Фев 09 2002

НАДЕЖНОСТЬ КРЕМЕНЧУГСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

НАДЕЖНОСТЬ КРЕМЕНЧУГСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

КАК ИСТОЧНИКА

КОММУНАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В.В. Артамонов, М.Г. Василенко, Р.В. Михеев

Кременчугский государственный политехнический университет

Одна из важных функций Кременчугского водохранилища состоит в обеспечении водой систем коммунального водоснабжения ряда крупных промышленных центров Среднего Приднепровья. Качество выполнения этой задачи во многом определяется надежностью обеспечения стабильных значений показателей воды, отбираемой из водохранилища.

В действительности отмечается стабильное [1] ухудшение органолептических, химических, токсикологических и бактериологических показателей днепровской воды, значительное содержание в ней фульвокислот и фито-зоопланктона. Процессы, которые интенсивно происходят в водохранилище, предопределяют существенную нестабильность газового режима, углекислотного равновесия, рН и других показателей воды по временам года, а летом такие изменения наблюдаются даже на протяжении суток.

В таблице 1 приведены статистические характеристики основных показателей воды Кременчугского водохранилища.

Очевидно, что в условиях столь значительных колебаний состава воды водохранилища ее качество является решающим при оценке эффективности и надежности функционирования станций водоподготовки, призванных обеспечить кондиционирование днепровской воды до нормативных показателей воды питьевого качества.

Приведенные данные свидетельствуют, что средние значения показателей воды водохранилища, согласно экологической классификации поверхностных вод по трофо-сапробиологическим (эколого-санитарным) критериям [2], характерны для III – IV класса и 4 –6 категории качества вод, что создает определенные затруднения при их очистке на станции водоподготовки.

Таблица 1. Статистические характеристики показателей воды Кременчугского водохранилища

Показатели

Значения показателей:

Предельные

Средние

Дисперсия

Температура, °С

PH

Мутность,мг/л

Цветность, оПКШ

Запах, баллов

Растворенный О2, мг/л

Щелочн., мг-экв./л

Жесткость, мг-экв./л

Железо, мг/л

Аммиак, мг/л

Нитриты, мг/л

Нитраты, мг/л

Окисляемость, мг/л

ХПК, мг/л

БПК

Нефтепродукты, мг/л

Марганец, мг/л

3..28

7,0..8,5

0,5..20

15..45

2..4

0,9..15

1,8..4,2

2,4..4.0

0,02..1,0

0,14..2,3

0..0,86

0,18..4,1

7..15

12..65

0,2..8,0

0,05..0,16

0..1,4

10,8

8,0

1,5

28,2

-

2,82

3,42

0,23

0,24

0,04

1,87

9,90

32,5

2,5

0,07

0,15

7,2

0,2

0,9

7,8

-

0,43

0,51

0,10

0,12

0,10

0,03

1,0

1,45

8,3

0,8

0,02

0,05

В пределах 5 %-ной ошибки вероятно повышение окисляемости воды до значений 12,8 мг/л и содержания в ней железа – до 0,43 мг/л, аммонийного азота – до 0,44 мг/л, нитритов – до 0,1 мг/л, нитратов – до 3,9 мг/л. В этих условиях задачи станции водоочистки значительно усложняются. Требуются увеличенные дозы реагентов, применение специфических технологических приемов водоочистки, особо тщательный контроль за показателями воды.

Характерно, что приведенные результаты локального качества воды Кременчугского водохранилища заметно отличаются от зафиксированных в настоящее время и прогнозных на 2005 год показателей количественного состава воды р. Днепр [3], предлагаемых институтом гигиены и медицинской экологии им. Марзеева АМН Украины.

Коэффициенты парной корреляции рассмотренных показателей воды водохранилища в большинстве случаев настолько незначительны, что гипотеза об их взаимозависимости отвергается. Значимыми могут быть признаны парные корреляции показателей: "температура – мутность", "температура – щелочность", "температура – жесткость", "щелочность – жесткость", что может объясняться сезонным характером изменения каждого из них.

Примечательной является выявленная существенная корреляция показателей "железо-цветность", особенно в сопоставлении с несущественными корреляциями показателей "цветность – все остальные показатели" и "окисляемость – все прочие показатели".

Уравнение регрессии связи "железо – цветность" имеет вид

                ( 1 ),

где  = 15..45оПШК – цветность воды, градусы платиново-кобальтовой шкалы;  = 0,1..0,42– концентрация железа в воде, мг/л.

Оценивая выявленную зависимость, можно предположить значительную обусловленность цветности воды наличием в ней железа, устранение которого требует применения специфичных технологических приемов, в частности, достаточного насыщения воды кислородом.

Концентрация растворенного в воде кислорода является важным показателем, определяющим характер биологических и химических процессов в водохранилище и, следовательно, качество воды, подаваемой на сооружения водоподготовки.

Действительные среднемесячные концентрации растворенного кислорода воды водохранилища подвержены значительным сезонным изменениям (таб. 2).

Концентрация кислорода воды водохранилища в ряде случаев становится катастрофически низкой, что приводит к появлению заморных явлений в водоеме и ухудшению органолептических показателей воды, а поступление такой воды в систему водоснабжения нарушает аэробный биоценоз, сложившийся в коммуникациях и сооружениях, создает условия для его отмирания и вторичного загрязнения воды. В воде появляются загрязнения (например, марганец) в количествах, не свойственных ей в условиях нормального кислородного режима водоема.

С учетом представленных сведений о вариации показателей качества воды водохранилища становится очевидным, что технология ее водоподготовки должна предусматривать получение качественной воды и в условиях ее экстремальной загрязненности.

Оценивая надежность Кременчугского водохранилища как источника питьевого водоснабжения, следует отметить, что этот показатель должен основываться на вероятности отклонения показателей воды водоема от некоторых граничных их значений. Такими значениями целесообразно принять максимально допустимые показатели воды водоема 3-ей категории качества, как предельной категории для использования водоема в качестве поверхностного источника коммунального водоснабжения.

Таблица 2. Концентрация кислорода, растворенного в воде Кременчугского водохранилища

Годы

Среднемесячная концентрация растворенного кислорода в воде Кременчугского водохранилища, мг/л

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1996

9,7

7,8

5,2

3,6

7,6

4,6

5,4

5,4

7,0

4,8

8,0

11,4

1997

10,1

8,6

15,4

12,7

8,4

3,8

3,8

3,8

6,6

7,6

11,2

13,2

1998

10,0

7,8

12,5

14,7

5,6

3,3

4,2

4,9

5,8

8

10,2

11,1

1999

7,5

6,9

9,4

11,0

6,8

4,0

5,3

2,2

5,2

8,8

8,8

11,8

2000

9,4

8,0

9,6

11,7

7,4

7,4

6,0

4,6

7,2

8,3

10,0

7,2

2001

8,8

12,4

12,8

10,4

10,8

3,4

1,1

1.3

7,4

7,8

10,4

12,2

Оправданность такого подхода подтверждается также тем обстоятельством, что на большинстве станций водоподготовки в системах коммунального водоснабжения реализованы технологии водоочистки, ориентированные на показатели воды поверхностного водоема 2 – 3 категории качества.

Таблица 3. Повторяемость категорийности воды водохранилища

Показатели

Среднегодовая частота значений показателей (%), соответствующая категории качества воды

3

4

5

6

7

РН

73,3

18,7

4,0

4,0

-

NH4

76,0

22,7

1,3

-

-

NO2

4,0

18,7

61,3

13,3

2,7

NO3

4,0

2,7

8,0

69,3

16,0

O2

40,9

25,0

8,3

14,6

11,2

Окисляемость

10,4

45,5

44,1

-

-

Сравнение качественных показателей воды Кременчугского водохранилища с граничными, принятыми на основе вышеуказанных соображений (таблица 3) свидетельствует, что надежность формирования в водохранилище и поступления на водоочистную станцию воды, соответствующей 3-ей категории качества, не превышает 4,0 %.

Особое беспокойство вызывает то обстоятельство, что содержание растворенного кислорода отвечает граничным требованиям с надежностью около 40%.

Устранение указанного недостатка является первоочередной технологической задачей, призванной предотвратить формирование анаэробных условий в системе водоснабжения и решение которой предлагается [5] путем самоэжекции воздуха во всасывающий патрубок центробежного насоса, подающего воду водохранилища на станцию водоочистки.

Литература

1. Национальная программа экологического оздоровления бассейна Днепра и улучшения качества питьевой воды. Постановление Верховного Совета Украины № 123/97-ВР от 27.02.1997 г.

2. И.В. Гордин, А.Г. Кочарян Методы оценки самоочи-щающейся способности водохранилищ. Водные ресурсы, 1976, № 2. –с. 28-31.

3. Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями. В.Д. Романенко, В.М. Жулинський, О.П. Оксіюк та ін. –К.: СИМВОЛ-Т, 1998. –28 с.

4. Прогноз якісного складу води річки Дніпро до 2005 року. Інформаційний лист № 101-2001 Українського центру наукової медичної інформації та патентно-ліцензійної роботи.

5. В.И. Акимов, В.В. Артамонов, М.Г. Василенко и др. Энергоэкономный метод устранение дефицита кислорода поверхностных источников водоснабже-ния. Вісник Кременчуцького державного політехнік-ного університету. Наукові праці Кременчуцького державного політехнічного університету. Випуск 2/2001 (11), с. 188-189.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.