Экологический мониторинг качества воды и оценка барьерной роли сооружений водоподготовки : На примере Северного ковшового водопровода г. Уфы

• Автор: Харабрин, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Введение.
1 Современное состояние и проблемы источников водоснабжения и систем водоподготовки обзор литературы
1.1 Современные требования к качеству питьевой воды в части антропогенных загрязнений

1.2 Анализ состояния водоисточников по микробиологическим и техногенным загрязнениям

1.3 Некоторые проблемы обеспечения качества питьевой воды из поверхностных водоисточников

1.4 Методы удаления микробиологических загрязнений в технологии водоподготовки

1.4.1 Обеззараживание воды химическими методами.

1.4.2 Обеззараживание воды физическими методами.

1.4.3 Физикохимические методы удаления бактериологических загрязнений.

1.5 Взаимосвязь бактериологических загрязнений с технологическими показателями качества воды

1.6 Анализ возможности извлечения техногенных загрязнений на очистных сооружениях.

2 Мониторинг состояния качества воды водоисточника и питьевой воды. Количественная и комплексная оценка работы очистных сооружении из поверхностного водоисточника
2.1 Мониторинг состояния качества воды водоисточника по показателям мутности, окисляемости, температуре.
2.1.1 Объект исследования.
2.1.2 Выбор показателей для мониторинга состояния воды водоисточника
2.1.3 Исследование структуры временных рядов окисляемости, мутности и температуры.
2.1.4 Получение модельного годового периода, характеризующего изменение показателей качества воды.
2.1.5 Сезонная декомпозиция временных рядов мутности, окисляемости, температуры.
2.1.6 Проверка стабильности сезонных индексов.
2.1.7 Дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды
2.1.8 Оценка вклада компонент в изменчивость показателей
2.2 Мониторинг состояния качества питьевой воды и исследование технологических параметров
2.2.1 Выбор показателей для мониторинга состояния питьевой воды.
2.2.2 Исследование структуры временных рядов мутности, окисляемости, остаточного алюминия в питьевой воде и дозы коагулянта
2.2.3 Сезонная декомпозиция показателя окисляемости в питьевой воде
2.2.4 Сезонная декомпозиция содержания остаточного алюминия.
2.2.5 Сезонная декомпозиция временного ряда дозы коагулянта.
2.3 Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений по показателю окисляемости.
2.4 Комплексный анализ работы очистных сооружений.
2.5 Анализ взаимосвязи показателей качества воды водоисточника, питьевой воды и технологических параметров.
2.5.1 Анализ взаимосвязи мутности, окисляемости, температуры воды водоисточника, дозы коагулянта, окисляемости, остаточного алюминия в питьевой воде.
2.5.2 Анализ взаимосвязи эффективности извлечения бензапирена с эффективностью очистки по окисляемости
2.6 Возможность интенсификации работы очистных сооружений водоподготовки из поверхностного водоисточника
2.7 Рекомендации по интенсификации процесса водоподготовки.
3 Экспериментальное изучение процесса водоподготовки в III и IV подпериодах паводка
4 Методы расчетов и эксперименты.
4.1 Методы расчетов
4.1.1 Обзор методов исследования временных рядов.
4.1.2 Изучение структуры временных рядов.
4.1.3 Метод сезонной декомпозиции временного ряда
4.1.4 Изучение случайной компоненты
4.1.5 Расчет вклада компонент
4.1.6 Методы аппроксимации зависимостей корреляционнорегрессионный
анализ.
4.2 Описание экспериментов.
4.2.1 Описание пилотной установки
4.2.2 Технологические режимы и снимаемые параметры.
Выводы.
Библиография


Малая эффективность обеззараживания ог цист простейших и лямблий связанным хлором указывает на недопустимость использования применения такого технологического приема как предаммонизация воды, используемого в некоторых случаях с целью образования хлорамина в период загрязнения водоисточника этими организмами . Наблюдаются значительные отличия в эффективности обеззараживания различными формами активного хлора от бактерий и вирусов. Так, если гипохлориты имеют примерно равный бактерицидный и вурулицидный эффект, то хлорноватистая кислота в десятки раз более активна , 3. Диоксид хлора по сравнению с другими хлорактивными соединениями обладает значительным бактерицидным и вирулицидным свойствами в широком диапазоне , к тому же он быстро действует. При обработке воды диоксидом хлора процент оставшихся жизнеспособных клеток бактерий на порядок меньше, чем при применении хлора в той же концентрации при одинаковом времени контакта 2. Высокий антимикробный эффект этого соединения проявляется в дозах от 0,1 до 0,5 мгдм3 в зависимости от концентрации взвешенных веществ. При инактивации диоксидом хлора, особенно при низких значениях , фекальные стрептококки, клостридии, вирусы и цисты простейших более устойчивы чем колиформы. Микроорганизмы по степени устойчивости к диоксиду хлора располагаются в таком порядке бактерии вирусы цисты простейших. Показатель СТ для инактивации энтеровирусов и цист простейших в чистой воде находится в пределах от 1 до 5. Еще одним хлорсодержащим соединением, применяемым для обеззараживания, является хлорамин. Для инактивации колиформных бактерий, сальмонелл и шигелл необходим остаточный хлорамин в концентрации мгдм3 и продолжительность времени контакта более одного часа. Микобактерии, вирусы и простейшие крайне устойчивы к хлораминам. Инактивации хлорамином вируса гепатита А и индикаторных вирусов происходит только при достижении показателя С7сотен и тысяч единиц, что делает невозможным применение только этого реагента для дезинфекции 5. Наибольшее применение как альтернатива хлорированию нашел метод озонирования. Биоцидное действие озона является результатом его реакции с жирными кислотами по двойной связи в клеточных стенках и мембранах бактерий, в протеиновых оболочках вирусов. В случае бактерий окисление приводит к изменению проницаемости клетки и переходу содержимого клетки в раствор. Для вирусов изменение протеиновой оболочки препятствует их захвату восприимчивыми клетками. При воздействии озона на клеточную стенку цист ii происходит изменение цитоплазматической мембраны и ультраструктурных элементов организмов 4. Наибольшая чувствительность к озону отмечена как индикаторных бактерий, так и для патогенных. Чувствительность вирусов и простейших к озону значительно ниже. Приводятся дозы остаточного озона, необходимые для обеззараживания воды при различном уровне зараженности энтеровирусами продолжительность контакта минут при 5 УЕдм3 0,2 мгдм3 при 0 0,5 и при 0 0,8 при зараженности лямблиями УЕдм3 0,6 и при 0, мгдм3 озона 0. Эти условия обеспечивают отсутствие энтеровирусов в дм3 воды, а лямблий в 1 дм 3 воды. Применение химических методов обеззараживания воды имеет ряд недостатков, основным из которых является ухудшения органолептических свойств питьевой воды изза образования новых продуктов. Продукты хлорирования воды обладают высокой генотоксичиостыо это тригалогенметаны, хлорфенолы, пнитрохлорбензол и другие , , 2, 6. Озону присущи такие недостатки как недостаточная изученность продуктов озонолиза органических соединений в воде органические пероксиды, ненасыщенные альдегиды и эпоксиды и их мутагенных и токсикологических свойств. Кроме того, озонирование приводит к образованию биоразлагаемых соединений, являющихся доступными источниками углерода для бактерий и создающих потенциальную угрозу вторичному росту микроорганизмов в сетях карбонильные соединения с малой и средней молекулярной массой, в основном формальдегид и другие альдегиды 0. Совместное применение соединений хлора и озона может привести как к уменьшению, так и к увеличению хлорорганических соединений в воде . Из физических методов обеззараживания наибольшее распространение получил ультрафиолетовый метод обработки 9.