Способы и средства очистки природной воды в условиях железнодорожного водоснабжения

Особенности водоподготовки на железнодорожном транспорте. Ознакомление с различными методами обеззараживания воды и подробное изучение метода с использованием ультрафиолетового излучения. Использование хлорирования, озонирования, применение коагулянтов.

Рубрика Транспорт
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 10.11.2016
Размер файла 533,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II"

Институт пути, строительства и сооружений

Кафедра "Путь и путевое хозяйство"

Реферат

по дисциплине "Водоснабжение и водоотведение"

Способы и средства очистки природной воды в условиях железнодорожного водоснабжения

Выполнил: ст. гр. СЖД-413

Ершова Д.С.

Принял: доц. Лупина Т.А.

Москва - 2016 г.

Содержание

  • Введение
  • Понятие обеззараживания воды.
  • Особенности водоподготовки на железнодорожном транспорте
  • Способы и методы обеззараживания воды
  • Хлорирование
  • Озонирование
  • Применение коагулянтов
  • Ультрафиолетовое облучение
  • Особенности современных УФ-стерилизаторов
  • Заключение
  • Список литературы

Введение

Железнодорожный транспорт на сегодняшний день является самым безопасным и надежным видом транспорта. Безопасность на железнодорожном транспорте формируется различным числом разнообразных факторов, в числе которых - удовлетворительное состояние системы водоснабжения пассажирских вагонов железнодорожного транспорта.

Проблема питьевого водоснабжения затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая.

Целью данной работы является ознакомление с различными методами обеззараживания воды и подробное изучение метода с использованием ультрафиолетового излучения.

Понятие обеззараживания воды

Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. До 98 % бактерий задерживается в процессе очистки воды. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды. При полной очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо всегда, при использовании подземных вод только тогда, когда микробиологические свойства исходной воды этого требуют. Для профилактического обеззараживания и обработки воды в аварийных ситуациях сооружения обеззараживания необходимы на всех станциях подготовки хозяйственно-питьевых вод.

Особенности водоподготовки на железнодорожном транспорте

Железнодорожный транспорт - важнейшая отрасль народного хозяйства, которая в силу своих особенностей формирует широкий спектр медико-профилактических проблем, требующих постоянного внимания научных и производственных структур.

Система водоснабжения пассажирских вагонов, наряду с устройствами кондиционирования является важнейшим санитарно-техническим оборудованием, обеспечивающим безопасные и комфортные условия перевозки пассажиров.

Под железнодорожным водоснабжением понимают систему инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения доброкачественной водой железнодорожников и пассажиров, станций, локомотивных и вагонных депо, промышленных предприятий железнодорожного транспорта и других объектов. При этом вода расходуется на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.

Потребители воды на железнодорожном транспорте разнообразны по своему составу. Воду используют практически все службы железнодорожного хозяйства, а также многочисленные пристанционные населенные пункты. Водоснабжение на железнодорожном транспорте связано непосредственно с перевозочным процессом. Вода расходуется на заправку пассажирских вагонов, обмывку и промывку подвижного состава. На промывочно-пропарочных станциях подвергают обработке горячей или холодной водой с пропаркой и промывкой до 70% всех порожних цистерн, предназначенных для перевозки нефтепродуктов и ряда других наливных грузов. При этом расход воды на таких станциях колеблется в среднем от 200 до 900м3/сут. Каждый пассажирский вагон дальнего следования оснащен самотечной системой водоснабжения, предназначенной для обеспечения пассажиров питьевой водой, удовлетворения их бытовых и санитарных нужд, а также пополнения системы отопления. Объем системы составляет около 1200 л из расчета 20-25 л на одного человека в сутки с интервалом между заправками и пополнением системы до 12 ч. Опасность употребления некачественной воды может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, некоторые из которых вызывают у человека тяжелые заболевания, такие, например, как холера, тиф, гепатит или гастроэнтерит. Одна из старейших и наиболее деструктивных для здоровья проблем - удаление бактерий и любых загрязняющих веществ из питьевой воды. В общем случае в составе воды заправочных баков пассажирского подвижного состава выявляются вредные микроорганизмы, свидетельствующие о неудовлетворительном качестве водоподготовки

Способы и методы обеззараживания воды

Классификация основных способов и методов (обеззараживания) воды приведена на Рисунке 1.

Рисунок 1 Классификация основных способов и методов обеззараживания воды

В отечественной практике, применительно к пассажирскому подвижному составу, существуют следующие способы удаления вторичного загрязнения воды: хлорирование, озонирование, обеззараживание с помощью коагулянтов.

При реагентных методах обеззараживания питьевой воды для достижения стойкого эффекта необходимо правильно определить дозу вводимого реагента и обеспечить достаточную длительность контакта его с водой.

Хлорирование

Одним из наиболее распространенных реагентных методов является хлорирование. Для обеззараживания воды хлорированием используют хлорную известь, хлор и его производные.

В соответствии с санитарными правилами систему водоснабжения промывают и дезинфицируют в пунктах экипировки. Профилактическая дезинфекция проводится не реже одного раза в квартал и проводится дополнительно при неудовлетворительном состоянии системы водоснабжения, например, при загрязнении шлангов.

В настоящее время для дезинфекции системы водоснабжения вагона используется 5% рабочий водный раствор хлорамина, который готовится дополнительно путем разведения, твердого гранулированного 100% порошка хлорамина в расчетном количестве воды.

Приготовленным раствором полностью заполняют резервуар для воды и распределительные трубопроводы, дают выдержку - 4часа, затем дезинфицирующий раствор сливают в канализацию, систему пропаривают и отмывают от остатков дезинфицирующего средства два раза, берут анализы на наличие микробов из второй промывной воды. Для промывки системы используют питьевую воду.

Преимуществами данного метода являются: высокая эффективность обеззараживания, простота используемого технологического оборудования, дешевизна применяемого реагента и простота обслуживания.

Недостатки существующего способа дезинфекции: не уничтожаются все патогенные микробы металлического резервуара систем трубопроводов и запорной арматуры; "активный хлор", содержащийся в хлорамине, подвергает коррозии всю систему водоснабжения пассажирского вагона; приготовленный раствор хлорамина имеет однократное, одноразовое применение и для повторной обработки требуется приготовление нового раствора; необходимость приготовления рабочих растворов из 100% хлорамина; повторное обмывание, повторный химический анализ воды после хлорирования; повышенные требования к транспортировке и хранению; образование побочных продуктов, которые приводят к проявлению специфического запаха и вкуса.

Наличие хлорорганических веществ в питьевой воде, являющихся результатом взаимодействия хлора с органическими веществами, весьма опасно и может приводить, в частности, к онкологическим заболеваниям.

Хлор в допустимых дозах убивает не все виды микроорганизмов. Стойкими к хлору являются, например, вирусы. Если выбрать дозу хлора для уничтожения всех микроорганизмов, то превышение допустимых концентраций остаточного хлора будет опасным и для здоровья человека.

Озонирование

В качестве дезинфицирующего реагента при обработке воды озон используется из-за его уникальных свойств: озон самый сильный из используемых окислителей в водоподготовке, он окисляет как неорганические, так и органические вещества, находящиеся в воде; озон-дезинфектант, разлагается на кислород (время полураспада молекулы озона в воде при температуре +20С около 20мин.); разлагаясь, озон обогащает воду кислородом, что улучшает ее вкусовые качества; озон не меняет рН воды и не удаляет из нее необходимые организму ионы - Ca, Mg, K, Na и т.п.; на скорость взаимодействия озона с содержащимися в воде соединениями не влияют внешние условия, такие как температура воды, рН, присутствие каких-либо ионов; озон губителен для любых микроорганизмов, которые могут встретиться в воде, в том числе и устойчивых к другим дезинфицирующим средствам.

Метод озонирования характеризуется повышенной энерго?мкостью и пожароопасностью, не обеспечивает остаточного дезинфицирующего действия, но возможно образование альдегидов, что приводит к биологическому обрастанию трубопроводов и увеличивает опасность вторичного загрязнения воды, требует высоких начальных затрат на оборудование. При использовании озона перед угольными фильтрами повышается эффективность их работы и ресурс загрузки. Вместе с тем, при озонировании усложняется конструкция установок, их эксплуатация и заметно возрастает стоимость. Необходимо очень тщательно подбирать дозу озона, так как ее превышение приводит к появлению посторонних запахов, привкусов и даже токсичных соединений.

Применение коагулянтов

Применение коагулянтов целесообразно для воды, которая отличается повышенной цветностью и мутностью. В исходную воду под давлением дозировано вводится коагулянт. Скоагулированные красящие и взвешенные примеси направляются в фильтр осветлитель.

В специальном баке периодически готовят 10% раствор коагулянта, который затем дозатором, непрерывно, с заданным расходом подается в смеситель, где он смешивается с исходной водой, подаваемой на очистку. Необходимое количество 10% водного раствора коагулянта рассчитывается исходя из показателя цветности воды. После смесителя необходимо предусмотреть участок трубопровода до фильтра осветлителя длиной не менее 1м.

Такие системы позволяют удалять из исходной воды растворенное железо, марганец, сероводород, а также формировать комфортный уровень солей жесткости в обработанной воде и могут быть вмонтированы в систему водоснабжения пассажирских вагонов железнодорожного транспорта.

Материал фильтра - нержавеющая сталь. Способы подачи исходной воды - под давлением из расходного бака.

Ультрафиолетовое облучение

УФ-излучение в технологии получения питьевой используется на этапах предварительного и заключительного обеззараживания воды. На этапе предварительного обеззараживания воды УФ-излучение используется как метод, альтернативный первичному хлорированию, что снижает риск образования в воде тригалометанов (ТГМ), обеспечивает необходимую степень снижения микробного загрязнения воды и удовлетворительное санитарное состояние очистных сооружений.

железнодорожное водоснабжение обеззараживание вода

При первичном обеззараживании воды возможна комбинация методов хлорирования и УФ-облучения. При этом доза хлора может быть сокращена на 15-100% при условии обеспечения технологической эффективности последующих этапов водоподготовки (коагуляция, отстаивание, фильтрование и т.д.).

На этапе заключительного обеззараживания воды УФ-излучение используется как самостоятельный метод, так и в сочетании с реагентными методами обеззараживания.

Метод ультрафиолетового обеззараживания имеет следующие преимущества по отношению к окислительным обеззараживающим методам (хлорирование, озонирование и др.):

УФ облучение уничтожает большинство водных бактерий, вирусов, спор и протозоа. Оно уничтожает возбудителей таких инфекционных болезней, как тиф, холера, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит и др. Применение ультрафиолета позволяет добиться более эффективного обеззараживания в отношении вирусов по сравнению с другими способами;

обеззараживание ультрафиолетом происходит за счет фотохимических реакций внутри микроорганизмов, поэтому на его эффективность изменение характеристик воды оказывает намного меньшее влияние, чем при обеззараживании химическими реагентами. В частности, на воздействие ультрафиолетового излучения на микроорганизмы не влияют рН и температура воды;

в обработанной ультрафиолетовым излучением воде не обнаруживаются токсичные и мутагенные соединения, оказывающие негативное влияние на биоценоз водоемов;

в отличие от окислительных технологий в случае передозировки отсутствуют отрицательные эффекты. Это позволяет значительно упростить контроль за процессом обеззараживания и не проводить анализы на определение содержания в воде остаточной концентрации дезинфектанта;

время обеззараживания при УФ-облучении составляет 1-10с в проточном режиме, поэтому отсутствует необходимость в создании контактных емкостей;

достижения последних лет в светотехнике и электротехнике позволяют обеспечить высокую степень надежности УФ-комплексов. Современные УФ лампы и пускорегулирующая аппаратура к ним выпускаются серийно, имеют высокий эксплуатационный ресурс;

для обеззараживания ультрафиолетовым излучением характерны более низкие, чем при хлорировании и, тем более, озонировании эксплуатационные расходы. Это связано со сравнительно небольшими затратами электроэнергии (в 3-5 раз меньшими, чем при озонировании); отсутствием потребности в дорогостоящих реагентах: жидком хлоре, гипохлорите натрия или кальция, а также отсутствием необходимости в реагентах для дехлорирования;

отсутствует необходимость создания складов токсичных хлорсодержащих реагентов, требующих соблюдения специальных мер технической и экологической безопасности, что повышает надежность систем водоснабжения и канализации в целом;

ультрафиолетовое оборудование компактно, требует минимальных площадей, его внедрение возможно в действующие технологические процессы очистных сооружений без их остановки, с минимальными объемами строительно-монтажных работ.

Обеззараженная УФ-излучением вода пригодна для использования сразу же. Вода не изменяет вкусовых качеств и химических свойств.

Размещая установку УФ-обеззараживания непосредственно перед потреблением воды, исключают проблему зараженного водопровода.

Однако существуют недостатки. Для надежного обеззараживания должна быть выдержана необходимая доза облучения, существенно зависящая от степени очистки воды, а также от загрязнения кварцевого чехла. Контролировать загрязнение воды достаточно сложно. Известны конструкции УФ-установок, в которых предусмотрен автоматический контроль интенсивности, а также прочистка кварцевого чехла (без вмешательства обслуживающего персонала), но стоимость таких установок на порядок возрастает.

Особенности современных УФ-стерилизаторов

Основным элементом УФ-установки (Рисунок 2) является камера обеззараживания, изготовленная из пищевой нержавеющей стали. Внутри камеры располагаются бактерицидные лампы, заключенные в прочные кварцевые чехлы, которые исключают контакт УФ лампы с водой. Количество ламп и их расположение определяется производительностью установки, а также качеством обрабатываемой воды. На камере находятся подводящие и отводящие патрубки, смотровое окно, УФ датчик и другие элементы. Система автоматики располагается в пульте управления.

Принцип действия УФ-стерилизатора следующий: вода под давлением, создаваемым заправочным шлангом, проходит через стерилизатор, где происходит процесс обеззараживания, после этого вода с комочками коагулированных микроорганизмов подается в проточный фильтр, где происходит процесс механической очистки воды.

Чем больше производительность стерилизатора, то есть поток воды, проходящий через него, тем меньшее время вода находится под воздействием ультрафиолета и тем меньше получаемая доза облучения, а, значит ожидаемый эффект обеззараживания. Зная давление на входе стерилизатора вычисляются оптимальное соотношение мощности УФ-лампы, ее длины и толщины камеры обеззараживания. Важным критерием является время, в течение которого вода находится в зоне облучения при прохождении через стерилизатор. То есть, чем длиннее УФ-лампа, вдоль которой течет вода, находясь в облучаемой зоне, тем больше эффективность обработки воды.

Для обеззараживания питьевой воды производятся пять типовых серий установок включающих 30 моделей рассчитанных на различный расход воды: одноламповые установки производительностью от 0,3 до 6мі/час (Рисунок 3 а); многоламповые установки производительностью от 10 до 2мі/час (Рисунок 3 б); многоламповые установки производительностью от 30 до 150мі/час; малогабаритные установки производительностью от 5 до 30мі/час на основе U - образных ламп; установки производительностью от 100 до 1100мі/час на основе амальгамных ламп (Рисунок 3 в).

Потребляемая мощность необходимого УФ-стерилизатора составляет 180Вт. С учетом того, что обеззараживание воды осуществляется в режиме стоянки, и вагонные энергопотребители запитаны от аккумулятора, мощность такой величины меньше мощности сети освещения лампами накаливания (0,6кВт). Однако решение вопроса оптимизации конструкции и энергопотребления УФ-стерилизатора является актуальной задачей.

Недостатком известных устройств для обработки воды ультрафиолетовым излучением является их прямоточность, а, следовательно, низкая эффективность обеззараживания воды, при которой необходимо воду многократно пропустить через ультрафиолетовый стерилизатор.

Заключение

В ходе проделанной работы были рассмотрены такие вопросы как:

Ш особенности водоподготовки на железнодорожном транспорте

Ш способы и методы обеззараживания воды.

Наряду с вышерассмотренными отечественными методами для пассажирского подвижного состава наиболее эффективным на сегодняшний день является метод УФ-излучения. Он может исключить вторичное загрязнение воды. УФ метод обеззараживания является альтернативным к традиционным средствам дезинфекции, таким как хлор, из-за своей безопасности, экономичности и эффективности, он не образует побочных продуктов, обладает лёгкой интегрируемостью существующих УФ установок на подвижной состав.

Сопоставление различных технологий обеззараживания воды по критериям эффективности: стоимости и экологической чистоты, приводит к выбору технологии УФ-обеззараживания воды.

В настоящее время в России и странах СНГ отдается предпочтение применению именно этой экологически чистой технологии.

Список литературы

1. Кармазинов Ф.В. Внедрение безопасных технологий обеззараживания питьевой воды. Водоснабжение и санитарная техника. 2008. - No 9. - 25с.

2. "Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте" (СП 2.5.12.20-98).

3. Заглавие с экрана: http://www.konversia.com/zhd. htm. Очистка воды на водном и железнодорожном пассажирском транспорте. Очистка воды на водном транспорте.

4. . Волков С.В. Опыт внедрения УФ-обеззараживания воды за рубежом. Водоснабжение и санитарная техника. 2008. - No 4. - 61с.

5. Кармазинов Ф.В. Крупнейшая в мире система УФ-обеззараживания питьевой воды в Санкт-Петербурге. Водоснабжение и санитарная техника. 2008. - -No 4. - 7с.

6. Коверга А.В. Пилотные испытания ультрафиолетового обеззараживания на московских станциях водоподготовки. Водоснабжение и санитарная техника. 2008. - No 4. - 15с.

7. Костюченко С.В. Современное состояние и перспективы УФ-технологии. Водоснабжение и санитарная техника. 2008. No 4-2 с.

8. Кудрявцев Н.Н. Оценка возможности образования побочных продуктов при ультрафиолетовом обеззараживании питьевой воды. Водоснабжение и санитарная техника. 2009. - No 6. - 41с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Санитарно-техническое оборудование, обеспечивающее необходимые условия пассажирам железнодорожного транспорта в поездке. Конструкция водоснабжения вагона, меры по предотвращению загрязнения воды, системы очистки, промывки и дезинфекции трубопроводов.

    реферат [254,3 K], добавлен 17.12.2014

  • Цели и принципы системы сертификации. Услуги, предоставляемые на железнодорожном транспорте. Порядок проведения сертификации на железнодорожном транспорте. Организация и проведение инспекционного контроля за сертифицированными услугами.

    реферат [33,5 K], добавлен 13.10.2006

  • Утверждение Системы технического регулирования на железнодорожном транспорте 14 июня 2006 года. Образование в 2004 году Центрального органа Системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте на базе Управления инфраструктуры и перевозок.

    презентация [82,5 K], добавлен 30.05.2014

  • Особенности обоснования геометрических размеров транспортного пакета для перевозки груза на основе рядов предпочтительных чисел. Характеристика системы добровольной сертификации на железнодорожном транспорте Российской Федерации, анализ структуры.

    контрольная работа [270,6 K], добавлен 06.06.2014

  • Круговорот воды в природе. Область применения воды автослесарем и водителем. Охлаждение двигателя внутреннего сгорания. Гигиена водителя и автослесаря. Использование чистой воды и водных растворов одноатомных спиртов для омывания стёкол в автомобиле.

    презентация [574,8 K], добавлен 25.10.2014

  • Исследование положения железнодорожного транспорта в общем балансе грузовых перевозок в Украине. Изучение финансово-экономического состояния железных дорог. Подсистема оперативного прогнозирования простоев прибывающих поездов на основе системы ANFIS.

    статья [104,2 K], добавлен 20.03.2015

  • Направления, цели и задачи государственного регулирования тарифов и цен на железнодорожном транспорте. Проблемы и меры по его совершенствованию. Тарифная политика как основа формирования оптимальной модели регулирования грузовых железнодорожных перевозок.

    курсовая работа [153,5 K], добавлен 02.11.2014

  • Обзор существующих конструкций и выбор рациональной схемы крана-штабелера, его назначение и нормативные основы. Конструктивная разработка механизмов и узлов. Условия работы складов на железнодорожном транспорте. Технологический процесс штока гидробуфера.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 01.05.2015

  • Техническая характеристика погрузочно-разгрузочных машин и устройств периодического действия, используемых на железнодорожном транспорте: мостовые, опорные и подвесные краны. Описание грузозахватных приспособлений: тележки, лебедки, траверсы и стропы.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 04.03.2015

  • Структура пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте. Определение показателей транспортной подвижности населения. Причинно-следственный анализ проблемы убыточности пассажирских перевозок. Возможные направления повышения их эффективности.

    дипломная работа [830,7 K], добавлен 26.05.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.