WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

На СВ технологически режим хлорирования назначается в зависимости от показателей качества воды. Первичная доза назначается по остаточному свободному хлору, концентрация которого контролируется перед блоком фильтрования и поддерживается на уровне 0,1 мг/дм3. Вторичная доза хлора назначается по остаточному свободному хлору, концентрация которого поддерживается на уровне 0,3-0,5 мг/дм3 на выходе из резервуаров чистой воды. Необходимо отметить, что определяющим параметром процесса хлорирования является остаточное содержание активного хлора, которое поддерживается постоянным, то есть дозу хлора в этом случае можно считать интегральным показателем, который учитывает изменение окисляемости, рН и температуры воды. Поэтому процесс образования ТГМ рассмотрен как процесс, зависящий только от дозы хлора. Для установления связи между показателями качества воды и дозой хлора составлены уравнения регрессии, где доза хлора принята как независимый показатель.

Для исключения влияния случайности уравнения регрессии построены с использованием детерминированных компонент временных рядов (табл. 9). Результаты свидетельствуют (табл. 9), что исключение случайной компоненты увеличивается коэффициент детерминации.

Таблица Уравнения регрессии для детерминированных компонент временных рядов ТГМ(Cl) Уравнения, Статистические критерии значения коэффициентов R2 p t F ИВ (1.8) 98,5 708,ТГМ(Cl)=К5dtt(ДХЛОРА) (1.9) 97,5 0,000 22,92 525,К5==5 dtt(ПМОРЧВ) 5=19,ЮВ (1.10) 97,9 508,ТГМ(Cl)=К6 dtt(ДХЛОРА) (1.11) 98,4 0,0000 26,24 688,К6=6 dtt(ПМОРЧВ) 6=9,СВ (1.12) 96,7 0,0000 17,93 321,ТГМ(Cl)=К7dtt(ДХЛОРА1), К7=30,(1.13) 97,2 178,ДХЛОРА1=7 dtt(ПМОРЕКА)+ dtt(7ТРЕКА) 0,0000 3,7=0,0,0000 8,7=0,Необходимо отметить, что при построении уравнений регрессии по детерминированным компонентам временных рядов, полученных с использованием в качестве тренда среднемноголетнего значения, из модели (1.12) исключена вторичная доза хлора, так как коэффициент при этом показателе статистически не значим. Это можно объяснить тем, что сезонные изменения концентрации ТГМ(Сl) обусловлены в основном первичной дозой хлора, что подтверждается высокими значения коэффициентов корреляции между ТГМ(Сl) и первичной дозой хлора. Временной ряд вторичной дозы хлора плохо коррелирует с временным рядом ТГМ(Cl), и поэтому она исключена из уравнения (1.12).

Для исключения фактора сезонности целесообразно рассмотреть помесячно период с 1994 по 2003 год. На основании проведенных расчетов установлено, что вторичная доза хлора также оказывает влияние на образование ТГМ в отдельные месяцы.

Для улучшения точности прогноза выполнена сезонная декомпозиция периода с 1999 по 2002 годы, характеризующегося повышенными дозами хлора.

Выбор этого периода обусловлен тем, что дозы хлора, применяемые в рассматриваемый период, соответствуют дозам хлора, применяемым в 2003 году на СВ. На основании проведенных расчетов получены уравнения регрессии с использованием детерминированных компонент для периода с повышенными дозами хлора (табл. 10).

Таблица Уравнения регрессии для детерминированных компонент временных рядов ТГМ(Cl) для СВ в период повышенных доз хлора Уравнения, Статистические критерии значения коэффициентов R2 p t F СВ (1.14) 97,68 715,ТГМ(Cl)=К8 dtt(ДХЛОРА1)+К9 dtt(ДХЛОРА2) 0,0000 12,К8=33,0,0003 4,К9=6,(1.15) 96,7 498,dtt(ДХЛОРА1)=8 dtt(ПМОРЕКА)+8 dtt(ТРЕКА) 0,0000 5,8=0,0,0000 14,8=0,(1.16) 96,7 dtt(ДХЛОРА2)=9 dtt(ПМОРЧВ) 0,0000 44,9=0,На основании полученных уравнений регрессии рассчитаны прогнозные значения концентрации ТГМ(Cl) на 2003 год (рис. 9).

ТГМ(Cl) 2003 год dt ТГМ(Cl)расч.по ур. 1.14-А) ПИmin ПИmax Месяц 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 dtТГМ(Cl)расч. по ур.1.10,11 ТГМ(Cl) 2003 ПИmin ПИmax Б) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Месяц Рис. 9. Прогноз концентрации ТГМ(Cl) на 2003 год на СВ(а), ЮВ(б) В связи с тем, что ошибка прогноза концентрации ТГМ(Сl), рассчитанная по уравнениям (1.12), (1.13) на ИВ значительно выше, чем для других водозаборов, то для повышения тонности прогноза выполнена сезонная декомпозиция периода с 2000 по 2002 годы, характеризующегося повышенными дозами хлора.

Выбор этого периода обусловлен тем, что дозы хлора, применяемые в рассматриваемый период, соответствуют дозам хлора, применяемым в 2003 году на ИВ.

ТГМ (Cl), мкг / дм ТГМ (Cl), мкг / дм На основании проведенных расчетов, получены уравнения регрессии с использованием детерминированных компонент для периода с повышенными дозами хлора для ИВ (табл. 11).

Таблица Уравнения регрессии для детерминированных компонент временных рядов ТГМ(Cl) для ИВ в период с повышенными дозами хлора Уравнения, Статистические критерии значения коэффициентов R2 p t F ИВ (1.17) 97,0 357,ТГМ(Cl)=К10dtt(ДХЛОРА) (1.18) 96,7 0,000 18,02 324,К10=10 dtt(ПМОРЧВ) 10=30,dtТГМ(Cl)расч.по ур. 17,18 ТГМ(Сl) 2003 ПИmin ПИmax 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Месяц Рис. 10. Прогноз концентрации ТГМ(Cl) на 2003 год на ИВ (для периода с повышенными концентрациями ТГМ(Cl)) Оценка ошибки прогноза проведена с использованием метода анализа временных рядов по формуле:

xt - dt (6) = 100%.

dt Формула (6) для оценки ошибки прогноза концентрации ТГМ(Cl) примет вид:

(ТГМ(Cl)2003 ± dt(ТГМ(Cl))РАСЧ = 100%. (7) dt(ТГМ(Cl)2003) Для оценки влияния случайной компоненты на точность прогнозирования концентрации ТГМ(Cl) на различных водозаборах рассчитан прогнозный интервал (ПИ), полученный как сумма и разность детерминированной компоненты и случайной компоненты:

(8) ПИ = d ±.

t t С учетом того, что в качестве t принято СКО временного ряда ТГМ(Cl), формула (8) примет вид:

(9) ПИ = d ± СКО.

t Отклонение от прогнозного интервала оценено по формуле:

(ТГМ(Cl) + ПИ) = 100%, (10) E dt(ТГМ(Cl) ) ТГМ (Cl), мкг / дм где ПИ – крайнее значение прогнозного интервала концентрации ТГМ(Cl), мкг/дм3.

Таблица Точность прогноза для СВ с учетом случайной компоненты Прогнозный Отклонение E Значения Расчетные Ошибка интервал зна- от прогнозного ТГМ(Cl) за значения dtt Месяц прогно- СКО чений интервала ис2003 год, ТГМ(Cl), за, % ТГМ(Cl), мкг тинных значемкг Cl/дм3 мкг Cl/дмCl/дм3 ний ТГМ(Cl), % январь 23,67 19,66 20,40 9,27 10,39 - 28,93 в интервале февраль 13,38 16,52 19,01 5,33 11,19 - 21,85 в интервале март 13,46 13,25 1,58 3,29 9,96 - 16,54 в интервале апрель 12,63 19,52 35,30 7,32 12,2 - 26,84 в интервале май 19,55 27,3 28,39 9,53 17,77 - 36,83 в интервале июнь 57,17 43,93 30,14 17,66 26,27 - 61,59 в интервале июль 69,36 42,43 63,47 15,15 27,28 - 57,58 20,август 43,39 39,01 11,23 37,06 1,95 - 76,07 в интервале сентябрь 42,12 28,39 48,36 20,47 7,92 - 48,86 в интервале октябрь 22,67 20,09 12,84 16,94 3,15 - 37,03 в интервале ноябрь 29,63 17,34 70,88 9,12 8,22 - 26,46 12,декабрь 22,75 12,75 78,43 10,27 2,48 - 23,02 в интервале среднее 35,Таблица Точность прогноза для ЮВ с учетом случайной компоненты Прогнозный Отклонение E Значения Расчетные Ошибка интервал от прогнозного ТГМ(Cl) за значения dtt Месяц прогно- СКО значений интервала ис2003 год, ТГМ(Cl), за, % ТГМ(Cl), мкг тинных значений мкг Cl/дм3 мкг Cl/дмCl/дм3 ТГМ(Cl), % январь 4,85 4,84 0,21 1,9 2,94 - 6,74 в интервале февраль 4,03 4,08 1,23 1,9 2,18 - 5,98 в интервале март 4,44 3,75 18,40 1,9 1,85 - 5,65 в интервале апрель 5,02 3,00 67,33 1,9 1,10 - 4,90 в интервале май 7,85 5,51 42,47 1,9 3,61 – 7,41 6,июнь 7,36 6,32 16,46 1,9 4,42 - 8,22 в интервале июль 7,07 6,41 10,30 1,9 4,51 - 8,31 в интервале август 5,59 6,42 12,93 1,9 4,52 - 8,32 в интервале сентябрь 4,86 4,01 21,20 1,9 2,11 - 5,91 в интервале октябрь 5,11 4,15 23,13 1,9 2,25 - 6,05 в интервале ноябрь 3,57 3,45 3,48 1,9 1,55 - 5,35 в интервале декабрь 4,33 2,96 46,28 1,9 1,06 - 4,86 в интервале среднее 21,На основании проведенных расчетов установлено, что ошибка прогноза концентрации ТГМ(Cl) в питьевой воде на различных водозаборах в среднем составляет от 22 до 35%. Погрешность методик измерения концентрации веществ, включенных в группу ТГМ, в зависимости от вида методики измерения, концентрации и типа детектируемого вещества, составляет в среднем 22-50%.

Таким образом, ошибка прогноза соответствует погрешности используемых методик измерения.

Таблица Точность прогноза для ИВ с учетом случайной компоненты для периода с повышенными концентрациями ТГМ(Cl) Прогнозный Отклонение E Значения Расчетные Ошибка интервал зна- от прогнозного ТГМ(Cl) за значения dtt Месяц прогно- СКО чений интервала ис2003 год, ТГМ(Cl), за, % ТГМ(Cl), мкг тинных значемкг Cl/дм3 мкг Cl/дмCl/дм3 ний ТГМ(Cl), % январь 22,39 17,80 25,79 4,7 13,10 - 22,50 интервал февраль 11,84 15,58 24,01 4,7 10,88 - 20,28 интервал март 16,92 13,41 26,17 4,7 8,71 - 18,11 интервал апрель 9,15 8,65 5,78 4,7 3,95 - 13,35 интервал май 9,70 13,85 29,96 4,7 9,15 - 18,55 интервал июнь 17,98 15,33 17,29 4,7 10,63 - 20,03 интервал июль 22,00 16,57 32,77 4,7 11,87 - 21,27 интервал август 16,02 17,31 7,45 4,7 12,61 - 22,01 интервал сентябрь 9,91 13,20 24,92 4,7 8,50 - 17,90 интервал октябрь 20,50 13,91 47,38 4,7 9,21 - 18,61 10,ноябрь 18,09 14,59 23,99 4,7 9,89 - 19,29 интервал декабрь 21,89 13,35 63,97 4,7 8,65 - 18,05 21,среднее 27,Результаты проведенных исследований позволяют предложить рекомендации по снижению концентрации ТГМ в питьевой воде.

В настоящее время качество воды, получаемой на водозаборах МУП «Уфаводоканал», отвечает требованиям нормативных документов в отношении ТГМ. Однако с предполагаемым вступлением Российской Федерации во Всемирную торговую организацию Министерством здравоохранения готовятся к пересмотру нормативные документы с учетом гармонизации требований к качеству питьевой воды в соответствии с рекомендациями Европейского союза и Всемирной организации здравоохранения. В связи с чем нормативы на содержание ТГМ в питьевой воде будут изменены. К 2008 г. планируется ввод норм, соответствующих рекомендациям ВОЗ (суммарное содержание ТГМ не должно превышать 100 мкг/дм3). Норматив ВОЗ в пересчете на ТГМ(Cl) с учетом данных, приведенных в табл. 15, и формулы (2) составит для ИВ и ЮВ:

100 8,75% 100 20,95% 100 65,5% мкг Cl/дм3.

• 35,5 • 1 + • 35,5 • 2 + • 35,5 • 3 = 70,210,5 165 119,Для СВ. 100 2,0% • 35,5 • 1 + 100 11,2% • 35,5 • 2 + 100 84,3% • 35,5 • 3 = 79,9мкг Cl/дм3.

210,5 165 119,Таким образом, содержание ТГМ(Сl) в питьевой воде ИВ и ЮВ (по средним значениям детерминированных компонент табл. 5) в 6-13 раз ниже норматива ВОЗ. Дальнейшее повышение барьерной роли инфильтрационных водозаборов без увеличения дозы хлора возможно с применением известных методов. Например, применение УФ-обеззараживания совместно с хлорированием. Это позволит снизить дозу хлора и тем самым добиться снижения концентрации ТГМ в питьевой воде. Снижения количества ТГМ также можно добиться с применением методов, направленных на уменьшение содержания предшественников образования галогенорганических соединений, например, использование мембранной технологии или ее сочетания с сорбционными методами обработки.

Таблица Соотношения между соединениями, включенными в группу ТГМ, на водозаборах различного типа Содержание, % Соединение Инфильтрационные водозаборы Поверхностный ИВ ЮВ водозабор Хлороформ 63,3 67,7 84,Бромдихлорметан 22,6 19,3 11,Дибромхлорметан 9,9 7,6 2,Бромоформ 4,3 5,4 2,Среднее содержание ТГМ(Cl) в питьевой воде СВ (по средним значениям детерминированных компонент табл. 5) ниже норматива ВОЗ в 2,85-4 раза. Однако в отдельные периоды (например, июль-август) возникает возможность существенного повышения концентрации ТГМ, что определяет необходимость повышения барьерной роли сооружений водоподготовки.

Для Северного поверхностного ковшового водопровода в первую очередь необходимо снижать концентрацию ТГМ в питьевой воде в период с июня по октябрь, так как именно в этот период образуется 67,5% от общего количества, образующегося за весь год. Для достижения этого необходимо:

1) повысить интенсивность извлечения органических соединений, предшественников образования ТГМ на стадиях, предшествующих вторичному хлорированию;

2) использование УФ-обеззараживания в сочетании с периодическим первичным хлорированием, что позволит минимизировать первичную дозу хлора в период паводка, так как она главным образом влияет на процесс образования ТГМ в этот период;

3) использование порошкообразного активированного угля (ПАУ) и ультрафильтрации для интенсификации процессов удаления предшественников образования ТГМ.

Для выявления дополнительных закономерностей и факторов в образовании ТГМ для периода июнь-октябрь рекомендуется увеличить частоту проведения анализов до 1 раза в декаду, что позволит уточнить зависимость образования ТГМ и выявить факторы, обусловливающие этот процесс, повысить точность прогнозирования. Таким образом, снижение количества образующихся ТГМ в указанный период приведет к общему снижению ТГМ в питьевой воде СВ.

ВЫВОДЫ 1. На основании проведенного мониторинга состояния источника питьевого водоснабжения с помощью метода нечетких множеств установлено:

- вода р. Уфы в зимне-весенний период является более загрязненной относительно летне-осеннего периода по органическим загрязнителям I и II классов опасности;

- состав органических загрязнителей по контролируемым показателям воды р. Уфы принципиально не меняется в летне-осенний и зимне-весенний периоды;

- фоновая суммарная концентрации ТГМ в воде р. Уфа не превышает 0,3 мкг/дм3 и не оказывает существенного влияния на качество питьевой воды.

2. Впервые для мониторинга состояния питьевой воды использован метод анализа временных рядов, с помощью которого из временных рядов ТГМ(Cl) и ТГМ(Br) выделены тренд-циклическая, сезонная и случайная составляющие.

Выявлено:

1) Тренд временного ряда ТГМ(Cl) на поверхностном водозаборе выше в среднем 1,8-3,5 раза, чем на инфильтрационных. Наибольший вклад в изменчивость временного ряда ТГМ(Cl), вносит сезонная составляющая – 44,1% при высоких значениях коэффициента сезонности – 1,8. Инфильтрационные водозаборы характеризуются сглаженным образованием ТГМ(Cl), вклад сезонной составляющей не превышает для ЮВ – 23%, при значении коэффициента сезонности – 0,8; для ИВ – не более 3,7% при значении коэффициента сезонности 0,4.

2) Тренды временного ряда ТГМ(Br) практически не отличаются для всех водозаборов. Сезонность в образовании бромсодержащих ТГМ проявляется только на поверхностном водозаборе в июле и мае. Случайная составляющая доминирует в изменении временного ряда ТГМ(Br) на всех водозаборах. Вклад случайной компоненты в зависимости от водозабора составляет 58,6-74,1%.

3. Мониторинг периодов, характеризующихся различными дозами хлора, установленно свидетельствует, что при увеличении дозы хлора увеличивается тренд, снижается значение коэффициента сезонности, увеличивается СКО случайной компоненты.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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