Хидротехника и мелиорации орган на съюза по водно дело



Дата13.01.2018
Размер267.87 Kb.
#45132



ХИДРОТЕХНИКА
И МЕЛИОРАЦИИ


ОРГАН НА СЪЮЗА ПО ВОДНО ДЕЛО


АДРЕС НА РЕДАКЦИЯТА

София, ул. «Раковски» 108, VI етаж, стая № 604
тел. 87-02-20

СЪДЪРЖАНИЕ




РЕДАКЦИОННА КОЛЕГИЯ

доц. инж. Апостол Пашев, cm. н. с. I cm. к.т.н. инж
Анастас Батков, инж. Александър Алексиев,
инж. Богдан Богданов ,ст.н.с.к.т.н.инж.Борис Попов,
техн. Васил Йончев, инж. Владимир Радославов, инж-
Ганчо Хитров, акад. проф. инж. Димо Велев (главен
редактор), проф. д-р т.н. инж. Илия Гаджалски,
доц. д-р т.н. инж. Марин Славов,
cm. н. с. к.т.н.
инж. Петко Хубавенски, инж. Петко Иванов, проф.
инж. Стефан Станчев, проф. к.т.н. инж. Славчо
Милославов, проф. Съю Съев, инж. Спиридон Илиев,
с
m. н. с. I cm. к.т.н. инж. Христо Димовски,
инж. Цветан Цанев

Зам.-гл. редактор—И. Колева, редакторН. Колев



ГОДИНА XXIV


INDEX 20982
Държавна печатница
«Т. Димитров», клон 1
София, пор. № 5059


  1. к. т. н. проф. Славчо Милославов — Оптимизиране
    параметрите на хидроенергийни напорни тръбопро-
    води при спазване на условията за правилно регу-
    лиране на хидравличните машини 3

  2. инж. Тодор Гърданов — Изчисляване дълбочи-
    ната на потопяване на хоризонтално изтичаща от
    кръгъл отвор турбулентна струя в стратифицирана
    среда с по-голяма плътност 7

3. инж. к. г. м. н. Людмила Илиева — Влияние на
външния товар и структурните особености на
строителните почви върху набъбването им. ... 10

4. к. т. и. инж. Теню Пейчев — Същност и значение


на технологичното окисляване при пречистване

на природни води. 14

5. Б. Матов, Ив. Златева, Хр. Добрев, Д. Трендафи-
лов — Основен алуминиев хлорид (ОАХ 15) — нов
български коагулант за питейни води 17

6. к. т. н. инж. Димитър Давидов — Върху оразме-


ряването на акумулиращите устройства при им-
пулсното дъждуване 22

  1. проф. д-р инж. В. Василев, инж. Н. Узунов —
    Върху равномерността на водоразпределснието при
    системите за капково напояване 26

  2. Из чуждия опит 28

  3. Технически вести 30

На първа страница па корицата: Преливник на
язовир „Ахелой” Бургаски окръг.


кн. т. 9522152411
код. 9522159112


2 • 1980

ОСНОВЕН АЛУМИНИЕВ ХЛОРИД (ОАХ-15) -НОВ БЪЛГАРСКИ КОАГУЛАНТ ЗА

ПИТЕЙНИ ВОДИ

Б. МАТОВ, ИВ. ЗЛАТЕВА, ХР. ДОБРЕВ, Д. ТРЕНДАФИЛОВ

Аквахидрооксихлоридните комплекси (основни
соли) на тривалентните метали Al и Fe са известни
в литературата като коагуланти за пречистване
на води [1], От тях най-широко са експеримен-
тирани основните алуминиеви хлориди и по-
специално полимерният продукт Al8(OH)20CI4, или
съкратено А12(ОН)5С1[2]. Интересът към този
коагулант за пречистване на питейни води е много

З Хидротехника и мелиорации, бр. 2

голям. Алуминиевият основен хлорид с този състав


е експериментиран за пречистване както на при-
родни, така и на някои отпадъчни води при лабо-
раторни и промишлени условия [1—13]. В из-
точната водопроводна станция на Москва той е
приложен при дебит 38 000 м3/ч [5]. При очист-
ване на невска вода с основен алуминиев хлорид
се получава вода, удовлетворяваща всички изиск-

17


вания на ГОСТ 2874-54 за питейна вода [ll].

Съществените предимства на основния алуми-


ниев хлорид пред алуминиевия сулфат се състоят
в по-високата му ефективност като коагулант,
значително по-малко понижава рН, алкалността
и стабилността на пречистената вода и поддържа
няколко пъти по-ниско съдържание на остатъчен
алуминий в разтвора. Някои автори отбелязват,
че замяната на SO42- йони в питейната вода с
Сl- йони е целесъобразно от хигиенна гледна
точка [7].

През месеците май и юни на 1978 г. в пречиства-


телна станция „Панчарево"—София, бяха про-
ведени лабораторни и промишлени опити с основен
алуминиев хлорид (ОАХ-15) — разтвор, получен
по метода, описан в [14].Качествените показатели
на новия коагулант отговарят на ОН 0269988-78.
Съдържанието на алуминиев окис е 13÷15%
тегл., рН е 4,0—5,0 и граммолни отношения
А12О3:НС1= 1:1. Полученият по този метод основен
алуминиев хлорид (ОАХ-15) има цена, изчислена
за 1 тон А12О3, по-ниска 2,5 пъти от тази на алуми-
ниевия сулфат — твърда субстанция, и 3,8 пъти
от тази на алуминиев сулфат -течен. Тези данни
показват, че използуването на ОАХ-15, получен
по метода, описан в [14], като коагулант вместо
алуминиев сулфат е икономически по-изгодно,
аналогично на резултатите, постигнати от авто-
рите на [4].

Основен алуминиев хлорид под формата на


разтвор с концентрация на А12О3 13 ÷15% се
предвижда да се получава з НПЗ "Леон Таджер" —
гр. Русе, през 1980 год.

Лабораторните опити се провеждаха с моделни

образци води, имащи различни показатели: мът-
ност 4,2÷65 мг/л, цвят 10—80°, окисляемост
2,93÷9,6 мг/л О2, алкалност 1,40--5,50 мг-
екв/л, рН 7,0÷9,0. Коагулационннте свой-
ства на алуминиевия сулфат (AС) и ОАХ-15 се
определяха паралелно на флокулатор „Hydro-
cure” по метода на „Degremont" [15]. След
30 минути утаяване на коагулираната вода се
определяха показателите: мътност, цвят, окисляе-
мост, рН, остатъчен алуминий, хлориди и алкал-
ност. Резултатите, дадени в табл. 1 и 2 и фиг. 1,
показват високата ефективност на новия коагу-
лант. За една и съща остатъчна мътност, напр.
2,5 мг/л, дозата на ОАХ-15 е 1,5 пъти по-малка от
тази на алуминиевия сулфат.За цветността (табл. 1)
ефективността е повече от 5 пъти по-висока при една

Видове

вода


Аl2О3,
мг/л

Показатели

Мът-
ност
мг/л

цвят
град.

Оксиля-
емост
мг/л02

Остатъ-

чен Al
мг/л



Cl

мг/л


Темпера-
тура

°С


Cypова
вода

0,0

5,8

45

5,15

-

5,1

11,5

Boдa

пречи-


стена с

Аl2(SО4)3



1,5

5,8

45

5,15

0,30

5,1

11,5

2,0

5,8

45

5,15

0,30

-

-

2,5

5,9

35

5,15

0,30

-

-

3,0


2,5

5

4,00

0,12

-

-

3,5

2,2

5

3,35

0,12

-

-

Вода
пречис-
тена

с

Аl2(OH)5Сl



1,5

3,0

2

4,68

0,02

6,1

11,5

2,0

2,5

7

4,25

0,02

6,5

-

2,5

2,0

7

3,38

0,02

6,9

-

3,0

1,5

5

3,16

0,02

7,3

-

3,5

1,2

3

3,02

0,02

7,6

-





Фиг. 1

и съща доза А12О3. Окисляемостта с новия коагулант


остава винаги по-малка в сравнение с тази с АС.
Друг характерен показател е остатъчният алу-
миний, който е от 6 до 15 пъти по-малко в полза
на ОАХ-15. За сурова вода с мътност 65 мг/л и
цветност 70° (табл. 2) остатъчната мътност с
АС е 23 мг/л, а цветността — 50° при доза 3,5
мг/л А12О3, докато за новия коагулант при същата
доза А12О3 остатъчната мътност е 4,6 мг/л, а
цветността — 5°. Едва при доза А12О3=5,5 мг/л
показателите на двата коагуланта се изравняват.

Изобразените на фиг. 1 криви потвърждават


също ефективността на ОАХ-15. Всички точки са
получени средно от три опита. Плътните линии
са за остатъчна мътност, а пунктираните—за оста-
тъчна цветност.

Изследванията с трите вида моделни образци


води показват, че по-добрият пречиствателен
ефект проличава особено при по-ниските дози
коагулант.

На фиг. 2 са съпоставени коагулационните свой-


ства на двата реагента при една н съща доза А12О3=
=4,0 мг/л за вода с постоянна мътност п нараст-
ваща алкалност. За АС при алкалност, по-голяма
от 2,5 мг-екв./л,пречиствателната способност рязко
намалява и при стойности 3,5÷5,5 мг-екв/л
тя изчезва. За ОАХ-15 тя намалява бавно и при
А=5,5 мг-екв/л мътността на обработената вода

18

е 2,5 пъти по-голяма, отколкото при А=1,40
мг-екв/л, но все пак представлява само 16% от
изходната. Аналогичен е ходът на кривата и за
цветността. Остатъчният алуминий при пробите,
обработени с ОАХ-15, практически не се променя:

2,5 мг/л н остатъчна цветност 3° за Доза на


Са(ОН)2=6,0 мг/л, изчислена като СаО, т. е.
рН=8,6. Едновременното въвеждане на варното
мляко н ОАХ-15 повишава остатъчната мътност
до 10,5 мг/л, а цветността достига до 15°. Тези
данни са за сурова вода с мътност 30 мг/л
и цвят 35°.




Фиг. 2


за А = 1,40 мг-екв/л той е 0,01 мг/л, а за А =5,5
мг-екв/л е 0,02 мг/л, докато при АС остатъчният
алуминий нараства с увеличаване на алкалността
до 0,3 мг/л. Това показва, че разтворимостта на
ОАХ-15 е незначителна в границите на рН от
7,0 до 9,0.

Особено важен извод от изследванията бе на-


правен за съвместната употреба на ОАХ-15 и Ca(OH)2.

Съвместната употреба на вар и ОАХ-15е от съществено значение за станция „Панчарево”,


тъй като още суровата вода има доказани агре-
сивни свойства. Дългогодишният опит на стан-
цията е доказал, че при съвместна употреба на
алуминиев сулфат и Са(ОН)2 коагулацията се
нарушава при рН>7,8. На фиг. 3 е показано,
че ОАХ-15 почти не променя пречиствателната
си способност с въвеждането на варно мляко във
водата при повишаване на рН до 8,6. Това е
особено важно за меки води с ниска алкалност,
конто се нуждаят от стабилизационна обработка
за корекция на агресивността им.

Опитът показа, че въвеждането на Са(ОН)2 не


трябва да става едновременно с това на коагул-
анта. При разлика във времето на въвеждането
30 секунди остатъчната мътност е една и съща —

Фиг. З


Увеличаването на дозата варно мляко от 2,0 до
10,0 мг/л СаО, респ. на рН от 7,6 до 8,9, не влияе
на остатъчния алуминий. За всички проби той е
0,01 мг/л. Този факт е твърде важен. Докато
остатъчният алуминий в утаената вода с алуми-
ниев сулфат нараства с повишаване на рН в по-
сочените no-rope граници - до 0,3÷0,4 мг/л, то
филтрираната вода има почти постоянна стойност -
0,05÷0,1 мг/л остатъчен алуминий. Това озна-
чава, че останалите 0.2÷0.3 мг/л алуминий се
задържат от пясъчните филтри следствие контактна
коагулация. Резултатът е допълнително натовар-
ване на филтрите, което при мътност на утаената
вода 2,5 мг/л и съдържание на Аl=0,23 мг/л за
рН=7,2 ще бъде 26%,а при рН=7,5ще е 45% и
т. н. Тези стойности са изчислени теоретично на
база разтворимостта на А1(ОН)3 при различни
рН и температура на водата 5°С. Естествено при
ОАХ-15 такова натоварване няма да се наблюдава.
Данните за натоварване на филтрите бяха потвър-
дени от проведени промишлени опити през 1979
год. със 100 тона ОАХ-15 и сравнени с тези за
алуминиев сулфат.

Лабораторните опити показаха, че окисляе-


мостта на коагулираната с ОАХ-15 вода във всички

19

случаи е по-ниска от тази с АС. За доза на Аl2O3=
= 1,5 мг/л средно тя е по-ниска с 12,8%, при
2,5 мг/л Al2O3 с 17,9,-за 3,5 мг/л А12О3 с 13,0%
и за 4,5 мг/л А12О3 е по-ниска с 6,3%.

Изследвани бяха коагулационните свойства на


разтвори от ОАХ-15 с различно съдържание на
А12О3; При една и съща доза коагулант — 3,0
мг/л алуминиев окис, лабораторните опити по-




15 20 25

Доза Аl203,а,mg/l




Фиг. 4


Таблица 2

Видове
вода



Аl203
мг/л

Показатели

Остат.
мътност

мг/л


Цветност
в

град.


Сурова
вода

0,0

65

70

Вода

пречис-
тена

с

Al2(SO4)3



3,5

23,0

50

4,0

8,7

20

4,5

5,0

10

5,0

3,2

5

5,5

2.5

5

Вода

пречис-
тена

с

ОАХ-15


3,5

4,6

5

4,0

4,2

5

4,5

2,8

3

5,0

2,5

3

5,5

2,2

3

казват, че най- добър пречиствателен ефект дават
7 и 10%-ни разтвори: остатъчна мътност 2,0 мг/л
при изходна мътност 30 мг/л. При същата изходна
мътност за 5%-ния разтвор остатъчната мътност е
2,5 мг/л, за 3%-ния разтвор е 3,5 мг/л и т. н.

Лабораторните опити потвърждават резулта-


тите на проф. Клячко за влиянието на двата коа-
гуланта върху алкалността на водата [4] На-
малението на алкалността на водата, обработена
с ОАХ-15, е от 4 до 6 пъти по-малко, отколкото с
АС. На фиг. 4 е показано как се изменя алкал-
ността от дозата коагулант при начална мътност
3,0 мг/л и рН=7,20. Началната алкалност е по-
сочена на същата фигура като А0=1,20 мг/л.

Промишлените опити се проведоха първона-


чално с дебит 800 л/сек, а след това с 2400 л/сек.
Дозата и за двата коагуланта —АС и ОАХ-15
бе една и съща — 1,06 мг/л Аl2О3, което съответ-
ствува на 7,0 мг/л алуминиев сулфат търговски
продукт. За целия период на експеримента суро-
вата вода се характеризираше със следните по-
казатели: ниска мътност — 4,2÷7,4 мг/л, цвет-
ност до 10°, рН от 7,3 до 7,6, температура 11 - 12°С,
алкалност от 1,2 до 1,4 мг-екв/л и окисляемост
от 2,20 до 2,95 мг/л О2. Ниските показатели за
мътност и цветност не позволиха да се проведе
опит с намалена доза на ОАХ-15. Среднодневните
резултати са отразени в табл. 3. По отношение
показателя мътност коагулираната вода с ОАХ-15
е с 38% по-чиста от тази с АС, окисляемостта
средно с 12,8% по-ниска, а алкалността е по-
висока с около 7,3%. Остатъчният алуминий е от
8 до 12 пъти по-малко, а в половината от случаите
не се доказва. Увеличението на хлоридите е ни-
щожно — 1,0 мг/л. За 21.VI. 78 г. резултатите са
само за основен алуминиев хлорид и Ca(OH)2 в
промишлени условия. Варното мляко се подаваше
преди коагуланта. Прибавянето на вар бе с цел
да се повиши рН на водата и да се намалят агре-
сивните (корозионните) й свойства, а не да се
подобрява коагулацията с ОАХ-15. Суровата вода
на 21. VI имаше следните показатели: мътност —
5,8 мг/л, цветност — 7°, рН — 7,1, окисляемост —
2,53 мг/л О2, хлориди —5,2 мг/л С1- и алкалност —
1,24 мг-екв/л. Дозата ОАХ-15 на 21.VI бе 1,5
мг/л А12О3, а на варното мляко — 4,0 мг/л СаО.
Промишлените опити потвърдиха извода от лабо-

Таблица З



Дата

Коагулирана вода от утаителите -пулсатори

Показател

Мътност мг/л

Цвят град.

Алкалност мг-екв/л

Окисляемост мг/л O2

рН

Хлориди мг/л

Остат Al мг/л

коагулант

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

I4 VI 78

2,5

1,9

3

0

1,12

1,21

1,82

1,64

6,80

6,90

6,4

7,5

4,00

0,00

I5 VI 78

3,9

3,2

2

2

1,16

1,19

1,89

1,74

6,80

6,80

7,0

7,7

0.08

0,01

16 VI 78

3,6

2,8

3

3

1,12

1.20

2,40

2,20

6,80

6,90

8,0

9,0

0,10

0,01

17 VI 78

3,6

2,8

3

3

1,12

1,18

2,38

2,14

6,80

6,90

8,0

9,0

0,10

0,01

18 VI 78

4,6

3,1

5

3

1,15

1,21

2,52

2,38

6,70

6,80

7,5

8,5

0,12

0,01

19 VI 78

4,6

3,1

5

3

1,14

1.22

2,60

2,10

6,70

6,90

7,5

8,5

0,12

0,01

20 VI 78

4,1

2,5

5

1

1,11

1,18

2,15

1,60

6,70

6,90

5,4

7,0

0,12

0,01

21 VI 78

 

2.7

-

2

-

1,40

-

2,30



8,30

 

8,5

 

0,02

22 VI 78

3,6

2,4

5

3

1,00

1,11

2,60

2,50

6,80

7,00

8,8

10,0

0,06

0,00

23 VI 78

3,6

3,0

5

4

1,08

1,13

2,33

2,12

6,80

7,00

8,8

10,4

0,05

0,00

24 VI 78

3,1

2,6

3

1

1,05

1,15

2,10

1,90

6,70

6,80

7,0

8,0

0,05

0,00

25 VI 78

3,5

2,2

3

1

1,15

1,21

2,50

2,06

6,80

7,00

6,4

7,3

0,05

0,00

26 VI 78

3,5

2,5

3

1

1,07

1,16

2,21

1,97

6,70

6,90

6,2

7,3

0,12

0,00

27 VI 78

3,5

2,5

3

1

1,07

1,16

2,21

1.97

6,70

6,90

6,2

7,3

0,12

0,00

Средно

3,7

2,7

-

-

1,10

1,18

2,28

2,02

-

 

7,2

8,2

-

-

заб.: коагулант- 1-ал.сулфат; 2-основен ал. хлорид




20

раторните изследвания за съвместната употреба
на новия коагулант и Са(ОН)2 Основният алу-
миниев'хлорид за разлика от алуминиевия сулфат
запазва висока пречиствателна способност при
рН=8,3-8,4. За практиката това повишение на
рН е напълно достатъчно,като се има пред вид,
че по БДС 2323-75 горната граница за рН е 8,5.

По време на промишления експеримент бяха


взети (два пъти) проби от филтрираната вода,
третирана с двата коагуланта, от ХЕИ—София
град, за определяне на съдържанието на токсични
микроелементи. Анализите за арсен, кадмий,
живак, олово бяха извършени по метода на пла-
мъчно-атомно-абсорбционна спектрофотометрия в
Института по хигиена и професионални заболя-
вания при Медицинска академия. Резултатите
показват, че както за АС, така и за ОАХ-15 коли-
чеството на тези елементи е далеч по-малко от
това, лимитирано от БДС: за кадмий — 10 пъти
по-малко от ПДК, арсен — 50 пъти по-малко от
ПДК, олово не се доказва и т. н.

Анализираните проби (също от ХЕИ) за микро-


биологични показатели показаха, че стойностите за коли-титър на водата, пречистена с двата коа-гуланта, отговарят на стандарта.

Увеличението на хлоридните йони е незначи-


телно — само 1,0 мг/л средно за експеримента.
Дори при доза 5,0 мг/л А12О3, което съответствува
на 16,8 мг/л безводен алуминиев сулфат, увели-
чението ще бъде с 4,0 мг/л CI-, a за доза 25 мг/л
А12О3, равняваща се на 84 мг/л безводен А12(SО4)3,
то би било с 10 мг/л. За условията на пречиства-
телна станция „Панчарево" максималното увели-
чение може да бъде с 2,5 мг/л Сl-, т: е. за макси-
мална доза 3,0 мг/л А12О3, което се равнява на
20 мг/л алуминиев сулфат търговски продукт.
Този прираст на хлоридните йони не може да
повлияе върху корозионните свойства на водата.

По отношение на бетона сулфатните йони дей-


ствуват разрушаващо, като образуват с високо-
основните алуминати хидросулфоалуминат, който
кристализира с голямо количество вода, увелича-
вайки многократно обема си, и който може да
доведе до разрушаване на бетона. Наличието на

хлориди за бетона не е опасно. Те затрудняват


образуването на кристали сулфоалуминати или
образуват с калция малко разтворими окисни
съединения [16].

Изводи

1. Основният алуминиев хлорид (ОАХ-15) е


високоефективен коагулант за питейни води, спо-
собен да замести класическия алуминиев сулфат.

  1. Основният алуминиев хлорид (ОАХ-15) за-
    пазва пречиствателната си способност при съв-
    местна употреба на Са(ОН)2 респ. при високи
    стойности на рН — до 9,0.

  2. Замяната на алуминиев сулфат с основен
    алуминиев хлорид не изисква никакви нови инве-
    стиции от страна на консуматора. Новият коагу-
    лант може да се съхранява в същите резервоари
    с корозионноустойчива изолация, използувани
    за алуминиев сулфат, и да се дозира със същите
    съоръжения.

Литература

  1. J. Н. Hatwood. J. Kerr. S. F. Crundall. U. S. 858 269,
    28 Oct. 1958.

  2. Iv. Zlateva. D. Trendafelov. G. St. Nikolov. Commun-
    Departm. Chem. Acad. bulg. Sci., 8. 3. 433, 1975.

  3. T. Stones. Ins. Sewagr. Purif., J. Proc.. pt. 4. 350.
    1955.

  4. В. А. Клячко. Водоснабжения и санитарная техника
    № 7. 13. 1962.

  5. Ю. А. Бардин. Е. С. Шалашова. Водоснабжения и са-
    нитарная техника. № 6. 27, 1965.

  6. D. Motoc. Ind. Aliment. 17, 5. 233. 1966. Romanie.

  7. Б. М. Щепачев, Л. Б. Лазовский, Гигиена н санитария.
    № 10. 100, 1968.

  8. Б. М. Щепачев. Л. Н. Золотарева. Л. Б. Лазовский,
    Е. П. Якубовская. Тр. научн. исслeд. инст. осн. хим..
    21. 97. 1970.

  9. Н. Н. Алфимов. 3. М. Эвенщайн. Н. Н. Руденко.
    Гигиена н санитария, 35, № 6. 86. 1970.

10. Савчук С. I., Наука i техн. в Мiськ. господ. Респ.
мiжвiд. Наук. техн. зб. (20), 119, 1972. Украина.

П. Лазовский. М. Г. Новиков, Л. Л. Гольдфельд. Ф. А.


Колобова, Жил. и коммун. х-во.,'№5. 36. 1974.

  1. Когё ёсуй, № 187, 9, 1974. Япония.

  2. Хр. И. Матева, Кандидатска дисертация. 1977 г.,
    Институт коллоидной химии и химии воды. Киев.

  3. Хр. Добрев. Д. Трендафилов. И. Златева. Авт. св.,
    per. №43368/1979.

  4. Degremont-Paris. Water treatment Handbook. 1973.

  5. Е. И. Колокольникова. Долговечность строитель-
    ных материалов. Изд. Высш. школа, 1975.



Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница