Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технической политики и образования

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

А.С. Овчинников, В.В. Якубов, Е.А. Ходяков,

А.А. Пахомов, Г.Р. Нарбекова

СООРУЖЕНИЯ ВОДОПОДГОТОВКИ

ПРИМЕРЫ И РАСЧЕТЫ

Учебное пособие по изучению дисциплины

«Улучшение качества природных вод»

Рекомендовано УМО

по образованию в области природообустройства и водопользования

в качестве учебного пособия для студентов вузов,

обучающихся по направлению 656800

Волгоград

2004

УДК 628.1

ББК 38.761.2

С 63

	Овчинников А.С., Якубов В.В., Ходяков Е.А. и др.
С 63	Сооружения водоподготовки: Учебное пособие по изучению дисциплины «Улучшение качества природных вод» / А.С. Овчинников, В.В. Якубов, Е.А. Ходяков, А.А. Пахомов, Г.Р. Нарбекова; Волгогр. гос. с.-х. акад. – Волгоград, 2004. – 170 с.
	ISBN 5-85536-225-6
	Содержатся базовый состав сооружений по подготовке природной воды для хозяйственно-питьевых целей, их краткая характеристика и методика расчета. Приведены примеры расчета реагентного хозяйства, смесительных устройств, камер хлопьеобразования, отстойников, осветлителя со взвешенным осадком, контактных осветлителей, станций обезжелезивания, конструкций медленного и скорого фильтрования, а также устройств обеззараживания воды. Отражены традиционные и современные научно-технические достижения в области очистки воды. При составлении данного пособия использовались работы известных специалистов в области водоподготовки Д.М. Минца, Н.Н. Абрамова, В.С. Оводова, М.Г. Журба, Г.И. Николадзе, В.Ф. Кожинова, В.Н. Смагина, Ю.А. Ищенко и др., а также нормативно-справочные документы (СНиП 2.04.02-84 и СанПиН 2.1.4.1074-01). Материал, изложенный в учебном пособии, может быть использован для курсового проектирования по дисциплине «Улучшение качества природных вод» и при выполнении дипломного проекта по сельскохозяйственному водоснабжению. Для студентов очного и заочного отделения эколого-мелиоративного факультета, обучающихся по специальностям: 311600 «Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения», 320600 – «Комплексное использование и охрана водных ресурсов», а также инженеров и техников, работающих в области очистки воды.
	УДК 38.761.2
	ББК 628.1
	Рецензенты: директор Поволжского НИИ эколого-мелиоративных технологий, заслуженный мелиоратор РФ, канд. техн. наук В.В. Карпунин; главный научный сотрудник, зав. Волгоградским КО ВНИИГиМ, доктор с.-х. наук В.В. Бородычев.

ISBN 5-85536-225-6	©	Овчинников А.С., Якубов В.В., Ходяков Е.А., Пахомов А.А., Нарбекова Г.Р., 2004
	©	Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, 2004

Введение

Охрана окружающей среды, в том числе охрана и рациональное использование водных ресурсов, является важной государственной задачей.

Водоснабжение – одна из важнейших отраслей техники, направленная на повышение уровня жизни людей, развитие промышленности и сельского хозяйства. Снабжение населения качественной водой в достаточном количестве имеет важное социальное и санитарно-гигиеническое значение. Дальнейший рост отраслей народного хозяйства и качественное изменение сельскохозяйственного производства, необходимость улучшения санитарно-бытовых условий жизни людей в свете обострения охраны окружающей среды и роста дефицита воды, выдвигают в ряд важнейших научных исследований проблемы обеспечения питьевой водой надлежащего качества сельских населенных мест Волгоградской области и фермерских хозяйств. Это наряду со строительством новых сооружений требует интенсификации работы уже существующих станций водоподготовки. В ближайшие годы в данном регионе предстоит построить значительное количество небольших водопроводных очистных сооружений с использованием воды открытых и подземных источников.

В настоящее время существующие водоочистные сооружения не в состоянии обеспечить потребителей доброкачественной водой, так как их барьерные функции к ионам тяжелых металлов, хлорорганическим соединениям, фенолам, нефтепродуктам, кишечным протозойным и другим загрязнениям чрезвычайно малы. Такое положение усугубляется гидравлической перегрузкой сооружений и отсутствием полного комплекса водоподготовки.

За последнее время российскими специалистами разработаны новые способы обработки природных вод и методы расчета водопроводных очистных сооружений. Дальнейшее развитие и практическое применение должны получить методы улучшения качества обработки воды для питьевых и производственных целей из открытых водоисточников, необходимо также расширение масштабов использования подземных вод с частичным их опреснением. При водоподготовке должны применяться наиболее современные сооружения. Они должны быть высокопроизводительными, экономичными, компактными и свободными от ряда недостатков.

Проектирование водопроводных очистных сооружений должно быть основано на современных достижениях в области водоочистки и передовых методах гидравлического расчета с применением ЭВМ.

В современных условиях сильно увеличиваются потребности человека в воде для коммунально-бытовых нужд. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л на одного человека. Анализ водопользования прошедших десятилетий позволяет сделать заключение, что ежегодный прирост водопотребления создает безвозвратную потерю воды для природы около 4–5 %. Перспективные расчеты показывают, что при сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и объемов производства к 2100 г. человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

Уже сейчас недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20 % городского и 75 % сельского населения планеты.

Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (Волга, Дон, Днепр и др.), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек).

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. С тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, оно стало многообразным и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.

Нормирование качества воды заключается в установлении для водного объекта совокупности допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

Правила охраны поверхностных вод устанавливают нормы качества воды водоемов и водотоков для условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования. Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды, называют загрязняющим.

Виды водопользования на водных объектах определяются органами Министерства природных ресурсов РФ и Государственного комитета РФ по охране окружающей среды и подлежат утверждению органами местного самоуправления субъектов РФ.

К хозяйственно-питьевому водопользованию относится использование водных объектов в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения и снабжения предприятий пищевой промышленности. В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1074–01, питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства.

На качество природных вод влияют природные и антропогенные факторы.

Формирование химического состава природных вод определяют в основном две группы факторов: прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду (т.е. действие веществ, которые могут обогащать воду растворенными соединениями или, наоборот, выделять их из воды); состав горных пород, живые организмы, хозяйственная деятельность человека; косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия и пр.

Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Для характеристики уровня загрязненности водных объектов применяют физические, химические, гидробиологические и микробиологические показатели.