Влияние изменения качества воды в источнике водоснабжения на режим работы водопроводных очистных сооружений

THE EFFECT OF CHANGES IN WATER QUALITY IN A WATER SUPPLY SOURCE ON THE OPERATION MODE OF WATER TREATMENT PLANTS

Yuri Danilenko

Master student of Academy of Civil Engineering and Architecture, Samara State Technical University, Russia, Samara

Аннотация. При изучении качества воды источника водоснабжения Саратовского водохранилища особое внимание было уделено основным показателям, влияющим на выбор реагентной обработки: мутность, перманганатная окисляемость и цветность на период января 2020г.

Abstract. When studying the water quality of the water supply source of the Saratov reservoir, special attention was paid to the main indicators that affect the choice of reagent treatment: turbidity, permanganate oxidizability and color for the period of January 2020.

Ключевые слова: ПДК, Саратовское водохранилище, загрязняющее веществ.

Keywords: MPC, Saratov Reservoir, pollutant.

Саратовское водохранилище на р. Волге, создано в 1967–1968 гг. Высота плотины 60 м. Нормальный подпорный уровень (НПУ) и уровень мёртвого объёма (УМО) – 28 м и  27 м соответственно, площадь зеркала при НПУ и УМО – 1 831 км² и 1 661 км². Полный объём при НПУ – 12 870 млн м³, полезный объём – 1 750 млн м3. Длина 357 км, средняя ширина 5,1 км, максимальная глубина 31 м, средняя глубина 7 м. Протяжённость береговой линии при НПУ воды в водоёме – 865 км. Средний коэффициент водообмена 19,1 (каждые 18 дней). Саратовское – 2-е водохранилище по полному и полезному объёму в Саратовской области (после Волгоградского), в Самарской и Ульяновской областях.

Скорости течения изменяются в поверхностном слое в пределах 0,3–2,0 м/с, в придонном слое – 0,15–0,30 м/с. При резком уменьшении сбросов воды в нижний бьеф (Волгоградское водохранилище) формируются так называемые обратные течения со скоростями до 0,2 м/с в поверхностном слое (1–2 м) и 0,01–0,03 м/с в придонных слоях. При этом может происходить перемещение загрязняющих веществ «вверх по течению».

Основные загрязняющие вещества: нитраты, медь, цинк и нефтепродукты (среднее превышение рыбохозяйственных ПДК в 3–5 раз, максимальное в отдельных точках – до 35 ПДК). В Волжском каскаде Саратовское водохранилище по качеству воды считается одним из самых загрязнённых и «уступает» по этому показателю только Горьковскому (Нижегородскому) водохранилищу. Скорость осадкообразования (накопления донных отложений) – от 2,7 мм до 9,1 мм в год на разных участках водоёма; максимальная мощность донных отложений достигает 1,5 м в приплотинной части водохранилища в пределах затопленного русла Волги. Загрязнение донных осадков ионами металлов обусловлено антропогенными воздействиями. Участки, наиболее загрязнённые токсичными соединениями тяжёлых металлов, находятся в устьях притоков, заливах, в местах сброса сточных вод, акваториях портов и местах стоянок маломерного флота.

Загрязняющее вещество – любое химическое вещество, которое находится в объекте окружающей природной среды в количествах, превышающих природные фоновые значения, и вызывает тем самым химическое загрязнение. Загрязняющее воду вещество (ГОСТ 17.1.1.01-77. «Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения») – это вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды. Из всех видов загрязнения окружающей среды самым мощным и опасным считается именно химическое загрязнение, оно отличается наибольшими масштабами, непосредственно действует на живые организмы, и его негативное действие закрепляется на генетическом уровне, способствуя деградации природных экосистем.

Загрязняющие вещества можно классифицировать по следующим основным признакам: химическая природа вещества (органические, минеральные, естественного или искусственного происхождения); токсичность для живых организмов; технофильность, т. е. преимущественно антропогенное присутствие в окружающей среде; характер воздействия на почву; источники поступления в окружающую среду; режим поступления в окружающую среду; фазовое состояние; устойчивость в окружающей среде.

В начале зимы на Волге наблюдалось необычное зимнее половодье, из-за чего цветность воды значительно повысилась.

В обычное время цветность волжской воды не превышает 20 градусов. Сейчас она достигла 62 градусов. Стоит отметить, что вода, которая подаётся в город, остаётся безопасной! В некоторые дома Самары вода поступает с изменённым показателем цветности, но это её органолептическое свойство на здоровье людей не влияет.

Насосно-фильтровальные станции «РКС-Самара», поднимающие и очищающие воду из Волги, переведены в режим повышенного контроля за качеством водоподготовки. В гибком режиме производится корректировка технологических процессов, дозирования реагентов для обеззараживания воды и коагулирования.

С 1 января 2020 года на станциях водоподготовки НФС-1 и НФС-2 технологи ГВС ООО "Самарские коммунальные системы" ввели интенсивный режим коагуляции исходной воды. Для снижения цветности и перманганатной окисляемости на очистных сооружениях применялись высокие дозы коагулянтов, флокулянтов и хлорсодержащих реагентов.

Таблица 1

Средние значения показателей качества речной воды в створе водозаборов в январе 2020 г.

НФС-1 - насосно-фильтровальная станция №1;

НФС-2 - насосно-фильтровальная станция №2;

ГВС – городская водопроводная станция;

Волга – указывается показатель в момент забора воды из источника (Саратовского водохранилища) для водоподготовки

Для установления оптимального режима коагуляции проводился постоянный лабораторный контроль качества природной воды. Оптимальные дозы реагентов в периоды изменения состава воды определяли методом пробной коагуляции, флокуляции и хлорирования. Оптимальная доза реагентов (коагулянтов и флокулянтов) способствует образованию крупных, быстро декантирующихся хлопьев и не дает опалесценции воды.

Поскольку водозаборы, обеспечивающие водой сооружения НСФ-1 и НСФ-2, расположены на определенном расстоянии друг от друга вблизи города, что влияет на качество воды источника водоснабжения, исследования по определению оптимальных доз реагентов проводились для каждой станции водоподготовки с использованием тестового метода коагуляции, разработанного технологами в соответствии с ГОСТ Р 51642-2000 "коагулянты для бытового питьевого водоснабжения".

Для повышения надежности очистных сооружений Самары специалистами ООО "Самарские коммунальные системы" разработана инвестиционная программа на 2019-2023 годы, которая включает следующие мероприятия: замена традиционно используемого сульфата алюминия на более эффективный полиоксихлорид алюминия в паводковый период, особенно осенью; реконструкция и модернизация систем дозирования реагентов и систем быстрой промывки фильтров. Кроме того, необходимо рассмотреть возможность глубокой доочистки воды на НФС-1 методом сорбции, избегая ее предварительного осаждения в горизонтальных отстойниках, а также предусмотреть повторное использование воды из промывочных фильтров с целью замутнения исходной воды перед ее поступлением во входные устройства для улучшения дальнейшего процесса коагуляции.