WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

ПДК 1,Рис. 3. Значения показателя мутности в 0,питьевой воде 0 48 96 144 192 240 288 336 384 Номера значений Изменения окисляемости и остаточного алюминия в питьевой воде имеют сезонный характер - для этих показателей проведена сезонная декомпозиция по модели (2). Сезонные индексы вычислены по формуле (4).

Характер изменения детерминированной компоненты показателя окисляемости в питьевой воде (рис. 4) показывает, что сезонные явления, протекающие в водоисточнике, оказывают воздействие на качество питьевой воды, но в значительной мере сглаживаются очистными сооружениями. Диапазон сезонных колебаний составляет от – 0,7 мгО/дм3 до 0,5 мгО/дм3.

2,Рис. 4. Значения 1,детерминированной компоненты (dt) 0,окисляемости в питьевой воде 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Номера значений индексов i Анализ изменения детерминированной компоненты остаточного алюминия в питьевой воде за год (рис. 5) показывает, что в период (i=24…29) содержание остаточного алюминия в питьевой воде повышается до 0,13 мг/дм3. Для периода (i=29…38) характерна концентрация остаточного алюминия на уровне максимума. В периоде (i=38…5) концентрация остаточного алюминия в питьевой воде то повышается, то понижается и к концу периода снижается до миниМутность, мг / дм Окисляемость, мгО / дм мума. В период (i=5…10) содержание остаточного алюминия минимальное. В паводок (i=10…24) изменение концентрации остаточного алюминия имеет характерные особенности. Для (i=10…16) концентрация остаточного алюминия не превышает 0,07 мг/дм3. В июне (i=19…24) концентрация остаточного алюминия в питьевой воде увеличивается до 0,08 мг/дм3.

0,0,Рис. 5. Значения детерминированной 0,компоненты (dt) остаточного алю0,миния в питьевой воде 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Номера значений индексов i Таким образом, изменение мутности в питьевой воде не имеет сезонного характера, а изменения окисляемости и остаточного алюминия в питьевой воде носят сезонный характер.

3. Количественная оценка эффективности работы очистных сооружений по показателю окисляемости. В настоящее время оценку эффективности водоподготовки принято проводить, используя либо единичные, либо усредненные за какой-нибудь период входные и выходные значения оцениваемого показателя.

Такие оценки являются приближенными, поскольку не учитывают динамику изменения показателя во времени. Следует учитывать и то, что технологии водоподготовки, в первую очередь, ориентированы на паводковый период, который, по совокупности факторов, определяется как наиболее сложный. Однако, качество воды по антропогенным загрязнениям может ухудшаться и в другие периоды, поэтому оценка эффективности водоподготовки необходима в течение всего года.

Нами проведена оценка эффективности водоподготовки по степени снижения значений тренда и среднеквадратичного отклонения (СКО) случайной компоненты показателя окисляемости за 1994-2002 гг. Полученные результаты свидетельствуют о том, что среднее значение показателя окисляемости речной воды каждый год меняется из-за климатических особенностей конкретного года (табл. 3). Следует отметить, что средние значения показателя окисляемости питьевой воды в период 19941999 гг. симбатны значениям этого показателя в исходной воде. Повышение эффективности очистки в 2000-2002 годах по сравнению с предыдущим периодом (в среднем с 40,8% до 47,0%) можно объяснить некоторой интенсификацией процесса очистки за счет увеличения дозы применяемого коагулянта и осуществления ряда технологических мероприятий по совершенствованию схемы подачи реагентов.

Остаточный алюминий, мг / дм Таблица Средние значения трендов и значения среднеквадратичных отклонений случайных компонент по годам для окисляемости в исходной и в питьевой воде Характеристики тренда Характеристики случайной компоненты Среднее значение, Год Эффектив- Значение СКО, мгО/дм3 Степень снимгО/дмность, % жения СКО, % входа выхода входа выхода 1994 3,25 1,88 42,2 1,05 0,47 54,1995 2,10 1,25 40,5 1,01 0,33 67,1996 2,26 1,32 41,6 0,78 0,22 72,1997 2,38 1,37 42,4 0,65 0,27 58,1998 2,55 1,54 39,6 0,89 0,25 71,1999 2,87 1,77 38,3 0,55 0,30 45,2000 3,05 1,71 43,9 0,72 0,27 62,2001 3,02 1,56 48,3 0,96 0,25 73,2002 2,78 1,43 48,7 0,65 0,25 61,Совокупность составляющих процесса водоподготовки вызывает как закономерные, так и стохастические колебания качества обработанной воды. К последним можно отнести: изменения в гидравлическом режиме и доз реагентов, различные переключения, технологические промывки фильтров, отстойников и форсированный режим работы очистных сооружений, непредвиденные отказы оборудования, трубопроводов и т.д. Расчеты показывают, что в процессе водоподготовки дисперсия случайной компоненты окисляемости снижается (табл. 3). Снижение СКО составляет от 45,2% (1999 год) до 73,8% (2001 год).

При этом степень снижения тренда окисляемости и значений СКО случайной компоненты по годам между собой не связаны (табл. 3).

Для того чтобы оценить закономерности изменения эффективности очистки с учетом сезонности, необходимо рассмотреть полученные значения детерминированной составляющей показателя окисляемости в исходной и обработанной воде (рис. 6).

Исходная Питьевая Рис. 6. Значения детерминированных компонент (dt) окисляемости в исходной и в 0 питьевой воде 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Номера значений индексов i Окисляемость, мгО / дм В процессе водоподготовки происходит сглаживание сезонности. Так, если диапазон сезонных колебаний перманганатной окисляемости в исходной воде составил 4,9 мгО/дм3, то в питьевой воде – 1,2 мгО/дм3, то есть диапазон сезонных колебаний снижается в 4,1 раза (рис. 6).

Наибольшая эффективность очистки воды наблюдается в паводок (i=13…25) и составляет в среднем 57,3 %. При этом в апреле (i=13…16) эффективность очистки возрастает (табл. 4), а в мае-июне падает (i=17…24). Меньшая эффективность очистки воды наблюдается и в остальные периоды года.

Так, например, для периодов (i=25…48) и (i=1…13) она составляет 32,4% и 26,8% соответственно (табл. 4). При этом в период с середины мая по сентябрь (i=19…37) значения окисляемости в питьевой воде близки к максимальным и составляют 1,8 - 2 мгО/дм3 (табл. 4). Относительно высокие значения окисляемости в обработанной воде при низкой эффективности процесса характерны также для осенне-зимнего периода (i=38…48) и (i=1…4).

Таблица Эффективность очистки (Э), определенная по значениям детерминированных компонент (dt) окисляемости в исходной и в питьевой воде Номер dt Номер dt Э, % значения окисляемости, мгО/дм3 Э, % значения окисляемости, мгО/дминдекса i Вход Выход индекса i Вход Выход 1 2,17 1,56 27,9 25 3,13 1,87 40,2 1,96 1,48 24,6 26 2,87 1,87 35,3 1,89 1,46 22,6 27 2,77 1,89 31,4 1,67 1,29 22,9 28 2,89 1,87 35,5 1,52 1,18 22,6 29 2,76 1,79 35,6 1,43 1,09 24,0 30 2,71 1,79 33,7 1,41 1,09 22,8 31 2,65 1,76 33,8 1,30 1,01 22,1 32 2,49 1,68 32,9 1,19 0,91 23,6 33 2,29 1,62 29,10 1,21 0,85 29,7 34 2,19 1,60 26,11 1,28 0,85 33,6 35 2,16 1,62 25,12 1,58 0,90 42,7 36 2,18 1,66 23,13 2,69 1,05 61,1 37 2,21 1,63 26,14 4,60 1,30 71,9 38 2,22 1,53 31,15 5,91 1,46 75,3 39 2,30 1,59 30,16 6,11 1,62 73,5 40 2,26 1,57 30,17 5,82 1,76 69,7 41 2,37 1,52 35,18 4,96 1,92 61,4 42 2,40 1,45 39,19 4,33 1,89 56,4 43 2,34 1,47 37,20 4,08 1,92 52,9 44 2,25 1,46 35,21 3,89 1,95 49,9 45 2,35 1,55 34,22 3,68 1,97 46,3 46 2,48 1,70 31,23 3,54 2,00 43,6 47 2,45 1,68 31,24 2,17 1,56 27,9 48 2,40 1,65 31,Оценить сглаживающий эффект водоподготовки за счет тренда и сезонной составляющей можно с помощью коэффициента сезонности, который определятся по формуле imax - imin =, (1) x где imax и imin – максимальное и минимальное значения сезонных индексов, мгО/дм3;

x – простое среднее арифметическое элементов временного ряда.

Значение коэффициента сезонности для показателя окисляемости в исходной воде составляет 1,82, а в питьевой воде – 0,75.

Вклад тренда, сезонности и случайной компоненты в общую изменчивость показателя окисляемости оценены по формуле (6). Расчеты показывают, что сезонная изменчивость вносит наибольший вклад в общую изменчивость показателя окисляемости как в исходной, так и в питьевой воде (табл. 5).

Несмотря на то, что значения СКО для случайной компоненты после очистки уменьшаются, вклад в изменчивость показателя окисляемости питьевой воды остается значительным и даже несколько возрастает за счет перераспределения вкладов между другими компонентами (табл. 5). Это свидетельствует о том, что фактор случайности в формировании качества очищенной воды играет значительную роль и им нельзя пренебрегать.

Таблица Вклады компонент в изменчивость показателя окисляемости в исходной и питьевой воде Вклад компоненты, % Окисляемость Тенденция Сезонная Случайная В исходной воде 6,2 63,9 29,В питьевой воде 18,1 43,5 38,Таким образом, на основании полученных результатов проведена дифференцированная оценка эффективности работы системы водоподготовки по таким составляющим, как тренд-циклическая, сезонная и случайная компоненты показателя окисляемости. При этом изменение детерминированной составляющей в процессе очистки вносит определяющий вклад в эффективность очистки. В целом сезонные изменения качества воды, описанные детерминированной компонентой, являются основой для обоснованного управления технологией водоподготовки, так как отражают ее закономерность.

4. Комплексный анализ работы очистных сооружений. Сопоставление изменений мутности, окисляемости, температуры воды водоисточника, содержания остаточного алюминия и окисляемости в питьевой воде, с учетом дифференцирования годового цикла водоисточника на периоды, позволяет перейти к комплексному анализу работы очистных сооружений. Несмотря на то, что концентрация остаточного алюминия и окисляемости в питьевой воде не превышает ПДК, оценка эффективности работы очистных сооружений необходима для выявления периодов, где процесс водоподготовки протекает с низкой эффективностью. Такой подход обусловлен тем, что в этих периодах при появлении в воде водоисточника антропогенных загрязнений возможен их проскок в питьевую воду.

В результате анализа можно сделать следующие заключения:

Паводковый период (табл. 6). Во втором и третьем подпериодах паводка эффективность очистки по окисляемости высокая - 68,1% и 70,4% соответственно.

Содержание остаточного алюминия в питьевой воде минимальное. В этих периодах очистка протекает наиболее эффективно. В первом подпериоде паводка (конец марта – начало апреля) эффективность очистки по окисляемости низкая – составляет 35,6%, содержание остаточного алюминия в питьевой воде на уровне 0,07 мг/дм3. Для этого периода возможна интенсификация процесса. В четвертом подпериоде паводка эффективность очистки по окисляемости снижается с 70% до 50%, что объясняется повышением отношения окисляемости к мутности (ПМО/М) в воде водоисточника. В этом периоде значения показателя окисляемости в питьевой воде самые высокие в годовом цикле. Процесс водоподготовки возможно интенсифицировать с целью снижения окисляемости в питьевой воде.

Таблица Значения технологических параметров, показателей качества воды водоисточника и характеристика процесса очистки в периодах сезонности Периоды в Отношение ПМО/М, Окисляемость, ДК, Alост Процесс годовом цикле мгО/мг мгО/дмТ, °С мг/дм3 мг/дм3 очистки (временные Нач. Кон. Сред. река ПВ Э, % индексы i) I подпериод Возможно паводка 0,70 0,20 0,43 1 – 2 1 – 2 1,35 0,87 35,6 0,интенсифицировать (i=11…13) II подпериод паводка 0,20 0,11 0,14 2 – 4 2 – 10 3,70 1,18 68,1 0,06 Эффективен (i=13…16) III подпериод паводка 0,11 0,29 0,18 4 – 10 6 – 10 5,70 1,69 70,4 0,05 Эффективен (i=16…19) IV подпериод Возможно паводка 0,29 0,75 0,58 10 – 16 3 – 5 3,94 1,93 51,0 0,интенсифицировать (i=19…25) I период Возможно 0,75 0,75 0,74 16 – 18 2 2,88 1,86 35,4 0,(i=25…29) интенсифицировать II период Возможно 0,75 1,85 1,29 18 – 12 1 – 1,5 2,43 1,69 30,5 0,(i=29…36) интенсифицировать III период Возможно 1,85 1,15 0,94 12 – 2 1 – 2 2,31 1,56 32,5 0,(i=36…46) интенсифицировать IV период Возможно 1,15 0,70 1,31 1 – 2 1 1,81 1,32 27,1 0,(i=46…11) интенсифицировать В оставшемся цикле года очистка по окисляемости менее эффективна (табл. 6). В первом периоде эффективность очистки по окисляемости по сравнению с предыдущим периодом снижается с 51% до 35,4%, концентрация остаточного алюминия возрастает до 0,11 мг/дм3 при снижении дозы коагулянта до 2 мг/дм3. Во втором периоде наблюдается максимальное содержание остаточного алюминия в питьевой воде. Эффективность очистки по окисляемости составляет 30,5%. В первом и втором периодах возможна интенсификация процесса водоподготовки. В третьем периоде эффективность очистки по окисляемости составляет 30,5%. Отношение окисляемости к мутности чуть ниже, чем во втором – 0,94, а концентрация остаточного алюминия составляет 0,09 мг/дм3. В четвертом периоде содержание остаточного алюминия невысокое, но эффективность очистки по окисляемости самая низкая – 27,1%. Это период самый сложный в годовом цикле водоисточника.

Нами проведено сопоставление показателя ПМО/М, характеризующего содержание органической и минеральной части в составе загрязнений с эффективностью очистки по окисляемости и концентрацией остаточного алюминия (рис. 7, 8). Установлено, что с повышением этого отношения эффективность очистки по окисляемости снижается (рис. 7).

Рис. 7. Зависимость эффективности очистки по окис20 ляемости от отношения ПМО/М 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,ПМО/М Анализ изменения концентрации остаточного алюминия и отношения ПМО/М показывает, что с увеличением последнего содержание остаточного алюминия в питьевой воде увеличивается (рис. 8).

0,0,0,Рис. 8. Зависимость 0,06 концентрации остаточного алюминия от от0,ношения ПМО/М 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,ПМО/М Эффективность, % ост Al, мг / дм Максимальные концентрации остаточного алюминия в питьевой воде наблюдаются, как правило, при дозе коагулянта 1…3 мг/дм3 (рис. 9). Это свидетельствует о том, что основной причиной повышения содержания остаточного алюминия в питьевой воде является снижение эффективности процесса коагуляции, а не избыточные дозы реагента.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»