Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки

Харабрин, Андрей Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки"

На правах рукописи

ХАРАБРИН АНДРЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ВОДЫ И ОЦЕНКА БАРЬЕРНОЙ РОЛИ СООРУЖЕНИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ (на примере Северного ковшового водопровода г.Уфы)

Специальности: 03.00.16 - "Экология";

05.23.04 - "Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2004

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и муниципальном унитарном предприятии "Уфаводоканал".

Научные руководители: доктор химических наук, профессор

Клявлин Марс Салихович;

кандидат технических наук Кантор Лев Исаакович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Драгинский Виктор Львович;

доктор химических наук, профессор Петров Сергей Иосифович.

Ведущая организация ГУЛ "НИИ безопасности и жизнедеятельности

Республики Башкортостан".

Зашита состоится «22» декабря 2004 года в 14-00 на заседании диссер-

тационного совета Д 212.289.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «19 » ноября 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Абдульминев К.Г.

Актуальность проблемы. Обеспечение устойчивого развития человеческого общества невозможно без стабильного состояния природной среды. Вода является необходимой частью среды существования и оказывает существенное влияние на здоровье человека. Особенно это относится к той ее части, которая представляет собой питьевое водоснабжение. В последние годы наблюдается снижение качества воды поверхностных источников водоснабжения, что обостряет проблему чистой питьевой воды. В первую очередь, это связано с тем, что масштабы антропогенного воздействия стали соизмеримы со способностью гидросферы к самовосстановлению. Поэтому экологический мониторинг (далее "мониторинг") состояния водоисточника и питьевой воды приобретает все большее значение.

С другой стороны, сведения о качестве воды водоисточника являются основой для управления режимом работы сооружений водоподготовки. Таким образом, повышение эффективности функционирования и совершенствование технологической системы подготовки воды хозяйственно-питьевого назначения на основе мониторинга состояния водоисточника и питьевой воды являются актуальными задачами.

Работа выполнена на основании Постановления Правительства Российской Федерации от 05.09.2001 г. № 660 "О федеральной целевой программе "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы", а также приказа Министерства образования России от 02.11.2001 г. № 3544 "О проведении открытого конкурса на размещение заказов на выполнение работ по реализации федеральной целевой программы "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы". Тема выполняемого проекта: "Научно-образовательно-технологический центр по мониторингу водоисточников и обеспечению качества питьевой воды из источников, подверженных техногенным загрязнениям" (Государственный контракт П0026/1183 от 11.09.2002 г. и дополнение к государственному контракту № 1004 от 18.06.2003 г.).

Объектами исследования выбраны: источник водоснабжения г. Уфы - река Уфа и сооружения водоподготовки Северного ковшового водопровода из поверхностного водоисточника.

Цель работы - мониторинг состояния воды водоисточника, питьевой воды и научное обоснование технологических решений (барьерных технологий) для обеспечения качества питьевой воды в условиях антропогенного загрязнения поверхностного водоисточника. Задачи исследования:

> мониторинг состояния воды водоисточника по показателям: мутность, пер-манганатная окисляемость и температура статистическими методами;

> мониторинг состояния питьевой воды по показателям: мутность, перманга-

натная окисляемость и остаточный алю! етодами;

> выявление возможности дифференцирования годового цикла водоисточника на периоды, в которых качество воды имеет характерные особенности;

> количественная оценка эффективности работы сооружений водоподготовки в течение годового цикла и обоснование технологий и методов интенсификации водоподготовки в отдельные периоды.

Научная новизна:

• Впервые методом анализа временных рядов проведен мониторинг состояния качества воды водоисточника и питьевой воды по показателям мутности, окисляемости, температуры и остаточному алюминию. Количественно оценен вклад компонент в изменчивость показателя перманганатной окисляемости, при этом выявлена весовая доля вклада фактора случайности (в питьевой воде - 38,4%, в воде водоисточника - 29,9%).

• На основании выявленных закономерных изменений показателей мутности, окисляемости и температуры проведено дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды, в которых качество воды имеет характерные особенности.

• По сочетанию параметров (технологических и показателей качества воды) обоснованы периоды, в которых возможно повышение барьерной роли сооружений за счет интенсификации процессов водоподготовки.

Практическая значимость работы: разработаны рекомендации по повышению барьерной роли сооружений водоподготовки Северного ковшового водопровода МУП «Уфаводоканал», основанные на использовании известных методов интенсификации процесса водоподготовки.

Апробация работы.

Основные положения работы изложены и представлены: на V, VII и VIII Международных практических научно-технических конференциях "Проблемы строительного комплекса России" при Международной специализированной выставке "Строительство, коммунальное хозяйство, энергоресурсосбережение" (г. Уфа, 2001 г., 2003 г., 2004 г.); научно-технической конференции "Водоснабжение на рубеже столетий" (г. Уфа, 2001 г.); на V, VI международных конгрессах "Вода: экология и технология" ЭКВАТЭК - 2002,2004 (г. Москва, 2002 г., 2004 г.), на конференции, посвященной Международному дню воды, проводимой Министерством природных ресурсов Российской Федерации и Главным управлением природных ресурсов по Республике Башкортостан 22 марта 2003 г. (г. Уфа).

Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 5 статьях и представлены на 7 конференциях, опубликованы в материалах этих конференций в 9 тезисах докладов.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов (217 страниц «текста, 47 иллюстраций, 39 таблиц), 5 приложений и библиографии из 203 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность мониторинга состояния качества воды поверхностного водоисточника, питьевой воды и эффективности во-доподготовки как основы для анализа работы и повышения барьерной роли очистных сооружений.

В первой главе рассмотрены: современное состояние источников водоснабжения; требования, предъявляемые к качеству питьевой воды; приведен обзор методов удаления антропогенных загрязнений в процессе водоподготов-ки и интенсификации работы очистных сооружений водоподготовки из поверхностного водоисточника.

Вторая глава посвящена мониторингу состояния воды водоисточника и питьевой воды; проведены количественная оценка эффективности очистки по показателю окисляемости и комплексный анализ работы очистных сооружений водоподготовки.

1. Мониторинг состояния воды водоисточника

Мониторинг состояния воды водоисточника проведен по перманганатной окисляемости (ПМО), мутности (М) и температуре (Т), которые также являются основными параметрами, влияющими на выбор технологического режима водоподготовки. Исследования выполнены на основе данных ежедневных технологических анализов показателей, проводимых лабораторией Северного ковшового водопровода (СКВ) МУП "Уфаводоканал" за 1994-2002 годы. Исходные данные усреднены: каждый месяц разбит на четыре периода, характеризуемых величиной показателя, вычисляемой как среднее арифметическое от 7 до 8 измерений; каждому полученному таким образом значению, присвоен порядковый номер, начиная с единицы. Таким образом, сформированы последовательности, представляющие собой временные ряды и состоящие из 432 значений. Полученные ряды имеют строгие временные границы - по 48 значений в году, что определяет их период сезонности. Сезонная декомпозиция мутности, окисляемости и температуры проведена по модели (2).

Исследование влияния различных типов трендов на значения сезонных индексов в процедуре сезонной декомпозиции показывает, что применение в качестве тренда скользящего среднего, ступенчатой функции среднегодовых значений и среднемноголетнего значения не влияет на расчетные значения сезонных индексов, при этом значения трендов отличаются не значительно. Это позволяет в качестве тренда рассмотреть среднемноголетние значения показателей и перейти к рассмотрению детерминированной компоненты в течение годового цикла. Таким образом, проведена свертка временного периода (9 лет) к "гипотетическому" году, который, по сути, является моделью временного периода.

Детерминированные компоненты описывают закономерные изменения окисляемости, мутности и температуры в речной воде в годичном цикле (рис. 1), причем значения с номерами (;'=1...4) соответствуют январю, ('=5...8) - февралю и т.д. Из годового периода по значениям детерминированных компонент выделен паводковый период (рис. 1), который укладывается в значениях сформированного ряда ('=11...25). Более подробный анализ изменения величин закономерных составляющих позволяет выявить в годовом цикле водоисточника и другие периоды, которые будут иметь свои характерные особенности формирования качества воды (рис. 1). Так, можно выделить два "неустойчивых периода" - первый (;'=25...29) и третий ('=36...46), в которых значения мутности и окисляемости могут как увеличиваться, так и уменьшаться. Периоды (;'=29...36) и ('=46... 11) характеризуются монотонным понижением мутности и окисляемости.

В целом первый период ('=25...29, рис. 1) характеризуется флуктуациями значений окисляемости и мутности в речной воде и ростом температуры воды до наибольших значений в году. В этот период колебания мутности и окисляе-мости, очевидно, связаны с осадками (рис. 1).

Второй период ('=29.. .36, рис. 1) характеризуется понижением температуры, окисляемости и мутности в реке на 6,0 °С, 0,5 мгО/дм3 и 2,8 мг/дм3 соответственно. Третий период ('=36.. .46, рис. 1) характеризуется стабильным понижением температуры до минимального значения (1-2 °С), при этом уровень окисляемости в речной воде практически постоянен. Колебания мутности в этом периоде можно объяснить влиянием осенних осадков, а в конце периода - увеличением попусков Павловского водохранилища, связанного с особенностями работы ГЭС в осенне-зимний период. Четвертый период ('=46... 11, рис. 1) характеризуется стабильным снижением концентраций природных органических и взвешенных веществ в речной воде, о чем свидетельствует снижение окисляемости и мутности до минимальных значений, при этом температура речной воды минимальна.

Сравнение детерминированных компонент в паводковый период (' =11...25, рис. 2) позволяет провести дифференцирование и выявить характерные особенности изменения качества воды и в этот период. Так, в первый подпе-риод паводка ('= 11... 13, рис. 2) мутность в воде начинает расти, темп роста показателя в среднем составляет 0,9 (мг/дм3 за сутки), в то время как значения температуры и окисляемости практически не изменяются. Второй подпер иод ('=13.. .16, рис. 2) характеризуется ростом значений мутности и окисляемости с темпом 2,0 (мг/дм3за сутки) и 0,2 (мгО/дм3за сутки) соответственно до достижения наибольших значений за паводок. Третий подпер иод ('=16... 19, рис. 2) характеризуется резким спадом величины мутности, в среднем на 1,5 (мг/дм3 за сутки), дальнейшим подъемом температуры воды (примерно на 5,5 °С), при этом

годовой цикл

И 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 1 3 5 7 9 11

Номера значений индексов i

Рис 1 Изменение детерминированных компонент окисляемости 1, температуры 2, мутности 3 речной воды в годовом цикле

ПАВОДОК

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Номера значений индексов i

Рис 2 Изменение детерминированных компонент окисляемости 1, температуры 2, мутности 3 речной воды в паводок

снижение показателя окисляемости воды происходит плавно. В четвертом подпер иоде паводка продолжается дальнейшее плавное снижение мутности и окисляемости до некоторого предела (/=19...25, рис. 2). Рост температуры воды в этот период наибольший и составляет примерно 6,5 °С. Полученные результаты по изменению показателей качества речной воды в течение годового цикла и граничные значения периодов приведены в табл. 1.

Таблица1

Значения показателей качества воды водоисточника в периодах сезонности

Периоды в годовом цикле (временные индексы /) Окисляемость, мгО/дм3 Температура, °С Мутность, мг/дм3 Отношение ПМО/М, мгО/мг

От До От До От До От До

I подпериод паводка (/=11...13) 1,2 1,6 1 1,5 1,7 8 0,70 0,20

II подпериод паводка (/=13...16) 1,6 6 1,5 4 8 52 0,20 0,11

Ш подпериод паводка (/=16...19) 6 5 4 10 52 17 0,11 0,29

IV подпериод паводка (/=19...25) 5 3 10 16,5 17 4,2 0,29 0,75

I период (/=25...29) 3 2,8 16,5 20 4,2 3,8 0,75 0,75

II период (/=29...36) 2,8 2,2 20 12 3,8 1,2 0,75 1,85

III период (/=36...46) 2,2 2,5 12 2 1,2 2,5 1,85 1,15

IV период (/=46... 11) 2,5 1,2 2 1 2,5 1,7 1,15 0,70

Вклад тренда, сезонности и случайной компоненты в общую изменчивость показателей мутности, окисляемости и температуры оценены по формуле (6). Расчеты показывают, что сезонная компонента вносит наибольший вклад в общую изменчивость показателей качества воды водоисточника (табл. 2).

Таблица 2

Вклады компонент в изменчивость показателей мутности, окисляемости и температуры в воде водоисточника

Показатель Вклад компоненты, %

Тенденция Сезонная Случайная

Мутность 0,7 67,1 32,2

Окисляемость 6,2 63,9 29,9

Температура 0,9 96,1 3,0

Таким образом, в годовом цикле водоисточника помимо паводкового периода выделены четыре периода, в которых сочетание показателей качества воды водоисточника имеет характерные особенности, что может являться основой выбора метода для повышения эффективности водоподготовки.

2. Мониторинг состояния питьевой воды. Мониторинг состояния качества питьевой воды (ПВ) проведен показателям мутности, окисляемости и остаточного алюминия с применением метода анализа временных рядов.

Исследование автокорреляционной функции и периодограммы показывают, что изменение мутности в питьевой воде не имеет сезонности. Значения мутности в питьевой воде находятся на уровне предела определения, что практически равно нулю, поэтому этот показатель был исключен из дальнейшего рассмотрения (рис. 3).

Рис. 3. Значения показателя мутности в питьевой воде

Номера значений

Изменения окисляемости и остаточного алюминия в питьевой воде имеют сезонный характер - для этих показателей проведена сезонная декомпозиция по модели (2). Сезонные индексы вычислены по формуле (4).

Характер изменения детерминированной компоненты показателя окисляемости в питьевой воде (рис. 4) показывает, что сезонные явления, протекающие в водоисточнике, оказывают воздействие на качество питьевой воды, но в значительной мере сглаживаются очистными сооружениями. Диапазон сезонных колебаний составляет от - 0,7 мгО/дм3 до 0,5 мгО/дм3.

Рис. 4. Значения детерминированной компоненты (й ) окисляемости в питьевой воде

Анализ изменения детерминированной компоненты остаточного алюминия в питьевой воде за год (рис. 5) показывает, что в период ('=24...29) содержание остаточного алюминия в питьевой воде повышается до 0,13 мг/дм3. Для периода ('=29...38) характерна концентрация остаточного алюминия на уровне максимума. В периоде ('=38...5) концентрация остаточного алюминия в питьевой воде то повышается, то понижается и к концу периода снижается до мини-

мума. В период (г=5... 10) содержание остаточного алюминия минимальное. В паводок ('=10...24) изменение концентрации остаточного алюминия имеет характерные особенности. Для ('=10... 16) концентрация остаточного алюминия не превышает 0,07 мг/дм3. В июне ('=19...24) концентрация остаточного алюминия в питьевой воде увеличивается до 0,08 мг/дм3.

Рис. 5. Значения детерминированной компоненты (й ) остаточного алюминия в питьевой воде

Таким образом, изменение мутности в питьевой воде не имеет сезонного характера, а изменения окисляемости и остаточного алюминия в питьевой воде носят сезонный характер.

3. Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений по показателю окисляемости. В настоящее время оценку эффективности водоподготовки принято проводить, используя либо единичные, либо усредненные за какой-нибудь период входные и выходные значения оцениваемого показателя. Такие оценки являются приближенными, поскольку не учитывают динамику изменения показателя во времени. Следует учитывать и то, что технологии водоподго-товки, в первую очередь, ориентированы на паводковый период, который, по совокупности факторов, определяется как наиболее сложный. Однако, качество воды по антропогенным загрязнениям может ухудшаться и в другие периоды, поэтому оценка эффективности водоподготовки необходима в течение всего года.

Нами проведена оценка эффективности водоподготовки по степени снижения значений тренда и среднеквадратичного отклонения (СКО) случайной компоненты показателя окисляемости за 1994-2002 гг. Полученные результаты свидетельствуют о том, что среднее значение показателя окисляемости речной воды каждый год меняется из-за климатических особенностей конкретного года (табл. 3). Следует отметить, что средние значения показателя окисляемости питьевой воды в период 19941999 гг. симбатны значениям этого показателя в исходной воде. Повышение эффективности очистки в 2000-2002 годах по сравнению с предыдущим периодом (в среднем с 40,8% до 47,0%) можно объяснить некоторой интенсификацией процесса очистки за счет увеличения дозы применяемого коагулянта и осуществления ряда технологических мероприятий по совершенствованию схемы подачи реагентов.

Таблица 3

Средние значения трендов и значения среднеквадратичных отклонений случайных компонент по годам для окисляемости в исходной и в питьевой воде

Год Характеристики т ренда Характеристики случайной компоненты

Среднее значение, мгО/дм3 Эффективность, % Значение СКО, мгО/дм3 Степень снижения СКО, %

входа выхода входа выхода

1994 3,25 1,88 42,2 1,05 0,47 54,7

1995 2,10 1,25 40,5 1,01 0,33 67,6

1996 2,26 1,32 41,6 0,78 0,22 72,4

1997 2,38 1,37 42,4 0,65 0,27 58,4

1998 2,55 1,54 39,6 0,89 0,25 71,7

1999 2,87 1,77 38,3 0,55 0,30 45,2

2000 3,05 1,71 43,9 0,72 0,27 62,2

2001 3,02 1,56 48,3 0,96 0,25 73,8

2002 2,78 1,43 48,7 0,65 0,25 61,7

Совокупность составляющих процесса водоподготовки вызывает как закономерные, так и стохастические колебания качества обработанной воды. К последним можно отнести: изменения в гидравлическом режиме и доз реагентов, различные переключения, технологические промывки фильтров, отстойников и форсированный режим работы очистных сооружений, непредвиденные отказы оборудования, трубопроводов и т.д. Расчеты показывают, что в процессе водоподготовки дисперсия случайной компоненты окисляемости снижается (табл. 3). Снижение СКО составляет от 45,2% (1999 год) до 73,8% (2001 год). При этом степень снижения тренда окисляемости и значений СКО случайной компоненты по годам между собой не связаны (табл. 3).

Для того чтобы оценить закономерности изменения эффективности очистки с учетом сезонности, необходимо рассмотреть полученные значения детерминированной составляющей показателя окисляемости в исходной и обработанной воде (рис. 6).

Рис. 6. Значения детерминированных компонент (й ) окисляемости в исходной и в питьевой воде

В процессе водоподготовки происходит сглаживание сезонности. Так, если диапазон сезонных колебаний перманганатной окисляемости в исходной воде составил 4,9 мгО/дм3, то в питьевой воде -1,2 мгО/дм3, то есть диапазон сезонных колебаний снижается в 4,1 раза (рис. 6).

Наибольшая эффективность очистки воды наблюдается в паводок (г=13...25) и составляет в среднем 57,3 % . При этом в апреле (/'=13...16) эффективность очистки возрастает (табл. 4), а в мае-июне падает (/'=17...24). Меньшая эффективность очистки воды наблюдается и в остальные периоды года. Так, например, для периодов (/'=25...48) и (/=1... 13) она составляет 32,4% и 26,8% соответственно (табл. 4). При этом в период с середины мая по сентябрь (г=19...37) значения окисляемости в питьевой воде близки к максимальным и составляют 1,8-2 мгО/дм3 (табл. 4). Относительно высокие значения окисляе-мости в обработанной воде при низкой эффективности процесса характерны также для осенне-зимнего периода (/'=38...48) и (г= 1...4).

Таблица 4

Эффективность очистки (Э), определенная по значениям детерминированных компонент (1) окисляемости в исходной и в питьевой воде

Номер значения индекса/ 1 3 окисляемости, мгО/дм3 Э,% Номер значения индекса/ 1 3 окисляемости, мгО/дм3 Э,%

Вход Выход Вход Выход

1 2,17 1,56 27,9 25 3,13 1,87 40,2

2 1,96 1,48 24,6 26 2,87 1,87 35,0

3 1,89 1,46 22,6 27 2,77 1,89 31,9

4 1,67 1,29 22,9 28 2,89 1,87 35,2

5 1,52 1,18 22,6 29 2,76 1,79 35,1

6 1,43 1,09 24,0 30 2,71 1,79 33,9

7 1,41 1,09 22,8 31 2,65 1,76 33,3

8 1,30 1,01 22,1 32 2,49 1,68 32,6

9 1,19 0,91 23,6 33 2,29 1,62 29,2

10 1,21 0,85 29,7 34 2,19 1,60 26,9

11 1,28 0,85 33,6 35 2,16 1,62 25,0

12 1,58 0,90 42,7 36 2,18 1,66 23,7

13 2,69 1,05 61,1 37 2,21 1,63 26,4

14 4,60 1,30 71,9 38 2,22 1,53 31,2

15 5,91 1,46 75,3 39 2,30 1,59 30,9

16 6,11 1,62 73,5 40 2,26 1,57 30,6

17 5,82 1,76 69,7 41 2,37 1,52 35,7

18 4,96 1,92 61,4 42 2,40 1,45 39,7

19 4,33 1,89 56,4 43 2,34 1,47 37,2

20 4,08 1,92 52,9 44 2,25 1,46 35,3

21 3,89 1,95 49,9 45 2,35 1,55 34,0

22 3,68 1,97 46,3 46 2,48 1,70 31,4

23 3,54 2,00 43,6 47 2,45 1,68 31,2

24 2,17 1,56 27,9 48 2,40 1,65 31,1

Оценить сглаживающий эффект водоподготовки за счет тренда и сезонной составляющей можно с помощью коэффициента сезонности который определятся по формуле

лтах ;тт

?та*„ «тт з

где Sl ил, - максимальное и минимальное значения сезонных индексов, мгО/дм; х - простое среднее арифметическое элементов временного ряда.

Значение коэффициента сезонности для показателя окисляемости в исходной воде составляет 1,82, а в питьевой воде - 0,75.

Вклад тренда, сезонности и случайной компоненты в общую изменчивость показателя окисляемости оценены по формуле (6). Расчеты показывают, что сезонная изменчивость вносит наибольший вклад в общую изменчивость показателя окисляемости как в исходной, так и в питьевой воде (табл. 5).

Несмотря на то, что значения СКО для случайной компоненты после очистки уменьшаются, вклад в изменчивость показателя окисляемости питьевой воды остается значительным и даже несколько возрастает за счет перераспределения вкладов между другими компонентами (табл. 5). Это свидетельствует о том, что фактор случайности в формировании качества очищенной воды играет значительную роль и им нельзя пренебрегать.

Таблица 5

Вклады компонент в изменчивость показателя окисляемости в исходной и питьевой воде

Окисляемость Вклад компоненты, %

Тенденция Сезонная Случайная

В исходной воде 6,2 63,9 29,9

В питьевой воде 18,1 43,5 38,4

Таким образом, на основании полученных результатов проведена дифференцированная оценка эффективности работы системы водоподготовки по таким составляющим, как тренд-циклическая, сезонная и случайная компоненты показателя окисляемости. При этом изменение детерминированной составляющей в процессе очистки вносит определяющий вклад в эффективность очистки. В целом сезонные изменения качества воды, описанные детерминированной компонентой, являются основой для обоснованного управления технологией водопод-готовки, так как отражают ее закономерность.

4. Комплексный анализ работы очистных сооружений. Сопоставление изменений мутности, окисляемости, температуры воды водоисточника, содержания остаточного алюминия и окисляемости в питьевой воде, с учетом дифференцирования годового цикла водоисточника на периоды, позволяет перейти к комплексному анализу работы очистных сооружений. Несмотря на то, что концентрация остаточного алюминия и окисляемости в питьевой воде не превышает ПДК, оценка эффективности работы очистных сооружений необходима для выявления

периодов, где процесс водоподготовки протекает с низкой эффективностью. Такой подход обусловлен тем, что в этих периодах при появлении в воде водоисточника антропогенных загрязнений возможен их проскок в питьевую воду.

В результате анализа можно сделать следующие заключения:

Паводковый период (табл. 6). Во втором и третьем подпериодах паводка эффективность очистки по окисляемости высокая - 68,1% и 70,4% соответственно. Содержание остаточного алюминия в питьевой воде минимальное. В этих периодах очистка протекает наиболее эффективно. В первом подпериоде паводка (конец марта - начало апреля) эффективность очистки по окисляемости низкая - составляет 35,6%, содержание остаточного алюминия в питьевой воде на уровне 0,07 мг/дм3. Для этого периода возможна интенсификация процесса. В четвертом подпериоде паводка эффективность очистки по окисляемости снижается с 70% до 50%, что объясняется повышением отношения окисляемости к мутности (ПМО/М) в воде водоисточника. В этом периоде значения показателя окисляемости в питьевой воде самые высокие в годовом цикле. Процесс водоподготовки возможно интенсифицировать с целью снижения окисляемости в питьевой воде.

Таблица 6

Значения технологических параметров, показателей качества воды водоисточника и характеристика процесса очистки в периодах сезонности

Периоды в годовом цикле (временные индексы i) Отношение ПМО/М, мгО/мг Т,°С дк, мг/дм3 Окисляемость, мгО/дм3 А1ост мг/дм3 Процесс очистки

Нач. Кон. Сред. река ПВ Э,%

I подпериод паводка (/=11... 13) 0,70 0,20 0,43 1-2 1-2 1,35 0,87 35,6 0,07 Возможно интенсифицировать

II подпериод паводка (/= 13... 16) 0,20 0,11 0,14 2-4 2-10 3,70 1,18 68,1 0,06 Эффективен

III подпериод паводка (/=16 ..19) 0,11 0,29 0,18 4-10 6-10 5,70 1,69 70,4 0,05 Эффективен

IV подпериод паводка (/=19...25) 0,29 0,75 0,58 10-16 3-5 3,94 1,93 51,0 0,07 Возможно интенсифицировать

I период (i=25...29) 0,75 0,75 0,74 16-18 2 2,88 1,86 35,4 0,11 Возможно интенсифицировать

II период (/=29.. 36) 0,75 1,85 1,29 18-12 1-1,5 2,43 1,69 30,5 0,13 Возможно интенсифицировать

III период (/=36... 46) 1,85 1,15 0,94 12-2 1-2 2,31 1,56 32,5 0,09 Возможно интенсифицировать

IV период (/=46... 11) 1,15 0,70 1,31 1-2 1 1,81 1,32 27,1 0,07 Возможно интенсифицировать

В оставшемся цикле года очистка по окисляемости менее эффективна (табл. 6). В первом периоде эффективность очистки по окисляемости по сравнению с предыдущим периодом снижается с 51% до 35,4%, концентрация остаточного алюминия возрастает до 0,11 мг/дм3 при снижении дозы коагулянта до 2 мг/дм3. Во втором периоде наблюдается максимальное содержание остаточного алюминия в питьевой воде. Эффективность очистки по окисляемости составляет 30,5%. В первом и втором периодах возможна интенсификация процесса водоподготовки. В третьем периоде эффективность очистки по окисляемости составляет 30,5%. Отношение окисляемости к мутности чуть ниже, чем во втором - 0,94, а концентрация остаточного алюминия составляет 0,09 мг/дм . В четвертом периоде содержание остаточного алюминия невысокое, но эффективность очистки по окисляемости самая низкая - 27,1%. Это период самый сложный в годовом цикле водоисточника.

Нами проведено сопоставление показателя ПМО/М, характеризующего содержание органической и минеральной части в составе загрязнений с эффективностью очистки по окисляемости и концентрацией остаточного алюминия (рис. 7, 8). Установлено, что с повышением этого отношения эффективность очистки по окисляемости снижается (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость эффективности очистки по окис-ляемости от отношения ПМО/М

Анализ изменения концентрации остаточного алюминия и отношения ПМО/М показывает, что с увеличением последнего содержание остаточного алюминия в питьевой воде увеличивается (рис. 8).

Рис. 8. Зависимость концентрации остаточного алюминия от отношения ПМО/М

Максимальные концентрации остаточного алюминия в питьевой воде наблюдаются, как правило, при дозе коагулянта 1...3 мг/дм3 (рис. 9). Это свидетельствует о том, что основной причиной повышения содержания остаточного алюминия в питьевой воде является снижение эффективности процесса коагуляции, а не избыточные дозы реагента.

Рис. 9. Зависимость концентрации остаточного алюминия от дозы коагулянта

В воде р. Уфы ограниченно присутствуют техногенные загрязнения, что связано с высокой концентрацией предприятий нефтеперерабатывающего, нефтехимического и химического профиля. Наиболее опасный среди них -бенз пирен - является глобальным загрязнителем, характерным для

урбанизированных территорий. В этой связи представляется целесообразным сопоставить изменения природных загрязнений, характеризуемых показателями мутности и окисляемости с содержанием Б(а)П в воде водоисточника и сравнить степень очистки от с эффективностью очистки от природных

загрязнений. Сравнение проведено по детерминированным компонентам мутности, окисляемости, концентрации Б(а)П в водоисточнике и в питьевой воде.

Установлено, что значения коэффициента корреляции между значениями мутности и содержанием окисляемости и содержанием в воде водо-

источника составили 0,33 и 0,09 соответственно, что является свидетельством отсутствия связи между природными органическими и неорганическими загрязнениями воды, характеризуемыми показателями мутности и окисляемости с

На основании выявленных закономерных изменений проведено сравнение эффективности очистки по с эффективностью очистки по показателю окисляемости (табл. 7).

Таблица 7

Значения детерминированных компонент бенз(а)пирена и перманганатной окисляемости в водоисточнике и в питьевой воде

Месяц бенз(а)пир ен, нг/дм3 Э1 % Окисляемость, мгО/дм3 Э2, %

Водоисточник Питьевая вода Водоисточник Питьевая вода

январь 0,464 0,421 9,3 2,07 1,50 27,2

февраль 0,696 0,586 15,7 1,51 1,15 23,5

март 0,421 0,452 0,0 1,23 0,88 28,3

апрель 0,630 0,410 34,9 3,58 1,14 68,1

май 0,533 0,279 47,6 5,33 1,78 66,6

июнь 0,450 0,410 9,0 3,79 1,90 49,8

июль 0,528 0,369 30,1 2,79 1,82 35,0

август 0,532 0,370 30,4 2,31 1,65 28,5

сентябрь 0,399 0,426 0,0 1,96 1,47 25,0

октябрь 0,431 0,449 0,0 2,13 1,47 31,3

ноябрь 0,688 0,658 4,3 2,34 1,46 37,4

декабрь 0,405 0,503 0,0 2,45 1,68 31,5

Коэффициент корреляции Пирсона между эффективностью очистки по Б(а)П и эффективностью очистки по окисляемости составляет 0,61. Полученные результаты показывают, что максимальное извлечение в процессе водоподготовки (до 47,6%) достигается при максимальной эффективности очистки по перманганатной окисляемости в апреле, мае (табл. 7). Для июля, августа эффективность очистки по Б(а)П меньше и составляет 30,1% и 30,4% соответственно. В июне степень извлечения Б(а)П снижается до 9,0%, в то время как эффективность очистки по окисляемости для этого месяца достаточно высокая (49,8%). В сентябре - декабре и марте снижения содержания бенз(а)ширена в процессе водоподготовки не происходит, при этом эффективность очистки по окисляемости составляет в среднем 32,1%. Это свидетельствует об ограниченной барьерной роли очистных сооружений водоподготовки в отношении бенз пирена для этих месяцев (табл. 7). Таким образом, существует определенная зависимость между степенью извлечения и эффективностью очистки по перманганатной окисляемости. Следовательно, мероприятия, связанные с повышением эффективности очистки по окисляемости, могут оказаться эффективными при повышении барьерной роли очистных сооружений водоподготовки в отношении бенз пирена.

Третья глава. 1. Обсуждение экспериментов, проведенных на пилотной установке. Пилотная установка моделирует технологическую схему СКВ. Третий и четвертый подпериоды паводка выбраны для экспериментальной проверки в связи с тем, что третий подпериод характеризуется высокой эффективностью работы очистных сооружений, в то время как четвертый представляется одним из наиболее сложных с позиций интенсификации процесса водо-

подготовки, так как в этот подпериод при эффективной очистке по окисляемости значения этого показателя в питьевой воде самые высокие в течение года.

С целью оценки эффективности работы первой ступени очистки на установку подавалась вода с первого блока промышленных отстойников. В качестве показателя, характеризующего эффективность работы отстойников, использовался темп роста потерь напора экспериментальных фильтров (СФ) Загрузка фильтровальных колонок выполнена горелой породой разных фракций. Эквивалентный диаметр (йэкв) и коэффициент неоднородности (К^) загрузки в первой (СФ1), второй (СФ2), третьей (СФ3) колонке составляют йэкв=0,84 мм и Кн=1,32, йэкв= 1,3 мм и Кн=1,7; йэкв= 1,5 мм и Кн=3,1 соответственно.

Результаты экспериментов показывают, что темп прироста потерь напора в третьем подпериоде паводка ниже, чем в четвертом (рис. 10) Это свидетельствует о том, что нагрузка на фильтры возрастает, при этом количество загрязнений в исходной воде в третьем подпериоде выше, чем в четвертом. Таким образом, процесс коагуляции в четвертом подпериоде менее эффективен.

Рис.10 Темп роста потерь напора на пилотных фильтрах в третьем и четвертом подпериодах паводка

Следует отметить, что темп прироста потерь напора возрастает с уменьшением крупности фильтрующей загрузки (рис. 10) Так, темп прироста потерь напора возрастает в ряду СФЗ-СФ2-СФ1 в третьем подпериоде паводка в 2,2 раза, в четвертом - в 2,7 раза. Таким образом, при переходе на мелкозернистую загрузку продолжительность фильтроцикла сократится, поэтому, прежде всего, необходимо интенсифицировать работу I ступени очистки.

При оценке работы сооружений установлено, что эффективность очистки по окисляемости зависит от отношения окисляемости к мутности (рис. 7) Это подтвердилось и в экспериментах (рис. 11).

Рис. 11. Зависимость эффективности очистки по окисляе-мости от отношения ПМО/М

Также, в ходе экспериментов установлено, что в четвертом подпериоде при применении в качестве коагулянта основного хлорида алюминия (ОХА) вместо сульфата алюминия (СА) эффективность очистки по окисляемости увеличивается (рис. 12).

Рис. 12. Эффективность очистки по окисляемости при применении сульфата алюминия (СА) и оксихлорида алюминия (ОХА)

Применение ОХА вместо СА приводит к снижению концентрации остаточного алюминия в очищенной воде, при этом минимальное содержание наблюдается при фильтровании через мелкозернистую загрузку (рис. 13).

Рис 13. Концентрации остаточного алюминия в очищенной воде при применении сульфата алюминия (СА) и оксихлорида алюминия (ОХА)

Результаты проведенных исследований позволяют разработать рекомендации по интенсификации процесса водоподготовки на основе известных методов.

2. Рекомендации по интенсификации процесса водоподготовки. Проведенный комплексный анализ работы очистных сооружений водоподготовки выявил, что для повышения их барьерной роли необходимо увеличить эффективность очистки по окисляемости при минимизации концентрации остаточного алюминия в питьевой воде. Рекомендации по интенсификации процесса водоподготовки разделены на общие мероприятия и мероприятия для каждого периода. Общие мероприятия будут повышать эффективность и стабильность процесса водоподготовки в течение всего года. Определенные технологии можно использовать периодически, то есть в конкретном периоде.

К общим мероприятиям отнесены следующие: интенсификация процесса очистки за счет оптимизации процессов отстаивания путем применения тонкослой-

ного отстаивания и фильтрования - подбором фильтрующей загрузки с оптимальными параметрами (высота слоя, крупность, материал), применение механического перемешивания на стадии хлопьеобразования, интенсификация процесса коагулирования за счет определения оптимальных точек ввода коагулянта и флокулянта.

К мероприятиям по интенсификации процесса водоподготовки для конкретного периода относятся следующие: интенсификация процесса коагуляции за счет подбора типа и дозы коагулянта, флокулянта, применение замутнителей. Исходя из полученных результатов, для первого подпериода паводка рекомендуется применение оксихлорида алюминия вместо сульфата алюминия совместно с анионным флокулянтом. Для первого, второго, третьего периодов рекомендуется понижение отношения окисляемости к мутности за счет искусственного повышения мутности, то есть применение замутнителей: глины, клиноптилолита; применение катионного флокулянта. Для первого периода интенсификация возможна за счет увеличения дозы сульфата алюминия. В четвертом периоде рекомендуется применение оксихлорида алюминия совместно с анионным флоку-лянтом. Для первого, второго, третьего и четвертого периодов возможна интенсификация за счет применения активированного угля.

В четвертой главе представлено описание основного метода исследования - теории анализа временных рядов и корреляционно-регрессионный анализ. Этот метод математической статистики позволяет выделить из данных аналитических наблюдений закономерную и случайную составляющие процесса.

Для выделения детерминированной составляющей принята аддитивная модель

где х1 - элементы временного ряда; й1 - детерминированная составляющая; § -нерегулярная компонента; гг+с, - тренд-циклическая компонента, - сезонная компонента; 1=1, ..., п — порядковые номера элементов временного ряда.

Ввиду того, что циклическая компонента с1 в настоящей работе не исследуется, в дальнейшем тренд-циклическая компонента обозначена гг..

Для оценки сезонной компоненты sl вычислены сезонные индексы по формуле

•гол

где х} — среднегодовое значение окисляемости, /— номер значения индекса; у - номер года.

X,=(!,+£, = (1г,+С,+$,) + £,,

(2)

(3)

Полученные значения сезонных индексов §1 являются оценкой сезонной компоненты se Детерминированная или закономерная составляющая й, показателей описывает тенденцию процесса и сезонные изменения sl в соответствии с принятой моделью (2). В качестве тенденции процесса здесь использовалось среднее

многолетнее значение показателя за рассматриваемый период Щ = ^ •

Расчет значений случайной компоненты е, произведен с использованием ступенчатой функции среднегодовых значений. Для любого ¡е[]+р(]'~1); ]-р],ис-ходя из принятой модели (2) и с учетом того, что причем

¡=(-].р, случайная компонента определяется по формуле

е,^х,-1ггз,г (4)

Оценка вклада компонент за весь изучаемый период в изменчивость исходных значений ряда проведена по формуле

где х - простое среднее арифметическое элементов временного ряда.

Отношения суммы квадратов отклонений за счет каждой составляющей к общей сумме квадратов отклонений элементов ряда, выраженные в процентах, дают оценки вклада каждой компоненты в общую изменчивость временного ряда.

Степень снижения значений тренда и среднеквадратичного отклонения (СКО) случайной компоненты в процессе очистки определялась по формуле

где Сх и Сых- входное и выходное значения тренда (СКО случайной компоненты), мгО/дм3.

ВЫВОДЫ

1. Мониторинг состояния воды водоисточника по показателям мутности, пер-манганатной окисляемости и температуры методом анализа временных рядов свидетельствует о следующем:

• закономерные изменения мутности, окисляемости и температуры позволяют выявить в годовом цикле водоисточника, помимо паводкового, четыре периода, в которых качество исходной воды имеет характерные особенности;

• максимальный вклад в изменчивость показателей мутности, окисляемо-сти и температуры вносит сезонная составляющая;

• применение различных типов трендов в процедуре сезонной декомпозиции не влияет на оценки сезонной и случайной компонент, что позволяет в качестве тренда использовать среднемноголетние значения показателей и получать детерминированные компоненты, характеризующие изменения показателей в годовом цикле;

• максимальные отклонения случайных компонент показателей мутности и окисляемости воды водоисточника генерируются за счет сдвигов начала, конца и интенсивности весеннего паводка.

2. Мониторинг состояния питьевой воды по показателям мутности, перманганат-ной окисляемости, остаточного алюминия методом анализа временных рядов свидетельствует о следующем:

• изменение показателя мутности не имеет сезонности;

• изменения показателей окисляемости и концентрации остаточного алюминия имеют сезонный характер.

3. Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений водо-подготовки по показателю окисляемости показывает, что в процессе водо-подготовки:

• эффективность очистки по показателю окисляемости количественно определяется изменением тренд-циклической компоненты и составляет от 38,3% до 48,7%;

• эффективность очистки по окисляемости в течение года меняется от 22,1% до 75,3%, что обусловлено сезонным изменением качества воды водоисточника и режимами технологических процессов водоподготовки;

• сезонные колебания сглаживаются: диапазон сезонных колебаний снижается с 4,9 мгО/дм3 до 1,2 мгО/дм3, снижение коэффициента сезонности составляет от 1,82 до 0,75;

• величина средне-квадратичного отклонения случайной компоненты снижается в среднем на 63%;

• происходит перераспределение вклада компонент в изменчивость показателя окисляемости: доли тренд-циклической и случайной компонент увеличиваются с 6,2% до 18,1% и с 29,9% до 38,4% соответственно, сезонной снижается с 63,9% до 43,5%.

4. Комплексный анализ работы очистных сооружений, проведенный на основании выделенных закономерных компонент показателей качества исходной и питьевой воды, технологических параметров, показывает:

• когда Б(а)П в воде водоисточника детектировался, существует зависимость между степенью его извлечения и эффективностью очистки по показателю перманганатной окисляемости;

• существуют периоды, в которых, при ухудшении качества воды водоисточника по антропогенным загрязнениям, эффективность процесса недостаточна и необходимо применение барьерных технологий;

• отношение минеральной и органической части в составе загрязнений, характеризуемое показателем отношения окисляемости к мутности,

связано с эффективностью очистки по окисляемости и содержанием остаточного алюминия в питьевой воде. С увеличением отношения окисляемости к мутности, эффективность очистки по окисляемости снижается, концентрация остаточного алюминия повышается;

• отношение окисляемости к мутности может быть рекомендовано для использования в качестве одного из критериев, определяющего технологические параметры процесса водоподготовки.

5. Проведены экспериментальные исследования процесса водоподготовки в третьем и четвертом подпериодах паводка, выявленных на основе метода анализа временных рядов. В результате для этих периодов установлено:

• сезонные изменения качества воды влияют на процесс водоподготовки;

• в четвертом подпериоде паводка I ступень очистки работает хуже, чем в третьем подпериоде, что обусловлено ухудшением процесса коагуляции, связанным с повышением отношения окисляемости к мутности;

• в четвертом подпериоде при переходе на ОХА возможна интенсификация работы I ступени очистки, что позволит повысить эффективность очистки по окисляемости на 15-20% и снизить содержание остаточного алюминия в питьевой воде;

• при переходе на мелкозернистую загрузку снижается содержание остаточного алюминия в питьевой воде.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Харабрин А.В., Кантор Л.И., Клявлин М.С. Статистическая оценка работы очистных сооружений водоснабжения // Проблемы строительного комплекса России: Материалы V Международной практической научно - технической конференции при V Международной специализированной выставке "Строительство, коммунальное хозяйство, энергоресурсосбережение-2001". - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - С.105.

2. Харабрин А.В., Кантор Л.И. Характер изменения мутности и окисляемости в реке Уфа // Водоснабжение на рубеже столетий: Материалы научно-технической конференции, посвященной столетию Уфимского водопровода. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - С.31.

3. Харабрин А.В., Кантор Л. И. Исследование изменения мутности и окисляемо-сти при подготовке питьевой воды // Водоснабжение на рубеже столетий: Материалы научно-технической конференции, посвященной столетию Уфимского водопровода. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - С. 91.

4. Харабрин А.В., Кантор Л.И. Влияние сезонности на содержание природных органических веществ в поверхностном водоисточнике // "Вода: экология и технология" ЭКВАТЭК -2002: Материалы V международного конгресса. - М., 2002. - С. 25.

5. Харабрин А.В., Кантор Л.И., Клявлин М.С. Исследование сезонной изменчивости перманганатной окисляемости питьевой воды // Проблемы строитель-

#2373*

ного комплекса России: Материалы VII Международной практической научно -технической конференции при VII Международной специализированной выставке "Строительство, коммунальное хозяйство, энергоресурсосбережение-2003". - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - С. 156-157.

6. Харабрин А.В. О корреляционной связи сезонных явлений в водоисточнике и в питьевой воде // "Эколого-водохозяйственные проблемы региона Южного Урала": Сборник тезисов, посвященных Международному дню воды. - Уфа.: Изд-во НИИБЖД, 2003. - С. 32.

7. Харабрин А.В., Харабрин СВ., Кантор Л.И., Кантор Е.А., Клявлин М.С. Об изменении мутности, цветности, перманганатной окисляемости и рН воды реки Уфы // Башкирский химический журнал. - 2003. - Т. 10. — № 3. - С. 80-81.

8. Харабрин А.В., Харабрин СВ., Кантор Л.И., Кантор Е.А., Клявлин М.С. Сопоставление показателей качества воды реки Уфа по мутности, цветности, окисляемости и рН в створах городских водозаборов // Башкирский химический журнал. - 2003. - Т. 10. -№ 3. - С. 82-83.

9. Харабрин А.В., Кантор Л.И., Кантор Е.А. О возможности получения модельного годового периода, характеризующего изменение показателей качества воды // Исследовано в России. - 2004. - № 45. - С. 483-489. http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2004/045.pdf.

10. Харабрин А.В., Кантор Л.И. О влиянии сезонности на концентрацию остаточного алюминия в питьевой воде // Проблемы строительного комплекса Рос-си: Материалы VIII Международной практической научно - технической конференции при VIII Международной специализированной выставке "Строительство, коммунальное хозяйство, энергоресурсосбережение-2004". - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004.-Т. 1 .-С. 181.

11. Кантор Л. И., Харабрин А.В. Количественная оценка эффективности водо-подготовки по показателю окисляемости // Водоснабжение и сан. техника. -2004.-№4.-Ч.2.-С. 41-44.

12. Харабрин А.В., Кантор Л.И. Исследование влияния отношения окисляемости к мутности на эффективность водоподготовки // "Вода: экология и технология" ЭКВАТЭК -2004: Материалы VI международного конгресса. - М., 2004. - С. 475.

13. Харабрин А.В., Киекбаев Р.И., Кантор Л.И. Экспериментальное исследование работы очистных сооружений водоподготовки в течение двух периодов паводка // "Вода: экология и технология" ЭКВАТЭК -2004: Материалы VI международного конгресса. - М., 2004. - С. 578.

14. Харабрин А.В., Шемагонова Е.В., Кантор Л.И. О корреляции между эффективностью очистки по показателю перманганатной окисляемости и степень извлечения бенз (а)пирена в процессе водоподготовки // Вода и экология: проблемы и решения. - 2004. - № 3. - С. 18-21.

Подписано в печать 17.11.2004. Бумага писчая. Формат 60x84 1/16. Печать трафаретная. Усл.-печ. л. 1,00. Уч.-изд. п. 0,98. Тираж 90 экэ Заказ № 08 Полиграфия DISETAN, г. Уфа, пр. Октября, 133

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Харабрин, Андрей Валерьевич

Введение.

1 Современное состояние и проблемы источников водоснабжения и систем водоподготовки (обзор литературы).

1.1 Современные требования к качеству питьевой воды в части антропогенных загрязнений.

1.2 Анализ состояния водоисточников по микробиологическим и техногенным загрязнениям.

1.3 Некоторые проблемы обеспечения качества питьевой воды из поверхностных водоисточников.

1.4 Методы удаления микробиологических загрязнений в технологии водоподготовки.

1.4.1 Обеззараживание воды химическими методами.

1.4.2 Обеззараживание воды физическими методами.

1.4.3 Физико-химические методы удаления бактериологических загрязнений.

1.5 Взаимосвязь бактериологических загрязнений с технологическими показателями качества воды.

1.6 Анализ возможности извлечения техногенных загрязнений па очистных ф сооружениях.

2 Мониторинг состояния качества воды водоисточника и питьевой воды. Количественная и комплексная оценка работы очистных сооружений из поверхностного водоисточника.

2.1 Мониторинг состояния качества воды водоисточника по показателям мутности, окисляемости, температуре.

2.1.1 Объект исследования.

2.1.2 Выбор показателей для мониторинга состояния воды водоисточника. f< 2.1.3 Исследование структуры временных рядов окисляемости, мутности и температуры.

2.1.4 Получение модельного годового периода, характеризующего изменение показателей качества воды.

2.1.5 Сезонная декомпозиция временных рядов мутности, окисляемости, температуры.

2.1.6 Проверка стабильности сезонных индексов.

2.1.7 Дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды.

2.1.8 Оценка вклада компонент в изменчивость показателей.

2.2 Мониторинг состояния качества питьевой воды и исследование технологических параметров.

2.2.1 Выбор показателей для мониторинга состояния питьевой воды.

2.2.2 Исследование структуры временных рядов мутности, окисляемости, остаточного алюминия в питьевой воде и дозы коагулянта.

2.2.3 Сезонная декомпозиция показателя окисляемости в питьевой воде.

2.2.4 Сезонная декомпозиция содержания остаточного алюминия.

2.2.5 Сезонная декомпозиция временного ряда дозы коагулянта.

2.3 Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений по показателю окисляемости.

2.4 Комплексный анализ работы очистных сооружений.

2.5 Анализ взаимосвязи показателей качества воды водоисточника, питьевой воды и технологических параметров.

2.5.1 Анализ взаимосвязи мутности, окисляемости, температуры воды водоисточника, дозы коагулянта, окисляемости, остаточного алюминия в питьевой воде.

2.5.2 Анализ взаимосвязи эффективности извлечения бенз(а)пирена с эффективностью очистки по окисляемости.

2.6 Возможность интенсификации работы очистных сооружений водоподготовки из поверхностного водоисточника.

2.7 Рекомендации по интенсификации процесса водоподготовки.

3 Экспериментальное изучение процесса водоподготовки в III и IV подпериодах паводка.

4 Методы расчетов и эксперименты.

4.1 Методы расчетов.

4.1.1 Обзор методов исследования временных рядов.

4.1.2 Изучение структуры временных рядов.

4.1.3 Метод сезонной декомпозиции временного ряда.

4.1.4 Изучение случайной компоненты.

4.1.5 Расчет вклада компонент.

4.1.6 Методы аппроксимации зависимостей: корреляционно-регрессионный анализ.

4.2 Описание экспериментов.

4.2.1 Описание пилотной установки.

4.2.2 Технологические режимы и снимаемые параметры.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки"

Обеспечение устойчивого развития человеческого общества невозможно без стабильного состояния природной среды. Вода является необходимой частью среды существования, и оказывает существенное влияние на здоровье человека. Особенно это относится к той ее части, которая представляет собой питьевое водоснабжение. В последние годы наблюдается снижение качества воды поверхностных источников водоснабжения, что обостряет проблему чистой питьевой воды. В первую очередь, это связано с тем, что масштабы антропогенного воздействия стали, соизмеримы со способностью гидросферы к самовосстановлению. Поэтому, экологический мониторинг (далее "мониторинг") состояния водоисточника и питьевой воды приобретает все большее значение.

С другой стороны, сведения о качестве воды водоисточника являются основой для управления режимом работы сооружений водоподготовки. Традиционно сооружения водоподготовки рассчитываются на наихудший период, которым является паводок. Было общепризнанным, что сооружения, запроектированные на наихудший период, должны обеспечивать надлежащее качество питьевой воды во все остальные периоды года. Однако возрастание антропогенного воздействия на водоисточники, увеличение количества поступающих загрязнений и их накопление привели к повышению риска загрязнения водоисточников техногенными веществами и патогенными микроорганизмами. Это обуславливает необходимость повышения барьерной роли сооружений в течение всего года, даже в тех случаях, когда содержание природных взвешенных и органических веществ в исходной воде незначительно или удовлетворяет нормативным требованиям. Таким образом, повышение эффективности функционирования и совершенствование технологической системы подготовки воды хозяйственно-питьевого назначения на основе мониторинга состояния водоисточника и питьевой воды являются актуальными задачами.

В качестве объекта исследования выбран источник питьевого и хозяйственного водоснабжения г. Уфа и сооружения водоподготовки Северного ковшового водопровода.

Задачами исследования являлись мониторинг состояния воды водоисточника по показателям мутности, перманганатной окисляемости, температуры статистическими методами; мониторинг состояния питьевой воды по показателям мутности, перманганатной окисляемости, остаточного алюминия статистическими методами; выявление возможности дифференцирования годового цикла водоисточника на периоды, в которых качество воды имеет характерные особенности; количественная оценка эффективности работы сооружений водоподготовки в течение годового цикла и обоснование технологий, методов интенсификации водоподготовки в отдельные периоды.

Решение поставленной цели и задач привело к следующим основным результатам. Впервые использован метод анализа временных рядов для проведения мониторинга состояния качества воды водоисточника и питьевой воды по показателям мутности, окисляемости, температуры и остаточному алюминию. Количественно оценен вклад компонент в изменчивость показателя перманганатной окисляемости, при этом выявлена весовая доля вклада фактора случайности (в питьевой - 38,4%, в воде водоисточника — 29,9%). На основании выявленных закономерных изменений показателей мутности, окисляемости и температуры проведено дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды, в которых качество воды имеет характерные особенности. По сочетанию параметров (технологических и показателей качества воды) обоснованы периоды, в которых возможно повышение барьерной роли сооружений за счет интенсификации процессов водоподготовки. На основании анализа технологических параметров и мониторинга состояния качества питьевой воды и воды водоисточника различных периодов предложены рекомендации по повышению барьерной роли сооружений, основанные на использовании известных методов интенсификации процесса водоподготовки.

Работа выполнена по постановлению Правительства Российской Федерации от 05.09.2001 г. № 660 "О федеральной целевой программе "Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы", а также по приказу Министерства образования России от 02.11.2001 г. № 3544 "О проведении открытого конкурса на размещение заказов на выполнение работ по реализации федеральной целевой программы "Интеграция науки и высшего образования России на 20022006 годы". Тема выполняемого проекта: "Научно-образовательно-технологический центр по мониторингу водоисточников и обеспечению качества питьевой воды из источников, подверженных техногенным загрязнениям" (Государственный контракт П0026/1183 от 11.09.2002 г. и дополнение к государственному контракту № 1004 от 18.06.2003 г.).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Харабрин, Андрей Валерьевич

выводы

Мониторинг состояния воды водоисточника по показателям мутности, перманганатной окисляемости и температуры методом анализа временных рядов свидетельствует о том, что:

• максимальный вклад в изменчивость показателей мутности, окисляемости и температуры вносит сезонная составляющая;

Мониторинг состояния питьевой воды по показателям мутности, перманганатной окисляемости, остаточного алюминия методом анализа временных рядов свидетельствует о том, что:

• изменение показателя мутности не имеет сезонности;

• изменения показателей окисляемости и концентрации остаточного алюминия имеют сезонный характер.

Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений водоподготовки по показателю окисляемости показывает, что в процессе водоподготовки:

• эффективность очистки по показателю окисляемости количественно определяется изменением тренд-циклической компонентой и составляет от 38,3% до 48,7% ;

• сезонные колебания сглаживаются: диапазон сезонных колебаний снил л жается с 4,9 мгО/дм до 1,2 мгО/дм , снижение коэффициента сезонности составляет от 1,82 до 0,75;

• величина средне-квадратичного отклонения случайной компоненты снижается в среднем на 63%;

Комплексный анализ работы очистных сооружений, проведенный на основании выделенных закономерных компонент показателей качества исходной и питьевой воды, технологических параметров, показывает, что:

• отношение минеральной и органической части в составе загрязнений, характеризуемое показателем отношения окисляемости к мутности, связано с эффективностью очистки по окисляемости и содержанием остаточного алюминия в питьевой воде. С увеличением отношения окисляемости к мутности, эффективность очистки по окисляемости снижается, концентрация остаточного алюминия повышается;

Проведены экспериментальные исследования процесса водоподготовки в третьем и четвертом подпериодах паводка, выявленных на основе метода анализа временных рядов. В результате для этих периодов установлено, что:

• сезонные изменения качества воды влияют на процесс водоподготовки;

• при переходе на мелкозернистую загрузку снижается содержание остаточного алюминия в питьевой воде.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Харабрин, Андрей Валерьевич, Уфа

1. Алексеева Л.П., Драгинский В.Л., Моисеев А.В. и др. Применение новых технологий очистки воды на водопроводе г. Ярославля // Водоснабжение и сан. техника. 2003. - № 4. ч. 2. - с. 28-30.

2. Алексеева Л.П., Драгинский В.Л., Моисеев А.В. Механическое смешение реагентов с водой //Водоснабжение и сан. техника. -2001. -№ 3. с. 16-19.

3. Алексеева Л.П. Оценка эффективности применения оксихлорида алюминия по сравнению с другими коагулянтами // Водоснабжение и сан. техника. -2003. -№ 2. с.11-14.

4. Альшин В.М., Волков С.В., Гильбух Ф.Я. и др. // Водоснабжение и сан. техника. 1996. - № 12.-е. 2-7.

5. Амросьева Т.В., Вотяков, В.И. Дьяконова О.В. и др. Современные подходы к изучению и оценки вирусного загрязнения питьевых вод. // Гигиена и санитария. 2003. - № 1. - с. 76-78.

6. Апельцина Е.И., Вейцер Ю.И., Рыбакова Л.П. Повышение эффективности коагуляции путем интенсификации процесса смешения реагентов с водой // Науч. тр./ АКХ им. Памфилова К.Д. -М.: 1980. Вып. 177.

7. Афанасьев В.Н., Юзбашев М.М. Анализ временных рядов и прогнозирование: Учебник. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 228 е.: ил.

8. Ахапкина Е.Н. Действующие нормативные документы в области санитар-но микробиологического контроля качества воды // Водоснабжение и сан. техника. - 2003. -№ 1. - с. 2.

9. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Нука. 1977. - 356 с.

10. Базин С.В., Гетманцев С.В., Насыбуллин Г.Р. и др. Применение поли-оксихлорида алюминия для очистки камской воды // Водоснабжение и сан. техника-2003.-№9.-с. 33-35.

11. Байков И.Р., Смородов Е.А., Деев В.Г. Анализ временных рядов как метод прогнозирования и диагностики в нефтедобыче // Нефтяное хозяйство. -2002.-№2.-с. 71-74.

12. Бахир В.М. Дезинфекция питьевой воды: проблемы и решения // Питьевая вода. 2003. — № 1. - с. 7-11.

13. Белова М.А. Современные принципы выявления и определения коли-формных бактерий в воде // Водоснабжение и сан. техника. 2003. — № I.e. 13-15.

14. Бирюков С.А., Минеева Н.В., Лебедев Д.Н. Обеспечение Волгограда качественной питьевой водой // Водоснабжение и сан. техника. 2000. № 9. с. 4-5.

15. Бо Д., Герасимов Г.Н., Коверга А.В., Завадский А.В. Пилотные испытания по питьевой водоподготовке в условиях Москворецкого источника // Водоснабжения и сан. техника 1999. — № 9. - с. 28-32.

16. Бо Д., Герасимов Г.Н., Коверга А.В., Завадский А.В. Пилотные испытания по питьевой водоподготовке в условиях Москворецкого источника // Водоснабжения и сан. техника 1999. -№ 10.-е. 13-18.

17. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. Вып. 1 - 288 е.; Вып. 2 - 197 с.

18. Бондаренко Н.Н., Гулида О.Е. Влияние фактора сезонности на производство основных видов продукции животноводства // Вопросы статистики. -2000.-№8.-с. 40-45.

19. Бутченко Л.И., Шутько А.П., Мулик И.Я. Изучение свойств растворов гидроксохлоридов и применение их в водоподготовке // Химия и технология воды. 1989.-т. 11, №2. -с. 182-185.

20. Величанская Л.А., Соломенцева И.М., Митина Н.С. // Химия и технология воды. 1994. - т. 16, №2.-с. 122-125.

21. Водное законодательство Европейского Союза и Российской Федерации. // Водоснабжение и сан. техника. 2003. - № 6. - с. 2-6.

22. Волков В.З., Коверга А.В., Благова О.Е. и др. Новые методы подготовки питьевой воды на Рублевской водопроводной станции // Водоснабжение и сан. техника. 2003. № 5. ч. 2. - с. 9-14.

23. Волков В.З., Столярова, Е.А., Никольская Е.А. Новые коагулянты в практике Московского водопровода // Водоснабжение и сан. техника. 2003.- № 2. с.11-14.

24. Волков С.В., Костюченко С.В., Красночуб А.В., Смирнов А.Д. и др. Технологические аспекты обеззараживания воды УФ — излучением // Водоснабжение и сан. техника. 2001. — № 2, - с. 20.

25. Габович Р.Д., Врочинский К.К., Куринный И.А. // Гигиена и санитария.- 1969.- №3.- с. 18-22.

26. Гайдышев И.А. Анализ и обработка данных: специальный справочник.- Спб.: Питер, 2001. 752 е.: ил.

27. Гандурина JI.B. Практический опыт применения флокулянтов в России // Вода и экология: проблемы и решения. 2001. — № 3. - с. 48-61.

28. Гареев А.Г., Абдуллин И.Г. Математическая обработка результатов лабораторных работ с использованием ЭВМ. Методические рекомендации. -Уфа.: УГНТУ, 1995.- 18 с.

29. Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М., Запольский А.К. Роль электрокинетических свойств продуктов гидролиза основных солей алюминия при водоочистке // Химия и технология воды. 1988. — т. 10, № 4. - с. 329-332.

30. Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М., Сурова JI.M. // Химия и техноло-Y гия воды.-1991.-т. 13, № 8.-е. 755-760.

31. Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М., Сурова Л.М. и др. // Химия и технология воды. 1989. - т. И, № 8. - с. 601-604.

32. Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М., Теселкин В.В. // Химия и технология воды. 1994.-т. 16, № 1.-е. 12-17.

33. Герасименок И.А., Холодинская Н.В., Гетманцев С.В. и др. Применение различных типов коагулянтов при водоподготовке в г. Минске // Водоснабжение и сан. техника 2003. -№ 2. - с. 21-23.

34. Герасимов Г.Н. Процессы коагуляции флокуляции при обработке поверхностных вод // Водоснабжение и сан. техника. 2001. - № 3. - с. 26-31.

35. Герасимов Г.Н. Обеззараживание коммунальных питьевых вод: необходимость и возможности // Водоснабжение и сан. техника. — 1993. № 5. — с. 32-36.

36. Гетманцев С.В. Использование алюмосодержащих коагулянтов в Северо-Западном Федеральном округе. Сообщение 1. Производство и импорт коагулянтов // Вода и экология. Проблемы и решения. 2001. - № 4. - с. 54-60.

37. Гетманцев С.В. Состояние производства и импорта алюмосодержащих коагулянтов в России // Водоснабжение и сан. техника. 2003. - № 2. - с. 5-10.

38. Гетманцев С.В., Рученин А.А., Снигирев С.В. и др. Оценка эффективности применения различных типов коагулянтов для очисик волжской воды // Водоснабжение и сан. техника 2003. - № 9. — с. 17-20.

39. Гетманцев С.В., Сычев А.В., Чуриков Ф.И. и др. Особенности механизма коагуляции и строения полиоксихлорида алюминия. // Водоснабжение и сан. техника 2003. - № 9. - с. 25-27.

40. Гинсбург Б.М., Борщ С.В., Ефремова Н.Д. и др. Методы долгосрочного и среднесрочного прогноза сроков прохождения максимального весеннего половодья на реках европейской территории России // Метеорология и гидрология. 2002. - № 11. - с. 81 -92.

41. Глоба Л.И. Влияние фазово-химических свойств микроорганизмов на эффективность их удаления из воды // Химия и технология воды. 1985. — 7, №1.-с. 73-78.

42. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика/ Учеб. Пособие для вузов. Изд 7-е, стер. М.: Высш. Шк., 2000. 479 е.: ил.

43. Гонтарь О.В, Мген В.А., Выстороп Н.Н. Особенности поведения микроорганизмов в процессе обеззараживания воды хлором // Микробиология очистки воды: Тезисы докл. I Всесоюз. конф. Киев. — 1982. — С. 94-95.

44. Гончарук В.В., Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М. и др. Извлечение фульвокислот из воды основными хлоридами алюминия // Химия и технология воды. 1997. - т. 19, № 5.-е. 481-488.

45. Гончарук В.В., Дешко И.И., Герасименко Н.Г. и др. Коагуляция, фло-куляция, флотация и фильтрование в технологии водоподготовки // Химия и технология воды. 1998. — т. 20, № 1.-е. 19-31.

46. Гончарук В.В., Жукинский В.Н., Чернявская А.П. и др. Разработка эко-лого-гигиенической классификации качества поверхностных вод Украины — источников централизованного питьевого водоснабжения // Химия и технология воды. 2003. - т.25. - № 2. - с. 106.

47. Гончарук В.В., Клименок Н.А., Соломенцева И.М. и др. Глубокая очистка воды при ее повышенной цветности // Химия и технология воды. 2002. -т. 24, № 1.-е. 53-63.

48. Гончарук В.В., Потапенко Н.Г. Современное состояние проблемы обеззараживания воды // Химия и технология воды. 1998. — т. 20. № 2. - С. 190216.

49. Гончарук В.В., Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г. Коллоидно-химические аспекты использования основных солей алюминия в водоочистке // Химия и технология воды. 1999. -т. 21. №1. - с. 52-88.

50. Гончарук В.В., Соломенцева И.М., Скубченко В.Ф. и др. Эффективность коагулирующего действия оксисульфатхлоридов алюминия при разных показателях обрабатываемой воды // Химия и технология воды. 2001. - т. 23, №4.-с. 400-409.

51. Горбачева Т.Л., Бреев Б.Д., Жарамский B.C. Оценка сезонных колебаний и прогноз численности безработных // Вопросы статистики. 2001. - № З.с. 40-46.

52. Гордеев-Гавриков В.К., Педашко Д.Д., Божко J1.H. Катионные флоку-лянты уничтожают мутность воды // Жилищно-коммунальное хозяйство.-2001. -№ 5. -с. 34-38.

53. Гордин И.В. Технологические системы водообработки: Динамическая оптимизация. — Л.: Химия, 1987. — 264 с.

54. Гордин И.В., Манусова Н.Б., Смирнов Д.Н. Оптимизация химико-технологических систем очистки промышленных сточных вод. Л.: Химия, 1977.- 176 с.

55. Горячева И.П., Гольдина Л.Я., Иванова О.А. Некоторые проблемы учета сезонного фактора при построении индексов потребительских цен // Вопросы статистики. 2000. - № 10. - с. 24-27.

56. Гречканев О.М., Е.Ю. Петров. Мониторинг качества питьевой воды в распределительных водопроводных сетях Нижнего Новгорода // Водоснабжение и сан. техника. — 2001. -№ 10. — с. 8-10.

57. Григорьева Л.В, Салата О.В., Колесникова В.Г. и др. // Химия и технология воды. 1988. - 10, № 5. - с. 458-461.

58. Груза Г.В., Ранькова Э.Я. Изменение климатических условий европейской части России во второй половине XX века // М.: Институт глобального климата и экологии РАН и Росгидромета (http://www.wwf.ru).

59. Губанов В.А., Ковальджи А.К. Выделение сезонных колебаний на основе вариационных признаков // Экономика и математические методы. -2001.-т. 37, № 1. — с. 91-102.

60. Гумен С.Г., Дариенко И.Н., Евельсон Е.А. и др. Применение современных химических реагентов для обработки маломутных цветных вод // Водоснабжение и сан. техника. 2001. -№ 3. — с. 12-15.

61. Гюнтер Л.И., Алексеева Л.П., Петрановская М.Р. и др. Летучие галоге-норганические загрязнения питьевых вод, образующиеся при водоподготовке // Химия и технология воды. 1985.- т. 7, № 5. — с. 59.

62. Гюнтер Л.И., Алексеева Л.П., Хромченко Я.Л. Влияние условий хлорирования воды на образование хлороформа // Химия и технология статьи. -1985.-т. 7. №6. -с. 65.

63. Дариенко И.Н., Алексеев А.А., Гумен С.Г. и др. Подготовка водопроводного хозяйства Санкт-Петербурга к внедрению нового стандарта на питьевую воду // Водоснабжение и сан. техника. — 1997. № 1. — с. 4-6.

64. Демин А.П., Исмайылов Г.Х. Водопотребление и водоотведение в бассейне Волги // Водные ресурсы. 2003. - Т. 30, № 3. - с. 366-380.

65. Драгинский B.JL, Алексеева Л.П. Повышение эффективности реагент-ной обработки воды на водопроводных станциях // Водоснабжение и сан. техника. 2000. № 5. - с. 11-14.

66. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Аниськин А.А. и др. Совершенствование технологии очистки воды на водопроводе г. Ярославля // Водоснабжение и сан. техника. 2003. - № 4. ч. 2 - с. 31-34.

67. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Крапивин Г.И. Повышение качества очистки воды на примере водопроводных станций г. Ижевска // Жилищно-коммунальное хозяйство. 1999. — № 4.-е. 12-15.

68. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Моисеев А.В. и др. Комплексный подход к решению технологической схемы очистки воды на Окском водозаборе Калуги // Водоснабжение и сан. техника. 2003. № 8. - с. 14-17.

69. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Моисеев А.В. и др. Повышение эффективности очистки воды на ЮВС г. Ярославля // Водоснабжение и сан. техника. — 2002. № 5. - с. 13-16.

70. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Серов П.А и др. Подготовка водоочистных станций к работе в условиях требования СанПиН // Водоснабжение и сан. техника. 1999 -№10. - с. 20-23.

71. Дробышевский С.М., Носко В.П. Энтов P.M., Юдин А.Д. Эконометри-ческий анализ динамических рядов основных макроэкономических показателей / под редакцией Синельникова- Мурылева С.Г. М.: Институт экономики переходного периода. - 2001. - 240 с.

72. Дюк В. Обработка данных на ПК в примерах. СПб: Питер, 1997. С. 240.

73. Елисеева И.И., Курышева С.В., Костеева Т.В. и др. Эконометрика. М.: Статистика и финансы, 2001. С. 344.

74. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики: Учебник /Под. ред. чл.-корр. РАН Елисеевой И.И. М.: Финансы и статистика, 1995. 386 с.

75. Епифанцев Б.Н., Толмачева Н.А. Точность прогноза загрязнения водотоков // Водоснабжение и сан. техника. — 2001. — № 9. — с. 14-15.

76. Жолдакова З.И., Полякова Е.Е., Артемова и др. Гигиеническая оценка способа очистки и обеззараживания воды с применением коагулянта и активного хлора // Водоснабжение и сан. техника 2003. - № 9. - с. 9-12.

77. Жолдокова З.И., Харчевникова Н.В., Полякова Е.Е. и другие. Экспериментальная оценка и прогноз образования хлорорганических соединений при хлорировании воды, содержащей промышленные загрязнения // Гигиена и санитария. 2002. - № 3. - с. 26-29.

78. Журба М.Г. Очистка и кондиционирование природных вод: состояние, проблемы и перспективы развития. // Водоснабжение и сан. техника 2002. -№5.-с. 2-8.

79. Журба М.Г. Современные методы очистки природных вод в условиях антропогенного воздействия // Российско-американский симпозиум "Развитие методов очистки природных и сточных вод": Тез. докл. Нижний Новгород.-1991.-с. 15-16.

80. Журба М.Г., Говорова Ж.М. Технология и сооружения глубокой очистки природных вод, содержащих техногенные примеси // II Международный конгресс "Вода: технология и экология": Тез. докл. -М., 1996. с. 12-14.

81. Журба М.Г., Говорова Ж.М., Жаворонкова В.И. и др. Очистка цветных маломутных вод, содержащих антропогенные примеси // Водоснабжение и сан. техника. 1997. - № 6. с. 3-6.

82. Журба М.Г., Говорова Ж.М., Жаворонкова В.И. и др. Очистка цветных маломутных вод, содержащих антропогенные примеси // Водоснабжение и сан. техника. — 1997. № 7. с. 5-9.

83. Журба М.Г., Говорова Ж.М., Васечкин Ю.С. Оптимизация комплекса технологических процессов водоочистки // Водоснабжение и сан. техника. — 2001. -№ 5,ч. 1.- с. 5-8.

84. Журба М.Г., Приемышев Ю.Р., Чекрышев А.В. Обработка и удаление промывных вод водопроводных станций // Водоснабжение и сан. техника. — 2001.-№ 6.-с. 2-6.

85. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. — JL: Химия, 1987. 204 с.

86. Запольский А.К., Бондарь JI.A., Дешко И.И. Некоторые физико-химические свойства растворов дигидрооксисульфата алюминия // Химия и технология воды. 1988. - т. 8, № 5. -с. 38-39.

87. Из государственного доклада "О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации" // Экологический вестник России. 2001. -№ 1. -с.42-54.

88. Известкова Т.В., Гриневич В.И., Костров В.В. Хлорорганические пол-лютанты в природном источнике водоснабжения и питьевой воды г. Иванова // Инженерная экология. 2003. - № 3. - с. 717.

89. Ильницкий А.П., Королев А.А., Худолей В.В. Канцерогенные вещества в водной среде. — М.: Наука, 1993. 222 с.

90. Ищенко И.Г., В.И. Миркис. Реконструкция водопроводных станций г. Москвы // Водоснабжение и сан. техника. 1999. № 8. - с. 4-5.

91. Кантор Л.И., Шемагонова Е.В. Анализ временных рядов загрязнения бенз(а)пиреном воды в р. Уфе // Водные ресурсы. 2002. - т. 29, № 6. - с. 743-743.

92. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1971.-496 с.

93. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1991.-400 е.: ил.

94. Кашкарова. А.П. Микробиологический контроль питьевой воды // Жилищно-коммунальное хозяйство. 1998. - № 1.-е. 24-27.

95. Кириченко В.Е., Первова М.Г., Пашкевич К.И. Галогенорганические соединения в питьевой воде и методы их определения // Рос. Хим. Журнал. — 2002. Т. 46., № 4 -с. 19-30.

96. Кленин В.И., Иванова Н.А. Применение метода спектра мутности для определения размера и концентрации терригенных частиц в питьевой воде // Журнал прикладной химии. 2002. Т. 75. Вып. 3. - с. 438-442.

97. Клячко В. А., Апельцин И.Э. Очистка природных вод. — М.:Госстройиздат, 1971. 579 с.

98. Константинов Д.В., Помосова Н.Б., Татура А.Е. и др. Изучение эффективности новых отечественных реагентов на водопроводной станции г. Сарапула // Водоснабжение и сан. техника 2003. - № 9. - с. 29-32.

99. Котовская А.И., Белоусова Т.В., Наконечный А.Н. Введение СанПиН и повышение качества воды. // Водоснабжение и сан. техника. 1999. — № 3. -с. 17-18.

100. Красовский А.Н., Егорова Н.А. // Хлорирование воды как фактор повышенной опасности для здоровья человека. Гигиена и санитария. 2003. № 1.С. 17.

101. Крушенко А.Г., Петров С.А., Сабитова P.P. Состояние ресурсов пресной воды // Водоснабжение и сан. техника. 2002. № 12 ч. 2 ,С. 2.

102. Кузнецова В.Е., Сивелькин В.А., Мхитарян B.C. Исследование зависимостей макроэкономических показателей региона // Вопросы статистики. —2001.-№9.-с. 16-20.

103. Кузнецова О.Ю., Кузьмина Н.П. Влияние антропогенной нагрузки на ресурсы технического водоснабжения // Водоснабжение и сан. техника. —2002.-№ 10.-е. 10-14.

104. Кузубова Л.И., Кобрина В.Н. Химические методы подготовки воды (хлорирование, озонирование, фторирование): Аналит. Обзор // СО РАН ГННТБ, НИОХ Новосибирск, 1996. - 132 с. - (сер. "Экология". Вып. 42).

105. Кульский JI.A. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. — Киев, 1983. — 272 с.

106. Куренков В.Ф., Снигерев С.В., Когдажина JI.C. Обесцвечивание водных растворов гумусовых веществ в присутствии катионного праестола и сульфата алюминия // Журнал прикладной химии. 2001. - № 1.-е. 83-86.

107. Ляхтеэнмяки X. Коагуляция — основной метод очистки воды // Водоснабжение и сан. техника 1999. - № 10.-е. 12.

108. Матвейчук Е.В. Флокулянты, применяемые для очистки питьевой воды // Сб. тр. молодых ученых СГУПСа. С.- Петербург: изд. СГУПСа. - 2001. -№ 3. - с. 10-13.

109. Математические модели контроля загрязнения воды / Под ред. Джеймса А. М.: Мир, 1981.471 с.

110. Медриш Л.Г. // Современные высокоэффективные методы и оборудование для обеззараживания питьевой воды. М.: О-во "Знание". - 1987. -с. 11-16.

111. Минашкин В.Г. Особенности применения скользящих средних в анализе тенденций на рынке ценных бумаг // Вопросы статистики. 2002. - № 2. — с. 28-32.

112. Михайлов В.А., Бутко А.В., Лысов В.А. и др. Применение катионного флокулянта ВПК-402 на водопроводе г. Роствов-на-Дону // Водоснабжение и сан. техника. 1997. -№ 7.-е. 15-19.

113. Мокиенко А.В. // Гигиена и санитария. 1992. - № 3. - с. 6-8.

114. Мягченков В.А., Проскурина В.Е., Булидорова Г.В. Кинетические аспекты седиментации модельных дисперсных систем в присутствии полиак-риламидных флокулянтов // Химия и технология воды. 2001. — т. 23, № 5. — с. 453-485.

115. Мясников И.Н., Потанина В.А., Буков Ю.Б. Роль регентов в сложных условиях водопроводной станции // Водоснабжение и сан. техника 1997. -№5. -с. 19-20.

116. Мясников И.Н., Потапина В.А., Буков Ю.Б. и др. Совершенствование реагентной очистки на водопроводной станции // Водоснабжение и сан. техника. 1995. -№» 2. - с. 15-17.

117. Мясников И.Н., Потанина В.А., Жолдакова З.И. и др. Исследование процессов коагуляции и обеззараживания при очистке воды поверхностных источников // Водоснабжение и сан. техника 2003. - № 9. - с. 13-15.

118. Немцева Н.В., Бухарин О.В. Микробиологические критерии оценки качества питьевой воды // Гигиена и санитария. 2003. - № 3. с. 9-11.

119. Никаноров A.M., Хоружая Т.А., Страдомская А.Г. и др. Химические показатели в оценке загрязнения нижнего Дона // Метеорология и гидрология. 2002. - №11. - с. 68-74.

120. Никитин A.M., Курбатов П.В. Некоторые аспекты очистки маломутных высокоцветных вод // Водоснабжение и сан. техника. 1999. - № 3. - с. 26-28.

121. Николадзе Г.И., Минц Д.М., Кастальский А.А. Подготовка воды для питьевого водоснабжения. М.: Вышк. шк., 1984. - 386.

122. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высш. Шк., 1987. С. 479.

123. Новиков М.Г., Евельсон Е.А. Совершенствование работы фильтровальных сооружений // Водоснабжение и сан. техника. 2003. -№ 7. - с. 17-19.

124. Новиков М.Г., Шатохин В.Д. К вопросу применения в качестве коагулянта гранулированного сернокислого алюминия // Вода и экология. Проблемы и решения. 2002. - № 3. - с. 30-34.

125. Новиков Ю.В., Плитман С.И., Н.Н. Карасева, Е.П. Зайцева. Гигиеническое регламентирование селена в питьевой воде разной жесткости // Гигиена и санитария. 1985. - № 3. - с. 12-15.

126. Онищенко Г. Г. Санитарно-эпидемиологическая безопасность питьевого водоснабжения // Водоснабжение и сан. техника. 1999 -. № 4 ,С. 2.

127. Остапенко В.Т., Тарасевич Ю.И., Кулишенко А.Е. и др. Применение клиноптилолита в технологии коагуляционной очистки природной воды // Химия и технология воды. 2000. — т. 22, № 2. - с. 169-179.

128. Оценка ресурсов и качества поверхностных вод / Под ред. В.А. Скор-някова, К.К. Эделыптейна. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 197 с.

129. Павлов А.В. Биологическое загрязнение окружающей среды и здоровья человека. Киев.: Здоровье, 1992. -326 с.

130. Пальчицкий А.М, Малахов Т.С. // Химия и технология воды. 1995. — 17, №5.-с. 656-661.

131. Педан В.В. Анализ структуры временных рядов весенних максимальных уровней природных вод // Водные ресурсы. — 2003. Т.30, № 6. - с. 688695.

132. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Санитарно -эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.1.4.1074-01 М.: Минздрав Росси, 2002. -104 с.

133. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Санитарно -эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.1.4.559-96 М.: ИИЦ Госэпиднадзор России, 1996. - 104 с.

134. Прокопов В.А., Мактаз Э.Д., Толтопятова А.В. Влияние отдельных факторов на образование тригалогенметанов в хлорированной воде // Химия и технология воды. 1993 - т. 15. № 9-10. - с. 633.

135. Рахманин Ю.А., Стрикаленко Т.В., Мокиенко С.А. // Гигиена и санитария.-1990.-№ 11.-с. 32-33.

136. Романенко Н.А., Новосильцев Г.И., Недачии А.Е. и др. УФ- излучение и его воздействие на вирусы и цисты простейших // Водоснабжение и сан. техника. — 2002. — № 12.-е. 5-8.

137. Романенко Н.А., Новосильцев Г.И., Рахманин Ю.А. и др. Влияние ультрафиолетового излучения на ооцисты криптоспоридий и цисты лямблий в питьевой воде // Гигиена и санитария. — 2002. № 1.-е. 33-36.

138. Русанова Н.А. // Материалы второго междунар. конгресса "Вода: экология и технология" ЭКВАТЕК 96.- М., 1996. - с. 514-515.

139. Русанова Н.А. Подготовка воды с учетом микробиологических и пара-зитологических показателей // Водоснабжение и сан. техника. 1998. - № 3. -с. 13-14.

140. Русанова Н.А., Непаридзе А.Г., Недачин А.Е. и др. Удаление вирусной микрофлоры при водоподготовке // Водоснабжение и сан. техника. 1993. -№2.-с. 14-16.

141. Рябченко В.А., Горяинова. А.С., Романенко Н.А. и др. Водный фактор в распространении кишечных протозойных заболеваний // Водоснабжение и сан. техника. — 1993. — № 5. — с. 25.

142. Садова Н.И., Благова О.Е., Горяинова Т.С. и др. Оценка санитарной надежности сооружений Московского водопровода // Водоснабжение и сан. техника. — 1997. №2. - с. 5-6.

143. Скалозуб IO.JL, Соколов В.Д., Краснова Т.А. Оценка р. Томи и подземных источников в системах водоснабжения Кузбасса // Водоснабжение и сан. техника. 2002. - № 1.-е. 2-5.

144. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. - 133 с.

145. Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г., Запольский А.К. и др. Изучение гидратации частиц продуктов гидролиза основных сульфатов алюминия методом ЯМР- релаксации.// Химия и технология воды. 1988. - т. 10, № 4. - с. 1020-1023.

146. Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г., Теселкин В.В. // Химия и технология воды. 1993. - т. 15, № 11/12. - с. 719-725.

147. Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г., Шилов В.Н. // Химия и технология воды.-1993.-т. 15, № 11/12.-с. 606-614.

148. Соломенцева И.М., Теселкин В.В. Изучение кинетики агрегации частиц методом нелинейной лазерной диагностики // Коллоид. Журнал. 1995. - т. 57, № 3. - с.407-411.

149. Соренссон Олле. Полиалюмохлорид современный флокулянт для водоочистки // Водоснабжение и сан. техника — 2001. — № 3. - с. 32-34.

150. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ. /Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, С.А. Айвазяна, Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1990.-480 е.: ил.

151. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 2: Пер. с англ. /Под ред. Э. Ллойда, У. Ледермана, С.А. Айвазяна, Ю.Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1990.-526 е.: ил.

152. Страхова Н.М. Определение акриламида в синтетических полиэлектролитах// Водоснабжение и сан. техника. 2003. - № 1.-е. 16-18.

153. Стрелков А.К., Быков Д.Е., Назаров А.В. Изучение коагулирующей способности водных растворах полигидроксохлориодов алюминия // Водоснабжения и сан. техника. — 2001. №3. — с. 23-25.

154. Сычев А.В., Хасанов Ш.А., Канивец Л.П. и др. Использование полиок-сихлорида алюминия при подготовке питьевой воды на Крайнебм Севере // Водоснабжение и сан. техника 2002. - № 2. - с. 30-31.

155. Терентьев А.И. Моделирование сезонных волн реального валового продукта (в порядке обсуждения научно-практических вопросов экономической статистики) // Вопросы статистики. 2000. - № 11.-е. 39-43.

156. Терентьев В.И., Гриценко В.К., Лопатин С.А. и др. Перспективы совершенствования технологии обеззараживания воды поверхностных источников // Гигиена и санитария. 2002. - № 3. - 29-33.

157. Тимашевская И.П., Савлук О.С., Кульский Л.А. и др. Использование хлорирования для обеззараживания питьевой воды // Химия и технология воды. 1989. - 11, № 5. - с. 49-459.

158. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере/ Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995. 384 е., ил.

159. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере/ Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: ИНФРА, 1998. 528 с.

160. Феофанов Ю.А., Литманова Н.Л. Влияние кислотности среды и дозы коагулянта на процесс очистки сточных вод молочных заводов оксихлоридом алюминия. // Журнал прикладной химии. 2000. - Т. 73, № 8. - с. 1390-1391.

161. Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка. М.: Изд-во МГУ, 1996. -680 с.

162. Харламов А.И., Башина О.Э., Бабурин В.Т и др. Общая теория статистики: Статистическая методология в изучении коммерческой деятельности/ Под ред. Спирина А.А., Башиной О.Э. М.: Финансы и статистика, 1996. -296 е.: ил.

163. Храменков С.В., Коверга А.В., Благова О.Е. Использование современных коагулянтов и флокулянтов в системе Московского водопровода // Водоснабжение и сан. техника. 2001. - № 3. - с. 5-7.

164. Шемагонова Е.В. Выявление источников и факторов, определяющих содержание бенз(а)пирена в воде. Дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2004.

165. Яковлев С.В., Мяеникова Е.В., Мясников И.Н. и др. Совершенствование водоочистных технологий для реализации нормативов качества питьевой воды // Водоснабжение и сан. техника. — 2000. № 5. — с. 9.

166. Яковлев С.В., Хачатуров А.К., Мяеникова Е.В., Максимов А.В. и др. Экологическое состояние Волжского источника водоснабжения Москвы // Водоснабжение и сан. техника. 2002. № 5 ,С. 9.

167. Ярошевская Н.В., Сотскова Т.З // Химия и технология воды. 1996. - т. 18, №4.-с. 356-362.

168. Ярошевская Н.В., Сотскова Т.З., Мушинская А.Г. Влияния флокулянтов АК и С-581 на кинетику процесса очистки воды фильтрованием через зернистую загрузку // Химия и технология воды. 1997. - т. 19, № 5. - с. 532-538.

169. Bandin I., Gabard N., Berhazeau F., Laine J.-M. Suivi et optimization des procedes de clarificetion pour l'elimahation de Cryptosporidium // Tech., sci., meth. 2001. - № 12. - c. 41-47.

170. Burlingame G., Pickel M., Roman J. Practical applications of turbidity monitoring // J. AWWA 1998. - № 8. - p. 57-69.

171. Chang J.C., Ossoff S.F., Lobe D.C. et al. // Appl. And Environ. Microbiology. 1985. -49, № 6. -p. 1361-1365.

172. Csanaby M., Deak Z. // Hidrological Kozlony. 1978. - 258, № 2. - p. 74-81.

173. Cui Fuyi, Zhang Xiaj-yu, Feng Qi, Zhou Bo, Zhou Fu-tao. Harbin jianzhu baxue xuebao. //J. Harbin Univ. Civ. Eng. And Archit. 2002.35, № 3. - c. 52-55.

174. Dennett K., Amirtharajan A., Moran Т., Gould J. Coagulation: its effect on organic matter // J. AWWA 1996. - № 4. - p. 129-142.

175. Fuller W.A. Introduction to statistical time series // New York. Wiley. -1976.-p. 220.

176. Grawbow W., Coubrough P. Inactivation of hepatitis A virus, other enteric viruses and indicator organisms in water by chlorination // Water Sci. and Technol. 1985.-V. 17.-№4-5.-p. 72-85.>,, T

177. Hoff J. The relationship of turbidity to disinfection of potable water // Conf. on the Evolution of Microbiology Standards for drinking Water, USEPA Office Water Supply. Washington, D.C., 1997. - p. 17-22.

178. Hurst C.J. // Bulletin of the World Health Organization. 1991. - 269. p. 113-119.

179. Le Guydader F., Menard., Dubois et al. // Water Sci. and Techol. 1997. -35, № 11/12. -p. 461-465.

180. Martin-Lagaideffe // Decret "eua potable" le qui ra changes. Eua. ind. Nuisances. 2002. -№ 252. c. 29-31К

181. Mechsner R., Fleishmann T. // Gas-Wasser-Abwaseer. 1990. - 270, № 6 — p. 417-421.

182. Ongerth J. Evaluation of treatment for removing giardia cysts // J. AWWA —1990.-№6.-p. 85-96.

183. Quimpo R.G. Autocorrelation and spectral analysis in hydrology. J. Am. Soc. Civ. Eng., - Div., 1976, v. 94, - p. 363-373.

184. Regli S., Odom R., Cromwell J., Lustic M., Blank V. Benefits and cost of < the IESWTR // J. AWWA 1999. — № 4. — p 148-158.1. J4 1

185. Rise E.W., Scarpino P.V., Reasoner D.J. // J. Amer. Water Works Assoc. —1991.-23, №7.-p. 98-102.

186. Saltnes Т., Eikebrokk В., Odegard H. Влияние скорости фильтрования в фильтре с двухслойной загрузкой (Filtralite) в сравнении с песчанно-антрацитовым фильтром // Вода и экология. Проблемы и решения. 2003. — №2.-с. 5-17.

187. Scarpino P.V., Berg G., Chang S.S. // Water Res. 1972. - 26, № 8. - p. t 959-965.

188. Singer P.C. //J. Amer. Water Works Assoc. 1990. - 82, № 1. - p. 71-88.

189. Sobsey M.D. Inactivation of heals related microorganisms in water by disinfection processes // Wat. Sci. Techn. 1989. - V. 21., № 3. - 179-195.

190. Swertfeger J., Metz D., DeMarco J. and others. Effect of filter media on cyst and oocyst removal //J. AWWA 1999. - № 9. - p. 90-100.

191. Tomaszewska M., Mozia S. // Przem. Chem. 2002. 81 - № 1. - c. 36 -41.

192. Vitagines R. // Assoc. auciens eleves Inst. Pasteur. 1990. - 232, № 125. — c. 7-14.

193. Wolfe R.L. // Environ. Sci. Technol. 1990. - 224, № 6. - p. 768-773.

194. Kothanderaman V/ Analysis of water temperature variations in lager river. — Am. Soc. Civ. Eng., Journ. San. Div., 1971, v. 97 (SA1), p. 19-31.

195. Вождаева М.Ю. Состав и характер распределения органических загрязнителей в питьевой воде и воде водоисточников— Дис. канд. хим. наук. — Москва, 2002.

196. Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А. и др. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. Справочные материалы // В.Э. Фигурнова. М.:, 2002. 250 с.

197. Государственный контроль качества воды. — М.: ИПК издательство стандартов. 2001. 686 с.

Информация о работе

Харабрин, Андрей Валерьевич
кандидата технических наук
Уфа, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы