Некачественная водопроводная  вода  негативно отражается  на здоровье населения. Во многих населенных пунктах РФ проблема снабжения жителей качественной питьевой водой стоит достаточно остро [1, 6]. Возможное решение данной проблемы – это создание установок по получению экологически чистой воды (ЭЧВ) [2].

Исследования, проведенные в Казанском государственном архитектурно-строительном университете (КГАСУ) на кафедре «Водоснабжения и водоотведения» совместно с кафедрой коммунальной гигиены Казанского государственного медицинского университета позволили создать концепцию ЭЧВ [2]. На основе данной концепции в КГАСУ была разработана установка подготовки экологически чистой воды (УЭЧВ), технологическая схема которой представлена в работе [2]. Согласно этой схеме водопроводная вода озонируется, обрабатывается в напорных фильтрах I ступени, имеющих зернистую загрузку, очищается в напорных адсорбционных фильтрах, загруженных активированным древесным углем, направляются на доочистку в скорые напорные зернистые фильтры II ступени, и затем поступают в ионатор серебра.

При озонировании воды осуществляется окисление находящихся в ней органических и неорганических загрязнений. Образующиеся при этом взвешенные вещества извлекаются в зернистых фильтрах I ступени. Методом сорбции из воды извлекаются тяжелые металлы, растворимые и нерастворимые органические загрязнения (нефтепродукты, фенолы, ПАВ), микроорганизмы, свободный хлор [3].

Исследования по подготовке предварительно обработанной водопроводной воды на адсорбционных фильтрах с целью получения ЭЧВ проводились в КГАСУ на экспериментальной установке, технологическая схема которой представлена на рисунке 1. В состав этой установки входит [3]: емкость для исходной воды 1, модель адсорбционного фильтра, загруженного активированным углем, марки БАУ-2, насос Н-1, трубопроводы, запорно-измерительная арматура и  система контрольно-измерительных  приборов. Водопроводная вода, обработанная окислителем и прошедшая осветление в скорых напорных зернистых фильтрах, по трубопроводу 3 поступает в емкость 1, откуда она насосом Н-1 потрубопроводу 4 подается в фильтр 2. Давление на входе в фильтр 2 регулируется по показаниям манометра М-1. Оно должно находиться в пределах 0,5-0,6 МПа [2].

 

Трубопровод 4 оборудован пробоотборником ПР-1, из которого отбирается пробы исходной воды. Очищенная вода из адсорбционного фильтра 2 отводится под остаточным давлением по трубопроводу 5 в канализацию. Давление на выходе из фильтра 2 определяется по манометру М-2. Трубопровод 5 оборудован пробоотборником ПР-2, из которого отбираются пробы очищенной воды.

Скорость фильтрования в адсорбционном фильтре 2 составляла 7 м/ч [3].

Анализ проб проводился в соответствии с методиками, изложенными в работах [4, 5, 7].

Результаты исследований процессов подготовки ЭЧВ с использованием адсорбционных фильтров представлены в таблице 1. Анализ этих результатов позволяет сделать следующие выводы:

а) очистка воды в адсорбционных напорных фильтрах позволяет улучшить органолептические свойства воды;

б) адсорбционные фильтры не позволяют значительно снизить в воде содержание взвешенных веществ;

в) обработка воды в адсорбционных напорных фильтрах позволяет уменьшить в ней содержание тяжелых металлов;

г) обработка воды методом сорбции позволяет уменьшить в ней концентрацию некоторых токсичных загрязнений;

д)  при  очистке  воды  в  адсорбционных  напорных  фильтрах  снижается  ее  окисляемость, солесодержание и жёсткость;

е) адсорбционные фильтры показали достаточно высокую эффективность при подготовке ЭЧВ. К недостаткам адсорбционных фильтров следует отнести [3]:

а) достаточно быстрое исчерпание сорбционной емкости активированных углей; б) необходимость регенерации или замены сорбента с его утилизацией;

в) сложность регенерации сорбента.

Таблица 1 – Результаты экспериментальных исследований

 

№	Наименование параметра	Ед. изм.	Экологически чистая вода	Вода, поступающая в адсорбционный фильтр	Очищенная вода
1	2	3	4	5	6
1	Запах	баллы	1	2	отсутствует
2	Привкус	баллы	1	1	отсутствует
3	Цветность	град	10	15	9
4	Мутность	мг/л	0,5	3,6	2,1
5	Температура	°С	–	+16,9	+17,1
6	Активная реакция среды	рН	6,5-8,5	6,9	6,9
7	Сухой остаток	мг/л	400	864	341
8	Окисляемость перманганатная	мг/л	4	4,3	1,8
9	Жесткость общая	мг-экв л	5	6,3	4,9
10	Железо общее	мг/л	0,2	0,3	0,2
11	Медь	мг/л	0,6	0,7	0,4
12	Свинец	мг/л	отсутствует	0,01	отсутствует
13	Марганец	мг/л	0,05	0,03	0,01
14	Цинк	мг/л	0,5	0,7	0,4
15	Алюминий	мг/л	0,1	0,6	0,1
16	Сульфаты	мг/л	250	578	237
17	Хлориды	мг/л	50	135	48
18	Трехвалентный хром	мг/л	отсутствует	отсутствует	отсутствует
19	Нефтепродукты	мг/л	отсутствует	0,1	отсутствует
20	Мышьяк	мг/л	0,01	0,02	0,01
21	Барий	мг/л	0,05	0,01	отсутствует

 

Полученная на УЭЧВ экологически чистая вода может разливаться по пластиковым бутылкам для нужд населения, использоваться для получения дистиллята, необходимого в процессе производства лекарственных препаратов, а также применяется для производства талой воды, имеющей лечебные свойства [2].

Техническая документация на опытно-промышленную установку подготовки экологически чистой воды производительностью 5 м3/сут, разработанную в КГАСУ, была передана ОАО «Татэнерго» [2].

 

Список литературы

 

1. Адельшин А.Б., Нуруллин Ж.С., Бусарев А.В., Шешегова И.Г., Хамидуллина А.А. Некоторые аспекты хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Казани. //Журнал «Известия КГАСУ», 2013,№1(23). С.168-173.

2. Бусарев А.В., Селюгин А.С., Шешегова И.Г., Нуруллин Ж.С., Гареев Б.М. Некоторые аспекты подготовки экологически чистой воды // «Фундаментальные исследования» , 2015, № 12-1. – С.13- 15

3. Бусарев А.В., Шешегова И.Г., Тазмиева И.Н. Некоторые аспекты решения проблем доочистки водопроводной воды с помощью адсорбционных фильтров // Исследования в строительстве, теплогазоснабжении и энергообеспечении: Материалы международной научно-практической конференции. – Саратов: Саратовский ГАУ, 2016. – C. 51-55.

4. Гареев Б.М., Бусарев А.В., Селюгин А.С., Каюмов Ф.Ф. Глубокая очистка сточных вод от мойки легковых автомобилей с применением адсорбционных фильтров // Евразийское научное объединение: технические науки, 2015, №10. – С.48-49.

5. Лурье Ю.Б. Аналитическая Химия промышленных сточных вод: монография. – М.: Химия, 1984.– 448с.

6. Нуруллин Ж.С., Шешегова И.Г., Чиглакова Е.В. Состояние хозяйственно-питьевого водоснабжения города Мензелинск РТ // Культурно-историческое наследие строительства: вчера, сегодня, завтра: Материалы международной научно-практической конференции. – Саратов: Буква, 2014. –С. 93-95.

7. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора России, 2002.– 103с.