Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка систем и технологий водоснабжения урбанизированных территорий из подземных месторождений

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка систем и технологий водоснабжения урбанизированных территорий из подземных месторождений"

На правах рукописи

БАЛОЯН БАБКЕН МУШЕГОВИЧ

РАЗРАБОТКА СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 25.00.36 - ГЕОЭКОЛОГИЯ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических

наук

Москва 2005

Работа выполнена в филиале «Угрета» Государственного образова ильного учреждения высшего профессионального образования Московской области «Международный универсиют природы, общества и человека «Дубна/> и в Дзержинском муниципальном унитарное предприятии - научном пентре экологической безопасности «Центр-Экология»), Россия

Официальные оппоненты: Доктор технических наук

Шаповалов Дмитрий Анатольевич

Доктор химических наук, профессор

Роева Надежда 11иколаевна

Доктор технических наук, профессор

Аюкаев Рена! Исхакович

Ведущая организация-

Институт водных проблем РАН, Москва, Россия

Защита состоится Диссер гационного университете по

Ж

ф

/л:

,> С£*Л*//2005 г.

4Л

оо

____ ___на таседании

совета ' Д220.025 01 при Государственном землеустройству, по адресу 105064, Москва, ул. Казакова, д. 15, Государственный университет по землеустройству

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного университета по землеустройству

Автореферат разослан «

Ш 01

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

3 В Козелки на

АТОгб

Введение

Актуальность проблемы. Формирование оптимальных условий жизни населения России включает в себя как важную составляющую обеспечение чистой питьевой водой высокого качества. Эту задачу приходится решать в условиях постоянного увеличивающегося антропогенного воздействия на окружающую среду, загрязнения различными токсичными веществами, в том числе ксенобиотиками Наиболее интенсивно происходит накопление загрязняющих веществ в водоемах и водотоках, поскольку для большинства персистентных соединений именно поверхностные воды оказываются замыкающим звеном миграции и депонирования.

Загрязнение поверхностных вод сказывается и на качестве подземных вод в зависимости от инфильтрационной способности почвогрунтов. Однако несмотря на существующие проблемы загрязнения подземных вод, все же более надежная их защищенность, особенно глубоко залегающих горизонтов, определяет необходимость преимущественного их использования для повышения надежности и безопасности питьевого водоснабжения малых городов России.

На Парламентских слушаниях «Об обеспечении населения Российской Федерации питьевой водой» еще в 1997 г. было констатировано, что качество питьевой воды и технический уровень систем водоснабжения в целом по стране не отвечает непрерывно возрастающим нормативным требованиям, а в ряде регионов эта проблема носит кризисный характер Особенно тревожное положение с обеспечением населения водой питьевого качества складывается в последние годы в таких крупных урбанизированных регионах, как Астраханской, Архангельской, Курганской, Томской, Тюменской, Калининградской, Кемеровской, Московской, областях, Приморском крае, в республиках Дагестан, Калмыкия и Саха (Якутия).

Это обусловлено общей неблагоприятной геоэкологической ситуацией в указанных и в ряде других регионах страны, недостаточной эффективностью системы защиты источников и всего комплекса водоснабжения от широкомасштабною воздействия промышле] ¿яйствснных

отходов (сбросов, выбросов, захоронений), а также отсутавиеч современных технологии и соо1вегсгвующих средав (систем) обработки и очистки воды

В связи с вышеуказанным, особую актуальность и жизненно важное значение для урбанизированных регионов приобретают проблемы дальнейшего развития как общих методологических основ рационального использования подземных водоносных источников, так и совершенствования всего комплекса технологических, аппаратурно-технических и контрольно-измерительных средств и систем водоснабжения

Цель настоящей работы - решение важной народно-хозяйственной проблемы рационального использования подземных источников путем совершенствования системы снабжения населения малых городов России чистой питьевой водой нормативного качества, создание высокоэффективных технологий и средств непрерывной очистки питьевой воды для внедрения в урбанизированных территориях от скважины до потребителя. Задачи исследования:

• проанализировать природный потенциал и источники водоснабжения урбанизированных регионов России, изучить состояние проблемы очистки питьевой воды в мировом масштабе и в России, сформулировать технологические, геоэкологические и экономические принципы организации рационального использования подземных вод;

• исследовать влияние различных факторов на степень загрязнения воды по цепочке скважина - водозаборный узел (фильтрующее устройство) -распределительные сети (транспортировка) - потребитель («вода в кране»);

• создать модель для изучения механизма очистки воды от химических и физических примесей различными фильтрующими материалами (существующими и перспективными) для разработки комплекса методов и аппаратурно-технических средств водоподготовки,

• разработать экологически чистые энерго- и ресурсосберегающие технологии очистки питьевой воды из подземных источников;

<ч !)<•»» о> <»« 1* *

• обосновать и реализовать проект по реконструкции действующих систем водоснабжения малых юродов Московского peí иона

Методы исследования В процессе выполнения работы автором были созданы экспериментальные установки по изучению кинетики и стажки сорбции и регенерации фильтрующих материалов

Современными физико-химическими методами (ИК-спектроскония, атомно-абсорбционная спектроскопия, колориметрия и др) изучен механизм очистки подземных вод На модельных образцах огработан процесс очистки подземных вод различными материалами и проведены расчеты для проектирования фильтрующих установок и техпроцессов

В качестве объектов исследований взяты подземные воды Подольско-Мячковского и Алексино-Протвинского водных горизонтов, поскольку они являются типичными и наиболее сложными для Российской Федерации, этими водами обеспечивается большая часть Московской области.

Научную новизну характеризуют следующие основные результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:

• разработано новое научно-технологическое направление, связанное с созданием комплексных автономных систем и технологических процессов рационального использования подземных вод,

• впервые, с учетом геоэкологических факторов, разработаны научные основы и предложена модель рационального использования и охраны подземных вод питьевого назначения,

• на основе проведенных комплексных теоретических и экспериментальных работ с применением математического моделирования выбраны природные и синтетические материалы на базе отечественного сырья для организации промышленного процесса очистки с i очных вод от различных физических и химических примесей, с учетом постоянного появления в подземных водах в последнее время новых зафязнений (нефтепродукты, соли тяжелых металлов и др ), предложены вновь синтезированные высокоэффективные

фанучированные сорбенты цечевою действия - «Новсорб», комгпексы переходных металлов и сложных органических соединений,

• экспериментально получены и обработаны фундаментальные кинетические зависимости скорости фильтрации и сорбции основных примесей в воде различными классами фильтрующих материалов, с оптимизацией их физико-химических свойств,

• впервые на основе комплексных теоретических и экспериментальных работ разработаны непрерывные безотходные гехноло! ические процессы очистки подземных вод, которые защищены патентами Российской Федерации,

• на основании системного анализа и экспериментальных исследований даны рекомендации по выбору оптимальных условий режима обеззараживания воды с использованием наиболее прогрессивного и экономичною способа - ультрафиолетовой обработки с помощью ртутных ламп низкого давления.

Практическая значимость В работе решена крупная народнохозяйственная и экологическая проблема - обеспечение населения доброкачественной питьевой водой. Научные разработки, приведенные в диссертации, позволяют существенно и целенаправленно улучшить качество воды, добываемой из подземных источников для питьевых целей При этом решается ряд важных социальных, экономических и экологических проблем

• население городов и районов бесперебойно обеспечивается питьевой водой нормативного качества, что приводит к значительному снижению заболеваемости фаждан любою возраста,

• значительно уменьшаются потери воды как за счет 100% возврата технологической воды, используемой для промывки фильтрующих материалов, так и более рационального ее использования конкретным потребителем,

• достигается существенная экономия электроэнергии и трудовых ресурсов засчет непрерывности и автоматизации всего технологическою процесса,

• спи/кается техногенное воздействие на окружающую среду, поскольку в технологическом цикле отсутствуют отходы Железосодержащий шлам используется для производства пигментов. С учетом мирового опыта и современных социально-экономических требований, разработан и внедрен параметрический ряд фильтров и установок для очистки подземных вод до нормативного уровня, установленного СанПиН 2.1 4 1074-01.

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы и научное обоснование новою технологического направления рационального использования потенциала подземных вод, разработка конструкций и технического задания на проектирование параметрического ряда фильтров и автономных систем водоснабжения, разработка модели фильтрования и очистки воды для питьевых целей, проведение инженерных расчетов для моделирования опытных установок и технолог ического процесса, комплексное обобщение результатов работ, разработка принципов теоэколот ического, технологическою и экономического регулирования водоотведения и водопотрсбления.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 1-ой Международной научно-практической конференции «Питьевая вода-99» г. Дзержинский, МО, 1999 г., III Международном конгрессе «Вода' экология и технология Экватэк-1998», г Москва, 1998г., IV Международном конгрессе «Вода' экология и технология Эквагэк-2002», г Москва, 2002 г, VI Международной технической выставке - конгрессе «Вода: экология и технология ЭКВАТЭК-2004» г Москва, 2004 г , Международной научно-практической конференции «Рациональное природопользование' ресурсо- и энерг осберегающие технологии и их метрологическое обеспечение», г Петрозаводск, Республика Карелия, 2004 г. XIII Международном симпозиуме «Экология 2004», г Бург ас, Болгария, 2004 г, I Международной выставке «Экоэффсктивность 2004», VI Центрально-Азиатской международной выставке водных техггологий и водного хозяйства, Казахстан, Алмагы, 2005 г VIII Международном симпозиуме-выставке «Чистая вода России 2005»

Действующие образцы фильтров неоднократно выставлялись на ряде отечественных и зарубежных выставок

Публикации. Автором опубликовано свыше 80 статей, в том числе 10 - в журналах, рекомендованных ВАК, защищено 57 авторских заявок на патент Основное содержание и результаты исследований изложены в 42 научных работах, а также в 4-х монографиях и трех патентах РФ Кроме того, большая часть материалов служебного характера, выполненных по теме диссертации, изложена в 12 научно-производственных отчетах

Внедрение. Результаты данной работы внедрены в 16-ти детских садах, школах, больницах г. Дзержинского Московской области, 12-ти детских садах и школах г. Луховицы, Московской области, в 16 детских садах и школах г. Егорьевска Московской области. Непрерывная безотходная технология очистки питьевой воды производительностью 9600 м3/сутки внедрена на водозаборном узле в г. Егорьевске Московской области. Имеются Акты о внедрении.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 184 наименований, в том числе 42 - иностранных авторов. Общий объем работы составляет 192 страницы, в том числе: 152 страницы основного текста, 50 рисунков, 50 таблиц, 9 страниц библиографии, 31 страницы приложения.

Представленные работы в основном выполнены в Дзержинском муниципальном унитарном предприятии «Центр-Экология» и филиале «Угреша» Международного университета природы, общества и человека «Дубна».

Содержание работы

В первой главе проведен исчерпывающий анализ природного потенциала источников водоснабжения урбанизированных рет ионов России, экологического состояния подземных вод, способов их очистки Дана общая геоэкологическая оценка обеспечения населения Российской Федерации доброкачественной питьевой водой

Приведены данные по геоэкологическим факторам, влияющих на формирование химического состава природных вод, дана классификация природных

примесей, способов их очистки Показано, что на территории России более 17% водных объектов отнесены к классу очень загрязненных Отмечено, что 40% распределительных систем находятся в аварийном сосюянии, при этом в России было заре! истрировано около 75 случаев аварий только в течение последних 2-х лет, потери воды составили 20% от общею объема Приведена карта подземных вод хозяйственно-питьевого назначения, проведен детальный анализ существующих технологий очистки подземных вод, а также фильтрующих установок и систем

По данным Государственного доклада состояние питьевою водоснабжения в России и части территории Московского региона характеризуется длительной интенсивной эксплуатацией подземных вод, главным образом, каменноугольных отложений для хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения. Современный реальный отбор подземных вод на этой территории достигает 3,5-4 млн. м3 в сутки. Подземные воды обеспечивают более 90% потребности области в воде питьевого качества. Хозяйственно-питьевое водоснабжение населения г. Москвы основано, преимущественно, на поверхностных водах, что в связи с прогрессирующим загрязнением значительно снижает надежность систем хозяйственно-питьевого водоснабжения города (таблица 1).

На территории области выявлено и разведано более 260 месторождений (участков) подземных вод, предназначенных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, что составляет около 6% полного количества месторождений на территории России. Большинство месторождений подземных вод небольшие, с эксплуатационными запасами, составляющими 10 тыс. м Усут.

Более чем в 80% случаев на разведанных месторождениях отбор подземных вод не превышает 5 тыс. м3/сут Водозаборы с производительностью более 20 тыс. м3/сут составляют всего около 5%.

Таблица 1

Среднесуточное водопотребленис подземных питьевых вод в Московской области и Москве, гыс м3/сут

Регион Подземные воды

Хозяйсгвенно-пптьевое Производственно-техническое Всего

Московская область 2727 160 2887

Москва 59 124 183

Всего 2786 284 3070

Из 78% месторождений, разведанных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, подземные воды используются также, в том или ином объеме, и для производственно-технического водоснабжения В Российской Федерации, в целом, эта величина составляет 52%. Примерно такое же соотношение характерно для водозаборов, эксплуатирующихся на участках с не утвержденными запасами

Несмотря па достаточность ресурсов подземных вод для областных нужд (даже с учетом намечаемого использования части из них для резервного водоснабжения г. Москвы), задача устойчивого обеспечения населения области доброкачественной питьевой водой относится к числу наиболее актуальных и социально значимых, поскольку причиной многих глобальных и региональных экологических кризисов является дефицит доброкачественной воды.

В Московском регионе основные водоносные горизонты, используемые для водоснабжения, приурочены к каменноугольным отложениям, залегающим на глубинах от 20 м на юге области и до 200 м на севере. Подземные воды в этих горизонтах имеют напорный режим фильтрации с величиной напора от нескольких до 150 м.

В связи с интенсивным отбором подземных вод произошли значительные изменения гидрогеологических условий, проявившиеся в снижении уровней подземных вод, в отдельных местах ухудшении их качества; по большинству месторождений истек срок утверждения запасов, в отдельных районах изменилась водохозяйственная обстановка

На территории Московскою региона (совместно с г. Москвой) по состоянию на 01 01 2003 г учтено 4,9 млн м3/сут ресурсов подземных вод, что составляет около 13% от аналогичного показателя по Российской Федерации Из них 5,8 млн м3/сут числятся подготовленными к промышленному освоению

В настоящее время ежесуточно добывается пресных подземных вод в количестве 3,3-3,5 млн м3/сут Перспективная потребность в воде на 2010 г составляет 4,7-9,3 млн м3/сут.

В такой развитой стране, как Германия, природные запасы воды составляют 182 млрд/м3, хотя иногда бывает нехватка воды рс!ионалыюго и сезонною характера и не все запасы по качеству годятся для водоснабжения Сравнение имеющихся потерь в системах водоснабжения в ряде стран показывает, что в Московской области этот показатель очень высок (28%), в то время как доля водопотерь в Германии составляет в среднем около 9%. На рис. 1 приведены данные по водопотерям в европейских развитых странах.

Россия, Московская область Испания Италия Франция Англия Дания 1 Германия

О

10

15 20

Водопотери,%

25

30

Рис. 1. Водопотери в развитых странах Более рациональное обращение с водой позволяет уменьшить расход в промышленности и домашнем хозяйстве, и если в Германии расход в домашнем

хозяйстве составляет сегодня 130 л на человека в день, то в Московской области аналогичный показатель приближается к цифре 300 л

Для регулирования технологических, геоэкологических и экономических аспектов водного хозяйства, нами разработаны семь принципов, которые в совокупности с существующим в России законодательством позволят более эффективно осуществлять контроль над запасами воды, улучшить качество воды и уменьшить экономические издержки на водоотведение и водонотребление. 1 Принцип интергенерации: временной горизонт составления и рассмотрения водохозяйственных планов, нормативно-правовых актов и других решений должен соответствовать временному горизонту их действия. Новые законы, нормативы и постановления всех уровней должны вводиться в действие повсеместно и одновременно.

2. Принцип сохранения среды обитания и компенсации ущерба■ все мероприятия, направленные на усовершенствование системы водоснабжения и водопопотребления в целом, не должны содержать элементы, которые могут представлять потенциальный риск нанесения ущерба окружающей среде. Напротив, они должны в обозримом будущем приводить к ее улучшению При этом компенсации за ущерб и стоимость за использование ресурсов возлагаются на виновного.

3. Принцип интеграции и единства■ водные ресурсы рассматриваются как ключевой геоэкологический элемент окружающей среды, при этом планирование в других областях использования природных ресурсов должно интегрировать водохозяйственные и водоохранные требования.

4 Принцип регионстъности и местного самоуправления• каждый регион несет полную ответственность за свои ресурсы, охраняет жизненное пространство, а органы местного самоуправления отвечают за качество, количество, учет и постоянное уменьшение норм потребления питьевой воды

5 Принцип надежности качества кооперации и сотрудничества между органами вгасти и хозяйствующими субъектами при принятии принципиальных водохозяйственных решений учитываются интересы всех сторон, в том числе

экономические Одновременно поощряются инициативы групп граждан, заинтересованных в уменьшении расхода воды, улучшении се качества и увеличении запасов

6 Принцип минимизации расходов энергии, материальных и трудовых ресурсов в водохозяйственной индустрии создаются и постоянно совершенствуются энсрю- и ресурсосбере1 ающие автоматизированные технологии

7 Принцип беютходности и экологической безопасности• в процессе добычи, отработки и использования питьевой воды сводятся к минимуму сбросы, выбросы и отходы, загрязняющие окружающую среду, которые следует использовать как вторичное сырье для создания других полезных продуктов

Эти принципы с вытекающими из них геоэкологическими последствиями, в значительной мере, были использованы в ходе выполнения настоящей работы.

Впервые создана и реализована действующая модель питьевого водоснабжения, которая решает основную задачу водохозяйственной деятельности -обеспечение населения питьевой водой нормативного качества при минимизации воздействия на окружающую среду.

На рис 2 приведена общая схема модели, включающая добычу, подготовку и использование питьевой воды в народно-хозяйственном комплексе. Условно её можно разделить на 2 этапа

Этан I Добыча воды из артезианской скважины и централизованная очистка на водозаборном узле (ВЗУ). В настоящей работе использованы воды из двух водоносных горизонтов - Подольско-Мячковского и Алексино-Протвинского, поскольку они весьма характерны для Российской Федерации и наиболее сложные с точки зрения очистки по химическому составу

Подольско-Мячковский горизонт зале1аег на ыубине 49-58 м, уровень водоносного слоя находится на глубине 62-70 м, что на 5,2-16,7 м ниже кровли водоносного горизонта В 1964-1968 гг уровень располагался на 5,8-9,8 м ниже кровли продуктивного пласта, средняя скорость снижения уровня за период 19642002 гг составляет 0,15 м/год

Чистая вода от скважины до дома

БОЛЬНИЦА

УСТАНОВКА водоподготовки НА ВОДОЗАБОРНЫХ УЗЛАХ ГОРОДА

О

у V/

МАГИСТРАЛЬНЫМ ВОДОВОД

СКВАЖИНА ДО 250М

) ФИЛЬТР ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

РАЗВОДЯЩИЕ СЕТИ

ШКОЛА

ДЕТСКИЙ САД

^ ш • *

ПРОМЫШЛЕННОЕ ЖИЛОИ МАССИВ ПРЕДПРИЯТИЕ

Ь УСТАНОВКА ЛОКАЛЬНОЙ очистки

Рис. 2 Общая схема модели, включающая добычу, подготовку и использование питьевой воды в народно-хозяйственном комплексе

Алсксино-Протвинскии водоносный горизонт залегает на глубине 160-180 м, пьезометрический уровень подземных вод располагается на глубине 70-110 м, средняя скорость снижения уровня за 1993-2001 гг составляет 1,3 м/юд.

Приведенные данные о состоянии водоносных горизонтов показывают, что в результате интенсивной эксплуатации оба горизонта становятся нанорно-безнапорными, имеющими денрессионные воронки, происходит постоянное снижение уровня артезианских вод, т с. приходная составляющая водного баланса меньше расходной, что влечет за собой падение уровня подземных вод, уменьшение их запасов и, как возможное следствие, ухудшение качества воды.

Вода в обоих водоносных горизонтах не соответствует требованиям СанПиН 2 1.4.1074-01 из-за повышенной мутности 2,74-2,8 ЕМФ, жесткости 8,96-9,64 ммоль/дм3, железа 0,6-2,2 мг/дм3, аммонийного азота 2,1-2,5 мг/дм3 и требует очистки Интегральная оценка загрязнения подземных вод в Московской области приведена на рис. 3

жг»!о? „..

'р ^

1агрячиены пгрвыЛ и второй

киме горизонты о л.<~ ш» '"'"вч '

■»¿грил^и пераый от гювгрхл'хтн о^*^ ,

шщпгмйыи [ори«»нг »торой о» *!> С? ^ » _у

тов^хносн водоносный горкзон- ' <_ ^¡Т*^ *

. Т НИ) I пиши«*И <Л Ш [>!ЦЦ*-|1ИЛ < ,

|)Ялгчм периык от мыверхно« ти г—— ^

й«»лоиг>гный горизонт гашиш<.н от загрязнения ,

торой >г юлррхно^тн иоаоногнын горточт ^ ф

ночгсмпиг ноли I ицищсны .г «/рячнення по инным хлмиче» ко! о анз тнза мгря^ж инс чйди'чны* ко I ®

к. и Л но пен л ииформашп

Рис. 3 Интегральная оценка загрязнения подземных вод в Московской области

Этап 2. Транспортировка воды до потенциальных потребителей и ее доочистка различными фильтрами в зависимости от целевого назначения и социальных групп потребителей:

- детские сады, школы, больницы и др.;

- квартиры,

- производственные предприятия различных форм собственности.

Доочистка воды конкретно у потребителей связана с тем, что при

транспортировке воды по трубопроводам, она загрязняется вторично и очень часто приходит к потребителю ненормативного качества. В таб 2 приведены данные, полученные при изучении качества воды от ВЗУ до конкретной квартиры («в кране») в г. Дзержинском, Московской области

Более характерные данные были получены при обследовании качества воды на разных этажах жилых домов по конкретным адресам. В таб. 3 приведены эти данные, показывающие значительное улучшение качества воды «у крана» после установки разработанного фильтра «Аквашанс-У2»

Таблица 2

Качество питьевой воды в конкретном доме и квартире

Показатель Значение Норма по СанПиН 21 4 1074-01

Очищенная вода Ввод в дом Кв 102, д 24, ул Ленина

1 2 3 4 5

1 Запах, баллы 1 2 3 2

2 Вкус, баллы 0 3 4 2

3 Цветность, град 10 40 35,6 20

4 Мутность, мг/л 0,2 0,61 5,33 1,5

5 рН 7,45 7,5 7,63 6-9

6 Железо общее, мг/л 0,64 1,43 8,74 0,3

7 Жесткость общая, мг-экв /л 10,2 10,15 10,15 7

8 Полифосфаты, мг/л не обнар не обнар не обнаружен 3,5

9 Сульфаты, мг/л 690,5 408 405 500

10 Сухой остаток, мг/л 42 650 660 1000

11 Хлориды, мг/л 0,5 42 42 350

12 Нитраты, М1/л 0,048 0,52 0,58 45

13 Нигриты, мг/л 0,098 0,116 1

Таблица 3

Качество питьевой воды до и после внедрения установки в конкретной квартире

Содержание железа

До внедрения установки Исходящая артезианская вода ВЗУ, выход в город Угрешская, д 14 Угрешская, д 18 Ленина, л 22', к 1

1 ^ 6 эт 15эт 1)т 7эт 14 э 1 эт 5 эт 9 эт

1,4 0,6 3,5 0,68 1,35 0,4 5 0,45 4,8 1,2 ос 0,64

После внедрения 1,5 0,1 0,15 0,14 0,13 0,2 2 0,26 0,16 0,26 0,22 0,26

Норма по СанПиН 0,3

Глава 2 посвящена обоснованию и выбору технологических схем рационального использования подземных вод Анализ мирового и отечественного опыта по созданию водоочистных установок позволил разработать новые научно обоснованные требования к проблеме комплексной очистки питьевой воды, а именно:

1) по фильтрующим материалам-

- отечественная сырьевая база,

- долгопрочные и удобные в эксплуатации;

- легко регенерируемые,

- относительно дешевые и экологически безвредные (отсутствие вторичных эффектов).

2) по фильтрам:

- непрерывные и высокопроизводительные;

- удобные в эксплуатации,

- прочные и долговечные,

- пригодные для полной автоматизации

3) по техноло! ии очистки

- непрерывная, высокопроизводительная, экологически чистая;

- безотходная,

- полностью автоматизированное энергосберегающее производство Исходя из вышеизложенных требований, были созданы водоочистные

установки малой производительности до 100 л/час, средней производительности -до 5м3/час и большой производительности до 50м3/час и более.

В качестве фильтрующих материалов в основном были изучены цеолиты и кварцевые пески различных месторождений, шумгит, сорбент «Новсорб», вновь

синтезированные перспективные материалы на основе комплексных соединений переходных металлов

Для цеолиговой за1рузки исследованы два вида клипоигилозпта месторождений Сокорпица и Холинское Было установлено, что цеолиты обоих месторождений обладают примерно одинаковыми свойствами по сорбции ионов аммония (ЫН4+), что наглядно показано на рис 4 и 5 Ар, мг/л

с/сО 1 2

1

се 06 04 02

0 2 4 6 В 10 12 14 18 18 20 22 24 26

Рис. 5 Кинетика адсорбции ионов аммония на цеолитах

Следует отметить, что изотермы сорбции являются линейными и обеспечивают достаточную глубину очистки при соответствующей кинетике фильтрования. На рис 5 приведены кинетические кривые сорбции, показывающие достаточно высокий уровень извлечения ионов аммония. Расчет

1,2,3 - фракция - Сокорпица, 5,6 - фракция - Холицского месторождения

кинетических коэффициентов проводится по модели внешнедиффузионной кинетики

ди/д1 = Р(С - Г'(а)), где а концентрация в сорбенте (цеолите), мг/г сорбента, с - концентрация аммония в воде, мг/л, / - время, /(а) - функция, обратная изотерме С помощью решения этого уравнения рассчитаны кинетические коэффициенты для различных загрязняющих компонентов С этими данными, и используя известную зависимость кинетического коэффициента от скорости V и зернения с1, был рассчитан оптимальный размер зерен цеолита, который составил 2-3 мм. Аналогичным образом рассчитывался размер частиц кварцевого песка (0,8-1,2 мм) и других фильтрующих материалов («новсорб», комплексные соединения) Химический состав кварцевого песка, выпускающеюся на различных предприятиях, приведен в таблице 4

Таблица 4

Химический состав кварцевых материалов различных предприятий

Оксид Содержание оксидов в песках, мас.%

Карьер «Гора Хрустальная» ЗЛО Хохольский песчаный карьер» Погранское объединение карьеров ГПП «Карельские кварци гы» /проектируемое/ АО «Золотой остров» Аквагран, Германия

8Ю2 97,5 94,7-97,5 76-84 98,5 98,00 97,5-99,4

Р20, 0,31 0,35 0,52 2 4 0,16 0,22 0,01-0,03

ИзО, 0,98 0,48-1,63 8-12 0,60 0,70 0,13-0,35

ТЮ2 0,04 нет данных нет данных не! данных 0,04 0,05-0,1

СаО 0,08 0,48-2,18 нет данных нет данных 0,15 нет данных

М°0 0,13 нет данных лет данных нет данных 0,13 нет данных

К20 0,44 пег данных 5-10 0,15 0,19 нет данных

№20 0,20 нет данных 5-10 нет данных 0,16 нет данных

ППП 0,32 нет данных нет данных 0,41 нет данных

Всего 100 100

Стандарт, ТУ 5717-00116767071-95 571710592562-97 5711-00203987739-97 В стадии разработки 390147001160-97 Ш1М1 %23

Для инженерных расчетов обычно используется метод определения кинетических параметров, основанный на совмещении теоретических кривых и

экспериментальных, полученных в определенных условиях проведения опьпа (рис 6)

с/с0

Рис 6 Динамические выходные кривые сорбции ионов аммония на цеолитах при внешпедиффузионной кинетике и линейной изотерме сорбции

Наиболее распространенным и дешевым фильтрующим материалом является кварцевый песок, который производится в России на пяти предприятиях

На рис. 7 приведен гранулометрический состав некоторых наиболее применяемых фракций песка различных предприятий.

С учетом расширения класса загрязняющих примесей в подземных водах (нефтепродукты, соли тяжелых металлов и др) в качестве перспективных соединений - фильтрующих материалов были синтезированы и положительно опробованы сложные комплексные соединения переходных металлов с ороничсскнмп лшандами - уразолом (СгИзОгНз), гидразодикарбонамидом (Сг^ОгНб), гидразодитиоамидом (Сг^ЗгНе)

0 1 2 3 4 5

Размер отверстий сита, мм Рис. 7 Гранулометрический состав некоторых Песковых фракций различных

предприятий

Некоторые физико-механические характеристики кварцевых материалов приведены в таб. 5.

Таблица 5

Физико-механические характеристики кварцевых материалов

№ п/п Показа [ель Карьер «Гора Хрустальная» ЗАО Хохольский песчаный карьер» Погранское объединение карьеров гпп «Карельские кварциты» /проектируемое/ АО «Золотой остров»

I 2 3 4 5 6 7

] Плел ность, ы/м3 2650 1480-1520 2600-2700 2680 2650

2 Насыпная масса, кг/м3 1250-1350 не г данных 1320-1350 1500-1600

3 Пористость, % 36-41 нет данных не менее 40 35-40 нет данных

4 Измельчаемой ь ,% 2,6 нет данных не более 4 3 нет данных

5 Истираемость, % 0,15 нет данных не более 0,5 не более 0,4 нет данных

6 Условная механическая прочность 0,4(1,0) нет данных до 1,0 нет данных нет данных

7 Содержание пылевых и ыинистых частиц, %, не более нет данных 0,2 0,8 HCl данных нет данных

Характерные кинетические кривые поглощения нефтепродуктов на шунгитс и сорбенте «Новсорб» приведены на рисунках 7а и 76.

40 60 80 100 время контакта, мин

Рисунок 7а Кинетика поглощения нефтепродуктов на шунгите и сорбенте «Новосорб» ряд 1 - Сии=7,5 мг\л, фракция шунгита 1-5 мм, ряд 2 - Сисх=4,5 мг\л, фракция шунгита 0,5-2 мм ряд 3 - Сисх=7,5 мг\л, сорбент «Новосорб»

2 4 6 8 10 12 14 концентрация НП (равновесная), мг\л

Рисунок 76 Изотерма адсорбции нефтепродуктов на шунгите, Г=200С

В третьей 1лаве исследованы и разработан комплекс методов и аппаратурном ехпических средств для очистки вод подземных источников

Стационарный фтьтр тонкой очистки «Аквашанс-УЮО» Комплексное исследование физико-химических и эксплуатационных характеристик природных сорбентов (цеолиты и кварцевый песок), а также изучение рынка потребления водоочистных устройств позволили в настоящей работе создать комплексную систему очистки питьевой воды от широкою спектра примесей.

Принципиальная схема водоочистной установки приведена на рисунке 8

^чистая вода к потребителю

Рис. 8 Принципиальная схема водоочистной установки

Данная схема реализована в стационарном фильтре «Аквашанс-УЮО», защищенном Патентом РФ Он предназначен для улучшения качества питьевой воды, очистки ее от тяжелых металлов, железа, аммонийного азота, устранения неприятных привкусов и запахов из питьевой водопроводной воды, используемой в системе общественною питания предприятий, гостиниц, ресторанов, детских учреждений, больниц, профилакториев, домов отдыха, воинских частей и тд Некоторые характеристики устройства представлены в таб 6 Эффективность очистки определялась на модельных образцах воды, приведенных в таб 7

Таблица 6

Технические характеристики фильтра

№ п/п Наименование параметра Рдиницы

1 Производительность, л/час не более 500

2 Температура воды перед фильтром, °С не более 35

3 Ресурс работы основного фильтра 3-5 лет

4 Давление воды перед фильтром, кгс/см2, не менее 2,5

5 Масса аппарата в сухом состоянии в рабочем состоянии, ме более 24

48

Таблица 7

Эффективность очистки питьевой воды установкой «Аквашанс-УЮО»

№ п/п Вредные вещества Степень очистки, не менее

1 Запах 80-95%

2 Привкус 95%

3 Мутность 75-90%

4 Цветность 75-90%

5 Жесткость 30%

6 Железо 80-95

7 Тяжелые металлы 80-90

8 Нефтепродукты 70-90%

9 Аммонийный азот 30-50%

Общий вид «Аквашанс-У 100» приведен на рис 9 На водоочистное устройство

«Аквашанс-УЮО» получен

сертификат соответствия № РООС 1ШПВ01 А00800, а также гигиенический сертификат №077 МЦ 02969 Т48391 Ф8 от 20. 10 2001 г

Рис. 9 Общий вид «Аквашанс-УЮО»

Фтыпр малой проитодитепъности «Акваиитс-У2»

Для широкого использования в домашних условиях специально разработан фильтр малой производительности «Аквашанс-У2» (рис 10), который предназначен для улучшения качества холодной водопроводной питьевой воды устранения запаха, цветности, снижения жесткости, а также очистки ее от хлоросодержатцих соединений, тяжелых металлов, железа, аммонийного азота

йк®.-;-

Фильтр рассчитан для семьи из четырех человек и рекомендуется устанавливать на кухне под раковиной в систему подачи воды Технические характеристики фильтра «Аквашанс-У2» приведены в таб. 8

Рис. 10 «Аквашанс-У2»

Таблица 8

Технические характеристики фильтра «Аквашанс-У2»

№ н/н Наименование параметра Единицы

1 Производительность, л/час не более 200

2 Ресурс работы фильтра не ограничен

3 Масса, кг 8

4 Корпус - пищевая нержавеющая сталь марки 12X18И1 ОТ

5 Ре1енерация фильтрующего материала производится на месте

В таб 9 приведены данные по реальной эффективной работе филыра в 1СЧСНИС пяти лет

Таблица 9

Эффективность работы фильтра «Аквашанс-У2»

Л° п/п Вредные вещества Степен1> очистки, % Примечание

1 Запах 80-95 По СаНПиН <2 баллов

2 Привкус 95 По СаНПиН --8 баллов

3 Мутность 75-90

4 Цветность 75-90 По СаНПиН <2 баллов

5 Жесткость 35-40 По СаНПиН П mi-жв/л

6 Железо (III) 80-95 Менее 0,3 чг/т

7 Тяжелые металлы 80-90

8 Аммонийный азот 30 Менее 2 mi/ji

Непрерывный фтьтр большой производитетьности «Акваиюнс-УН5 50 Основным недостатком фильтров большой производительности является периодичность их работы, те для осуществления технологического процесса регенерации фильтрующего материала необходимо каждый раз останавливать работу фильтра и производить промывку загрузки под высоким давлением большим количеством чистой воды в режиме противотока К примеру, для фильтров ФОВ (разработка Академии коммунального хозяйства) с производи 1слы10стьш 50 м3/час при содержании железа (III) в воде 0,7-1,5 мг/л требуется в сутки один раз остапавтивать фильтр и в течение 30 мин обрашым потоком из резервуара чистой воды промывать песок При этом объем промывной воды составляет ~ 10-15 м3 Этот процесс достаточно энерюемкий и трудоемкий и в целом приводит, в лучшем случае, к потере воды около 10% от общего объема

Нами разработана новая конструкция непрерывного фильтра, который лишен вышеуказанного недостатка На рис 11 схематично изображено устройство фи 1ьтра Фи 1ыр непрерывной очистки жидкости содержит корпус, состоящий из ни шндрической обечайки 1, сочлененной с по 1ым конусом 2, распределительный конус 3, коллектор, выполненный из верхнего 4 и нижнего 5 конусов, с |ужащий для подвода очищаемой жидкости от патрубка 6 через кольцевую щель 7 и образующий с распределительным конусом 3

распреде ni ie ihiiyio ко [ьцевую щель 8, обеспечивающую постушсиие очищаемою реагента в iioibin конус 2 и очищаемой ли (кости вверх через слой очищающего релеша В корпусе, выше распрсдс mie ibiioro конуса 3, стационарно установ icua, по меньшей мере, одна винтообразная по отношению к оси корпуса персюродка 9, угол наклона коюрой в каждой ючке по отношению к вертикали не более уг ia естественного oiKoea очищающего реагсша

Таблица 10

Основные технологические характеристики фильтра

Лги/и Характеристика Значение Примечание

1 Производительность 50м7час

2 Филырующая загружа Кварцевый песок фракции 0,8-12 мч Производитель «Гора Хрустальная»

3 Общий объем загрузки, м' 15,5

4 Масса фичьтра, т 2,35

5 Масса в рабочем состоянии 50 т

6 Геометрические размеры фильтра Высота цилиндра, мм - 4505

Диаметр цилиндра, мм - 2542

Высота конуса, чм - 2245

Диаметр конуса, чм- 2542

Рис. 11 Схематичное уироиство филыра

Рис. 14 Общий вид фильтра «Аквашанс-УН 5 50»

Был изготовлен и испытан в промышленных условиях непрерывный фильтр «Аквашанс-УН5 50» производительностью 50 м3/час Основные технические характеристики фильтра приведены в таб 10 Следует отметить, что фильтр полностью изютовлен из нержавеющей стали марки Х12Н10Т На фильтр разработана конструкюрская документация AB 02.1500000СБ

Разработана техноло!ИЯ изготовления параметрического ряда фильтров от 5м3/час до 50м3/час Дальнейшее увеличение производительности возможно nyiey модульною построения всего технологического процесса На фотографии i (рис 15) представлен общий вид филыра «Аквашапс-УН 5 50» в реально

работающей установке Разработка защищена Патентом Российской Федерации

В четвертой главе приведены результаты по созданию pecypcoc6epei агощих безотходных автономных систем непрерывной подютовки воды питьевого качества и хозяйственно-бытового назначения Разработка и внедрение схем водонод!отовки с замкнутым циклом очистки, исключающим потери питьевой воды и вредные выбросы благодаря минимальному применению химических peaicirroB, является одним из перспективных направлений в решении

комплекса проблем по оздоровлению населения, рациональному испо 1ьзованию питьевой воды, улучшению организации питьевого водоснабжения, сохранению природных ресурсов и охране окружающей среды

Нами разработана непрерывная замкнутая технология обезжелезивапия подземных вод с минимальным применением химических реа1ентов Поставленная цель достигается посредством следующих решений

• использования оригинальной техноло! ии очистки питьевой воды на основе непрерывно работающих фильгров;

• применения предварительной принудительной аэрации очищаемой воды с дозированием, в случае необходимости, небольшого количества окислителя (раствор перманганата калия),

• использования в качестве фильтрующей загрузки природных материалов,

• организации замкнутого цикла водоподготовки с возвратом осветленных промывных вод в голову процесса и получением товарного продукт из железосодержащего шлама

Технология на основе непрерывных фильтров обеспечивает одновременную фильтрацию (очистку) воды и промывку отработанного слоя фильтрующей загрузки с отводом промывной воды, которая осуществляется в верхней части фильтра в устройстве для промывки фильтрующс1 о материала

Фильтрующая загрузка с помощью насоса-аэрлифта подается в устройство для промывки, где отмывается от осевших загрязнений чистой водой.

Принципиальная схема безотходной технологии непрерывной очистки питьевой воды приведена на рис 15.

Природную подземную воду, содержащую до 3 м1/л Ре2+, подаю! в аэратор 1, где происходит се насыщение кислородом воздуха за счет естественной аэрации и окисление Ре2^ до Ре3^ Далее вода поступает в фильтрационное устройство, где движется противотоком (снизу вверх) фильтрующему матсриа 1у, который опускается сверху вниз и с помощью аэртифта поднимается д ¡я промывки в верхнюю часть фи 1ьтр)юше1 о устройства Очищенная во и

подвергается доинфекцни ультрафиолетовым излучением и направляется потребителю Промывные воды, содержащие Ре'", направляют на разделение в аппарат 4 фильтрацией, сепарацией или отстаиванием, нос ю чего жидкая фаза (осветленная вода) возвращается в начало процесса очистки, а твердая фаза выводиIся из процесса и направился на переработку в производство пигмента для красок

Воздух 9

Вода

А

8 /

ооезвоженныи ■«- шлам в 1 шлам \

производство

Осветленная пром. вода

пигмента

Рис. 15 Принципиальная схема непрерывной очистки питьевой воды

1- а)рационная емкосгь, 2 - воиуходувка, 3 - дозатор КМ11О4, 4 - динамический фильтр,

5 УФ-обеззараживание, 6 аппарат для осветления промывной

воды,

7 фильтр-пресс, 8 - камерная печь, 9 - компрессор

Разработанная технология обеспечивает очистку воды по показателям, представленным в таб ] 1

В качестве фильтрующей загрузки используется кварцевый песок отечественного производства (месторождение гора Хрустальная)

Были проведены исследования по определению оптимальных параметров процесса промывки песка на установке непрерывной водоиодютовки

Таблица 11

Показатели очистки воды

№ Показатель Поступающая на очистку вода Выходящая после очистки вода

1 Мушость, мг\л 1,5-2,5 <1,5

2 Желею общее, мг\д 0,8-3,4 <0,3

3 Аммонийный азот, м;\л 2-2,8 1,5-2

4 Мар1 анец, мг\л 0,1 0,05

В качестве параметров процесса рассматривали соотношение потоков промывной воды и песка в устройстве для его промывки, объем образующейся промывной воды, содержание железа в очищенной и промывной водах.

Полученные зависимости, представленные на рис 16-19, позволили определить параметры процесса промывки песка, обеспечивающие необходимую степень очистки воды, с образованием минимального количества промывной воды с максимально возможным содержанием железа в ней, и составили, отношение потоков промывной воды и песка в устройстве для его промывки должно быть примерно равно 1.

Железосодержащий шлам после концентрирования перерабатывается в красно-коричневый пигмент для красок, который, по содержанию основного вещества (96% Ре203), содержанию летучих веществ (менее 0,5%), массовой доли водорастворимых веществ (менее 0,7%), маслоемкости (44г масла\100 г пигмента) и другим показателям, отвечает существующим нормам

| 0 -,-,---,-

0,6 0,7 1 1,6 2

отношение потоков промывной воды и песка

Рис 16 Зависимость концентрации железа в промывной воде от отношения по I оков промывной воды и песка

06 ОТ 1 16 2

отношение потоков промывной воды и песка

Рис. 17 Зависимость объема промывной воды (от 1-го фильтра) от отношения потока промывной воды к потоку песка

0 35

о--

0,6 1 16 2 отношение потоков промывной воды и песка

Рис. 18 Зависимость содержания железа в очищенной воде от отношения потоков промывной воды и песка

0 6 0 7 1 1,6 2

отношение потоков промывной воды и песка

Рис. 19 совмещенный график ¡ависимосш параметров процесса 01 отошения потоков промывной воды и псска 1- объем промывной волы, обр<нующейся 01 1-ю фильтра, м1 час, 2- концентрация железа в очищенной воде, мгл,

3- содержание железа в промывной воде, мгл

В главе 5 приведены данные по обоснованию и основные игоги реализации проекта по внедрению разработанной системы автономною водоснабжения Первая непрерывно работающая установка очистки питьевой воды внедрена на ВЗУ в городе Е]орьсвске Московской области в 2003 т.

Конструкция фильтров, входящих в состав установки, обеспечивает одновременную фильтрацию воды и очистку фильтрующего материала (кварцевого песка) от задержанных на нем загрязнений Технические параметры автономной системы приведены в таб 12.

Таблица 12

Технические параметры

№ Наименование параметра Единицы измерения Значение

На входе На выходе

1 Производительность м3/час м3/ час До 400 До 400

2 Качество воды

2 1 РН 7,6-8,8 8-9

22 Железо общее мг/л 3 Не более 0,3

23 Мутность мг/л 2,5 Не более 1,5

24 Цветность градусы 30 Не более 20

3 Фильтрующая поверхность ч' 5 х 8-40

4 Высота песочного слоя в каждом фильтре м 2

5 Зернистость кварцевого песка мм 0,7 1,2

6 Скорость фильтрования м / час До 10

7 Количество воздуха для аэрации исходно воды в ] -ой аэрационной емкости нм3/ час 20-50

Комплексная безотходная технология очистки питьевой воды (рис. 20) состоит из следующих основных аппаратов восьми непрерывных фильтров, двух аэрационных емкостей, двух компрессорных станций, двух воздуходувок, центробежных насосов и соединительных трубопроводов

Трубопроводы подачи воды и сжатого воздуха оборудованы встроенными пневматическими и ручными клапанами и другой запорно-регулирующей арматурой и КИП На трубопроводах для подачи воздуха установлены фильтры для отделения влаги и масла В состав установки входит система автоматическою регулирования режимов работы

БЕЗОТХОДНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

лс гая вода

4.1 Ч\Я ПОДЛ.

ЛИЛЬТР\Т

ГРСМЫСПАЛ ВОД "V

„ ВОДА ИЗ ОТ1_ ТОИНИМЛЬ

в производство 1и1мщт

Рис. 20 Комплексная безотходная технология очистки питьевой воды

Устройство н работа автоматической системы управления (АСУ)

Структурная схема АСУ для двух ветвей установки очис1ки питьевой воды приведена в инструкции УГРФ 00 00 ООО Э

ГК-4Х5

Промышленны й компьютер со БСАОА-

Мнемосхема техпроцесса V___у

Рис. 21 Схема функционирования АСУ

Основными функциями АСУ являются-

• управление установкой очистки питьевой воды,

• контроль уровня и времени выдержки воды в сборниках промывной воды

Схема функционирования АСУ приведена на рис 21. Управление промывкой фильтров каждой ветви технологической установки в режиме "Автомат" осуществляется комбинацией двух способов управления' программного управления и управления с обратной связью Включение операции промывки производится последовательным включением

клапана подачи промывной воды и, после задержки, клапана подачи воздуха на насос-аэрлифт При программном управлении промывка осуществляется в соответствии с заданной программой, которая формируется на основе двух управляющих параметров периода промывки Т„ и длительности промывки ТП1) При Тпд Ф О и Т„ = 0 промывка осуществляется непрерывно, при Т„д = Т„ = 0 промывка по программе не осуществляется

При управлении с обратной связью промывка осуществляется в зависимости от величины сопротивления фильтров, которая при постоянном расходе воды Q, непрерывно контролируемом расходомером УЗР-В (в штатном режиме расход g = Qh = 200 куб м/час), однозначно функционально связано с показаниями датчика уровня воды Р в аэрационной емкости. В качестве датчика уровня используется датчик давления (на схеме ВР1 и ВР2) типа ALFA N-500 с погрешностью измерения 0,01% от верхнего предела измерения, равного 0,1 Мпа (1 бар) Контролируются три уровня: нормальный Рн, нижний предел превышения Рпн и верхний предел превышения Рпв

При Рпн > Р>Рн промывка осуществляется по программе.

При Рпв > Р > Рпн включается внеочередная промывка, длительность

которой определяется параметром Тво

Если Р > Рпв ситуация становится нештатной' системой управления будет осуществляться непрерывная промывка фильтров Дальнейшие действия оператора должны производиться в соответствии с руководством по эксплуатации установки (Руководство по эксплуатации 20131РЭ). При Р < Рн, будет наблюдаться снижение расхода и при Q < 60 куб м/час или Р < 4 м система управления перейдет в режим ожидания Действия оператора должны производиться в соответствии с инструкцией по эксплуатации установки. Выход из режима ожидания произойдет автоматически при увеличении расхода свыше 60 куб м/час

Таким образом, процесс управления находится в одном из четырех состояний

• Состояние "Фильтрация" - уровень воды в азрационной емкости находится между номиналом и нижним пределом превышения Рпп > Р

> Рн , расход больше 60 куб м/час (0>60 куб.м/час), период Тп=1800 с, длительность промывки Тпд-600 с. Система находится в состоянии "Фильтрация" 1200 с

• Состояние "Промывка" - уровень воды в азрационной емкости

находится между номиналом и нижним пределом превышения' Рпн > Р *

> Рн, расход больше 60 куб м/час (0>60 куб.м/час), период Тп=1800 с, длительность промывки Тпд=600 с. Система находится в состоянии "Промывка" 600 с.

• Состояние "Внеочередная промывка" - уровень воды в аэрационной емкости находится между нижним пределом превышения и верхним пределом превышения

• Состояние "Ожидание" - система переходит в это состояние при О 5 60 куб м/час или Р < 4м Обратное переключение в режим "Автомат" произойдет автоматически при увеличении расхода выше 60 куб.м/час

Все переменные процесса - уровни воды в азрационных емкостях и СПВ, суммарный мгновенный расход воды в распределительных |

трубопроводах каждой ветви, суммарная подача чистой воды в городскую магистраль по всем ветвям и каждой ветви отдельно, состояние команд

»

управления клапанами подачи воздуха и промывной воды, состояние нневмоклапапов подачи промывной воды - доступны оператору для визуального контроля на мнемосхеме АСУ

Описание и работа составных частей системы приведены в документации па соответствующее оборудование и программное обеспечение

Для подсистемы ввода-вывода апалоювых и дискретных сш палов с управляющим контроллером в документах

• "Информационный, измерительный и управляющий комплекс ДГКОИТ Руководство по эксплуатации РЭ 4205-002-48531244-99 Часть 2 Техническое описание"

• "Информационный, измерительный и управляющий комплекс ДЕКОНТ Руководство но эксплуатации РЭ 4205-002-48531244-99. Часть 3 Описание программного обеспечения"

Для комплекса первичных преобразователей: • "Датчики давления с унифицированными выходными сигналами

ALPHA N, ALPHA V Руководство по эксплуатации ЕЛКА 406233.500

РЭ"

Эффективность работы установки непрерывной очистки питьевой воды зависит от целого ряда факторов Среди них основными являются

• качество поступающей воды,

• вид и количество неорганических примесей в ней;

• расход воды;

• режимы работы аэролифтов и пескомоек,

• время промывки и фильтрации и только фильтрации,

• качество изготовления и сборки, особенно таких элементов, как аэролифты и пескомойки

В таб 13 приведены рекомендуемые рабочие параметры, на которые необходимо настроить установку при вводе ее в эксплуатацию. На основании исследования режимов работы установки эти параметры уточняются.

Таблица 13

Рабочие параметры установки

Параметры При вводе в эксплуатацию При проведении исследований

Давление воздуха (5-7) бар (3,5-7) бар

При I ок воздуха к насосу-аэрофильтру 6м /час (4-7,5)м'/час

Скорость оседания песка 4мч/мин (3-6)мм/мин

Поток песка 20л/мин (15-30)л/мин

Поток промывной воды (20-30)л/мин (12-40)ч/мин

Расход во ¡духа на аэрацию 40м7час До 80м"'/час

Расход воды в первую аэрационную емкость (140-200)м'/час Г80-220)м'/час

Расход воды во вюрую аэрационную емкость (140-200)м3/час (80-220)м3/час

Экспериментальным путем определены зависимости содержания железа в очищенной воде от соотношения потоков воды и песка при различном содержании железа в исходной воде (рис 22) показало, что оптимальное отношение количества промывной воды и количества песка для исходной воды ссодержанием железа > Змг/л должно быть больше 1,5, а для исходной воды с содержанием железа ^ 3 - в пределах от 1 до 1,5.

Рис 1 Зависимость содержания железа в очищенной воде от отношения ц

-Ряд1

-Ряд2 РядЗ -Ряд.)

0 6 1 15 2 р-Опром воды\Олеска

1- 3,2-3,5 мг/л,

2- 2,0-2,3 мг/л,

3- 0,5 мг/л,

4- 0,3 мг/л

Рис. 22 Зависимость содержания железа в очищенной воде от отношения потоков промывной воды и песка я=0прОм водь/Оп«™ при различном содержании железа в исходной воде'

Приведен анализ и выбор методов обеззараживания воды. Каждая из существующих технологий обеззараживания (хлорирование, озонирование и ультрафиолетовое облучение) обладает преимуществами и недостатками по приемлемости в гехноло1 ичсском процессе, характеру воздействия на воду и его последствиям, экономической эффективности, возможностям и затратам

¡¡а внедрение технологии в существующие системы водоочиаки Выбор конкретной технологии должен основываться на комплексном анализе этих преимуществ и недостатков с гигиенической, эколо1ической, технико-эксплуатационной и экономической точек зрения

Гигиенические и экологические аспекты. Каждая из технологий (хлорирование, озонирование, УФ-облучение), если она применяется в соответствии с нормами, может обеспечить необходимую степень инактивации бактерий, в часшости, по индикаторным бактериям группы кишечной палочки и общему микробному числу.

Известно, что хлорирование является наименее эффективным по отношению к вирусам. Так, для обеспечения обеззараживания энтеровирусов необходима концентрация свободною хлора 1-2,7 мг/л после контакта 30 мин-4 час. Проведенные в последнее время исследования доказали, что традиционные схемы хлорирования во многих случаях не являются барьером на пути проникновения вирусов в питьевую воду.

Озон и ультрафиолетовое облучение имеют достаточно высокий вируцидный эффект при реальных для практики дозах, озон 0,5-0,8 мг/л при контакте 12 мин, ультрафиолет при дозе 16-40 мДж/см2.

Важно подчеркнуть, что при использовании любого из методов обеззараживания воды надежным гарантом предупреждения вторичного загрязнения и бактериального заражения питьевой воды может служить лишь надлежащее санитарно-техническое состояние водопроводной сети и связанного с ней оборудования

Одной из основных причин, из-за которых применимость традиционного метода обеззараживания хлором ставится сейчас под сомнение, является образование в воде под действием хлора хлорор!эпических соединений Хлорорганические соединения, по данным мно! очисленных исследований, по отношению к человеку обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью Среди населения, употребляющею пшьевую воду (особенно с поверхностных источников), были выявлены случаи заболевания

раком пищевода, прямой кишки, молочной железы, гортани, заболевания печени

Считается, что озонирование является экологически более чистой технологией Однако при озонировании также возможно образование побочных продуктов, классифицируемых нормативами как токсичные При этом перечень таких продуктов не меньше, чем в случае хлорирования К ним относятся брома ты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, хиноны, фонолы и другие гидроксилированные и алифатические ароматические соединения Безвредность продуктов разложения органических веществ, образующихся в результате озонирования, требует серьезных исследований.

Ультрафиолетовое облучение, в отличие от окислительных технологий, не меняет химический состав воды Многочисленные исследования показали отсутствие вредных эффектов после облучения воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые

Эксплуатационные особенности Технологическая простота процесса хлорирования, недефицитность хлора обусловливают его широкое внедрение в практику водоснабжения Однако хлор (жидкий и I азообразный) является сильнодействующим ядовитым веществом и при его транспортировании, хранении и использовании необходимо соблюдение специальных мер по обеспечению безопасности обслуживающею персонала и населения

Концентрация запасов жидкого хлора и его соединений в расходных складах хлораторных коммунальных систем водоснабжения, на площадках очистных и других водопроводных сооружений, размещенных, как правило, в пределах застройки населенных мест, представляет потенциальную опасность из-за возникновения чрезвычайных аварийных ситуаций

Метод озонирования, в отличие от хлорирования, технически сложен, и для его реализации необходимо выполнение ряда последовательных технологических операций очистка воздуха, его охлаждение и сушка, синтез озона, смешение озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой, отвод и

деструкция остаточной озоново(душной смеси, отвод ее в атмосферу Кроме того, требуется много вспомогательных процессов и оборудования

Озон вызывает активную коррозию оборудования и трубопроводов и требует использования нержавеющих материалов

Техноло1ия обеззараживания воды ультрафиопетовым изучением является наиболее простой как в реализации, так и при обслуживании УФ-оборудования При использовании этой технологии не требуется обеспечения специальных мер безопасности и привлечения специальною обслуживающею персонала Максимальное рабочее напряжение, используемое при эксплуатации УФ-оборудования, - 380 В

Принципиально отсутствует опасность передозировки, в отличие от технологии хлорирования и озонирования

Экономическая эффективность. При обеззараживании природных вод объективно наиболее дорогостоящим является метод озонирования

Это относится в равной степени как к стоимости строительства и оборудования, так и к эксплуатационным расходам, и обусловливается следующим'

• технологически сложный процесс гребует применения комплекса технических операций и разнообразного оборудования, в том числе дорогостоящего (озонаторы, компрессоры, установки осушки воздуха, холодильные установки и т. д),

• необходимо выполнение объемных строительно-монтажных работ по возведению зданий и сооружений для размещения основною и вспомогательного оборудования к устройству контактных камер в герметичном исполнении,

• при внедрении озонаторных комплексов на действующих сооружениях водопровода и канализации требуется их серьезная реконструкция, прежде всего, в части ввода в существующую технологическую цепочку и высотную гидравлического схему узла но смешению озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой (контактной камеры),

в некоторых случаях требуется организация дополнительных ступеней подкачек общего потока воды;

• для безаварийной и безопасной эксплуатации озонаторных станции необходимо внедрение оборудования и трубопроводов из нержавеющих сталей, а также создание автоматизированных систем контроля и управления процессом озонирования в целях оптимизации его в зависимости от качества исходной воды и ее расходов;

• зачастую для удаления побочных продуктов озонирования, способных оказать негативное влияние на качество питьевой воды, требуется внедрение дополнительных ступеней фильтрации с сорбционной угольной загрузкой и организация дополнительных ступеней подкачки общего потока воды либо реконструкция действующих очистных сооружении для ввода в них технологических элементов сорбционной очистки на активных углях

Суммарные капитальные вложения на строительство озонаторных комплексов с применением сорбционных методов составляют 40-60% стоимости традиционных очистных сооружений

Другие методы обеззараживания - хлорирование и ультрафиолетовое излучение, значительно превосходя метод озонирования по технико-экономическим и эксплуатационным показателям, между собой примерно сопоставимы

Сравнительная оценка стоимости квантов УФ-излучения и реагентов, используемых в процессах водоподготовки и водоочистки (по данным американских специалистов (Ригш 1пс , 1992 г), представлена в табл 14

Большой опыт по использованию водопогружных УФ-установок для обеззараживания сточных вод имеется в западных с фанах В таб 15 приведены результаты сравнительного анализа годовых эксплуатационных затрат на обеззараживание сшчных вод различными способами Среднегодовая стоимость обработки 1000 м3 сточных вод за 15 лет

эксплуатации, включая капитальные вложения и эксплуатационные расходы приведена втаб 16

Таблица 14

Сравнительная оценка стоимости

Химикат, квант УФ-излучения Стоимость 1 моля, долл. США

Cl, ио2 FcSO„ Oj Н202 Фотоны, X = 240 - 303 нм (Hg-лампа среднего давления, выход 11%) Фотоны, 1 = 185 и X ~ 254 нм (Hg-лампа среднею давления, выход 40%) 0.16 0,30 0,95 0,10 (^ стоимость осушки воздуха) 0,05 0,094* 0,025*

"Стоимость 6 1 023 квантов излучения

Таблица 15

Результаты сравнительного анализа_

Обработка Стоимоп ь, тыс, $

Хлорирование (жидкий хлор С12) + дехлорирование (ЭОг) 107

Хлорирование (жидкий хлор СЬ) + дехлорирование (Ыа-бисульфит) ПО

Хлорирование (типохлорид) + дехлорирование (БСЬ) 115

Хлорирование (типохлорид) + дехлорирование (Иа-бисульфит) 119

УФ-излучение (с учетом стоимости замены ламп) 65

Озонирование 162

Таблица 16

Среднегодовая стоимость обработки

Обработка Стоимость обработки 1000м3 сточных вод, $

Производительность, тыс.м '/сутки

4 20 40 4000

Хлорирование 8,2 5 4,2 3,5

Хлорирование + дехлорирование 11,5 7 5 4,5

Озонирование 42,5 23,2 20,7 15,7

УФ-обработка 4,5 3,5 3,2 3,0

Таблица 17

Технико-экономический анализ

Затраты Ультрафиолет Хлор Озон

Капитальные затраты Низкие Самые ниткие Высокие

Стоимость эксплуатации Самая низкая Низкая Высокая

Установка (монтаж) Простая Средней сложности Сложная

Легкость обслуживания Превосходная Хорошая Плохая

Стоимость обслуживания Самая низкая Средняя Высокая

Частота обслуживания Редко Часто Постоянно

Система контроля Превосходная Плохая Хорошая

Дезинфекция Убивает все микробы Оставляет некоторые виды Убивает все микробы

Возможность повторною роста микроорганизмов после процесса дезинфекции Низкая Средняя Высокая

Опасность Низкая Высокая Высокая

Влияние на воду Нет Органохлорные соединения, вкус и изменение рН Неизвестно

Время воздействия 0,5 - 5 с 30-60 мин 5-20 мин

В настоящее время в 35 странах мира действуют, в общей сложности, более 1000 установок по обеззараживанию сточных вод производительностью от 10 до 30000 м3/ч Эксплуатационные расходы на действующих станциях водоподготовки с применением УФ-излучения составляют 1 долл США на обеззараживание 2000 м3 питьевой воды

Весьма наглядной для выявления соотношений технико-экономического анализа альтернативных технологий обеззараживания природных вод, является таб 17, приведенная выше.

Для оценки экологической эффективности внедренной системы были выполнены расчеты согласно существующему положению Минэкономики показали высокую экономическую целесообразность реализации, что подтверждается следующими интегральными показателями • срок окупаемости - 1,57 года,

• внутренняя полная рентабельность - 142%

• экономия воды - 16%

Выводы

1 Проанализирован природный потенциал и классифицированы основные источники водоснабжения урбанизированных регионов России Проанализировано состояние источников водоснабжения в различных регионах России Показано, что более 17% водных объектов относятся к классу очень грязных, 40% распределительных систем находятся в аварийном состоянии, при этом в 2001 году в России было зарегистрировано ~ 75000 случаев аварий, потери воды составили до 20% от общею объема.

2 Обобщены основные характеристики существующих в настоящее время российских и зарубежных систем, технологий и фильтров для очистки питьевой воды малой, средней и большой производительности, дан анализ их технико-экономических характеристик Выделены основные недостатки производимых фильтров, установок и технологий

3 Доказана необходимость и разработан новый научно-технологический подход к проблеме рационального использования питьевой воды в России Она включает в себя решение трех принципиальных вопросов

• обоснованы и созданы высокоэффективные технологические схемы рационально: о использования подземных вод,

• разработаны и внедрены энерго- и ресурсосберегающие принципиально новые экологически чистых технологий очистки питьевой воды с применением известных и новых фильтрующих материалов, имеющих отечественное базовое сырье,

• создан комплекс методов и аппаратурно-технических средств, автономных систем непрерывного обеспечения водой нормативного качества.

4 Путем анализа и обобщения мирового водохозяйственного опыта в области питьевою водоснабжения, разработаны семь принципов технологического, геоэколо! ичсского и экономического регулирования водоогведения и водопотребления

• принцип интергенерации,

• принцип сохранения среды обитания и компенсации ущерба;

• принцип интеграции и единства,

• принцип региональное™ и местного самоуправления,

• принцип надежности качества кооперации и сотрудничества между органами власти и хозяйствующими субъектами,

• принцип минимизации расходов энергии, материальных и трудовых ресурсов,

• принцип безотходности и экологической безопасности.

5 Разработаны научно обоснованные требования комплексной очистки питьевой воды:

1) Требования к физико-химическим свойствам фильтрующих материалов:

• обеспечение заранее заданных свойств,

• отечественная сырьевая база,

• регенерируемость,

• экономичность и отсутствие вторичных эффектов.

2) Требования к конструкции фильтров

• непрерывность и высокопроизводительность;

• пригодность для полной автоматизации;

• прочность и долг овсчность (срок службы не менее 30 лет). 3) Требования к технологии очистки в целом'

• экологическая чистота, непрерывность,

• безотходность,

• полная автоматизация, энергосбережение

6. Предложена математическая внешне-диффузионная модель процесса сорбционной очистки воды 01 растворенных компонентов, на основе совмещения эксперимешальных и теоретических кривых рассчитаны кинетический коэффициент и коэффициент распределения, а также выбран оптимальный размер зерен затрузки.

7. Разработан параметрический ряд фильтров для очистки питьевой воды до нормативного качества с производительностью от 100 л/час до 50 м3/час. Апробирована промышленная технология их изготовления и организовано серийное производство.

8. Фильтрами малой и средней производительности оснащены детские дошкольные учреждения, школы, больницы в городах Московской области. Дзержинский, Луховицы, Егорьевск.

9. Разработана и внедрена безотходная технология очистки питьевой воды на ВЗУ в городе Егорьевске Московской области Экспериментально определены оптимальные условия эксплуатации отдельных элементов установки, а также всего технологического процесса в целом.

10 Показано, что технологический процесс обеспечивает получение питьевой воды нормативного качества, при этом, по сравнению с существующими технологиями водоподготовка, имеет следующие преимущества

• непрерывный режим работы,

• низкие трудоемкость и энергоемкость,

• малый объем промывных вод;

• замкнутость всего технолот ического цикла,

• полная автоматизация,

• снижены потери воды на 16%.

11 Путем изучения, сопоставления и анализа способов обеззараживания питьевой воды показано, что Уф-излучение с помощью ртутных ламп низкого давления является наиболее эффективной по технико-экономическим и санитарно-гигиеническим показателям технологией

обеззараживания питьевой воды, обеспечивающей эффективность, экономичность, безопасность и возможность автоматизации процесса обработки воды Доказано, что себестоимос1ь УФ-обеззараживания ниже себестоимости хлорирования или озонирования, при этом замена хлора на УФ-излучение на действующих станциях возможна на базе имеющихся производственных площадей.

ч

12 Доказана принципиальная возможность использования железосодержащего шлама, образованного в процессе промывки песка, в качестве пигмента для красок Получены и испытаны с положительным »

результатом опытные образцы красок.

13. С учетом по состоянию растущего числа загрязнений питьевой воды синтезированы и предложены для целевого использования новые гранулированные сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов, солей тяжелых металлов, радионуклидов и др.

14. По результатам настоящей работы получены пять патентов РФ на изобретения, три из которых успешно внедрены в разных городах Московской области.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10.

11

12

13

14

15

16

17

Список основных трудов, опубликованных по теме диссертации

Балоян Б М (ред ) Проблемы прикладной эколо! ни М 2004 345 с

Балоян Б М Чистая вода от скважины до дома М 2004 131с

Балоян Б М, Чуднова ТА Ресурсосберегающая безотходная технология

непрерывной очистки питьевой воды //Геоинформатика 2003 С 38-40

Балоян Б М Разработка параметрического ряда установок нового поколения

по очистке питьевой воды //Геоинформагика 2004 №3 С 47-53

Балоян Б М , Доркип В И , Лавров М Т и др Способ очистки природной

воды // Патент на изобретение № 2003131161 ог 23 10 03 г

Балоян БМ, Чуднова ТА Влияние качества воды на коррозионную

стойкость стальных трубопроводов // Практика противокоррозионной

защиты 2004 № 3 С. 23-25

Балоян Б.М , Веденеев В В , Голубков В Г и др Фильгр непрерывной очистки жидкости // Патент РФ №2004100296 от 12 01.2004 г Балоян Б М , Доркин В И , Чуднова Т А и др Фильтр для питьевой воды // Патент РФ № 47723 от 16 августа 2000 г.

Балоян Б М., Голубков В Г , Давидсон Г И и др Автоматизация установки очистки питьевой воды // Прикладная экология воды. М • 2004. С 148-152 Балоян Б М. (ред ) Прикладная экология воды. 2004 218 с. Батыр Д Г , Балоян Б М , Попа Э В и др Координационные соединения металлов первого переходного ряда с гидрозодикабонамидом // Корд Химия 1980 Т 7. №6. С. 905-907

Батыр Д Г , Балоян Б М , Попа Э В и др Координационные соединения

Mn(II), Fc(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) с гидразодикарбонимидом

(уразолом) // Корд Химия 1981 Т 7 №4. С. 598 - 604.

Харитонов Ю Я., Балоян Б М , Батыр Д.Г , и др Комплексные соединения

Мп(П), Fe(II), Co(ll), Ni(II), Cu(ll), Zn(ll) с гидразодитиоамидом

H2NCSNHNCSNH2//Корд Химия 1981 Т 7 №5 С 737-742

Батыр Д.Г, Балоян Б М., Харитонов Ю А и др Синтез и свойства

координационных соединений металлов первого переходного ряда с

азодикарбонамидом //Корд Химия 1981 Т 7 №10

Батыр Д Г, Балоян Б М., Попа Э В и др Комплексные соединения

металлов первого переходного ряда с C2H3N302(NH2CSNH-)2,

(NH2CONH-)2, (NH2CON=)2 ЮЯ // Тезисы докладов XII Менделеевскою

Съезда по общей и прикладной химии М Наука, 1981

Чуднова Т А , Балоян Б.М , Помогаева Г Г. Улучшение среды обитания

человека как результат мероприятий по программе «Чистая вода» в i

Дзержинский, Московской области //Экологический вестник Подмосковья

2000. № 4.

Харитонов ЮЯ, Балоян БМ, Батыр ДГ., и др Координационные соединения металлов с гидразодитиоамидом. // Тезисы докладов VII Всесоюзного совещания «Физические и матемагические методы в координационной химии» Кишинев'Штинца, 1980 59 с

18 Харитонов 10 Я , Балоян Б М , Батыр Д Г , Попа Э В // Тезисы докладов VII Всесоюзного совещания «Физические и математические методы в координационной химии» Кишинев Штинца, 1980 60 с

19 Чуднова ТА , Балоян Б М Использование природных сорбентов кварца и цеолита в процессах питьевого водоснабжения // Третий Международный Конгресс «Вода, Экология и Технологии» ЭКВАТЭК-1998 С 343-345

20 Балоян Б М , Чуднова Т А Состояние окружающей среды i Дзержинского в 2003 г // Филиал «Угреша» Международного университета» Дубна» г. Дзержинскии, МО. 2003 62 с

21. Балоян БМ Чуднова ТА, Цвсткова ЮП Состояние подземных вод и качество питьевой воды в г Дзержинский // Проблемы прикладной экологии.М 2004 С. 268-291

22 Балоян Б М (ред ) Историческая геология М ■ 2002 118 с.

23. Балоян Б.М. Геоэкологические аспекты организации непрерывной системы питьевого водоснабжения // Проблемы прикладной экологии М • 2004. С 7-27

24 Балоян Б М, Королев Ю Н Методические подходы к анализу реакции живой системы на физические факторы воздействия среды обитания.// Проблемы прикладной экологии М." 2004 С. 54-64

25 Балоян Б.М , Королев Ю.Н. Фазовый способ анализа - высокочастотный метод определения загрязнения среды обитания // Проблемы прикладной экологии. М.: 2004 С 45-54.

26 Абакумов В.А., Балоян Б М, Курочкина Т Ф. К оценке экологического состояния Нижней Волги // Проблемы прикладной экологии М 2004 С 118-190

27 Чуднова Т.А , Ивенин В А , Балоян Б М Система очистки питьевой воды с применением природных и искусственных сорбентов // Тезисы докладов Международного научно-практического семинара-выставки «Питьевая вода-99 Материалы, технологии, опыт, проблемы» г Дзержинский 20-21 мая 1999 С. 45-48.

28 Балоян Б М , Голубков В Г Ресурсосберегающая безотходная технология непрерывной очистки питьевой воды // Материалы Международной научной конференции. М.: 2004. 36 с.

29 Балоян Б М , Королев Ю Н Особенности исследования объектов экологии в присутствии фона // Проблемы прикладной экологии М ■ 2004. С 27-45.

30 Чуднова Т А , Балоян Б М, Помогаева Г Г. Улучшение среды обитания человека как результат мероприятий по программе «Чистая вода» в г. Дзержинском // Экологический вестник Подмосковья 2000 № 4 С. 38 -42.

31 Балоян Б М «Аквашанс» бывает один // Штрих - Карт М ■ 2004. С 32-38

32 Балоян Б М , Чуднова Т А. 13-ый Международный симпозиум «Экология 2004» Тезисы докладов, г Бургас, Болг ария, 2004 г. С 37-39

33 Балоян БМ, Всницианов ЕВ, Чуднова ТА. Математическая модель процесса непрерывной системы очистки воды от железа фильтрованием и его оптимизация//Прикладная экология воды М ■ 2004 С 7-11

34 Балояи БМ, Абакумов В А Проблемы airrpojioiешюю загрязнения водных экосистем // Прикладная экология воды М 2005 С 3-100

35 Балоян БМ, Чуднова ТА Получение красного железооксидног о пигмента из отходов водолод1 ошвки // Прикладная экология воды М 2005 С 45-48

36 Балоян Б М , Голубков В Г и др Оптимизация режима работы установки непрерывной очистки питьевой воды //Прикладная экология воды М 2004 С. 67-69.

37 Балоян Б М Веницианов Е В Расчет сорбционной очистки воды для питьевых целей па основе математической модели // Прикладная эколо1 ия воды М.. 2005 С. 124-129.

38 Эльпинер Л И , Балоян Б М , Зеегофер Ю О Медико-экологические аспекты современной гидрот еологии России // Прикладная экология воды

39 Балоян Б М., Бекк Э, Козлов ИМ и др. Непрерывная технология подготовки питьевой воды с применением динамических фильтров Duna Sand // Труды Международного научно-практического семинара-выставки «Питьевая вода-99 Материалы, технологии, опыт, проблемы», г. Дзержинский МО 20-21 мая 1999 г С 21-24

40. Балоян Б.М., Свиридов А.Ф., Мазилышков В.А. и др. Способ получения гранулированного сорбента для поглощения масел и смазок // Патент РФ №2040332 Заявка 5051300 от 07.07.1992 г.

41. Балоян Б M , Исакова Е П., Свиридов А Ф. Способ биологической очистки сточных вод, содержащих нитроцеллюлозу // Патент РФ №2026830 Заявка 93026852 от 27.05.1993 г

42. Балоян Б М., Кусей C.B., Белов С.А. Способ получения гранулированного сорбента и устройство для его изготовления // Патент РФ №2081748 Заявка 94018365 от 19 05 1994 г.

М.: 2005.

1

Формат 60 х 84/16 Объем 3,25 п.л.

Тираж 100 экз Заказ №185.

Типография Россельхозакадемии 115598, Москва, ул. Ягодная, 12

ь

$114798

РНБ Русский фонд

2006-4 11476

i

«

Содержание диссертации, доктора технических наук, Балоян, Бабкен Мушегович

Й Введение

Глава 1. Природный потенциал и источники водоснабжения 15 урбанизированных регионов России. Принципы рационального водопотребления

1.1 Состояние источников водоснабжения

1.2 Качество питьевой воды Российской Федерации

1.3 Геоэкологические аспекты организации непрерывной системы 31 питьевого водоснабжения Московской области

Выводы к главе

Глава 2. Обоснование и выбор технологических схем рационального 43 использования подземных вод

2.1 Основные характеристики бытовых фильтров

2.2 Характеристика основных типов фильтров малой и средней 47 производительности

2.3 Фильтры большой производительности 53 Выводы к главе

Глава 3. Исследование и разработка комплекса методов и аппаратурно- 67 технических средств очистки воды подземных источников

3.1 Существующие методы обеззараживания воды

3.2 Технологические особенности процессов обеззараживания воды

3.3 Стационарный фильтр тонкой очистки «Аквашанс-УЮО»

3.4 Фильтр малой производительности «Аквашанс-У2» 104 ф 3.5 Непрерывный фильтр большой производительности «Аквашанс

УН5.50»

Выводы к главе

Глава 4. Разработка автономных систем непрерывного обеспечения водой 113 питьевого качества и хозяйственно-бытового назначения

4.1 Краткий анализ существующих технологий

4.2 Ресурсосберегающая безотходная технология непрерывной очистки 115 питьевой воды

4.3 Математическая модель процесса непрерывной очистки воды от железа 120 фильтрованием

4.4 Использование промывных вод для изготовления железосодержащего 129 пигмента

Выводы к главе

Глава 5. Обоснование и реализация проекта по реконструкции 134 действующих систем водоснабжения малых городов Московского региона

5.1 Результаты работы непрерывной системы автономного водоснабжения

5.2 Исследование факторов, влияющих на эффективность работы 146 установки

Выводы к главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка систем и технологий водоснабжения урбанизированных территорий из подземных месторождений"

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты сама жизнь.Ты самое большое богатство на свете».

Эти прекрасные слова написал известный французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери. Вода действительно необходима для жизни, она является ее источником. Может быть, в то время вода действительно не имела ни цвета, ни вкуса, ни запаха, но сейчас мы, к сожалению, сталкиваемся с тем, что она содержит те или иные загрязнения, влияющие на ее качество.

По официальным данным [1], 22% отбираемых проб питьевой воды не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и 12,3% по микробиологическим показателям. Особенно тяжелое положение сложилось в Астраханской, Архангельской, Курганской, Томской, Тюменской, Калининградской, Кемеровской областях, Приморском крае, в республиках Дагестан, Калмыкия и Саха (Якутия). Неблагоприятная экологическая обстановка, недостаточная защищенность системы хозяйственно-питьевого водоснабжения от воздействия токсичных промышленных и других отходов, отсутствие высокоэффективных непрерывных технологий очистки, в настоящее время создают реальную угрозу сокращения и даже полного прекращения подачи воды в ряде городов и других населенных пунктах. Они способны вызвать большую социальную напряженность.

На парламентских слушаниях «Об обеспечении населения Российской Федерации питьевой водой» 2 декабря 1997 г. было признано, что качество питьевой воды и уровень эксплуатации систем водоснабжения остается неудовлетворительным, а в ряде регионов эта проблема носит кризисный характер.

К числу основных недостатков организации обеспечения населения питьевой водой следует отнести: отсутствие научно-обоснованных геоэкологических, технологических и экономических принципов создания и внедрения новых ресурсосберегающих систем обеспечение населения доброкачественной питьевой водой; несовершенство законодательной и нормативно-правовой базы, устанавливающей организационно-экономические, административные, нормативно-правовые основы деятельности в сфере коммунального хозяйства; неудовлетворительное санитарное и экологическое состояние поверхностных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, недостаточное использование более защищенных от загрязнения подземных водоисточников; применение устаревших технологий водоподготовки; ухудшающееся состояние водопроводных сетей и, как следствие, учащающиеся случаи нарушения режимов их эксплуатации, приводящие к неоправданным потерям питьевой воды; отсутствие механизмов экономического стимулирования водоохранной деятельности; слабая материально-техническая база лабораторного контроля качества питьевой воды на всех этапах ее поступления к потребителю; неудовлетворительное информационное обеспечение населения о качестве подаваемой водопроводной воды и рекомендуемых методах и средствах ее доочистки.

Имеющиеся в воде химические элементы в виде солей или оксидов, органические вещества, мелкие примеси, изменяют ее вкус, запах, цвет и прозрачность. Ежедневное употребление воды с недостаточными органолептическими свойствами ухудшает вкус еды, накапливание многих химических элементов негативно влияет на здоровье, как это представлено на рис. 1.

Алюминий

Барий

Бор

Молибден Мышьяк Н икель

Нитраты, Нитриты

Ртуть

Стронций

Фтор

Хром

L Нейротоксичное действие

2. Сердечно-сосудистая система

3, Поражения кожи ОРЗ

5. Гипертония

6. Рак желудка

7. Фторозы

Органические токсиканты

Химические примеси и вещества

CCL

Трнглюметяны Хлорированные этнлены Драматические углеводы Пестициды

Боле шетворн ые микроорганизмы железо Сульфаты Хлориды Хлорированные фенолы

Радиоактивные вещества

1. Мутагенное действие ОРЗ

2. Печень, почки /

3. Молочная железа и др./

Возбудитель тифа Холерный вибрион Вирус полиомиелита

Суммарная объемная а и р активность

1, Аллергические реакции

2. Болезнь крови / JL ОРЗ /

1. Тиф

2. Холера

3. Полиомиелит и др.

1. ОРЗ и др.

Рис. 1. Основные примеси в питьевой воде и ил воздействие на организм человека

Например, повышенное содержание солей железа приводит к аллергическим реакциям и болезням крови, а избыток свинца в воде поражает нервную систему, почки и способствует развитию атеросклероза. Селен пагубно влияет на печень. Повышенные содержания в воде цинка, сухого остатка и солей жесткости приводят к мочекаменной болезни. Избыточное количество никеля может привести к раку легких и желудка. Таким образом, практически каждый элемент таблицы Менделеева, в повышенных концентрациях находящийся в воде и употребляемый вместе в водой в течение длительного времени, приводит к тем или иным заболеваниям.

Другим важным компонентом воды как природной системы с точки зрения ее влияния на здоровье человека являются биологические объекты (бактерии, вирусы и простейшие). Тот факт, что вода может стать причиной массовых («повальных») болезней, был известен с древних времен. С развитием микробиологии было установлено, что в этих случаях вода выступала как фактор передачи среди людей патогенных микроорганизмов — возбудителей кишечных инфекций. Несмотря на несомненные успехи профилактической и лечебной медицины, эпидемиологическая роль воды в передаче кишечных инфекций остается актуальной и в наши дни.

При этом со временем изменяется соотношение случаев заболеваний той или иной болезнью, но общее количество заболевших в результате потребления недоброкачественной воды остается высоким. Главным образом, речь идет об инфекционных болезнях, вызываемых сальмонеллами, кишечной палочкой, золотистым стафилококком. Ежегодно в России острыми кишечными инфекциями переболевают в среднем 0,7 млн. человек, 62 % из которых — дети раннего возраста; летальные исходы среди заболевших детей достигают 4000 человек в год. Велик и экономический ущерб, наносимый острыми кишечными инфекциями, который, по данным ЦНИИ эпидемиологии, оценивается в соответствии с изменением курса рубля за 1980—1990 гг. в 424 млн. руб., за 1991 г. — 1,3 хмлрд., в 1992 г. — 4,8 млрд. руб.

Кроме того, с водой передаются холера, брюшной тиф, дизентерия. В последние годы крупные водные эпидемии брюшного тифа, подобные тем, которые описаны в XIX и первой половине XX в., не регистрируются, а оставшаяся низкая заболеваемость связана не с водным, а с контактным путем передачи. Тем не менее, многие авторы подчеркивают, [131-133] что эпидемическое неблагополучие по брюшному тифу отмечается там, где сохраняются или создаются предпосылки его распространения через воду.

Заболеваемость дизентерией водного происхождения остается высокой. Так, по данным Государственного доклада о санитарно-эпидемиологической обстановке в России в 1994 г. из 57 вспышек, зарегистрированных на территории страны, 15 связаны с водным фактором. В 1997 г наиболее крупные вспышки дизентерии и других острых кишечных инфекций были зарегистрированы в Якутии (87 случаев) и Татарстане (124 случая).

Сравнительно «молодая» (первая эпидемия описана в 1943 г.) болезнь -вирусный гепатит А является весьма грозной болезнью, которая, как правило, переходит в хроническую форму или цирроз печени, также в большом числе случаев передается водным путем.

Большой удельный вес среди эпидемических болезней, передающихся через воду, занимают так называемые острые кишечные инфекции (ОКИ) не установленной этиологии. Конечно, в каждом случае ОКИ имеется тот или иной этиологический агент, возбудитель, и его «неустановленность» - следствие недостатка или плохой работы диагностических бактериологических и вирусологических лабораторий. Среди этих возбудителей много других вирусов — полиомиелита, коксаки, ротовирусов и др., вызывающих также тяжелые массовые заболевания. Нераспознанность ОКИ — одна из косвенных причин неуспеха профилактических мероприятий.

Яркий пример значения питьевого водоснабжения в развитии инфекционных заболеваний — эпидемии холеры в Дагестане в июне-октябре 1994 г. Болезнь была завезена паломниками из Саудовской Аравии, и вспышка развивалась контактно-бытовым путем. Однако, несмотря на принятые меры медицинского характера, подавить вспышку не удалось, и она приняла характер эпидемии. Это связано с неудовлетворительным состоянием в Дагестане питьевого водоснабжения. Во многих городах и поселках вода для питьевых целей подается без очистки и обеззараживания. В неудовлетворительном санитарно-техническом и аварийном состоянии находятся водопроводные сооружения и сети в городах Дербенте, Махачкале, Хасавюрте, Избербаше, в малых поселениях люди используют для питья воду оросительных каналов без очистки.

При планировании и реализации средств на совершенствование питьевого водоснабжения необходимо помнить, что для ликвидации возникшей эпидемии их потребуется значительно больше. Например, в Перу борьба с недавней эпидемией холеры, вызванной загрязненной водой и длившейся два с половиной месяца, обошлась в 1 млрд. дол. США, что втрое больше суммы, израсходованной на водоснабжение страны за все прошлое десятилетие.

Таким образом, микробиологический состав воды является одним из основных показателей ее качества и пригодности для потребления. При возникновении вспышек инфекционных заболеваний, кроме бактериального и вирусного загрязнения воды немалую роль играет также интенсивность микробного загрязнения.

При рассмотрении вопроса о качестве воды следует учитывать, что даже вода из подземных источников может содержать единичные клетки патогенных микроорганизмов, однако основную угрозу представляет вода, вторично загрязняемая микробами при нарушении герметичности водопроводной сети.

Патогенная микрофлора, попавшая в природные водоемы, погибает в течение определенного времени. Выживаемость патогенных микроорганизмов в природной воде зависит от многих факторов, главные из которых — биологические свойства микроорганизмов и наличие в водной среде конкурентных сапрофитных видов микробов. Чем больше загрязнена среда, тем длиннее сроки их выживания.

На предприятиях пищевой промышленности контакт воды с сырьем или пищевым продуктами осуществляется несколькими путями, наиболее часто — во время мойки емкостей для хранения и другого технологического оборудования. Все технологическое оборудование, применяемое на предприятиях пищевой промышленности, по окончании работы, а также возвратная тара (бутылки, фляги, контейнеры) подлежат мойке и дезинфекции. При этом особое внимание нужно уделять оборудованию, поверхности которого соприкасаются с пищевыми продуктами.

Мойка оборудования и тары — многоэтапный процесс. Ее проводят различными способами с применением моющих растворов. При этом последний этап зачастую заключается в ополаскивании обрабатываемого оборудования и тары холодной водопроводной водой, часть которой неизбежно остается на внутренних поверхностях оборудования, трубопроводов и тары.

Некоторые процессы обработки оборудования (например, пастеризационно-охладительных установок) предусматривают вытеснение остатков молока водопроводной водой: при этом даже при условии автоматизации не исключено попадание некоторого количества воды в молоко.

На промежуточном этапе оборудование и тару ополаскивают горячей водой. Ни механизация, ни автоматизация процесса мойки не гарантируют подачу воды с температурными параметрами, обеспечивающими ее эпидемическую безопасность.

Необходимо иметь в виду, что инфицирование может осуществляться также при добавлении воды к пищевым продуктам в ходе технологического процесса, во время уборки помещений, при нагревании или охлаждении продуктов в теплообменниках через микротрещины в аппаратуре.

Исходя из вышеизложенного, следует подчеркнуть, что проблема обеспечения населения России питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве, стала одной из главных и определяющих для успешного проведения экономических реформ и усиление их социальной направленности. С аналогичной проблемой сталкиваются многие страны мирового сообщества. При этом в индустриально развитых государствах проблема качества питьевой воды приобрела выраженный социальный характер [26].

Для России острота этой проблемы стала особенно очевидной в последнее десятилетие, когда специалисты заговорили о кризисе питьевого водоснабжения, связанном с комплексом законодательно-правовых, экономических, экологических и технологических вопросов. В сложившихся кризисных условиях функционирования водохозяйственной отрасли доминирующий характер приобретает необходимость организации мероприятий, направленных на обеспечение полноценного и безопасного питьевого водоснабжения во всех населенных местах.

Питьевая вода - это вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания, добавления недостающих веществ) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. В этом определении требует пояснения фрагмент «отвечающая установленным нормативным требованиям». Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции. Эти требования сформулированы в законах или в других актах государственного управления.

В нашей стране до недавнего времени органом, утверждающим такой нормативный правовой акт, являлся Государственный комитет по стандартам (Госстандарт), а требования к качеству питьевой воды, содержащиеся в этом документе, разрабатывались учреждениями Министерства здравоохранения. До последнего времени таким нормативным правовым актом был ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». С 1991 г. на основании Закона «О санитарно-эпидемиологическом благополучии» разработка и утверждение такого документа являются компетенцией Департамента ГСЭН Минздрава России, в функции которого входит государственный санитарно-эпидемиологический надзор. С 1 января 1998 г. введен в действие нормативный правовой акт СанПиН«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.559-96), а с 2001 года СанПиН 2.1.4.1074-01. [71 ]

При рассмотрении проблемы питьевого водоснабжения необходимо иметь в виду, что питьевая вода — это не только 2-3 стакана, которые человек выпивает за день в условиях спокойной, будничной обстановки. Во время работы в «горячих» цехах, в условиях жаркого климата суточная норма питьевого рациона увеличивается до 10-11 л. В то же время опасность контакта с патогенными микробами и химическими примесями при нарушении водно-солевого баланса организма возрастает многократно.

Доброкачественная (питьевая) вода в городском водопроводе — это и санитарное благополучие пищевой промышленности, в которой питьевая вода расходуется не только в основных технологических процессах, но и в ряде вспомогательных. Так, удельный расход питьевой воды при производстве молочных продуктов — 1 т. на 1 т. сырого молока; на производство 1 банки овощных консервов расходуется до 40 л воды. Питьевая вода — это и основная составная часть различных напитков. Как показывает практика, на предприятиях пищевой промышленности не всегда учитывается роль воды в получении качественной продукции, специалисты отрасли недостаточно ориентированы в вопросах организации рационального водоснабжения, слабо осуществляется контроль за качеством воды и бесперебойностью водоснабжения.

Цель настоящей работы — решение важной народно-хозяйственной проблемы рационального использования подземных источников путем совершенствования системы снабжения населения малых городов России чистой питьевой водой нормативного качества, создание высокоэффективных технологий и средств непрерывной очистки питьевой воды для внедрения в урбанизированных территориях от скважины до потребителя. Задачи исследования:

• проанализировать природный потенциал и источники водоснабжения урбанизированных регионов России, изучить состояние проблемы очистки питьевой воды в мировом масштабе и в России, сформулировать технологические, геоэкологические и экономические принципы организации рационального использования подземных вод;

• исследовать влияние различных факторов на степень загрязнения воды по схеме: скважина - водозаборный узел (фильтрующее устройство) -распределительные сети (транспортировка) - потребитель («вода в кране»);

• создать модель для изучения механизма очистки воды от химических и физических примесей различными фильтрующими материалами для разработки комплекса методов и аппаратурно-технических средств водоподготовки;

• разработать экологически чистые энерго- и ресурсосберегающие технологии очистки питьевой воды из подземных источников;

• обосновать и реализовать проект по реконструкции действующих систем водоснабжения малых городов Московского региона.

Методы исследования. В процессе выполнения работы автором были созданы экспериментальные установки по изучению кинетической сорбции, десорбции, механизма регенерации фильтрующих материалов.

Современными физико-химическими методами (ИК-спектроскопия, атомно-абсорбционная спектроскопия, колориметрия и др.) изучен механизм очистки подземных вод. На модельных образцах отработан процесс очистки подземных вод различными материалами и составлены расчеты для проектирования фильтрующих установок и техпроцессов.

В качестве объектов исследований взяты подземные воды Подольско-Мячковского и Алексино-Протвинского водных горизонтов, поскольку они являются типичными и наиболее сложными для Российской Федерации, этими водами обеспечивается большая часть Московской области.

Научную новизну характеризуют следующие основные результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:

• разработано новое научно технологическое направление, связанное с созданием комплексных автономных систем и технологических процессов рационального использования подземных вод;

• с учетом геоэкологических факторов, разработаны научные основы и предложена модель рационального использования и охраны подземных вод питьевого назначения;

• на основе проведенных комплексных теоретических и экспериментальных работ с применением математического моделирования выбраны природные и синтетические материалы на базе отечественного сырья для организации промышленного процесса очистки сточных вод от различных физических и химических примесей, при этом с учетом постоянного появления в подземных водах в последнее время новых загрязнений (нефтепродукты, соли тяжелых металлов и др.), предложены вновь синтезированные высокоэффективные гранулированные сорбенты целевого действия — «Новсорб», комплексы переходных металлов сложных органических соединений;

• экспериментально получены и обработаны фундаментальные кинетические зависимости скорости фильтрации и сорбции основных примесей в воде различными классами фильтрующих материалов, с оптимизацией их физико-химических свойств;

• на основе комплексных теоретических и экспериментальных работ разработаны непрерывные безотходные технологические процессы очистки подземных вод, которые защищены патентами Российской Федерации;

• На основании системного анализа и экспериментальных исследований даны рекомендации по выбору оптимальных условий режима обеззараживания воды с использованием наиболее прогрессивного и экономичного способа - ультрафиолетовой обработки с помощью ртутных ламп низкого давления.

Практическая значимость. В работе решены: крупная народнохозяйственная задача и экологическая проблема — обеспечение населения доброкачественной питьевой водой. Научные разработки, приведенные в диссертации, позволяют существенно и целенаправленно улучшить качество воды, добываемой из подземных источников для питьевых целей. При этом решается ряд важных социальных, экономических и экологических проблем:

• население городов и районов бесперебойно обеспечивается питьевой водой нормативного качества, что приводит к значительному снижению заболеваемости граждан любого возраста;

• значительно уменьшаются потери воды, как за счет 100% возврата технологической воды, используемой для промывки фильтрующих материалов, так и более рационального ее использования конкретным потребителем;

• достигается существенная экономия электроэнергии и трудовых ресурсов засчет непрерывности и автоматизации всего технологического процесса;

• снижается техногенное воздействие на окружающую среду, поскольку в технологическом цикле отсутствуют отходы. Железосодержащий шлам используется для производства пигментов.

С учетом мирового опыта и современных социально-экономических требований, разработан и внедрен параметрический ряд фильтров и установок для очистки подземных вод до нормативного уровня, установленного СанПиН 2.1.4.1074-01.

Личный вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы и научное обоснование нового технологического направления рационального использования потенциала подземных вод, разработка конструкций и технического задания на проектирование параметрического ряда фильтров и автономных систем водоснабжения, разработка модели фильтрования и очистки воды для питьевых целей, проведение инженерных расчетов для моделирования опытных установок и технологического процесса, комплексное обобщение результатов работ, разработка принципов геоэкологического, технологического и экономического регулирования водоотведения и водопотребления.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 1-ой Международной научно-практической конференции «Питьевая вода-99» г. Дзержинский, МО, 1999г., III Международном конгрессе «Вода: экология и технология Экватэк-1998», г. Москва, 1998г., IV Международном конгрессе «Вода: экология и технология Экватэк-2002», г. Москва, 2002г., VI Международной технической выставке — конгрессе «Вода: экология и технология ЭКВАТЭК-2004» г. Москва, 2004г., Международной научно-практической конференции «Рациональное природопользование: ресурсо- и энергосберегающие технологии и их метрологическое обеспечение», г. Петрозаводск, Республика Карелия, 2004 г. XIII Международном симпозиуме «Экология 2004», г. Бургас, Болгария, 2004 г., I Международной выставке «Экоэффективность 2004», VIII Международном симпозиуме и выставке «Чистая вода России-2005», Россия, Екатеренбург, 2005г., VI Центрально-Азиатской Международной выставке водных технологий и водного хозяйства Казахстан, Алматы, 2005г.

Действующие образцы фильтров неоднократно выставлялись на ряде отечественных и зарубежных выставок.

Публикации. Автором опубликовано свыше 80 статей в журналах и защищено 57 авторских заявок на патент. Основное содержание и результаты исследований изложены в 42 научных работах, в том числе 10 работ в журналах рекомендованных ВАК в 4-х монографиях и 3 патентах РФ. Кроме того, большая часть материалов служебного характера, выполненных по теме диссертации, изложена в 12 научно- производственных отчетах.

Внедрение. Результаты данной работы внедрены в 16-ти детских садах, школах, больницах г. Дзержинского Московской области, 12-ти детских садах и школах г. Луховицы, Московской области, в 16 детских садах и школах г. Егорьевска Московской области. Непрерывная безотходная технология очистки питьевой воды производительностью 9600м3/сутки внедрена на водозаборном узле в г. Егорьевске Московской области. Имеются Акты о внедрении.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, заключения, списка литературы из 184 наименований, в том числе 42 -иностранных авторов. Общий объем работы составляет 192 страницы, в том числе: 152 страницы основного текста, 50 рисунков, 50 таблиц, 9 страниц библиографии, 31 страницы приложения.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Балоян, Бабкен Мушегович

Выводы к главе 5

1. В г. Егорьевске Московской области внедрена первая непрерывная установка очистки питьевой воды с производительностью 400мЗ/час. Работа установки автоматизирована.

2. Найдены и оптимизированы рабочие параметры установки, которые позволяют бесперебойно обеспечивать население города питьевой водой нормативного качества.

3. Приведенными технико-экономические расчетами показано целесообразность внедрения аналогичных установок на урбанизированных территориях России.

Заключение

Вода наряду с другими природными ресурсами (нефть, газ, полезные ископаемые) является национальным богатством любой страны. Общий рост населения Земли и неуклонный подъем промышленного производства ведут к увеличению потребности в чистой воде для питьевого потребления и особых производственных нужд. Сегодня в развитых регионах мира, и в частности в России, ощущается большой дефицит воды, который сдерживает экономическое развитие многих отраслей народного хозяйства. Экономия водных ресурсов становиться первоочередной задачей правительств многих стран. Важнейшим звеном для решения этой задачи является очистка и использование подземных вод для питьевых нужд. В настоящей работе решена крупная народнохозяйственная проблема: на основе научно обоснованных требований к качеству питьевой воды с учетом геоэкологических факторов разработана новая непрерывная ресурсосберегающая безотходная технология получения питьевой воды и внедрение параметрического ряда фильтров малой, средней и большой производительности питьевого водоснабжения. При этом достигнуты все поставленные основные задачи, а именно:

1. Проанализирован природный потенциал и классифицированы основные источники водоснабжения урбанизированных регионов России. Проанализировано состояние источников водоснабжения в различных регионах России. Показано, что более 17% водных объектов относятся к классу очень грязных, 40% распределительных систем находятся в аварийном состоянии, при этом в 2001 году в России было зарегистрировано ~ 75000 случаев аварий, потери воды составили до 20% от общего объема.

2. Обобщены основные характеристики существующих в настоящее время российских и зарубежных систем, технологий и фильтров для очистки питьевой воды малой, средней и большой производительности, дан анализ их технико-экономических характеристик. Выделены основные недостатки производимых фильтров, установок и технологий.

3. Доказана необходимость и разработан новый научно-технологический подход к проблеме рационального использования питьевой воды в России. Она включает в себя решение трех принципиальных вопросов:

• обоснованы и созданы высокоэффективные технологические схемы рационального использования подземных вод;

• разработаны и внедрены энерго- и ресурсосберегающие принципиально новые экологически чистых технологий очистки питьевой воды с применением известных и новых фильтрующих материалов, имеющих отечественное базовое сырье

• создан комплекс методов и аппаратурно-технических средств, автономных систем непрерывного обеспечения водой нормативного качества.

4.Путем анализа и обобщения мирового водохозяйственного опыта в области питьевого водоснабжения, разработаны семь принципов технологического, геоэкологического и экономического регулирования водоотведения и водопотребления:

• принцип интергенерации;

• принцип сохранения среды обитания и компенсации ущерба;

• принцип интеграции и единства;

• принцип региональное™ и местного самоуправления;

• принцип надежности качества кооперации и сотрудничества между органами власти и хозяйствующими субъектами;

• принцип минимизации расходов энергии, материальных и трудовых ресурсов;

• принцип безотходности и экологической безопасности.

5. Разработаны научно обоснованные требования комплексной очистки питьевой воды, включающие:

1) Требования к физико-химическим свойствам фильтрующих материалов:

• обеспечение заранее заданных свойств;

• отечественная сырьевая база;

• регенерируемость ;

• экономичность и отсутствие вторичных эффектов.

2) Требование к конструкции фильтров:

• непрерывность и высокопроизводительность;

• пригодность для полной автоматизации;

• прочность и долговечность (срок службы не менее 30 лет); 3) требования к технологии очистки в целом:

• экологическая чистота, непрерывность^,

• безотходность;

• полная автоматизация, энергосбережение.

6. Предложена математическая внешне-диффузионная модель процесса сорбционной очистки воды от растворенных компонентов; на основе совмещения экспериментальных и теоретических кривых рассчитаны кинетический коэффициент и коэффициент распределения, а также выбран оптимальный размер зерен загрузки.

7. Разработан параметрический ряд фильтров для очистки питьевой воды до нормативного качества с производительностью от 100л/час до 50 м /час. Апробирована промышленная технология их изготовления, и организовано серийное производство.

8. Фильтрами малой и средней производительности оснащены детские дошкольные учреждения, школы, больницы в городах Московской области: Дзержинский, Луховицы, Егорьевск.

9. Разработана и внедрена безотходная технология очистки питьевой воды на ВЗУ в городе Егорьевске Московской области. Экспериментально определены оптимальные условия эксплуатации отдельных элементов установки, а также всего технологического процесса в целом.

10. Показано, что технологический процесс обеспечивает получение питьевой воды нормативного качества, при этом, по сравнению с существующими технологиями водоподготовка, имеет следующие преимущества:

• непрерывный режим работы;

• низкие трудоемкость и энергоемкость;

• малый объем промывных вод;

• замкнутость всего технологического цикла;

• полная автоматизация;

• снижены потери воды на 16%.

11. Путем изучения, сопоставления и анализа способов обеззараживания питьевой воды показано, что Уф-излучение с помощью ртутных ламп низкого давления является наиболее эффективной по технико-экономическим и санитарно-гигиеническим показателям технологией обеззараживания питьевой воды, обеспечивающей эффективность, экономичность, безопасность и возможность автоматизации процесса обработки воды. Доказано, что себестоимость УФ-обеззараживания ниже себестоимости хлорирования или озонирования, при этом замена хлора на УФ-излучение на действующих станциях возможна на базе имеющихся производственных площадей.

12. Доказана принципиальная возможность использования железосодержащего шлама, образованного в процессе промывки песка, в качестве пигмента для красок. Получены и испытаны с положительным результатом опытные образцы красок.

13. С учетом по состоянию растущего числа загрязнений питьевой воды синтезированы и предложены для целевого использования новые гранулированные сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов, солей тяжелых металлов, радионуклидов и др.

14. По результатам настоящей работы получены пять патентов РФ на изобретения, три из которых успешно внедрены в разных городах Московской области.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Балоян, Бабкен Мушегович, Москва

1. Академия водохозяйственных наук. Текст. Вып. 6. Современная шномическая, нормативно-правовая и техническая политика формирования истем водоснабжения и водоотведения. — М., 1998. 124 с.

2. Абакумов, В.А. К оценке экологического состояния Нижней Волги Текст. / В.А. Абакумов, Б.М. Балоян, Т.Ф. Курочкина // Проблемы прикладной экологии. М., 2004. - С. 118-190.

3. Аксененко, В.А. Геохимия ландшафта и окружающая Среда Текст. / В.А. Аксененко . М.: Недра, 1990. - 211 с.

4. Аюкаев, Р.И. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды Текст. / Р.И. Аюкаев, В.З. Мельцер. М., 1984. - 80 с.

5. Бабко, А.К. Фотометрический анализ Текст. / А.К. Бабко, А.Т. Пилипенко. -М.: Химия, 1974.-211 с.

6. Балоян, Б.М. Ресурсосберегающая безотходная технология непрерывной очистки питьевой воды Текст. / Б.М. Балоян, Т.А. Чуднова // Геоинформатика. 2003. - №2. С. 38-40.

7. Балоян, Б.М. Спектрохимические исследования металлов первого переходного ряда с некоторыми производными гидразина Текст. : диссер. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук / Б.М. Балоян. М., 1981.

8. Балоян, Б.М. Разработка параметрического ряда установок нового поколения по очистке питьевой воды Текст. / Б.М. Балоян // Геоинформатика. 2004. - № 3. С. 47-53.

9. Балоян, Б.М. Состояние окружающей среды г. Дзержинского в 2003 г. Текст. / Б.М. Балоян [и др.] / Б.М. Балоян, Т.А. Чуднова; Филиал «Угреша» Международного университета «Дубна» г. Дзержинский МО, 2003. 62 с.

10. Балоян, Б.М. Влияние качества воды на коррозионную стойкость стальных трубопроводов Текст. / Б.М. Балоян, Т.А. Чуднова // Практика противокоррозионной защиты. — 2004. №3. — С. 23-25.

11. Балоян, Б.М. «Аквашанс» бывает один Текст. / Б.М. Балоян // Штрих-Карт. -М., 2004.-С. 32-38.

12. Балоян, Б.М. Геоэкологические аспекты организации питьевого водоснабжения Текст. / Б.М. Балоян // Проблемы прикладной экологии. -М., 2004. С. 7-27

13. Беер, С.А. Паразитологический мониторинг в России (основа концепции) Текст. / С.А. Беэр // Мед. Паразитология. 1996 - № 1. - С. 3-5.

14. Бейгельдруд, Г.М. Электрохимическая система получения питьевой воды Текст. / Г.М. Бейгель. Дубна : НПО «Перспектива», 1999. - 101 с.

15. Бочаров, B.JI. Проблемы экологической безопасности питьевого водоснабжения левобережной части г. Воронежа Текст. / B.JI. Бочаров // Международная экологические чтения памяти К.К. Сент-Илера : сб. науч. тр.-Воронеж, 1998.-С. 123-135.

16. Бочаров, B.JI. Эколого-геохимические исследования техногенного загрязнения гидросферы городских агломераций как основа прогноза изменения качества грунтовых вод Текст. / B.JI. Бочаров и др. // Вестник

17. Воронежского университета. — 1996. № 2. С. 8-18.

18. Бугреева, М.Н. Современное экологическое состояние хозяйственно-питьевого вододоснабжения г. Воронежа Текст. / М.Н. Бугреева [и др.] // Вестник Воронежского ун-та. Сер. геология. 2000. - № 5. С. 11-18.

19. Будыко, М.И. Глобальная экология Текст. /М.И. Будыко. М., 1976. — 358 с.

20. Бунеева, В.Г. Прогнозирование направления миграции нитратов в подземных водах / В.Г. Бунеева и др. // Экологические проблемы накопления нитратов в окружающей среде : тез. Докл. Всесоюзн. конф. — Пущино, 1989.-106 с.

21. Вайнштейн, Э.Ф. Использование «предспиральных» процессов в экологии Текст. / Э.Ф. Вайнштейн // Конструкции из композиционных материалов. 1999.-№2. С. 8-15.

22. Вайнштейн, Э.Ф. Создание локальных систем водооборотной очистки промышленных предприятий — путь решения экологических задач Текст. / Э.Ф. Вайнштейн // Экология промышленного производства. — 1999. №3. -С. 5-15.

23. Вакар, Н.Г. Проблема качества подземных вод при оценке их эксплуатационных запасов Текст. / Н.Г. Вакар, Ю.О. Зеегофер // Пятый межд. Конгресс «Вода, экология и технологии» : тез. докл. / Сибико Интернэшл. М., 1996. - С. 243-258.

24. Васильев, С.А. Обеззараживание воды ультрафиолетовым излучением Текст. : Особенности применения / С.А. Васильев [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - №2. - С. 24-30.

25. Веницианов, Е.В. Динамика сорбции из жидких сред Текст. / Е.В. Веницианов, Р.Н. Рубинштейн. М.: Наука, 1983. - 240 с.

26. Вовк, И.Ф. Чистая вода проблема века Текст. / И.Ф. Вовк. - Киев : Об-во «Знание», 1984. - 75 с.

27. Водный сектор в Германии. Текст. : методы и опыт / под ред. К.У. Рудольфа, Т.Блока. Берлин : Бонн : Витенн, 2001. — 102 с.

28. Волкова, З.В. Проблемы вторичного загрязнения водных объектов Текст. / З.В. Волкова, В.М.Перкальский//Инженернаяэкология-1999. -№3.-С.8-18.

29. Глазовская, М.А. Геохимические функции микроорганизмов Текст. / М.А. Глазовская, Н.Г. Добровольская. М.: Изд-во МТУ, 1984. - 188 с.

30. Голодковская, Г.А. Геологическая среда промышленных регионов Текст. / Г.А. Голодковская, Ю.Б. Елисеев. -М.: Недра, 1989. 125 с.

31. Гольберг, В.М. Влияние загрязненных подземных вод на природную среду Текст. / В.М. Гольберг // Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования техногенного воздействия на геологическую среду : сб. науч. тр. /ВСЕГИНГЕО, 1988. с. 7-15

32. Гольберг, В.М. Взаимосвязь загрязнений подземных вод и природной среды Текст. / В.М. Гольберг. М.: Гидрометеоиздат, 1987. — 108 с.

33. Груздева, Л.П. Оценка экологического состояния и биоразнообразия бассейна малой реки в ближнем Подмосковье Текст. Л.П. Груздева [и др.] // Рациональное природопользование в условиях техногенеза : науч. тр. —

34. М: Папирус ПРО, 200. С. 119 -126.

35. Дедю, И.И. Экологический словарь Текст. / И.И. Дедю Кишенев : [б.и.], 1990.-318 с.

36. Джувеликян, х.А. Экология. Город. Человек Текст. / Х.А. Джувеликян. — Воронеж : Изд-во ВГУ, 1996. 84 с.

37. Драгинский, B.JI. Современные технологии и оборудование для обработки воды на очистных станциях Текст. / B.JI. Драгинский; НИИКВОВ. М., 1997.- 148 с.

38. Емельянов, А.Г. Комплексный геоэкологический мониторинг Текст. / А.Г. Емельянов. — Тверь, 1994. 216 с.

39. Журба, М.Г. Очистка и кондиционирование природных вод Текст. : состояние, проблемы и перспективы развития / М.Г. Журба. — Водоснабжение и сантехника. — 2002. №5. - С. 7-14.

40. Журба, М.Г. Очистка воды на зернистых фильтрах Текст. / Журба М.Г. -М., 1980. 240 с.

41. Зубаков, В.А. Экологический кризис и будущее человечества Текст. / В.А. Зубаков // Изв. ВГО.-Т. 122. В.2. - 1990. - С. 8-16.

42. Изуткин, В.М. Системный подход к проблемам экологии и здоровья человека Текст. / В.М. Изуткин // Экологическая аспекты устойчивого развития регионов : тез. докл. мжд. конф. Новгород, 1995. С. 8-15.

43. Казакова, И.Г. К вопросу оценки экологической опасности на городских территориях Текст. / И.Г. Казакова, О.В. Слинко //IV Межд. конф. «Новые идеи в науках о земле» : тез. докл. М., 1999. С. 8-25.

44. Кагреманов, г. Сравнительный анализ основных методов очистки и кондиционирования питьевой воды Текст. / Г. Кагреманов, В. Давыдов // Трубопроводы и экология. 1998. - № 2. - с. 30-33.

45. Кондиционирование опресненной дистилляцией воды Текст. И.Г. Вахнин, Ю.А. Максин, Ю.А. Рахманин [и др.]. Киев :Наукова думка, 1990. - 121 с.

46. Корабельников, Н.В. Компактное технологическое оборудование для очистки воды в городах и поселках Текст. / Н.В. Корабельников [и др.] // Тез. докл. медун. научно-практ. семинара — выставки «Питьевая вода — 99» 20-21 мая, 1999.-М., 1999.-С. 48-51.

47. Кофф, Г.Л. Методические основы оценки техногенных изменений геологической среды городов Текст. /Г.Л. Кофф. -М.: Наука, 1990. — 248 с.

48. Красилов, В.А. общая модель эволюции экосистем Текст. /В.А. Красилов//

49. Эволюция экосистем : тез. М., 1995. - С. 23-27.

50. Крауклис, А.А. Экологическое районирование : идеи и перспектива Текст./ А.А. Крауклис // Экологическое районирование территории: методы и разработки. — Иркутск, 1991. С. 18-30.

51. Кузубова, Л.И. Химические методы подготовки воды Текст.: хлорирование, озонирование, фторирование /Л.И. Кузубова.- М., 1996. 106 с.

52. Кульский, Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды Текст. / Кульский Л.А. Киев, 1983. - 135 с.

53. Лурье, Ю.И. Унифицированные методы анализа вод. Текст. / Ю.И. Лурье. М.: Химия, 1971.-228 с.

54. Мазаев, В.Т. Контроль качества питьевой воды Текст. / В.Т. Мазаев [и др.]. -М.: Колос, 1999.- 151 с.

55. Малик, Л.К. Сравнительная оценка водохранилищ ГЭС по геоэкологическим показателям Текст. / Л.К. Малик, Е.А. Барабанова // География и природные ресурсы. 1993. - № 2. - С. 25-30.

56. Матарзин, Ю.М. Фрмирование водохранилищ и их влияние на окружающую среду Текст. / Ю.М. Матарзин, В.Б. Богословский, И.К. Мацкевич. Пермь, 1981. - 102 с.

57. Матарзин, Ю.М. Проблемы комплексных географо-гидрологических исследований формирования крупных водохранилищ и их влияние на природу и хозяйство Текст. :Автореф. докт. диссер / Ю.М. Матарзин. Пермь, 1971. 31 с.

58. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения Текст. / Б. Беликов, Ю.А. Рахманин, А.Б. Воронов [и др.]. М.: Недра, 1985. — 106 с.

59. Морина, Н.В. Водоочистные устройства практика сертификации Текст. / Н.В. Морина, А.В. Блажко // Питьевая вода. - 2002. № 3. - С. 13-20.

60. Натура, Е.П. Современные способы водоподготовки в безалкогольном производстве Текст./Е.П. Натура; ИПК Госагропрома УСС-Киев, 1991.-106 с.

61. Николадзе, Г.И. подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения Текст. / Г.И. Николадзе. М.: Мир, [б.г.].

62. Новиков, Ю.В. Методы исследования качества воды водоемов Текст. / Ю.В. Новиков [и др.]. М.: Медицина, 1990. - 256 с.

63. О состоянии окружающей среды Московской области в 2003 году Текст.: гос. доклад. М., 2004.

64. Обеззараживание питьевой воды ультрафиолетовым излучением / В.М.Бутин, С.В.Волков, С.В.Костюгенко и др. // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. -№12. - С. 7- 18.

65. Окружающая среда и здоровье человека Текст. / Герасимов И.П. [ и др.] . -М: Наука, 1979.-244 с.

66. Окружающая среда между прошлым и будущим: Мир и Россия Текст. / В.И.Данилов Данильян [ и др.] // Экое Информ. - 1994. - №5- 6. -с. 12- 17.

67. Ольшанский, М.В. Проблемы подготовки питьевой воды Текст. / М.В.Ольшанский; ВГТУ. Владимир, 1994. - 81 с.

68. Ольшевский. М.В. Проблемы подготовки питьевой воды. Локальные ипромышленные способы очистки Текст. / М.В. Ольшевский; ВГТУ. -Владимир, 1994. 74 с.

69. Основы расчета и оптимизации ионообменных процессов Текст. / М.М.Сенявин [ и др.]. М: Наука, 1972. - 176 с.

70. Павлов.Г.Д. Осветление и стабилизация воды Текст. / Г.Д.Павлов. М: ВНИИ «ВОДГЕО», 1988. - 48 с.

71. Питьева, К.Е. Гидрохимические аспекты охраны геологической среды Текст. / К.Е.Питьева. М: Наука, 1984. - 201 с.

72. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. «Питьевая вода. СанПиН 2.1.4.1074-01./ Госкомсанэпиднадзор России, 2001. -110 с.

73. Плотников, Н.И. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды Текст. / Н.И.Плотников, с.Краевский. М: Недра, 1983. - 223

74. Погосян, М.Г. Очистка питьевой воды Текст. / М.Г.Погосян. Ереван, 1987.-55 с.

75. Подготовка воды питьевого качества в городе Перми Текст. / В.Е.Соловьев, Л.С.Чипкина, И.Д.Хайруллин [ и др.]. Пермь, 1999. — 101 с.

76. Попов, В.М. Гидрохимия и инженкрные геотехнологии Текст. / В.М.Попов // Бюллетень новых технологий. 1998. - №2. - С. 14-22.

77. Пригожин, и. Порядок из Хаоса : Новый диалог человека с природой Текст. / И. Пригожин, И. Стенгерс. М, 1986. - 105 с.

78. Проблема подготовки питьевой воды. Текст. /: Локальные и промышленные способы очистки: каталог выставки Владимир. ГТУ -та, 1994 85 с.

79. Пшежецкий, С.Я. Протекание гетерогенных каталитических реакций в потоке. Общие уравнения. Теплоизолированная система Текст./ СЯ.Пшежецкий, Р.Н.Рубинштейн // Журнал физической химии. — 1946. -№3 С. 1421-1434.

80. Рамад, Ф. Основы прикладной Экологии Текст. /Ф.Рамад. -Л, 1981. -216 с.

81. Рекреационное использование водохранилищ. -М.: ИВП РАН, 1990. -151 с.

82. Реймерс, Н.Ф. Природопользование Текст. : Словарь справочник / Н.Ф.Реймерс. - М: Мысль, 1990. - 638 с.

83. Руководство по контролю качества питьевой воды Текст. М: Медицина, 1994.-61 с.

84. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. СанПиН № 4630 / Минздрав СССР, 1988. 31 с.

85. Сахаров, М.Г. Зачем и чем очищать уфимскую питьевую воду Текст. / М.Г.Сахаров. Уфа: Реактив, 1997. - 58 с.

86. Система очистки питьевой воды с применением природных и искусственных сорбентов Текст. / Т.А.Чуднова [ и др.] // Межд .научнопрак. Семинар «Питьевая вода -99»: тез. докл. Дзержинский, 1999.

87. Скурлатов, Ю.И. Ультрафиолетовое излучение технология настоящего и будущего в процессах водоподготовки и водоочистки Текст. /Ю.И.Скурлатов, Е.В.Штамм // Экология и промышленность России. — 2000. -№4. - С. 25-32.

88. Скурлатов, Ю.В. Ультрафиолетовое излучение в процессах водоподготовки и водоочистки Текст. / Ю.В.Скурлатов, Е.В.Штамм // Водоснабжение и санитарная техника. — 1999 -№2 — с. 11-22.

89. Слипченко,В.А. Совершенствование технологии очистки питьевой воды Текст. / В.А.Слипченко. Киев : ИПК МЖКХ, 1987. - 70 с.

90. Смирнова, А.Я. Подземные питьевые воды г.Воронежа и здоровье населения Текст. /А.Я.Смирнова [ и др.] // Экологический вестник Черноземья. 1996. -№4. - С. 15-23.

91. Смирнова, А.Я. Связь подземных и поверхностных вод Текст. /А.Я.Смирнова [ и др.] // Бумеранг. 1996. -№6. - с. 2-3.

92. Способ очистки вод Текст. : пат.96112895/2 РФ / В.Е. Ким [и др.]. Опубл. 1998.

93. Способ получения гранулированного сорбента для поглощения масел и смазок Текст. : пат.2040332 : заявл.5051300 от 07.07.1992 / А.Ф.Свиридов [и др.].

94. Способ получения питьевой воды и устройство для его осуществления : пат.2096342 РФ / К.Г.Боголицын и др.. опубл. 1997.

95. Справочник по геохимии Текст. / Г.В.Войткевич [ и др.]. М : Недра, 1990.-411с.

96. Способ очистки природной воды Текст. : пат. Рос. Федерации 2004100296 от 23.10.2003 / Б.М. Балоян [и др.].

97. Способ биологической очистки сточных вод, содержащих нитроцеллюлозу Текст. : пат. Рос. Федерации 2026830 : заявл. 93026852 от 27.05.1993 г. / Б.М. Балоян [и др.].

98. Способ получения гранулированного сорбента и устройство для его изготовления Текст. : пат. Рос. Федерации 2081748 : заявл. 94018365 от 19.05.1994 /Б.М. Балоян [и др.].

99. Справочник по экологической экспертизе проектов Текст. / под ред. М.А.Пустовойта. Киев, 1986.-211 с.

100. Способ глубокой очистки подземных вод Текст. : пат. Рос. Федерации 2087427 от 20.08.1997 / Н.Д. Артеменюк.

101. Строгонова, JI.H. К вопросу об изучении нитратногозагрязнения в природных водах Текст. / Л.Н.Строгонова // Проблемы химии ихимической технологии : VI регион конф. — Воронеж, 1998. с. 4-11.

102. Установка для очистки подземных под Текст. : пат. Рос. Федерации 2187462 от 20.08.2002 / С.М.Смирнов.

103. Уиттекер, Р. Сообщества и экосистемы Текст. / Р. Уиттекер. — М., 1980. -204 с.

104. Установка для обезжелезивания воды Текст. : пат. Рос. Федерации 2092450 от 21.08.1995 / Л.Н. Муромцев.

105. Установка подготовки воды на центральном тепловом пункте Текст. : реферат / ОАО «Сорбент». Пермь, 1998. - 83 с.

106. Установка обезжелезивания воды УОВЖ — 02 М Текст. : реферат / Новосибирский УНТИ. Новосибирск, 1999. - 58 с.

107. Устройство для очистки воды Текст. : пат. Рос. Федерации 2144512 от 20.01.2002/Е.Л. Войтов.

108. Фильтр непрерывной очистки жидкости Текст.: заявл. о выдаче патента Р.Ф., приоритет от 12.01.2004. №2004100296 / Б.М. Балоян [и др.].

109. Фильтр для питьевой воды : пат. Рос. Федерации 47723 от 16.08.2000 Текст. / Б.М.Балоян [ и др.].

110. Фоминых, A.M. Современная технология подготовки питьевой воды Текст. / A.M. Фоминых, В.А. Фоминых. Новосибирск, 1993. — 98 с.

111. Фрог, Б.Н. Водоподготовка Текст. / Б.Н. Фрог, А.П. Левченко. М., 1996. - 106 с.

112. Чуднова, Т.А. Использование природных сорбентов кварца и цеолита в процессах питьевого водоснабжения Текст. / Т.А. Чуднова, Б.М. Балоян // Третий междун. конгресс «Вода, экология и технология» ЭКВАТЭК. М., 1998. С. 343-345.

113. Чуднова, Т.А. Улучшение среды обитания человека как результат мероприятий по программе «Чистая вода» в г. Дзержинском Текст. / Т.А. Чуднова, Б.М. Балоян, Г.Г. Помогаева // Экологический вестник Подмосковья. 2000. - № 4. - С. 38-42.

114. Циушвили Г.В. Природные цеолиты Текст. / Г.В. Циуишвили. М.: Химия, 1985.- 146 с.

115. Шафрановский, И.И. Симметрия в природе Текст. / И.И. Шафрановский. — Л., 1985.-216 с.

116. Швебс, Г.И. Концепция природно- хозяйственных территориальных систем и вопросы рационального природопользования Текст. / Г.И. Швебс // География и природные ресурсы. 1987. - № 4. - С. 13-19.

117. Эделынтейн, К.К. Водохранилища России: экологические проблемы и пути их решения / К.К. Эделынтейн. — М.: ГЕОС, 1998. 277 с.

118. Экоинформатика Текст. : теория, практика, методы и системы. СПб.,