Контроль качества воды исключительно важен при косвенном повторном использовании воды, а также при рассмотрении возможности ее прямого повторного использования. На основе долгосрочного (рассчитанного на 50 лет) регионального планирования и обширных исследований должна быть разработана объединенная система водоснабжения и канализации. Цель планирования заключается в следующем: создание системы контроля над качеством воды; определение происхождения всех стоков; оценка эксплуатационных свойств и возможностей всех водопроводных и канализационных очистных сооружений; проведение специальных исследований для решения некоторых специфических для данного района проблем; проверка соблюдения современных стандартов на качество воды. Последнее является основополагающим для контроля над качеством воды. На рис. 14.1 показана взаимосвязь между различными стандартами и процессами потребления и обработки природной воды и сточных вод. Стандарты для поверхностных водных источников устанавливают качество, приемлемое для того или иного применения воды, например для коммунального водоснабжения. Стандарты на качество сбрасываемых в водоемы обработанных сточных вод устанавливают качественные показатели стоков с промышленных предприятий и городов с тем, чтобы они обеспечивали критерии качества воды поверхностных источников. Промышленные предприятия, расположенные в городах, обязаны соблюдать правила пользования городской канализационной сетью. Для системы общественного водоснабжения установлены стандарты па питьевую воду.[ ...]
Во многих районах США возникают проблемы, связанные с возросшими потребностями в водоснабжении. Чтобы обеспечить получение достаточного количества воды как для бытовых, так и для промышленных нужд, некоторые городские и региональные организации водоснабжения либо разрабатывают проекты повторного использования воды, либо проводят изыскания для выявления новых водных источников. В зависимости от местных условий новые источники могут включать поверхностные воды, естественные грунтовые или восполненные грунтовые воды, а также очищенные сточные воды. Ниже приведены примеры повторного использования воды, а также обширные исследования, проведенные в различных районах и посвященные проблеме использования воды.[ ...]
Чанут (штат Канзас) [1]. Период с 1953 по 1957 г. оказался исключительно засушливым для водосборного бассейна р. Неошо; к 1956 г. река почти пересохла. Специалисты предсказывали, что расположенное на реке водохранилище, предназначенное для снабжения г. Ча-нута водой, высохнет, если в пего не будет введено дополнительное количество воды. Ввиду того, что другого источника воды для городского водоснабжения не было, местные власти были поставлены перед выбором: либо закрыть производственные предприятия и резко сократить потребление воды, либо начать повторное использование городских сточных вод. В итоге было принято решение собирать фильтрат с биофильтров городской очистной станции и перекачивать его в водохранилище, откуда вода забиралась для водоснабжения. Средняя продолжительность цикла прохождения воды через водохранилище, водопроводную очистную станцию, распределительную систему, канализационную очистную станцию и обратно в водохранилище составляла приблизительно 20 сут. Система рециркуляции воды функционировала в течение 5 месяцев, за этот период в г. Чануте одна и та же вода использовалась приблизительно 7 раз.[ ...]
Схема восстановления сточной воды (рис. 14.3) включает процессы традиционной обработки и доочистки. После первичного отстаивания и вторичной очистки с использованием биофильтров сточная вода поступает в расположенные последовательно три стабилизационных пруда с общим временем пребывания около 18 сут. Рост водорослей в этих прудах снижает концентрации неорганического азота и фосфатов. В стабилизационных прудах уменьшается также содержание других загрязнений. Вода, выходящая из стабилизационных прудов, подвергается рекарбонизации, в результате чего pH снижается с 9,0 до 7,5, и в нее вводится сульфат алюминия в концентрации 150 мг/л для флотационного отделения водорослей. Плавающие на поверхности водоросли собираются скребками, а затем вода подвергается фракционированию путем ценообразования. Сжатый воздух, вводимый в нижнюю часть резервуара, перемешивает воду и приводит к образованию пены. Последняя собирается с поверхности и разбивается струями воды для облегчения ее удаления. Затем вода подвергается хлорированию до точки перегиба с целью окисления и выведения большой части оставшегося неорганического азота и получения необходимой концентрации свободного остаточного хлора. Небольшая доза извести (около 30 мг/л) добавляется вместе с хлором для улучшения осаждаемости взвешенных частиц. Осветленная вода фильтруется через скорые песчаные фильтры, а затем обрабатывается в колоннах с загрузкой из гранулированного активного угля. Адсорбция с помощью активного угля способствует извлечению остаточных растворенных веществ, что приводит к улучшению органолептических характеристик воды, таких, как вкус, цветность и запах. Периодически проводится обратная промывка колонн, а уголь по мере необходимости заменяется. Отработанный уголь складируется и хранится для последующей регенерации.[ ...]
Наиболее сложная проблема эксплуатации всего сооружения связана с отдувкой аммиака. На загрузке башни (градирни) из грубо распиленных дощечек гемлока отлагались скопления карбоната кальция. Они достигали таких размеров, что мешали образованию капель воды и прохождению воздуха, вследствие чего резко снижалась эффективность работы башни. Опыт показал также, что использовать башню при температуре окружающего воздуха ниже 0°С нецелесообразно. Образование льда и снижение эффективности удаления аммиака (менее 30%) приводят к тому, что эксплуатация башни при низких температурах становится нерентабельной. Сейчас изучается возможность использования усовершенствованной системы отдувки аммиака, состоящей из прудов, наполненных обрабатываемой водой с высоким значением pH, и приспособлений для интенсивного разбрызгивания сжатым воздухом; на последней стадии может применяться хлорирование воды до точки перегиба. Обработанные известью осветленные сточные воды будут поступать в пруды, оснащенные оборудованием для подачи воздуха (время пребывания воды в прудах будет составлять менее 1 сут). Образующиеся под воздействием нагнетаемого воздуха струи рециркулирующей воды будут частично выделять аммиак в атмосферу. Выходящая из прудов вода будет подаваться в верхнюю часть башни (без загрузки) и распыляться с помощью сопел. Направляемые вверх с помощью принудительной вентиляции потоки воздуха будут способствовать завершению процесса отдувки аммиака. В случае необходимости перед фильтрованием может проводиться хлорирование воды до точки перегиба (в данном случае хлорирование представляет собой резервный, а не основной способ обработки воды).[ ...]
Плезантон (штат Калифорния) [6]. Здесь ежесуточно 400 м3 сточных вод, прошедших биологическую очистку на городских очистных сооружениях, которые обслуживают население 10 000 чел., отводится на орошаемые пастбища (рис. 14.6). Каждый день на площади 10 000 м2 разбрызгивается вода слоем высотой 0,3 м. Поскольку общая площадь орошаемых пастбищ составляет 36 га, орошение каждого участка проводится 1 раз в 30—35 дней. Таким образом, в дополнение к 500 мм выпадающих зимой осадков в почву ежегодно вносится еще 3400 мм очищенных сточных вод, что является максимально допустимой величиной.[ ...]
На основании проведенных наблюдений была выдвинута следующая гипотеза относительно принципа работы естественного фильтра в Плезантоне. Большая часть фекальных колиформ и веществ, подверженных биораспаду, удаляется в процессе просачивания сточных вод через верхние слои грунта толщиной 1,5—3 м. Азот, фосфор и калий способствуют росту растений, и в оптимальных условиях травы пастбища ежегодно потребляют около 300 кг азота (в расчете на 1 га). Цикличное орошение обусловливает чередование в толще грунта аэробных и анаэробных условий, в результате чего происходит удаление азота вследствие биологических процессов нитрификации и денитрификации. Большая часть фосфатов, превышающая потребности растений, осаждается в грунте в виде нерастворимых неорганических солей.[ ...]
Денвер (штат Колорадо) [7] . Источником водоснабжения г. Денвера является р. Южный Платт. Кроме того, вода поступает в Денвер по двум водоводам, проложенным в горной местности. В один из них (туннель Моффат) вода забирается в верховьях оз. Фрейзер. Этот туннель протяженностью 9,7 км был построен в 1937 г. С 1964 г. в Денвер стала поступать вода, собираемая в водохранилище Диллон с водосборного бассейна р. Блю. Из водохранилища вода подается в город по туннелю протяженностью 37 км. Потенциальные ресурсы водоснабжения включают в себя воду, потребляемую в настоящее время в сельском хозяйстве (в будущем она будет использоваться для бытовых и промышленных нужд), воду с западных склонов гор, а также очищенную сточную воду, которая будет использоваться повторно. Проведенные исследования показывают, что дополнительные объемы воды, поступающие по двум указанным выше туннелям, будут удовлетворять потребности Денвера в воде до 2010 г. Предсказывается, что в последующие 40 лет потребность в воде возрастет, в связи с чем проявляется значительный интерес к проблеме повторного использования воды. Поэтому была разработана рассчитанная на десятилетний срок программа исследований, включающая составление обзора по различным способам и процессам регенерации воды, определение областей применения восстановленной воды, изучение требований, предъявляемых к качеству восстановленной воды в различных областях ее потребления, изучение тех изменений, которые должны быть внесены в распределительную систему, выявление общественного мнения и анализ правовых и юридических аспектов проблемы. Сначала будет изучаться вопрос о повторном использовании воды для охлаждения энергетических установок и других технических целей, а также для полива парков, спортивных площадок и т. п. При определении областей применения восстановленной воды должны быть выявлены потенциальные потребители и их расположение в пределах обслуживаемой зоны. Эта информация очень полезна при размещении сооружений для восстановления воды и прокладке распределительных трубопроводов. Знание требований, которым должно удовлетворять качество восстановленной воды в различных областях ее использования, необходимо для определения степени очистки, которой должна подвергаться сточная вода. Мнение общественности в отношении потребления восстановленной сточной воды связано с предполагаемыми областями ее использования. Планируется проведение опросов через каждые 3—4 года для определения степени ознакомления общественности с данной проблемой, а также выявления отношения широкой публики к повторному использованию сточной воды для бытовых целей. Такая оценка общественного мнения может оказаться полезной при составлении информационной и разъяснительной программы по повторному использованию сточной воды.[ ...]
Так как осадки в этой местности выпадают только в течение нескольких зимних месяцев, причем в виде ливней высокой интенсивности, по короткой продолжительности, то были сооружены отдельные системы для отвода дождевой воды и для сбора и отвода сточных вод. Региональная очистная станция Гиперион была предназначена для обработки стоков, поступающих самотеком с площади 133 000 га в долине Сан-Фер-нандо с населением 3 млн. чел. Сооружение расположено на океанском побережье на уровне моря в соответствии с традиционной практикой самотечного отвода сточных вод и сброса их в океан. Такое расположение очистных сооружений ограничивает экономическую целесообразность повторного использования воды в количестве 1,1- 10б м3/сут, которое могло быть регенерировано на данной станции. На основании проведенных исследований рекомендуется повторно использовать лишь 0,4 -106 м3 воды в сутки для технических нужд и инъецирования (закачивания) в скважины для предотвращения проникания морской воды в водоносные пласты. Отдаленность очистных сооружений от других потребителей затрудняет экономичную регенерацию воды, а в некоторых случаях делает ее невозможной. Например, для того, чтобы использовать регенерированные стоки с сооружения Гиперион для восполнения запасов воды в водоносном слое грунта долины Сан-Ферандо, потребуется проложить трубопровод длиной 50—100 км через густонаселенные городские районы и поднять воду примерно на 300 м. Предполагаемое размещение новых сооружений по восстановлению воды рассматривается в тесной связи с расположением предприятий, на которых осуществляется повторное использование воды. Разработанный в Лос-Анджелесе план развития канализационной сети включает в себя сбор сточных вод, их обработку и повторное использование, причем все разделы разработаны с учетом таких факторов, как расположение канализационной сети, размещение очистных сооружений, качество импортируемой воды и качество воды, предназначенной для повторного использования. Восстановленную воду предполагается использовать для пополнения запасов грунтовых вод (путем распределения ее по земельным участкам), лля закачки в водоносные пласты с целью контроля над прониканием туда морской воды, для промышленных нужд и охлаждения, для полива зеленых насаждений и наполнения водоемов, используемых для купания.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Использование стандартов на качество воды для управления объединенной системой водоснабжения и канализации |
 |
| Технологическая схема регенерации и повторного использования воды (Санти, штат Калифорния) |
 |
| Технологическая схема регенерации воды и системы водоснабжения в Виндхуке (Юго-Западная Африка) |
 |
| Отвод очищенной воды с очистной станции на о. Тахо |
 |
| Использование сточных вод для дождевания земельных угодий (Плезантон, штат Калифорния) |
 |
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Контроль качества воды |
| См. далее:Контроль качества воды |