 |
Смесители служат для как можно быстрого и полного растворения реагентов с водой.
|
|
|
|
Способы обработки воды основные технологические и очистные сооружения принимают в зависимости от качества исходной воды, от требований предъявляемыми потребителями и производительности водоочистной станции.
К основным способам очистки воды относят:
-осветление;
-обесцвечивание;
-обеззараживание.
Осветление – это удаление из воды взвешенных веществ, которое может достигаться:
1. отстаивание или осветление путем пропуска воды через слой взвешенного осадка;
2. центрифугирование;
3. флотация;
4. фильтрование через фильтры различной конструкции.
Ускорение процесса осветления воды достигается коагуляцией, для чего в воду добавляют реагенты - коагулянты и флокулянты.
Обесцвечивание – извлечение из воды окрашенных коллоидов снижение цветности, может достигаться:
1. при коагуляции;
2. при напорной флотации;
3. при обработке сильными окислителями (хлор, озон) или сорбентами (активный уголь).
Обеззараживание применяется для удаления из воды болезнетворных и иных микроорганизмов и вирусов. Наиболее распространёнными методами являются:
1. обработка сильными окислителями
2. физический (ионизирующее излучение (β, γ); ультрафиолетовое облучение; ультразвуковое излучение)
3. олигодинамия (обработка воды ионами благородных металлов);
4. термический
Выбор метода зависит от расхода и качества обрабатываемой воды, степени ее предварительной очистки, степени автоматизации процессов.
Другие способы обработки воды (обезжелезивание, дегазация, опреснение, умягчение и т. д.) применяются главным образом для нужд промышленности.
16. Составьте сравнительную характеристику реагентных и безреагентных схем очистки воды. Дайте классификацию схем по эффекту очистки и по числу ступеней каждого технологического процесса. Укажите, от чего зависит выбор состава очистных сооружений.
|
|
|
Различают две основные группы технологических схем:
1. реагентные и безреагентные;
2. напорные и безнапорные.
Реагентные схемы чаще применяются для очистки любых поверхностных вод и для очистки подземных вод определенного качества. Набор реагентов зависит от конкретного состава воды, в некоторых случаях их число достигает 10-ти. Скорость и эффективность очистки воды в реагентных схемах гораздо выше, чем в безреагентных (осаждение с реагентами - 2-4 часа, без - 2-3 суток).
Безреагентные схемы более просты в эксплуатации, но объем сооружений больше, чем в реагентных. Их применяют чаще для водоснабжения небольших водопотребителей при цветности исходной воды не более 50 градусов, а также для неглубокого осветления воды при водоснабжении промпредприятий.
По эффекту очистки схемы бывают:
1. полной (глубокой) очистки (применяют для хоз-питьевого водоснабжения и производственного водоснабжения);
2. неполной (неглубокой) очистки (для подготовки технической воды).
По числу ступеней каждого технологического процесса схемы бывают:
1. одноступенчатые
2. многоступенчатые (одно- и двух-)
Состав и расчетные параметры сооружений водоподготовки следует устанавливать согласно требованиям ТКП 45-4.01-31-2009 Сооружения водоподготовки в зависимости от:
— качества воды в источнике водоснабжения;
— производительности станции;
— местных условий
17. Дайте определение процесса коагуляции примесей и контактной коагуляции. Укажите условие, при котором обеспечивается коагуляция. Выделите факторы, влияющие на процесс коагуляции.
Коагуляция примесей – это процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, который завершается образованием видимых на глаз хлопьев и отделением их от жидкой среды.
|
|
|
Контактная коагуляция- это процесс осветления и обесцвечивания воды, заключающийся в адсорбции примесей на поверхности зерен контактной массы.
В основе процесса лежат силы межмолекулярного воздействия, когда мелкие частицы примесей воды сближаются с зернами контактной массы, преодолев при этом электростатические силы отталкивания.
Для обеспечения коагуляции взвеси необходимо нарушить агрегатную устойчивость частиц, то есть создание таких условий, чтобы заряд их был минимальным или равен нулю. Этого добиваются введением в воду реагентов – коагулянтов, а процесс обработки воды называется коагулированием воды. Для лучшего протекания коагуляции взвеси в воду добавляют коагулянты - в результате чего происходит дестабилизация взвеси. Лучшей коагуляционной способностью обладают ионы алюминия и железа. Скорость образования хлопьев при контактной коагуляции выше, чем при коагуляции в свободном объеме. протекает она быстрее, менее чувствительна к темп-ре, возможна даже при низком щелочном резерве воды, требует на 10—15% меньших доз коагулянтов.
Эффективность коагуляции зависит от:
1. перемешивания жидкости
2. от температуры (чем ниже, тем хуже)
3. цветности (чем выше, тем хуже)
4. мутности (чем ниже, тем хуже)
5. щелостности
18. Укажите область применения водозабора берегового типа. Объясните, каким образом можно повысить надежность работы водозабора. Охарактеризуйте конструкцию и принцип действия раздельного водозабора берегового типа.
Водозоборы берегового типа применяют при наличии достаточных глубин в русле у берега; крутого берега. Амплитуда колебаний уровней воды в реке 6-8 м. Водозаборы берегового типа состоят из водоприемного, всасывающего и насосного отделения. Водозаборы могут быть совмещенного или раздельного типа. Водозаборы берегового типа малой производительности при благоприятных геологических условиях проектируются раздельными.
Для обеспечения бесперебойной подачи воды предусматривают секционирование водозаборных сооружений. Минимальное число секций - две.
Раздельный водозабор берегового типа представляет собой колодец 1, передняя стенка которого выходит в русло реки. Вода поступает в водозабор через входные окна 2, снабженные решетками для предотвращения попадания внутрь водозабора крупного мусора и посторонних предметов.
|
|
|
Далее вода проходит через сетки 4, установленные в перегородке 5, разделяющей водозаборный колодец на два отделения: А – приемное и В – всасывающее. Сетки предназначены для предварительной механической очистки воды источника от взвеси и планктонных образований.
Вода, прошедшая через сетки сквозь всасывающие трубы 3, забирается насосами 7. Над водозаборным колодцем надстраивается служебное помещение 6.
Всасывающие трубопроводы в некоторых случаях располагают в специальных галереях 9 для защиты от повреждений и облегчения их осмотра.
19. Дайте определение отстаивания воды. Классифицируйте сооружения отстаивания в зависимости от направления движения воды и определите область их применения. Охарактеризуйте процесс отстаивания, установите факторы, оказывающие влияние на процесс отстаивания.
Под отстаиванием понимают осаждение взвешенных веществ в неподвижном объёме воды.
Осуществление такого процесса в практике очистки воды неудобно, т.к. требуется периодически наполнять и опорожнять отстойные бассейны. Поэтому применяют непрерывное отстаивание, при котором вода непрерывно проходит с малыми скоростями через сооружения, в которых происходит отстаивание. Если вода находится в состоянии покоя или движется с небольшой скоростью, содержащиеся в ней вещества, плотность которых больше, чем плотность воды, под действием сил тяжести осаждается и вода осветляется.
Отстаивание предназначено для удаления из воды основной массы взвешенных веществ. Выделившиеся из воды примеси скапливаются в виде осадка на дне сооружений – отстойников. В зависимости от направления движения воды отстойники могут быть
1. вертикальные (при расходах воды до 5 тыс. м3/сут)
2. горизонтальные (расходах свыше 30 тыс. м3/сут
3. радиальные (применяются в системах оборотного водоснабжения и для осветления высокомутных вод на первой ступени)
|
|
|
На характер осаждения частиц влияет их размер и форма, наличие и режим движения осветлённой воды, и их вязкость.
Эффективность осаждения частиц зависит от их гидравлической скорости, т.е. скорость осаждения при t=100С, которая зависит от плотности, шероховатости, формы и размера частиц, а также от t воды. Чем выше гидравлическая крупность, тем меньше времени требуется для осветления воды.
Вначале процесс происходит более интенсивно, а с течением времени по мере выделения наиболее тяжёлых частиц процесс отстаивания замедляется. Для полного отстаивания требуется большое количество времени, поэтому на практике задаются определённой продолжительностью отстаивания.
20. Укажите назначение смесителей, классифицируйте сооружения по способу смешения реагентов с водой. Определите область применения вертикального вихревого смесителя, охарактеризуйте его конструктивные особенности, принцип действия.
Смесители служат для как можно быстрого и полного растворения реагентов с водой.
Время пребывания воды в смесителях зависит от способа дозирования реагентов:
-при сухом 2-3 мин;
-при мокром 1-2мин.
По способу смешения реагентов с водой могут быть
1. гидравлические
2. механические
К гидравлическим смесителям относят
1. вертикальный вихревой,
2. перегородчатый (коридорный),
3. дырчатый.
Вертикальный вихревой применяются на станциях любой производительности, они могут быть круглыми или квадратными в плане, и иметь коническое или пирамидальное днище.
Подвод воды осуществляется в нижнюю часть смесителя, сбоку. Скорость выхода воды из подводящего трубопровода должна быть 1,2-1,5 м/с. Скорость выходящего потока воды на уровне водосборных лотков 0,03-0,04 м/с, угол между наклонными стенками днища 30-450. Помимо подводящего и отводящего трубопроводов, предусматривается переливной трубопровод, а также трубопроводы для опорожнения и подачи реагентов.
Число смесителей принимается не менее двух.
Рисунок!!!
21. Изложите назначение камер хлопьеобразования, классифицируйте сооружения по принципу действия. Охарактеризуйте область применения камеры хлопьеобразования водоворотного типа, ее конструктивные особенности, принцип действия.
Камеры хлопьеобразования предназначены для завершения процесса образования и укрупнения хлопьев. Это достигается плавным перемешиванием потока при небольших скоростях движения воды (во избежание разрушения хлопьев).
Камеры хлопьеобразования по принципу действия подразделяются:
- гидравлические (водоворотного типа, вихревая, зашламленного типа, перегородчатая);
|
|
|
- механические (флокуляторы и аэрофлокуляторы)
Водоворотная камера хлопьеобразования совмещается с вертикальным отстойником и располагается в центральном стакане. Вода распределяется в верхней части камеры соплами, выходя из которых со скоростью 2—3 м/с она приобретает вращательное движение вдоль ее стенок и движется сверху вниз. Для гашения вращательного движения воды при ее переходе в отстойник, которое могло бы ухудшить его работу, внизу камеры устанавливают гаситель в виде решетки.
1,5 – подача исходной и отвод осветленной воды; 2 – кольцевой водосборный лоток; 3 – радиальные лотки; 4 – водоворотная камера; 6 – гаситель; 7 – конус-отражатель; 8 – сброс осадка
22. Сформулируйте методику определения дозы коагулянтов.
Сделайте вывод о качестве исходной воды из поверхностного источника, подберите основной состав очистных сооружений производительностью 75000 м3/сут и определите дозу коагулянта, если:
мутность - 500 мг/л;
цветность- 80 град;
содержание железа – 0,9 мг/л;
запах, вкус и привкус- 3 балла.
| Основные сооружения | Условия применения | Производительность станции, м3/сут | |
| Мутность, мг/л, не более | Цветность, град, не более | ||
| Обработка воды с применением коагулянтов и флокулянтов | |||
| 3 Горизонтальные отстойники — скорые фильтры | Св. 30 000 |
Расчетные дозы реагентов следует устанавливать для различных периодов года технологическим анализом воды в зависимости от ее качества и корректировать в период наладки и эксплуатации сооружений. При этом следует учитывать допустимые остаточные концентрации реагентов в обработанной воде.
Все применяемые реагенты должны быть из числа разрешенных Министерством здравоохранения Республики Беларусь.
Дозу коагулянта Дк, мг/л, в расчете на Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)3 (по безводному веществу) допускается принимать для предварительных расчетов: при обработке мутных вод — по таблице 7.1 ТКП
при обработке цветных вод — по формуле
где Ц — цветность обрабатываемой воды, град.
При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и наличии цветности принимается большее из значений доз коагулянта, указанных в таблице 7.1 и определенных по формуле
Таблица 7.1
| Мутность воды, мг/л | Доза безводного коагулянта для обработки мутных вод Дк, мг/л |
| До 100 включ. Св. 100 “ 200 “ “ 200 “ 400 “ “ 400 “ 600 “ “ 600 “ 800 “ “ 800 “ 1000 “ “ 1000 “ 1500 “ | 25–35 30–40 35–45 45–50 50–60 60–70 70–80 |
23. Определите область применения горизонтального отстойника, охарактеризуйте его конструктивные особенности, принцип действия, способы удаления осадка. Предложите способы увеличения эффективности осаждения взвеси в горизонтальных отстойниках
Горизонтальные отстойники рекомендуется применять при производительности очистной станции более 30000 м3\сут.
Они представляют собой железобетонный прямоугольный резервуар, вытянутый в направлении движения воды, оборудованный трубопроводами для удаления осадка, подвесными желобами для рассредоточенного сбора воды, а также вспомогательными трубопроводами для полного опорожнения отстойника. Подача воды осуществляется в торец отстойника. Дно отстойника имеет продольный уклон в сторону, противоположную движению воды. В поперечном сечении оно может быть плоским или призматическим. Для удаления осадка предусматриваются перфорированные трубы или короба, которые обеспечивают его удаление за 20-30 мин. При открытой задвижке осадок под гидростатическим давлением поступает в трубы и в виде пульпы удаляется из отстойника. При ширине отстойника 3 м предусматривается одна осадкоотводящая труба. Из открытых ГО осадок можно удалять землесосными снарядами. В качестве механизированных средств применяют скребковые конвейеры, которые сгребают осадок к приямку, из которого затем откачивают эжектором или насосом.
Сбор осветленной воды осуществляется с помощью горизонтально расположенных желобов с затопленными отверстиями или подвесных перфорированных труб, расположенных на участке 2/3 длины отстойника считая от задней стенки.
Эффективность работы ГО можно увеличить установкой тонкослойных модулей
24. Определите область применения осветлителя со слоем взвешенного осадка. Опишите, в чем заключается принцип процесса контактной коагуляции. Охарактеризуйте конструктивные особенности осветлителя со слоем взвешенного осадка, принцип действия.
Осветление в слое взвешенного осадка применяется для удаления из воды коагулированной взвеси при производительности станции более 5000 м3\сут.
Осветлители со слоем взвешенного осадка рекомендуются при колебаниях расхода воды не более 15%, а температуры не более 10С в течение часа. Чаще всего применяют осветлители коридорного типа, состоящие из двух коридоров осветления и одного центрального для сбора и удаления осадка.
Принцип процесса контактной коагуляции заключается в том, что осветляемая вода проходит через слой образовавшегося осадка. Частички взвеси слипаются, укрупняются и масса хлопьев возрастает.
Вода от смесителя подается в нижнюю призматическую часть коридоров осветления, проходит через слой взвешенного осадка и по желобам отводится в карман, а затем по трубопроводу на скорые фильтры. Проходя через слой взвешенного осадка, вода освобождается от примесей, слой осадка непрерывно увеличивается. Избыток осадка из взвешенного слоя через осадкоприемные окна поступает в осадкоуплотнитель. Для принудительного отсоса осадка по трубам, расположенным в нижней части осадкоуплотнителя, осуществляется отбор осветленной воды, расход которой регулируется таким образом, чтобы уровень воды в осадкоуплотнителе был ниже, чем в коридорах осветления. Благодаря этому обеспечивается постоянный отсос осадка через окна. Число осветлителей принимается из расчета, что площадь одного осветлителя не должна превышать 100 м2.
В верхней части осадкоуплотнителя располагают трубы для удаления воды, образовавшейся после уплотнения осадка.
В осветлителях скорость осветления воды значительно выше по сравнению с отстойниками.
25. Дайте определение понятия фильтрования. Укажите, чем характеризуется интенсивность процесса фильтрования. Охарактеризуйте начальные и предельные потери напора в фильтрующем слое. Предложите способы регенерации фильтрующей загрузки
|
|
|
