Водоочистные функции водозаборных комплексов

 

Качественный состав поверхностных водоисточников, генезис и физико-химические свойства подземных вод определяются в основном гидрологическими и геологическими условиями формирования русел водотоков и подземных водоносных горизонтов, климатическими факторами и степенью антропогенного воздействия на них. Поступающие в природные воды органические вещества и биогенные элементы (железо, азот и др.) служат питательным субстратом для развития водных организмов. Интенсивное вторичное биологическое загрязнение природных вод обусловливает «цветение» водоемов и их эвтрофирование. Во взвешенном состоянии в поверхностных водах содержатся нерастворимые и малорастворимые вещества, обусловливающие ее мутность, хотя в большинстве случаев они являются экологически безопасными и играют важную роль в биологических и других естественных процессах, происходящих в водоемах и водотоках.

Забор воды для нужд рыбоводного хозяйства осуществляется при помощи водозаборов, которые предназначены для защиты систем водоснабжения от попадания с водой плавающих предметов, планктона, водорослей, рыбы, крупных наносов. Требуемое качество воды достигается на специальных очистных сооружениях. Это объясняется нестабильностью качества поверхностных источников по сезонам года и даже в течение суток из-за мутности. Водозаборно-очистные сооружения, входящие в единый технологический комплекс с водоисточником, прежде всего выполняют защитно-барьерные и водоочистные функции, не ухудшая качества воды в нем и не влияя отрицательно на гидрологический режим водотоков или гидрогеологический режим водоносных подземных пластов.

Водозаборно-очистные сооружения подразделяют на поверхностные и подземные. По месту расположения по отношению к поверхностному водоисточнику они бывают русловые, береговые, комбинированные. По компоновке и размещению в узлах подземных водозаборов они располагаются либо только в прифильтровой зоне скважин, каптаже родников и горизонтальных водозаборов, либо они представляют собой комплекс, часть которого находится в зоне водоприема, а другая, вспомогательная – на поверхности земли. Примером последней служит система обезжелезивания воды в водоносном пласте.

К комбинированным комплексам относится система инфильтрационного восполнения – использование истощенных подземных водоносных горизонтов.

Водозаборно-очистные сооружения различают и по технологии улучшения качества воды на них. Большой класс сооружений, все чаще применяемый в настоящее время, реализует безреагентное осветление воды и механическое задержание грубых плавающих предметов. К этому классу сооружений относятся решетки, сетки, фильтрующие оголовки и водоприемные окна, перекрытые фильтрующими кассетами.

Более глубокое осветление воды достигается в водозаборно-очистных сооружениях отстойного типа. К ним относятся: ковшовые водозаборы-отстойники, магистральные подводящие каналы, в концевых участках которых расположены насосные станции. В состав водозаборного узла включаются классические очистные установки: гидроциклоны, сетчатые и зернистые фильтры.

Водозаборно-очистные сооружения биологической предочистки поверхностных вод, содержащих органические загрязнения, представляют собой целый комплекс. В состав этого комплекса входят наливные водоемы (бассейны), каналы и биоплато с высшей водной растительностью, береговые и русловые устройства, в которых размещены носители (искусственные волокна и др.) для прикрепленной (иммобилизованной) микрофлоры. В сооружениях этого типа дополнительно устраивают системы принудительной аэрации или озонирования воды.

Особый класс представляют водозаборно-очистные станции блочного типа заводского изготовления, размещаемые непосредственно в акватории водотоков или водоемов или в их руслах. Отличительной особенностью этих станций (комплексов) является то, что в их состав наряду с водоприемными блоками и очистными элементами входят камеры для размещения насосов, устройства для обеззараживания воды, баки для промывки очистных элементов. Иногда в них помимо традиционных приемов фильтрования и отстаивания реализуются процессы реагентной обработки воды.

Водозаборно-очистные сооружения и устройства подземных водоисточников делятся на два класса – фильтрующие устройства, предотвращающие попадание в эксплуатационные колонны скважин горизонтальных водозаборов песка и других мелких частиц водоносных пород (механическое задержание), и сооружения для дегазации и физико-химической очистки воды от железа с помощью кислорода атмосферного воздуха, вводимого в прифильтровую зону.

 

5.5. Предварительная водоподготовка

 

Обработка воды с целью сделать ее пригодной для нужд потребителя представляет собой комплекс физических, химических и биологических методов изменения ее первоначального состава. Под обработкой воды понимают не только ее очистку от ряда нежелательных и вредных примесей, но и улучшение природных свойств путем обогащения ее недостающими ингредиентами. Метод обработки воды выбирается на основе предварительного изучения состава и свойств воды источника (данные химических и биологических анализов), намеченного к использованию, и их сопоставления с данными ОСТ 15-282–83. Сочетание необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую схему улучшения качества воды. Технологическая схема и соответствующий состав очистных сооружений подбираются в зависимости от показателей качества воды в источнике, от требований потребителя и технико-экономических расчетов. При выборе схемы обработки воды необходимо учитывать, что процессы обработки воды по реагентной схеме протекают интенсивнее и значительно эффективнее, чем по безреагентной. Применение отстойников и осветлителей со слоем взвешенного осадка рационально применять при содержании взвешенных веществ в исходной воде свыше 50 мг/л. Для извлечения из воды крупных примесей следует применять барабанные сетки, а для удаления планктона – микрофильтры или флотаторы. Для осветления высокомутных вод рекомендуются осветлители-водозаборы, тонкослойные, горизонтальные и радиальные отстойники с тонкослойными модулями, гидроциклоны.