Характеристика исходного сырья

Исходным сырьем для приготовления продукции – воды питьевой является вода реки Невы. Водность источника по результатам многолетних наблюдений колеблется от 1250 м³/сек до 4750 м³/сек., при среднем стоке 2530 м³/сек. Колебания стока не влияют на водозабор станции из водоисточника.

По составу растворенных минеральных веществ вода относится к гидрокарбонатному классу с рН близким к 7, мало минерализована с общим солесодержанием от 80 до 150 мг/дм³, с общей жесткостью 0,6-1,0 ммоль/дм³ и низким щелочным резервом в пределах 0,4-0,65 ммоль/дм³. Вода водоисточника относится к малоцветным и маломутным водам. Цветность воды колеблется в пределах 24-50 градусов и обусловлена содержанием сложных гуминовых веществ, а также железосодержащих соединений почвенного происхождения.

Сезонные изменения качества воды отличаются, в основном, по показателям: мутность, цветность, окисляемость, щелочность, запах и железо.

Эти изменения происходят в весенний паводок (апрель-май) и осенью (октябрь-ноябрь). Большое влияние на качество воды водоисточника оказывают шторма на Ладожском озере, вызывающие увеличение мутности до 10-20 мг/дм³, и происходящие в любое время года.

Основные показатели качества воды водоисточника представлены в таблице ниже. Качество воды в источнике оценивается по ГОСТ 2761-84*, СаНПиН 2.1.5. 980-00**, ГН 2.1.5.1315-03***:

Наименование показателей	Ед. изм.	Норматив по ГОСТ 2761-84 ГН 2.1.5.1315-03	Средние годовые значения
		1 класс	2 класс	3 класс	Среднее	Макс.	Мин.
I Микробиологические
Термотолерантные колиформные бактерии**	КОЕ /100 мл	Не более 100
Общие колиформные бактерии **	КОЕ в 100 мл	Не более 1000
II Органолептические
Запах при 200С не более*	баллы
Мутность, не более*	мг/л				1,8	6,2	0,80
Цветность, не более*	град.
III Обобщенные
Водородный показатель*	ед. рН	6.5-8.5	6.5-8.5	6.5-8.5	7,6	7,8	7,4
Окисляемость перманганатная, не более*	мг/л				7,8	9,8	7,0
Сульфаты (SO4 -2), не более***	мг/л
Железо Fe (суммарн.), не более*	мг/л				0,13	0,22	0,08
Алюминий, не более	мг/л	0,2	0,2	0,2	0,09	0,19	0,04
IV Химические вещества
Хлороформ, не более	мкг/л				< 3,0	< 3,0	< 3,0
Аммиак (по азоту), не более***	мг/л	2.0 1,5	2.0	2.0	0,11	0,32	< 0,10
Щелочность	ммоль л	-	-	-	0,50	0,60	0,53
V Радиологический
Общая a - радиоактивность	Бк/л	0.1	0.1	0.1	соответствует
Общая b - радиоактивность	Бк/л	1.0	1.0	1.0	соответствует

8.2. Характеристика реагентов

Реагентами, применяемыми в процессе приготовления питьевой воды, являются:

- гипохлорит натрия;

- алюминий сернокислый технический (водный раствор);

- катионный флокулянт ;

- порошкообразный активированный уголь

- сульфат аммония (водный раствор);

Характеристика применяемых реагентов представлена в таблице 3.

Используемые реагенты должны иметь следующую сопроводительную документацию: - технические условия на реагент или ГОСТ;

-санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения.

Характеристики применяемых реагентов указаны в таблице №10.

	№ п/п	Наименование реагента, № НТД	Показатель по НТД	Показатели входного контроля на ВС
	1.	Аммоний сернокислый (водный раствор) ТУ	Внешний вид: бесцветная прозрачная жидкость. Концентрация по (NH4)2SO4 не менее 38%. Плотность, кг/м3, не менее 1228. Внешний вид: прозрачная жидкость, допускающая желтоватый оттенок. Массовая доля азота в пересчете на сухое вещество- не менее 21%. Массовая доля свободной серной кислоты-0,05	Внешний вид. Плотность кг/м3 . Массовая доля аммиака в %. (в дни привоза)
	2.	Гипохлорит натрия ГОСТ 11086-76	Марки А Внешний вид: жидкость зеленовато-желтого цвета Коэффициент светопропускания, %, не менее – 20 Массовая концентрация активного хлора, г/дм3, не менее – 190 Массовая доля активного хлора не менее 0,8% Массовая концентрация щелочи в пересчете на NaOH, г/дм3 - 10÷20 Массовая концентрация железа, г/дм3, не более – 0,02	Массовая доля по активному хлору, в %, в дни привоза.
		Алюминий сернокислый, технический (водный раствор), ТУ 2141-001-58318296-2002	Массовая доля окиси алюминия не менее– 7,2%. Массовая доля нерастворимого в воде остатка не более –0,1%. Массовая доля свободной серной кислоты (H2SO4) не более – 0,1%. Массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III) не более – 0,02%. Массовая доля мышьяка в пересчете на оксид мышьяка (III) не более – 0,0015%.	Из средней пробы суточного привоза определяется: 1. Массовая доля окиси алюминия, %. 2. Плотность раствора, г/см3 3. Массовая доля свободной серной кислоты, %. 4. Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %. Пункты 2, 3, 4 проверяются при необходимости.(соотв сертификата)
	Флокулянт» Flopam – FO-4290 PWG	Продукт представляет белый или белесоватый продукт в форме гранул, растворим в холодной воде, растворимость ограничена вязкостью (при концентрации выше 20г/дм3 – образуется желе). Насыпная плотность продукта находится в диапазоне 0,5 г/см3 до 0,8 г/см3, Массовая доля остаточного акриламида – не более 0,025%. ПДК для питьевой воды - 2мг/ дм3	В каждой партии продукта проверяется: -Определение массовой доли основного вещества в каждой привозимой партии.( содержание полиакриламида , не более 0,025вес.%). Исследования проводит ЦИКВ.
	Порошкообразный активированный угль (ПАУ) ГОСТ4453-74, (Технологический регламент на применение порошкообразных углей для предварительной очистки воды на водопроводных станциях ГУП «Водоканал СПб « )	Внешний вид: тонкодисперсный порошкообразный твердый черный продукт, без механических примесей. Содержание воды при расфасовке, масс.- меньше 5%; Зольность, масс.- меньше 5%; Плотность после засыпки /после встряхивания:460; Растворимости в воде -нет; Температура воспламенения:2500С; Показатель рН-8-10; Адсорбция йода -больше 100мг/г ;	-содержание зольности и влаги, - содержание адсорбционной активности. -содержание нефтепродуктов в водной вытяжке,мг/дм3 ; Исследования проводит ЦИКВ.

8.3 Характеристика материалов

Фильтрующие материалы, используемые в качестве загрузки в технологическом процессе приготовления воды питьевого качества, должны соответствовать следующим нормативным документам:

· Перечень материалов, реагентов и малогабаритных очистных устройств, разрешенных Госкомсанэпиднадзором в Российской Федерации для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения, от 23.10.92 № 01-19/32-11 и Дополнение № 1;

· Перечень материалов, реагентов и малогабаритных очистных устройств, разрешенных Госкомсанэпиднадзором в Российской Федерации для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения, от 25.12.98 № ДК-285-111;

· СНиП 2.04.02-84*. Строительные правила и нормы водоснабжения, наружных сетей и сооружений;

· ГОСТ Р 51641-2000 Материалы фильтрующие зернистые. Общие технические условия.

Используемые фильтрующие материалы должны иметь следующую сопровождающую документацию:

· технические условия на материал;

· гигиеническое заключение Министерства здравоохранения Российской Федерации;

· паспорт предприятия-изготовителя на продукцию.

Перечень и характеристика применяемых фильтрующих материалов в процессе приготовления воды питьевого качества на водопроводной станции представлены в табл.

9.1. Контроль за состоянием фильтрующих загрузочных материалов осуществляется сотрудниками химико-бактериологической лаборатории (ХБЛ) и старшим мастером УОС.

Изменения состава фильтрующих материалов производится на основании результатов исследований и рекомендаций специализированных научно-исследовательских организаций.

Характеристика применяемых загрузочных материалов

№ п/п
Вид материала	Гравий	Гравий	Гравий	Гравий	Кварцевый песок
Изготовитель	ЗАО «Погранское объединение карьеров»	ЗАО «Погранское объединение карьеров»	ЗАО «Погранское объединение карьеров»	ЗАО «Погранское объединение карьеров»	ЗАО «Погранское объединение карьеров»
№ технических условий	5711-001-03987739-97, изменение № 1 от 01.01.2002	5711-001-03987739-97, изменение № 1 от 01.01.2002	5711-001-03987739-97, изменение № 1 от 01.01.2002	5711-001-03987739-97,изменение № 1 от 01.01.2002	5711-002-03987739-97 изменение №1 от 01.01.2002
Гранулометрический состав, мм	2 - 5	5 - 10	10 - 20	20 - 40	0,5-2,0
Насыпная плотность по ТУ, т/м3	1,43	1,53	1,55	1,55	1,32 – 1,35
Пористость по ТУ, %					не менее 40
Эквивалентный диаметр по ТУ, мм					0,9 – 1,1
Коэффициент неоднородности по ТУ					2,0 – 2,5
Содержание годных фракций по ТУ, %	не менее 80	не менее 80	не менее 80	не менее 80	не менее 80

9. ОПИСАНИЕ И СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОДЫ

Эксплуатация сооружений производится на основании Федерального закона "О санитарно- эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 года №52 – ФЗ, гигиенических нормативов "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. ГН 2.1.51315 –03" от 27 апреля 2003 года, СанПиН 2.1.4.1074 – 01 " Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества".

Исходным сырьём для приготовления продукции является вода реки Невы. По составу растворённых минеральных веществ вода относится к гидрокарбонатному классу с рН близким к 7, мало минерализована с общим солесодержанием от 80 до 150 мг/дм³, с жёсткостью 0,57 – 0,85 мг-экв/ дм³ и низким щелочным резервом от 0,46 до 0,63 мг-экв./дм³. Цветность воды от 24 ^о до 50 ^о обусловлена, содержанием сложных, в основном железосодержащих соединений, почвенного происхождения. Низкая температура воды большую часть года, малый щелочной резерв и низкое содержание взвеси значительно осложняют обработку воды из-за вяло текущего процесса коагуляции на сооружениях одноступенной схемы.

Сезонные изменения качества воды отличаются, в основном, только по показателям мутности, цветности, окисляемости, щелочности и незначительно по железу. Это весенний паводок апрель-май и осенний - октябрь, ноябрь.

Технология производства питьевой воды состоит из следующих процессов:

· забор воды (водозабор) из поверхностного источника реки Невы;

· подача воды насосными агрегатами I подъема на очистные сооружения;

· технологическая обработка воды на очистных сооружениях по одноступенной схеме очистки воды с применением реагентов;

· сбор и хранение очищенной воды в резервуарах чистой воды (РЧВ);

· забор воды из РЧВ насосными агрегатами II подъема и подача ее в городскую сеть с заданным давлением;

· дезинфекция питьевой воды установками УФ-обеззараживания.

Технологическая схема Колпинской водопроводной станции, высотная схема сооружений КВС, схема ввода реагентов на КВС отражены в приложениях №№ 1-3.

Технологическая схема блока контактных осветлителей со спецификацией оборудования отражены в приложениях №№ 4,5.

Очистные сооружения КВС работают по одноступенчатой схеме очистки воды.

Вода водоисточника по трём самотечным водозаборным трубопроводам поступает в приемные камеры насосной станции 1-го подъема, где подвергается грубой механической очистке на вращающихся сетках с фильтрующей сеткой 5´5 мм. Затем насосными агрегатами (Д 12500 –24, Д6300- 27 или Д5000-31) подаётся в блок контактных осветлителей, где она проходит более тонкую механическую очистку от крупных взвешенных веществ на барабанных сетках типа БС 3´2,8 с фильтрующей сеткой 0,5´0,5 мм.

Технологическая схема очистки воды на блоке контактных осветлителей заключается в аммонировании, хлорировании, коагуляции и фильтрации на контактных осветлителях.

В качестве реагентов для обработки воды используются сульфат аммония, гипохлорит натрия, коагулянт - сернокислый алюминий, катионный флокулянт «Flopam FO-4290-PWG». При добавлении сульфата аммония и гипохлорита натрия в исходную воду в соответствии с уравнениями реакций образуются моно- и дихлорамины (NH₂Cl, NHCl₂), которые обеззараживают воду и предотвращают образование хлорфенолов. Аммонирование воды уменьшает содержание в воде хлорорганических соединений и продлевает бактерицидное действие остаточного хлора.

Станция УФ- обеззараживания предназначена для обеззараживания воды на выходе из машинного отделения насосной станции II подъёма и позволяет повысить барьерную роль сооружений в отношении устойчивых к хлорированию микроорганизмов. Организация – разработчик технологического процесса УФ- обеззараживания и УФ- оборудования – ЗАО НПО «ЛИТ» г. Москва.

Для улучшения процесса коагуляции, уменьшения выноса остаточного алюминия и уменьшение коррозионной способности воды используются катионные флокулянты. С целью регулирования рН может использоваться кальцинированная сода. В весенне-летний период, при бурном развитии фитопланктона, создающего в воде неприятные запахи, может проводится обработка воды активированным углём.

Новые водопроводные сооружения в п. Корчмино эксплуатируются с апреля 1995 года и переведены на режим 100%-ой коагуляции и флокуляции с февраля 1997 года. Это было обусловлено ужесточением гигиенических требований и нормативов качества питьевой воды п.4 СанПиН 2.1.4.1074 – 01 " Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества".

Катионные флокулянты являются высокоэффективными реагентами для фильтрации на контактных осветлителях с разнородной загрузкой (гравий и песок).

При применении флокулянта в исходную воду сначала подаётся коагулянт (на весь объем подаваемой воды), а затем, после 7-10 минутного контакта воды с коагулянтом вводится флокулянт через смесители конструкции ЦНИИ им. Крылова на весь объем воды.

Соотношение доз коагулянта и флокулянта определяется анализом “пробного коагулирования и флокулирования” сменным инженером-химиком и корректируется при изменении качества исходной воды.

Продолжительность рабочего цикла на контактных осветлителях зависит от:

· скорости фильтрации на контактных осветлителях;

· качества воды в источнике водоснабжения по физико-химическим и бактериологическим анализам и обычно составляет не более 24 часов летом и 48 часов в остальные периоды года. Число промывок каждого фильтра (не более 3 раз в сутки и не реже 1 раза в двое суток) мастер ПТУ согласовывает с графиком работы очистных сооружений по их производительности и количеством фильтровальных сооружений, находящихся в данный момент в работе. Загрузку КО промывают водой питьевого качества из резервуаров № 1 и № 4. Минимальный уровень, при котором можно запускать промывной насос – 2,6 м. Для защиты распределительных систем контактных осветлителей от засорения периодически проводят промывку барабанных сеток: от 1 до 6 раз в сутки, в зависимости от загрязнения воды в источнике и наличия фитопланктона.

При ухудшении качества воды в источнике, увеличении скорости фильтрации выше установленной ранее фильтроцикл определяется технологическим анализом контактных осветлителей (анализом мутности по четвертям КО, уменьшением расхода по четвертям).

При накоплении остаточных загрязнений в объёме более 1 % принимаются меры по их удалению из загрузки. Для борьбы с ростом остаточных загрязнений применяется штыковка контактных осветлителей в период промывки, а также обработка фильтрующих материалов гипохлоритом натрия. Объём остаточных загрязнений контролируется 1 раз в два года. Он не должен превышать 1 % (считая по массе пробы загрузки) за 3 месяца.

Соотношение между дозами сульфата аммония и гипохлорита натрия определяется в зависимости от температуры исходной воды:

· при температуре исходной воды t=10⁰С÷22⁰С - соотношение 1÷4;

· при температуре исходной воды t=1⁰С÷10⁰С - соотношение 1÷6;

· при температуре исходной воды t < 1⁰С - соотношение 1÷8.

Доза гипохлорита натрия и сульфата аммония определяется анализом “пробное хлорирование”.

Дозы реагентов назначаются по результатам анализов химико- бактериологической лаборатории.

В период ухудшения качества исходной воды: цветности - более 26⁰, мутности - более 2,1 мг/л и перманганатной окисляемости - более 8 мгО₂/л и невозможности получить мутность с общего КО, равной 1 мг/л, сменный мастер ПТУ изменяет режим очистки питьевой воды:

· по результатам анализа мутности промывной воды:

· увеличивает время промывки каждого КО с 5 минут до 10 минут и более (мутность на последней минуте промывки не должна превышать 1,5 мг/л), в случае превышения мутности более 1,5 мг/л производит сброс первого фильтрата согласно СНиП 2.04.02-84 п.6.133;

· уменьшает фильтроцикл с 24 часов до 20, 18,12 часов (в зависимости от мутности исходной воды) по результатам анализа на грязеемкость загрузки КО. Грязеемкость загрузки должна находиться в пределах 1,5÷3 кг/м²;

· ужесточает контроль за уровнями в резервуарах чистой воды: на 8⁰⁰ уровни должны соответствовать:

насосная станция III подъёма Колпино – РЧВ 3000 м³- 2,5 м, – РЧВ 10000 м³- 3,0 м;

насосная станция IV подъёма Колпино – РЧВ 5000 м³- 3 м; РЧВ 5000 м³- 3 м;

водопроводные сооружения – 6 РЧВ 10000 м³- 3 м;

· изменяет дозы коагулянта, флокулянта, хлора и сульфата аммония. Дозы назначаются по результатам пробного коагулирования и хлорирования.

В случае невозможности обеспечения качества воды согласно СанПиН 2.1.4.1074 – 01 " Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества" и Гигиеническим нормативам ГН 2.1.5.1315-03 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования", режим работы сооружений производится по дополнительному временному регламенту, согласованному с начальником службы главного технолога филиала «Водоснабжение» ГУП «Водоканал» и органами ГЦ ГСЭН. До момента получения временного регламента мастер ПТУ действует по согласованию с руководством:

§ сокращает подачу воды с НС I подъема;

§ сокращает подачу воды на выходе с НС II подъема, при длительном несоответствии (более 6 часов) и с НС III-IV подъемов;

§ снижают скорости фильтрации, увеличивают время и частоту промывок КО;

§ при полном загрязнении источника (не соответствие СанПиН 2.1.5.980 –00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод п.5) вода раздаётся в передвижную тару из скважины и РЧВ (действия по «Режимам работы головных водопроводных сооружений при загрязнении водоисточника отравляющими веществами (ОВ), бактериальными средствами (БС) и радиоактивными веществами (РВС)» и «Инструкции по подготовке и работе систем хозяйственно-питьевого водоснабжения в чрезвычайных ситуациях» ВСН ВК4-90).

Контроль качества исходной и питьевой воды осуществляется согласно "Перечню показателей и частоты отбора проб качества воды поверхностного источника, качества воды на выходе водопроводных станций, производимых химико-бактериологическими лабораториями водопроводных станций». Характеристика питьевой воды на выходе со станции представлена в табл. № 9.

Таблица №9