактерицидних променів, тобто вона повинна бути більш прозорою. До недоліків методу слід віднести відсутність простих і надійних способів контролю за ефектом знезараження і неможливість використання методу для знезараження вод, що відрізняються підвищеною мутностью і кольоровістю [5].

5. Вибір і обгрунтування найбільш ефективного методу знезараження води

Огляд можливих методів знезараження води дозволив побачити всі їхні переваги і недоліки. Однак ми не врахували, що в нашому Донецькому регіоні велике місце займає залишковий хлор після знезараження і таким чином озонування і ультрафіолетове знезараження недоцільно використовувати на ВКФС. Однак тривалий час на Донбасі відбуваються військові дії. Внаслідок того, що фільтрувальні станції в даному регіоні знаходяться під обстрілами, транспортування рідкого хлору є досить небезпечним і проблематичним. Транспорт, який доставляє в цистернах хлор на проммайданчики, знаходиться під постійною загрозою пошкодження. У надзвичайній ситуації може спостерігатися пошкодження цистерн, яке призведе до того, що в атмосферу виділиться велика кількість токсичного хлору і це стане справжньою екологічною катастрофою. У звʼязку з цим необхідно розробити покращений спосіб знезараження води на фільтрувальній станції.

Сучасним, дозволеним і найбільш придатним для знезараження води реагентом є дихлорізоцианурат натрію, який класифікований як дезинфектант високого рівня.

Засіб Жавель-Клейд виробництва фірми Societe Nouvelle Clade (Франція) містить дихлорізоцианурат натрію (80-82%) і позбавлене всіх недоліків рідкого хлору. Зберігаючи всі переваги процесу хлорування, знезараження води за допомогою цього засобу дозволяє уникнути труднощів, повʼязаних з використанням високотоксичного, вибухонебезпечного і висококоррозіонного рідкого хлору [6].

Діючою речовиною і хлорвмісним носієм реагента Жавель-Клейд є натрієва сіль дихлоризоциануровой кислоти. У відсутності води ця сіль не розкладається завдяки повʼязаному стану атомів хлору, тому є безпечною для людей і навколишнього середовища, не вимагає використання спеціальних заходів безпеки. При взаємодії з водою, сіль виділяє гипохлоритну (хлорноватисту) кислоту HClO, яка діє як окислювач, виділяючи кисень, хлорує аміно- і іміногрупи білків, надає потужну антимікробну дію. OCl-іони, присутні в хлорному розчині, безпосередньо взаємодіють з клітинами мікроорганізмів, викликаючи в них незворотні процеси, які призводять до порушення обміну речовин в клітинах мікроорганізмів і їх загибелі. Найбільш чутливі до дії хлорнуватисту кислоти бацили черевного тифу, дизентерії та холерні вібріони.

Жавель-Клейд можна використовувати для знезараження питної, стічної та шахтної води; дезінфекції систем і окремих обʼєктів водопостачання та водовідведення, загальнозаводскій дезінфекції на підприємствах.

Ми пропонуємо використовувати цей засіб в якості знезаражуючого реагенту на Верхньо-Кальміуській фільтрувальній станції в два етапи:

  1. на першому етапі засіб або його матковий розчин буде вводитися в очисну споруду перед змішувачем або перед насосами першого підйому для підготовки води до наступної очищення, поліпшення подальших процесів очищення, а також поліпшення санітарного стану споруд;
  2. на другому етапі засіб або його матковий розчин буде вводитися після фільтрів в лінію подачі очищеної води в резервуари чистої води для забезпечення необхідної концентрації залишкового хлору у воді перед її надходженням в розподільні мережі і для гарантії надійного стану системи водопостачання [7].

На даний момент на базі Центральної контрольно-дослідницької проектно-вишукувальної водної лабораторії КП Компанія Вода Донбасу нами проводиться експериментальне підтвердження можливості використання Жавель-Клейд як знезаражуючого реагенту з різними концентраціями в досліджуваній воді.

Висновки

Теоретичні та експериментальні обгрунтування дозволяють зробити висновок, що для знезараження води на Верхньо-Кальміуській фільтрувальній станції доцільно використання дезінфікуючого засобу Жавель-Клейд, тому як воно має всі знезаражувальні властивості, надає безпечнішу роботу з реагентом, а також його зберігання та транспортування є менш проблематичним і небезпечними для життя.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: травень 2019 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Коммунальное предприятие Компания Вода Донбасса [Электронный ресурс] / Донецк-Режим доступа : 2011 г.-О компании http://www.voda.dn.ua/o-kompanii
  2. Разрешение на специальное водопользование и проект нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ с оборотными водами КП Компания Вода Донбасса / Утвержден С. В. Третьяковым. – Донецк, 2011.–87 с.
  3. Технологическая инструкция по водоподготовке на Верхне-Кальмиусской фильтровальной станции / Утвержден В. В. Чугай. – Донецк, 2012.–120 с.
  4. Фрог, Б. Н. Водоподготовка / Б. Н. Фрог, Л. П. Левченко. – М.: изд. МГУ, 1996.-680с.
  5. Контурская Е. В., Анализ возможности замены обеззараживающего реагента на Верхне-Кальмиусской фильтровальной станции / Е. В. Контурская, Ю. Н. Ганнова // Материалы Межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов по направлению «Ипользование современных управленческих технологий в целях повышения эффективности деятельности предприятий». – Донецк: ДонНТУ, 2017.-99с.
  6. Контурская Е. В., Анализ возможности замены способа дезинфекции трубопроводов на Верхне-Кальмиусской фильтровальной станции / Е. В. Контурская, Ю. Н. Ганнова // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: сборник материалов ХII Международной конференции аспирантов и студентов / ДОННТУ, ДонНУ. – Донецк: ГОУ ВПО ДОННТУ, 2018.-364 с.
  7. Контурская Е. В., Анализ возможности использования дезинфицирующего средства «Жавель-Клейд» в качестве обеззараживающего реагента на Верхне-Кальмиусской фильтровальной станции / Е. В. Контурская, Ю. Н. Ганнова //«Комплексное использование природных ресурсов», республиканская научная конференция молодых ученых, сборник научных трудов (22 ноября 2018 г., Донецк) / ред. М. Н. Шафоростова, В. Н. Артамонов, И. А. Павлюченко – Донецк, ДонНТУ, 2018-56 ст.