Шляхи досягнення біологічної стабільності води

Практично всюди у Європі в технології водопідготовки присутні фізичні і біологічні методи, де фільтрування використовується як фізичний бар’єр, а завантаження фільтра — як біологічна поверхня для перебігу хімічних процесів окиснення органічних речовин.

Повільне фільтрування — підтримання такої постійної швидкості протікання води, при якій можливе утворення і підтримання екосистеми мікроорганізмів в товщині фільтра. Очищення води в такому фільтрі являється комбінацією фізичних та біологічних процесів.

На відміну від швидких фільтрів повільні фільтри не підлягають промивці зворотним потоком води для не порушення екосистеми. Їх очищують декілька разів у рік (2-12 разів на рік) залежно від якості води і кількості ступенів очищення.

Середній рівень води над піском приблизно 2 м, висота завантаження фільтра — 1-1.5м, швидкість фільтрування — 0.3-0.4 м/год. Повільні фільтри зменшують вміст БДОВ на третину.

Приклади технологічних схем з повільними фільтрами.

Нідерланди

1 – водовідстійник; 2 – насосна станція; 3 – відстійник для коагулянта; 4, 10 – забір води із водоносного горизонту; 5 – піщаний фільтр; 6 – резервуар води у грунті; 7 – забір інфільтрованої води; 8 – відведення води без змішування із підземною водою; 9 – резервуар для змішування підземної та інфільтрованої води; 11 – резервуар; 12 – каскад аерування; 13 – вузол пом’ягшення та коригування pH; 14 – озонатор; 15 – фільтр; 16 – адсорбційні фільтри; 17 – повільний фільтр; 18 – РЧВ.

Вода на першій стадії після забору із річки підлягає попередній очистці — обробки коагулянтом FeCI₃ та відстоюванням. Така обробка дозволяє видалити зважені речовини, фосфати, органічні речовини, бактерії, віруси, важкі метали.

Після попереднього очищення воду збирають у двох басейнах, звідки вона розтікається по п’яти зонам (площа однієї зони 975 га.), по каналах та проникає у піщаний грунт (дюна). Тривалість процесу близько 2 місяців. За цей час відбувається руйнування нітратів, видалення мікрокількості органічних з’єднань, вимирання вірусів. Таким чином досягається стабільна якість води.

Через системи відбору води та каналів, вода поступає у збірний басейн. Найбільша кількість води поступає із збірного колектора, що розташований до водостійкого шару.

Далі вода проходить каскад ступенів, де збагачується киснем (позиція 12). При цьому окислюється деякі з’єднання, а випавші тверді осади видаляються фільтруванням — відбувається аерування. Далі перебігає стадія зменшення твердості води з використанням NaOH (позиція 13) і осаджуються кальцити на гранулах піску. Після пом’якшення коригують величину рН шляхом добавляння HCI.

Наступна стадія — озонування (позиція 14). Час контакту води з озоном ­— 20 хвилин. При цьому частково руйнуються органічні речовини, пестициди, віруси та бактерії гинуть та можуть бути відфільтровані на наступній стадії. Озонування суттєво покращує якість води, надає їй натуральний смак, видаляє запах та колір.

Наступна стадія — двоступеневе абсорбційне очищення (позиція 16), в процесі якого відбувається фізична абсорбція органічних речовин і їх біологічне окиснення на завантажені фільтри (біосорбція) — використання фізичних та біологічних методів.

Після вугільних фільтрів вода поступає на піщані фільтри, основна задача яких знезаразити воду від залишкових бактерій і слідів органічних з’єднань. Вода після такого фільтра є прозорою, без кольору, присмаку і безпечна для споживання. Вкінці технології немає знезараження.

Технологічна схема підготовки питної води в ІВ-рі-сюр-Сен (Париж, Франція)

1 – джерело води; 2 – насосна станція; 3 – вузол дозування коагулянта чи порошкоподібного активного мулу; 4 – відстійник; 5 – станція озонування; 6 – контактна коагуляція на спеціальному завантаженні Bioile; 7 – контактна коагуляція на піщаному завантаженні; 8 – повільний піщаний фільтр; 9 – станція озонування води; 10 – фільтр, завантажений активним мулом; 11 – заключне знезараження води хлором.

В схемі передбачено після насосної станції проводити попередню обробку води коагулянтом FeCI₃ чи ПАВ (порошкоподібним активним вугіллям). Потім відбувається попереднє озонування води (позиція 5), далі вода направляється на дві ступені контактної коагуляції. Перша ступінь здійснюється на спеціальних завантаженнях Biolite, друга ступінь — стандартне піщане завантаження.

Після контактної коагуляції вода проходить стадію повільного фільтрування, потім проводиться постозонування, після чого вода направляється на фільтр, завантажений активним вугяллям.

Незважаючи на таку багатоступеневу схему, воду піддають заключним знезараженням хлором.