Специфика нецентрализованного водоснабжения в условиях тывы
В четвёртой главе (Исследование цеолитовой загрузки) проведено комплексное исследование клиноптилолита (природного цеолита) – минерала, обладающего ионообменными свойствами.
Химический состав цеолита 
По структурным показателям сравнение цеолита проводилось с эталоном фильтрующих материалов, кварцевым песком. При выборе фильтрующей загрузки предпочтение следует отдавать материалам, имеющим развитую удельную поверхность зерен и большую межзерновую пористость. Большая межзерновая пористость цеолита увеличивает длительность фильтроцикла, сокращает расход воды на промывку фильтров (табл. 4).
Таблица 4
| Материал | Плотность, г/см3 | Насыпная плотность, г/см3 | Пористость, % |
| Кварцевый песок | 2,6 | 1,6 | 38-42 |
| Цеолит | 2,4 | 1,4 | 51-55 |
Результаты исследований механической прочности цеолита показали, что он превышает нормативное значение измельчаемости и соответствует нормативному значению истираемости (табл. 5).
Таблица 5
| Механические характеристики | Кварцевый песок | Цеолит | Нормативное значение, % |
| Измельчаемость, % | 2,6 | 10,1 | 4,0 |
| Истираемость, % | 0,15 | 0,5 | 0,5 |
Результаты исследований химической стойкости цеолита показали его некоторое превышение норматива по сухому остатку в кислой (рН=2,5) среде (табл. 6). Учитывая, что нормативное (в рабочем цикле) время контакта очищаемой воды (рН=6,5-8,5) с загрузкой не превышает 10-15 мин, какого-либо ощутимого изменения солевого состава воды за счёт выщелачивания происходит не будет. Превышение прироста сухого остатка (до 30-45 мг/л при норме 20 мг/л) имело место испытания большинства других местных фильтрующих материалов, включая использованный в качестве эталона кварцевый песок, который применяется в качестве загрузки фильтров на большинстве водопроводов страны.
В пятой главе (Исследование на опытно-производственной установке) диссертации приведены результаты исследований на опытно-производственной установке для очистки подземных вод от сероводорода, железа, марганца и бария.
Основными элементами станции водоподготовки в рассматриваемой технологии являются аэратор с трубчатой насадкой, осветлительные фильтры, реагентное хозяйство (рис. 3).
Бак-аэратор диаметром 800 мм, разработан по результатам ранее проведенных лабораторных исследований по очистке подземных вод на экспериментальной установке (рис. 1). Конструкция аэратора, выполненная по типу насадочного адсорбера, состоит из системы аэрации и отстойной части. Расход воды, поступающий в бак-аэратор – до 7 м3/ч. Аэратор снабжен патрубками подачи исходной воды с наполнительным клапаном и отвода обработанной воды, а также переливом, краном опорожнения и сброса части воды с накопившимся осадком. Процесс аэрации предусмотрен в двух режимах: первый – естественная аэрация, второй – принудительная с помощью мембранного компрессора с подачей сжатого воздуха с расходом 310 л/мин (18,6 м3/ч). Также снабжен колонной с электродами автоматического управления скваженным погружным насосом, а также перекачивающими насосами, насосом дозатором и компрессором.
Осветлительные напорные фильтры ФОВ – 0,6 диаметром 600 мм (А и Б) изготовлены из листовой нержавеющей стали. Дренажная система фильтров представлена «ложным днищем», в который вварены штуцера 15 мм под дренажные колпачки. В фильтрах применен новый дренажный колпачок, разработанный и испытанный кафедрой водоснабжения СПбГАСУ.
При расчетном расходе на каждом фильтре 3,5 м3/ч скорость фильтрования составит – 12,4 м/ч. Фильтры загружены дробленым минералом – исследованным цеолитом размером зерен 1-3 мм на высоту слоя 1,1-1,2 м. Отличительная особенность цеолита – ионообменная емкость средняя 0,70 мг-экв/г.
