In-process tests of river water conditioning for domestic and drinking water supply in the city of Kurgan
Authors: Селюков А.В. , Семенов М.Ю. , Байкова И.С. 
Published: November 2021

Рассматривается опыт применения озонирования речной воды в лабораторных и пилотных масштабах. Вода реки Тобол – жесткая минерализованная со средними значениями цветности 24 град, содержанием марганца в зимний период более 0,8 мг/дм3. После определения рабочих доз реагентов (коагулянт гидроксохлорид алюминия, флокулянт Praestol 650TR) проводилось пробное озонирование с последующей реагентной обработкой на лабораторном флокуляторе. Для достижения норматива по содержанию марганца в речной воде 0,1 мг/дм3 потребовались высокие дозы озона – от 35 мг/дм3. Подщелачивание исходной воды до рН 9 позволило снизить дозу озона до 23 мг/дм3. Снижение цветности до 15 град происходит при дозах озона 6–7 мг/дм3. Очистка речной воды на пилотной установке производительностью 50 л/ч проводилась по полной технологической схеме (озонирование, обработка коагулянтом и флокулянтом, отстаивание, фильтрование через песчаный фильтр, фильтрование через угольный фильтр, опреснение-умягчение обратным осмосом). Доза коагулянта составляла 5 мг/дм3, флокулянта – 0,3 мг/дм3. В стационарном режиме работы пилотной установки при дозе озона 25 мг/дм3 были достигнуты следующие показатели качества фильтрата песчаного фильтра: цветность 5–7 град; марганец 0,05–0,15 мг/дм3; железо общее 0,02–0,03 мг/дм3; алюминий 0,05–0,08 мг/дм3; перманганатная окисляемость 3–4 мг/дм3. Исходя из расчетных показателей состава воды р. Тобол, для концентрации марганца в воде 0,8 мг/дм3теоретическая доза озона составляет ≈ 8 мг/дм3, проектная доза озона может быть принята 10 мг/дм3 (г/м3).

The experience of using ozonation of river water on a laboratory and pilot scale is considered. The water of the Tobol River is hard and mineralized with an average color value of 24 degrees, a manganese concentration in the winter period of more than 0.8 mg/dm3. After determining the operational doses of the chemicals (polyaluminum chloride coagulant, Praestol 650TR flocculant), test ozonation was carried out followed by the chemical treatment in a laboratory flocculator. To achieve the standard for manganese concentration in river water of 0.1 mg/dm3, high doses of ozone were required – from 35 mg/dm3. Alkalinization of the initial water to pH 9 provided for reducing the ozone dose to 23 mg/dm3. A decrease in color to 15 degrees occurred at ozone doses of 6–7 mg/dm3. River water purification at a pilot plant with a capacity of 50 l/h was carried out according to the complete process flow scheme (ozonation, treatment with coagulant and flocculant, sedimentation, filtration in a sand filter, filtration in a carbon filter, desalination-softening by reverse osmosis). The coagulant dose was 5 mg/dm3, and that of the flocculant – 0.3 mg/dm3. In the steady run of the pilot plant at an ozone dose of 25 mg/dm3, the following quality indicators of the sand filter filtrate were achieved: color 5–7 degrees; manganese 0.05–0.15 mg/dm3; total iron 0.02–0.03 mg/dm3; aluminum 0.05–0.08 mg/dm3; permanganate index 3–4 mg/dm3. Based on the estimate indicators of the Tobol River water composition related to the manganese concentration in water of 0.8 mg/dm3, the theoretic dose of ozone is ≈ 8 mg/dm3, the design dose of ozone can be assumed as 10 mg/dm3 (g/m3).