Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ В СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРИ ЗАЛПОВЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЯХ

Алексеев В.А., Козаченко Е.М.

Одна из важнейших проблем современности - снабжение человека чистой питьевой водой. Проблема порождена повсеместным ухудшением качес тва воды в природных водоемах. Особое значение в последние годы приобретает задача устранения залповых загрязнений.

Для обнаружения загрязнений существует ряд  стандартных методов, применяемых в лабораториях. Основное место среди методов аналитического контроля природных вод занимает фотометрический метод. Метод этот давно известен, однако широкое его внедрение сдерживалось отсутствием приборов достаточно простых и надежных при работе в производственных условиях. Для протяженных во времени  загрязнений эта трудность в значительной степени преодолена. Часть ингредиентов поверхностных вод определяется с помощью фотоэлектроколориметров (ФЭК). Чувствительность этого метода с экстракционным концентрированием достигает миллиграмма в литре, а в некоторых случаях, при особых приёмах концентрирования, удаётся уловить и более низкие концентрации. При этом важно отметить, что измерительная аппаратура непрерывно совершенствуется, размеры приборов уменьшаются, появляются портативные аналоги.

Ещё одной проблемой является то, что перечень показателей качества предписанный рекомендациями ВОЗ для контроля, настолько велик и разнообразен, что в мировой практике аналитического приборостроения даже в настоящее время отсутствуют серийно выпускаемые концентратомеры для их автоматического контроля [1].

На промышленных предприятиях же существует вероятность выброса различных компонентов, начиная от механического мусора, кусков трубы, ржавчины, и подобного, заканчивая весьма тонкими субстанциями, которые сложно очистить фильтрами, но которые в то же время могут нанести существенный экологический урон водоемам. То есть, получается, что нам приходится очищать воду, которая несет в себе всевозможный мусор, органические биологические и химические смеси. Даже если установить многоступенчатые фильтры, которые будут улавливать все возможные частицы, смеси и загрязнения, стоимость такого оборудования будет весьма велика, да и забиваться они будут быстро.

В качестве выхода из такой ситуации устанавливаются системы контроля за протекающей водой и в нужный момент происходит переключение водяного потока. Это может быть просто система слива загрязненной воды в отстойник, или это может быть система разделения воды в различные фильтры, в зависимости от веществ, проходящих через установку, что существенно уменьшает затраты на установку новых фильтров и повышает время работы.

В настоящее время на рынке представлено множество моделей по контролю качества воды. Однако существующие приборы сложно использовать для поставленной задачи, однако принципы, заложенные в эти приборы могут, быть применены в специализированной установке для фиксации аварийных выбросов. Для этого рассмотрим основные характеристики аварийных мероприятий при выбросах.

В качестве главной задачи, стоит задача обнаружение загрязнения в протекающей воде для дальнейшего перевода этой воды в отстойник. Для решения поставленной задачи известные методики  и приборы не подходят, в целом они могут удовлетворить необходимость в обнаружении загрязнения, но их высокая стоимость и сложность уменьшает общую эффективность установки, хотя и высокая точность, набор  различных параметров позволяют более конкретно выявить признаки загрязнения и его составляющие.

Весьма важно, чтобы у поставщиков воды были разработаны планы действий на случай аварийных ситуаций. В таких планах должны учитываться возможность стихийных бедствий (землетрясений , паводков, повреждений электрооборудования молниями), аварий (случайные разливы на площади водосбора), повреждений установок для очистки воды и распределительной системы, а также различных действий людей (забастовки, саботаж ). 

Невозможно дать общие рекомендации, касающиеся аварий ных ситуаций при массивном химическом загрязнении систем водоснабжения. Рекомендуемые величины касаются уровней воздействия , которые считаются допустимыми на протяжении жизни; острые токсические эффекты обычно не рассматриваются при оценке ПСП. Продолжительность времени, в течение которого воздействие химического вещества, значительно превышающее указанную величину, может вызвать токсический эффект, будет зависеть от факторов, которые варьируют для разных загрязняющих веществ. Период биологического эффекта и степень превышения рекомендуемой величины имеют решающее значение [2].

Контроль качества воды на водопроводной станции производиться по программе контроля. Отследить внезапное загрязнение воды позволяют контроль таких показателей, как мутность, цветность, запах, температура, щёлочность, хлориды, ХПК, БПК - т.е. обобщенных показателей. Общим недостатком определения множества показателей является - предварительный отбор и длительная подготовка проб, что не позволяет оперативно реагировать в сложившейся ситуации.

Проведенный  анализ возникновения подобных аварийных ситуаций по материалам публикаций показал, что в отдельных случаях аварийные выбросы, протекающие в течение определённого интервала времени, представляют собой «сгусток» неоднородной жидкости в основной трубе. При подобной аварии изменяется плотность воды в определённом интервале времени. Этот «сгусток» жидкости можно зафиксировать в течение этого временного интервала косвенными измерениями оптической плотности.

Одним из методов косвенного измерения является турбидиметрический метод анализа мутных сред, основанный на измерении изменения интенсивности потока световой энергии, прошедшего через дисперсную систему [3]. Причинами изменения интенсивности светового потока являются как его поглощение, так и рассеяние. Метод аналогичен абсорбционному методу, но в ряде случаев измерение может происходить в потоке «белого света» без применения полосовых фильтров, что в значительной мере упрощает применяемую аппаратуру [4]. Излучение лазера через входное окно в сточной трубе проходит через поток воды и попадает на фотоприемник, находящийся за вторым окном в трубе. Электрический сигнал с фотоприемника преобразуется в цифровой сигнал, который регистрируется ЭВМ. Производится обработка цифрового сигнала в ЭВМ и по ее результатам принимается решение о перераспределении потока воды. Своевременное обнаружение «сгустка» неоднородной жидкости позволит обеспечить контроль движения его по основной трубе и при соответствующей автоматике отвести его в специальный отстойник и, таким образом, прекратить временно поступление некачественной воды на фильтры.

Предложенный подход позволяет предотвратить аварийную ситуацию в системе водоснабжения при залповых выбросах загрязняющих веществ в систему.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Ф.В. Кармазинов, А.Н. Атанов, Г.Ф. Глущенкова, Н.П. Ушаков, директор Система аналитического контроля качества воды в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»./Водоснабжение и санитарная техника. 2004. № 8, ч. 2.
  2. Руководство по контролю качества питьевой воды. Том 1 Рекомендации Издательство «Медицина» ВОЗ Женева, 1994.- С. 210-211.
  3. «Химическая энциклопедия в пяти томах», М., Советская энциклопедия, 1988
  4. Шуберт М., Вильгельми Б. «Введение в нелинейную оптику», М., Мир, 1973.

Библиографическая ссылка

Алексеев В.А., Козаченко Е.М. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ В СИСТЕМЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРИ ЗАЛПОВЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЯХ // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 3. – С. 38-39;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1967 (дата обращения: 20.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252