Реферат Татура И.И. водоснабжение. Женийводоснабжения
 Скачать 1.17 Mb.
|
Реагентное хозяйствоДля интенсификации процесса осветления и обесцвечивания в обрабаты ваемую воду вводят растворы коагулянтов. Наибольшее распространение из коагулянтов получил очищенный и неочищенный сернокислый алюми ний. В то же время более высокими коагулирующими свойствами обладают железосодержащие коагулянты - сернокислое и хлорное железо. Однако из за высокой коррозийной способности растворов, необходимости тщатель ного контроля за дозой реагента, коагуляции при более высоких рН соли железа в технологических процессах осветления и обесцвечивания широко не применяют. Но, й'спользуя смешанный алюможелезный коагулянт, учи тывают преимущества и снижают недостатки железных и алюминиевых коагулянтов. Рекомендуется принимать сернокислый алюминий и хлорное железо в соотношении l: l (по массе), что соответствует l т хлорида железа к 3 т сернокислого алюминия. В каждом конкретном случае это соотноше ние можно изменять, но не превышать сотношения l:2. Вода, обработанная смешанным коагулянтом, не дает осадка и более полно осветляется уже в отстойниках, хлопья осаждаются равномерно, уменьшается расход реа гентов. Составные части смешанного коагулянта можно вводить раздельно или смешав раствор. Для интенсификации процесса коагуляции используют фракциониро ванное, концентрированное и прерывистое коагулирование. При фракционированном коагулировании раствор коагулянта вводят дву мя или тремя последовательными порциями с интервалом времени между вводами доз от 30---60 до 90-120 с, с делением общей дозы коагулянта на две примерно одинаковые порции или второй порции на 65-75 % меньше первой. После введения первой порции желательно интенсивное перемешивание для диспергирования продуктов гидролиза. Такое коагулирование позволяет на 6-20 % увеличить плотность осадка и степень очистки воды. Концентрированное коагулирование заключается в дозировании коагу лянта только в поток, составляющий 30-50 % всего расхода. Последующее смешение коагулированного потока с общим обеспечивает ускоренное хлопьеобразование в одной части воды и удаление взвеси из коагулирован ной воды после смешения общих ее частей. Применяя этот способ, можно сэкономить до 20-30 % коагулянта. При прерывистом или периодическом коагулировании увеличивается продолжительность фильтроцикла на фильтрах или контактных осветлите лях с экономией коагулянта на 30-40 %. Метод заключается в чередовании периодов ввода коагулянта повышенными дозами и полным прекращением подачи коагулянта. При этом период коагулирования принят ориентиро вочно 0,5-3 ч, а отношение периодов ввода и прекращения подачи коагу лянта составляет от 3:1 до 0,3:1. Уменьшение времени хлопьеобразования при низкой температуре воды и снижение дозы коагулянта могут быть достигнуты введением замутните лей. Рекомендуетс'я вводить в воду высокодисперсную глинистую взвесь в количестве 10 мг/л или скоагулированный осадок в количестве 0,4-0,6 от дозы коагулянта. Практически используются промывные вод1,1 фильтров и осадок отстойников и осветлителей. Рекомендуется сначала вводить про мывную воду в количестве 5-25 % от исходной воды, а затем коагулянт. Такой прием позволяет снизить на 25-30 % расход коагулянта и уменьшить время пребывания обрабатываемой воды в отстойниках, флотаторах и ос ветлителях. Для достижения высокого эффекта осветления рециркулируемый осадок следует вводить в воду за 15-30 с до введения коагулянта. Осадок рекомен дуется применять при рН исходной воды не ниже 7. Возраст осадка не дол жен превышать двух суток с отбором его из шламоотводящих труб гори зонтальных отстойников. К физическим методам интенсификации процесса коагуляции относится аэрирование, наложение электрического и магнитного полей, воздействие ультразвуком. Введение сжатого диспергированного воздуха в обрабатываемую воду в смеситель после добавления коагулянта с некоторым разрывом во време ни позволяет удалить из зоны коагуляции образующийся при распаде угольной кислоты диоксид углерода. Своевременное удаление свободной углекислоты из сферы формирования микрохлопьев значительно ускоряет дальнейший ход коагуляции. Конструкции трубчатых аэраторов представ лены на рис. 1.23. При невозможности осуществления пробной обработки речной воды рас четное значение дозы коагулянта и процента аэрирования воды для проекти руемых водоочистных сооружений ориентировочно можно принять по табл. 1.2. В этом случае интервал между вводом коагулянта и подачей дис перrированного воздуха в среднем принимают равным 15 с. Аэрирование воды допускается осуществлять в открытых смесителях гидравлического типа (вихревых и перегородчатых), дополнительных со оружений не требуется. Раствор коагулянта следует вводить в подающий трубопровод или при входе воды в смеситель, а диспергированный воздух - непосредственно  в смеситель. Время аэрирования равно времени пребывания в смесителе. Аэраторы в смесителях располагают на глубине не менее З м от поверхно сти воды. 3 5а  53  s 1,0 м3 rn - l!t ._.. 1- l!1 2 54' \ 1 l Рис. 1.23. Трубчатые аэраторы: а, 6- при смесителях вихревого типа; в, г- при смесителях перегородчатого типа; / - корпус смесителя; 2 - дырчатые ответвления дЛЯ распределения воздуха; 3 - магистраль (коллектор) для подачи воздуха; 4 - подача коагулянта; 5 - подача воды Во избежание подсоса воздуха в трубопровод, отводящий воду из смеси теля, водосборные лотки должны работать с подтоплением (открытый пере лив искmочается), над трубопроводом необходимо предусматривать отража тельный щит. Наилучшим вариантом является применение водосборных лот ков с затопленными окнами. Не требуется устройство самостоятельного воздухоотделителя после смесителя-аэратора. Схема трубчатого аэратора зависит от конструкции смесителя и условий его эксплуатации. Таблица 1.2
Примечание.При обработке цветных вод расход воздуха, %, нужно принимать, при цветности воды, град: до 40-10, 40-60-15, 60-80-20. Дпя обеспечения равномерности распределения воздуха дырчатые тру бы аэратора располагают строго горизонтально. На чертеже (рис. 1.23) при ведены схемы трубчатых аэраторов в вихревых и перегородчатых смесите лях. На рис. 1.23, а представлен кольцевой трубчатый аэратор, который следует применять для смесителей вихревого типа. При больших размерах сечения смесителя (в плане) целесообразно кольцевую трубу дополнить радиальными трубами (рис. 1.23, б). Схемы в и г применяют при устройстве аэраторов в перегородчатых смесителях. Аэратор в перегородчатых смеси телях надлежит выполнять в виде коллектора с ответвлениями. Расстояния между ответвлениями следует принимать не более 0,7-1 м. Аэраторы в перегородчатых смесителях следует располагать на подстав ках высотой О,1-0,15 м от дна, а в вихревых смесителях - в конической его части на высоте 1,5-2 м над входным отверстием. Наименьшая высота распо ложения аэратора в вихревых смесителях принимается при наклоне стенок нижней части, равном 45°. Отверстия в трубах аэратора просверливают диа метром 3-4 мм по одной или двум образующим с постоянным шагом. Все отверстия должны быть направлены вниз по вертикальной оси или под углом 45° к ней. Дпя предотвращения слипания пузырьков минималь ное расстояние между отверстиями (в осях) должно быть не менее I О диа метров распределительной трубы. Расчетные скорости движения воздуха следует принимать: на маmст ральном трубопроводе 10-12 м/с; в начале дырчатых ответвлений 8-10 м/с; на выходе из отверстий 20-30 м/с. Заданные скорости обеспечи вают работу всех отверстий аэратора в струйно-барботажном режиме и дос таточно эффективную работу аэратора. Неравномерность распределения воздуха по всей поверхности смесителя не превышает 15-20 %.Для обеспечения эффективности аэрирования интенсивность аэрации следует принимать равной 70-80 м3/(м-2 ч). К физическим методам интен сификации коагуляции относится наложение электрического и магнитного полей, воздействие ультразвуком и ионизирующее излучение, аэрирование. Наиболее перспективно применение аэрирования и магнитной обработ ки раствора коагулянта на станциях средней и высокой производительно сти. Своевременное удаление свободной углекислоты из сферы формиро вания микрохлопьев путем аэрирования значительно ускоряет дальнейший ход коагуляции. Аэрирование в количестве 10-30 % от расхода обрабаты ваемой воды позволяет снизить расход коагулянта на 25-30 % и улучшить качество обработки воды. Действие магнйтного поля способствует уменьшеmпо структурно механической гидратации и потенциала частиц, Е. Емкость гидроксидов коа гулянтов по отношению к гуминовым веществам возрастает на 30--40 %. При обработке вод, содержащих: минеральные взвеси, магнитная обработка позволяет увеличить плотность и гидравлическую круmюсть хлопьев скоа гулированной взвеси, повысить производительность водоочистных соору жений 1-й ступени и снизить мутность осветленной воды. Магнитная обра ботка цветной и железосодержащей воды увеличивает плотность коагулиро ванной взвеси и снижает в 2-8 раз остальные концентрации примесей. В целях интенсификации коагуляции рекомендуется омагничивать воду за 10-{i0 с до ввода коагулянта, скорость движения воды в рабочем зазоре маг нитного аппарата поддерживать равной 1 м/с, количество знакопеременных магнитных контуров в генераторе должно составлять 4-6, длительность омагничивания 0,6-1 с. Возможно омагничивание лишь части обрабатывае мой воды с последующим ее смешением до ввода коагулянта с остальной водой. Улучшить ход коагуляции можно также магнитной обработкой рас твора коагулянта. При этом эффект активации раствора зависит от напря женности магнитного поля. Расход элекчюэнергии при омагничивании 1 м3/ч воды составляет 5-8 Вт-ч. Смешение реагентов с водой При коагулировании примесей воды необходимо быстрое и равномерное распределение реагентов в ее объеме для обеспечения максимального кон такта частиц примесей с промежуточными продуктами гидролиза коагулян та (которые существуют в течение короткого промежутка времени), т.к. процессы гидролиза, полимеризации и адсорбции протекают в течение одной секунды. Неэффективное смешение приводит к перерасходу коагу лянта и малой скорости агломерации примесей воды _при данной дозе коа гулянта. В современной технологии водоподготовки наметилась тенденция к применению смесителей, обеспечивающих чрезвычайно быстрое распре деление коагулянта в обрабатываемой воде, что соответствует тезису об использовании для дестабилизации примесей воды промежуточных про дуктов гидролиза коагулянта. Исследования последних лет показали, что задача быстрого смешения неразрывно связана с концентрацией раствора коагулянта.  1 - 1  Целесообразно введение коагу лянта в обрабатываемую воду в виде раствора низкой концентрации (до l %). Вместе с тем, с использова нием высокоэффективных смесите лей влияние концентрации коагулян та проявляется не столь ощутимо. Конструктивно интенсивность сме шения коагулянта с водой может быть увеличена в гидравлических смесителях по следующим схемам реконструкции обычных смесителей вихревого типа. На рис. 1.24 изобра жен перфорированный распредели тель коагулянта. Рис 1.24. Перфорированный распреде литель коагулянта (тип 1): / - централь ный бачок; 2 - отверстия для ввода коагу лянта; 3 - разъемная штанга; 4 - штуцер для присоединения шланга подачи коагулянта; 5 - заглушка; 6 - перфорированная трубка луч Перфорированный распределитель предназначен для введения раство ров коагулянта или флокулянта и может быть установлен в трубе перед смесителем, при поступлении воды в смеситель или в одном из отделений входной камеры перед контактными осветлителями. В последнем случае рекомендуется устанавливать распределитель в проеме перегородки, соз дающем сужение потока и увеличение его турбулентности. Потери напора при обтекании распределителя водой составляют 10-15 см. Распределители из перфорированных трубок не рекомендуется приме нять при обработке воды раствором коагулянта, содержащим нераствори мые примеси. Для введения растворов минеральных коагулянтов следует применять распределители из винипластовых труб или нержавеющей стали. Распределитель коагулянта состоит из центрального бачка со штуцером, на который надевается шланг для подачи коагулянта, и радиальных перфо рированных трубок-лучей, имеющих отверстия, направленных по движе нию потока воды. Распределитель опускается на место установки с помо щью свинчивающейся на отдельные секции штанги (рис. 1.25). Число отверстий- -следует определять по расходу раствора коагулянта и величине потери напора в распределителе 30-50 см. Ниже приведены данные расхода коагулянта, проходящего через одно отверстие, при потере напора в распределителе, равном 30 см. Указаны рекомендуемые диаметры лучей в зависимости от диаметра отверстий (табл. 1.3).  1 -1'41 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 * а ♦ б Рис. 1.25. Схема усrановки перфорированного распределителя коаrуля!fГа (тип 1): а - в вихревом смесителе; б - в переrородчатом или коридориом смес ле, входной камере кoimumюro осветлителя; / - распредел m:ль; 2- секционная свинчивающаяся штанга; 3- пода ча коаrулянта; 4 - зарядка сифона Таблица 1.3
Число отверстий п0 в распределителе (при выбранном диаметре отвер стий) надлежит определять по формуле  {1.36)где qk - расход раствора коагулянта, см3/с. Число лучей в распределителе следует выбирать так, чтобы на каждом луче было не более 3-4 отверстий (число лучей не более 8). Отверстия на лучах распределителя нужно располагать симметрично относительно оси трубы, по которой поступает обрабатываемая вода, а на каждом луче - симметрично относительно точки, отстоящей от стенки тру бы на 0,25 диаметра трубы D (рис. 1.26). Расположение отверстий на лучах распределителя следует выбирать в соответствии с табл. 1.4. Таблица/ 4
Распределители струйного типа предназначены для быстрого смешения суспензий реагентов (извести, угля, глины и др.) с водой в напорных трубо проводах диаметром 200-1400 мм. Распределитель надлежит выполнять по одной из приведенных на рис. 1.25 схем, включающих: два распределительных элемента для трубо проводов диаметром D = 200- 400 мм (вариант а); три для D= = 500-700 мм (вариант б); четыре для D = 800-1000 мм (вариан ты в, г); пять - для D = 1200-1400 мм (вариант д). Распределители можно устанавливать как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов. В месте установки распределителя расстояние от поверх ности трубопровода до ограждающих конструкций должно быть не менее зоо мм. 2  м t:=:З:>-....;::; Q-l)(l<>li.--   6 .., - ◄!li!:::д е Рис. 1.26. Струйные распределители суспензий реагентов (тип IV): а... д - вариан ты схем: а - D = 200 - 400 мм; 6 - D = 500 - 700 мм; в, г - D = 800 - 1 ООО мм; д - D = = 1200- 1400 мм; е - деталь ввода суспензии; 1 - трубопровод; 2 - реагентопровод; З - коллектор распределительный (резинотканевый рукав); 4 - стальная трубка; 5 - арматура запорная; 6 - сальник; 7 - струбцина запорная Каждый элемент распределителя суспензии следует выполнять в виде трубки, введенной срезанным концом в трубопровод через сальниковое устройство и установленной срезом по направлению потока. На противопо ложном конце трубки снаружи трубопровода устанавливают запорную ар матуру или струбцину на резинотканевом рукаве. Диаметр выпускного отверстия распределительного элемента следует принимать равным 8-15 мм. При этом следует предусматривать возможность и устройство для очистки от внутренних отложений путем последовательно го отключения одной из ветвей распределительного коллектора и применения пробойников соответствующего диаметра (6-12 мм). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||