Важнейшая задача нашего времени - сохранение природных ресурсов и защита окружающей среды от техногенных загрязнений, количество которых растет пропорционально степени развития цивилизации.
Обеспечение населения чистой водой, несмотря на плачевное состояние водных ресурсов, повсеместно решается с помощью водоподготовки, в процессе которой образуются отходы в виде промывных вод фильтров и осадка, которые сами по себе представляют проблему, требующую решения.
В процессе эксплуатации систем водоподготовки загрузка фильтров загрязняется и нуждается в промывке, причем количество затрачиваемой на это воды достигает до 10-15 % от производительности системы. Водо-воздушная промывка фильтров позволяет уменьшить расход воды на эту процедуру в несколько раз, но и ведёт к усложнению технологической схемы, дополнительным эксплуатационным расходам.
Состав и свойства промывных вод станций водоподготовки, обрабатывающих воды поверхностных источников, определяются качеством исходной воды, имеющим сезонную вариативность, и технологией очистки (типа фильтрующей загрузки, используемых реагентов и др.). Промывная вода фильтров содержит такие характерные загрязнения, как среднедисперсную взвесь частиц фильтрующей загрузки и продукты гидролиза коагулянта в виде мелкодисперсной взвеси. В периоды осенне-весеннего паводка в промывных водах повышается содержание взвешенных веществ; расход и состав промывных вод испытывают значительные колебания в течение суток и цикла промывки.
Существует несколько вариантов того, как обойтись дальше с загрязненной водой, полученной после промывки фильтров:
- очистить и сбросить в поверхностные водоемы;
- сбросить в коллектор городских очистных сооружений;
- повторно использовать в системах водоочистки.
Первый вариант утилизации промывных вод (сброс в прилегающие водоемы) - самый распространенный, но он имеет существенные недостатки и нежелателен по ряду причин. Неочищенные промывные воды запрещено сбрасывать в водоемы (карается штрафами). Промывная вода, даже прошедшая песколовку и осветленная в обычном отстойнике, чаще всего не соответствует нормативам СанПин 2.1.5.980-00 "Гигиенические требования к охране поверхностных вод". Сброс такой воды также влечет за собой солидные штрафные санкции со стороны природоохранных ведомств. Промывная вода, содержащая несвойственные водоему загрязнения, ухудшает качество исходной воды в источнике сброса таких вод. В случае его использования в качестве питьевого, может возникнуть затруднения при обработке воды, обрабатываемой на городских водоочистных станциях, расположенных ниже мест сброса по течению реки. Как результат - ухудшение качества водопроводной воды и удорожание процесса водоочистки. Сбросы больших количеств промывных вод и осадка интенсифицируют прирост донных отложений и, соответственно, уменьшение толщи воды; страдают процессы естественного самоочищения водоемов.
Сброс промывных вод фильтров на городские очистные сооружения канализации возможен, но также проблематичен - в связи со значительным увеличением нагрузки на сооружения, поступлением в составе сбросных вод несвойственного для сооружений загрязнителя (соединений алюминия, используемых в качестве коагулянтов в процессе очистки промывной воды) и высокими затратами на транспортировку стоков.
Наиболее экономически и экологически выгодный вариант утилизации промывных вод фильтров - их повторное использование в системах водоочистки. Плюсы использования промывных вод в обороте: исключение сбросов загрязненной оборотной воды в водоисточники предотвращает загрязнение окружающей среды (поверхностных и подземных вод, прилегающих территорий); экономит водные ресурсы, уменьшая расход воды на станциях водоочистки и, соответственно, снижая забор воды из водоисточников; удешевляет стоимость очищенной питьевой воды; позволяет утилизировать отходы очистки в виде шлама (осадка), не загрязняя ими прилегающие территории.
Такое решение актуализирует задачу очистка промывных вод в водоподготовке до качества, делающего возможным ее эффективное использование в оборотной системе водоочистки поверхностных и подземных вод.
Основные сооружения для обработки повторных вод и осадка на станциях водоочистки:
1) резервуары, служащие для аккумуляции стоков вод от промывки фильтров;
2) отстойники промывных вод, выполняющие задачу их осветления;
3) песколовки, очищающие промывную воду от песка;
4) сооружения или приспособления для обезвоживания осадка, накопившегося в отстойниках (специальные площадки для подсушивания, сгустители или фильтр-прессы).
Технологическая схема очистки промывных вод скорых фильтров разрабатывается с учетом качества исходной воды и состава очистных сооружений.
В зависимости от метода обработки промывных вод возможны два основных варианта их повторного использования:
1) Промывные воды проходят песколовку и отстаиваются (осветляются) в отстойниках, после чего направляются в голову очистных сооружений. Такую схему нормативные документы предлагают очистки промывных вод станций обезжелезивания и осветления воды. Однако опыт показывает, что эта схема плохо влияет на режим очистки воды в основном цикле водоподготовки. Трудно обеспечить равномерную подачу промывных вод в течение суток; осветленная промывная вода имеет качественные характеристики, отличные от исходной воды, в результате растет нагрузка на технологическое оборудование основного цикла и снижается его производительность.
Возможность использования такого варианта утилизации промывных вод оценивается с учетом конкретной ситуации "на месте".
2) Очищенную до нормативов воды питьевого качества промывную воду можно отправить в резервуар чистой воды или использовать для промывки скорых фильтров.
Для этого осветленная в отстойнике вода проходит доочистку на фильтрах и обеззараживается.
Мы указали два основных варианта, но возможны и промежуточные. Все зависит от того, в какой степени промывная вода очищается при осветлении. Например, осветленной водой можно промывать контактные осветлители. В любом случае, вариант повторного применения очищенных промывных вод разрабатывается с учетом ряда конкретных обстоятельств.
Промывная вода перед сбросом в отстойник может обрабатываться реагентом, что значительно сокращает время осветления и обеспечивает более стабильное качество очищенной воды. Для интенсификации процесса осветления возможно использовать в качестве присадки осадок из отстойника.
В качестве отстойника может использоваться осветлитель промывных вод (в нем одновременно с отстаиванием вода фильтруется через слой взвешенного осадка).
Эффективно использование тонкослойных (трубчатых или пластинчатых) отстойников. Их плюсы: значительное сокращение времени отстаивания; малые габаритные размеры отстойников; эффект осветления (по сравнению с обычными отстойниками) выше на 25-30 %. Теми же достоинствами обладает наклонный отстойник - ламельный сепаратор.
Для утилизации образовавшегося в отстойниках осадка его необходимо подвергнуть обезвоживанию - это особенно актуально для крупных станций водоочистки. Оптимальным вариантом представляется использование в этих целях механических способов, таких как фильтрпрессование, центрифугирование и вакуум-фильтрация.
Отечественная промышленность выпускает автоматизированные фильтр-прессы, позволяющие получить кек влажностью 70-75 %. Далее кек утилизируется как твердые бытовые отходы.
Компания Waterman предлагает свои услуги по разработке и реализации технических решений по очистке и повторному использованию промывных вод фильтров. Мы осуществляем комплексный подход к решению этой задачи. Конечный результат - экологическая и экономическая выгода для предприятий, использующих технологии водоочистки.
