С. С. Душкин, Г. И. Благодарная
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Таблица 7.1- Крепость растворов по показаниям ареометра При концентрации растворов, % Характеристика Раствора при t=12÷15°C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Крепость раствора сернокислого алюминия, % 0,9 3,5 4,8 5,4 6,1 7,6 8,6 9,7 10,7 11,7 Содержание негашеной извести в 1 л известкового молока, г 7,5 16,5 26,0 36,0 48,0 56,0 65,0 75,0 84,0 94,0 Таблица 7.2 - Зависимость плотности растворов химически чистых реа- гентов от концентрации Al 2 (SO 4 ) 3 при Концен- трация t=15°С t=19°С FeCl 2 при t=20 °С FeS0 4 при t=18 °С Суспензия активированного угля марки ОУ-3 (сухая) 0,50 1,005 - - - 1,002 1,00 1,017 1,009 1,007 1,008 1,004 1,75 - - - - 1,006 2,00 1,027 1,019 1,015 1,018 - 2,30 - - - - 1,008 3,00 1,037 - - - 1,010 3,50 - - - - 1,012 4,00 1,047 1,040 1,032 1,037 - 4,25 - - - - 1,014 4,80 - - - - 1,016 5,45 - - - - 1,018 6,00 1,067 1,061 1,049 1.057 1,020 6,75 - - - - 1,022 7,30 - - - - 1,024 8,00 1,087 1,083 1,066 1,078 - 10,00 1,107 1,105 1,085 1,100 - 12,00 - 1,129 1,104 1,122 - 14,00 - 1,152 1,122 1,144 - 16,00 - 1,176 1,141 1,167 - 18,00 - 1,201 1,161 1,190 - 20,00 - 1,226 1,182 1,213 - 22,00 - 1,252 - - - 24,00 - 1,278 - - - 25,00 - - 1,234 - - 26,00 - 1,306 - - - 28,00 - 1,333 1,268 - - 30,00 - - 1,294 - - 61 Рабочие, занятые на транспортировке реагентов (особенно извести, хлорной извести и активированного угля), должны работать в спецодежде и по окончании смены принимать душ. Взвешивание хлорной извести вручную, и ее дозирование следует производить в противогазах. Проверка дозирующих устройств произво- дится, как правило, ежеквартально, но не реже 2 раза в год и заключается в осмотре арматуры, проверке отсутствия засорений, состояния соединений и т. п. (см. табл. 7.3 и 7.4). Основные типы дозаторов для дозирования известкового моло- ка, газов и растворов коагулянтов приведены соответственно в табл. 7.3 и 7.4. Таблица 7.3 - Дозаторы для дозирования известкового молока и других суспензий Название дозатора ДИМБА-l ДИМБА-3 ДИМБА-10 ДИМБА-20 ДИМБА-40 Верхний предел про- изводительности, м 3 /ч 1,0 3,0 10,0 20,0 40,0 № типового проекта 4.901-2 вып.1 4.901-2 вып. 2 ВС.02.ЗI, вып.1 ВС.02.З1, 1 вып. 2 ВС.02.З1, вып. 2 ДИМБА - дозатор известкового молока бункерный автоматический. Таблица 7.4 - Аппараты для дозирования реагентов Тип дозатора Название дозатора Условие применения Принцип действия 1 2 3 4 Безнапорный постоянной дозы Дозированный шаровой кран из пластмассы Для подачи посто- янно заданной дозы раствора реагента в безнапорный тру- бопровод Постоянство уровня раствора в дозирующемся бачке над дози- ровочном шаровым краном обеспечивает равномерное исте- чение раствора. Безнапорный постоянной дозы Поплавковый до- затор системы В.В. Хованского То же, при посто- янном расходе воды не более 6000-9000 м 3 / сут В дозированном бачке имеется поплавок, к которому снизу прикреплена трубка со вставкой сменной диафрагмы (соответст- венно расходу реагента). Дру- гой конец трубки присоединен к выпускной трубе, по которой отдозированный раствор посту- пает в смеситель Безнапорный пропорцио- нальной дозы Сифонный доза- тор пропорцио- нальной дозы для растворов Для изменения дозы раствора реагента пропорционально колебаниям расхода воды, поступающей на очистку Пропорциональность дозирова- ния расходу воды достигается тем, что при изменении последне- го изменяется положение поплав- ка; соответственно происходит понижение или повышение свя- занного с поплавком сифона и увеличение или уменьшение по- дачи через него раствора реагента к смесителю по трубе. 62 Продолжение таблицы 7.4 1 2 3 4 Безнапорный пропорцио- нальной дозы Автоматический дозатор системы В.К. Чейшвили и И.Л. Крымского (ВНИИГС) Для обработки больших количеств воды с невысоким солесодержанием (не более 150-250 мг/л) Действие дозатора, имеющего датчик и электронный мост, ос- новано на измерении разности электропроводностей некоагу- лированной и коагулированной воды, протекающей через изме- рительные электролитические ячейки. Если эта разность со- противлений воды прохожде- нию тока отклоняется от той, которая отвечает заданной дозе коагулянта, то включается элек- тропривод регулятора и количе- ство раствора реагента, пода- ваемого по трубе, изменяется. Безнапорный пропорцио- нальной дозы Автоматический дозатор растворов коагулянта ИОНХ АН УCCР Для автоматическо- го контроля и управления процес- сом обработки во- ды раствором коагу- лянта Прибор автоматический (по за- данной дозе) регулирует раствор коагулянта, измеряет и регистрирует расход раствора, выполняет контрольные замеры расхода раствора и сигнализи- рует о происшедшем отклоне- нии от заданной дозы. Напорный пропорцио- нальной дозы Шайбовый напор- ный дозатор Для подачи раство- ра в напорный тру- бопровод В установке имеется два пере- менно работающих дозатора с водомерными стеклами. Ввиду разности давления, создаваемой шайбой на трубе исходной во- ды, раствор реагента вытесняет- ся из дозатора в трубопровод по другую сторону шайбы, где дав- ление понижено. Количество раствора регулируется вентилем на линии исходной воды и кон- тролируется по водомерному стеклу, а более точно - ротамет- ром При приготовлении известкового молока в нем содержится много нерас- творимых примесей, являющихся балластом в процессах подщелачивания и стабилизации воды. Для доочистки известкового молока от нерастворимых примесей могут применяться гидроциклоны диаметрами 75, 125 и 150 мм. Пе- ред подачей известкового молока на гидроциклон и предварительным отделе- 63 нием крупных частиц в отстойном баке известковое молоко рекомендуется раз- бавлять до рабочей концентрации 1÷2% по СаО. При использовании железного купороса одновременно с коагуляцией рекомендуется применять известкова- ние воды, доводя рН до 9÷9,5. При меньших значениях рН гидролиз солей двухвалентного железа не протекает до конца, а скорость окисления ионов за- кисного железа в окисное кислородом, растворенным в воде, недостаточна. Для ускорения гидролиза обрабатываемую воду необходимо хлорировать перед введением закисноrо железа. Окисление ионов двухвалентного железа протека- ет по формуле: 2Fе 2+ + С1 2 → + 2Fе 3+ + 2Cl - Расход хлора составляет 17,75 мг на 1 мг-экв коагулянта. При этом необ- ходимо учитывать, что, кроме приведенной реакции, хлор расходуется на окис- ление органических примесей природных вод. Фторирование воды осуществля- ется после фильтрования, перед поступлением воды в водопроводную сеть, часто совместно с хлорированием. Для фторирования воды применяются 35% кремнефтористоводородной кислоты, 90÷95% фтористого натрия, 99% кремнефтористоrо натрия и др. При фторировании воды необходимо соблюдать положения: постоянство поступающей на обработку воды; точность дозирова- ния фтора и глубокое перемешивание его с водой; измерение и контроль кон- центрации фтора после обработки воды. Фтористые соединения в процессе фторирования воды подаются сухими питателями с точностью дозирования ±3% или гравиметрическими питателями с точностью дозирования ±1%. Дозирование жидких реагентов осуществляется напорными или вакуумными дозаторами (табл. 7.5). Предпочтение необходимо отдавать вакуумным дегазаторам. Хлорная вода и водный раствор сернистого газа, образующиеся в газодозаторах, должны подаваться к месту их введения в обрабатываемую воду по резиновым шлангам, аммиачная вода и аммиак по же- лезным трубам. Смешение аммиака с водой должно производиться близ места его введения в обрабатываемую воду в особых смесительных колонках специ- альной конструкции. 64 Таблица 7.5 - Типы вакуумных хлораторов и их технические характери- стики Габариты, мм Типы хлоратора Производитель- ность по хлору, кг/ч Нормальное давление перед хло- ратором, МПа высота глубина ширина масса , кг Завод изго- товитель (город): ЛОНИИ-100 с ротаме- тром ЛОННИ-100 С ротаме- Тром РС-5 0,8-0,72 0,21-1,28 0,4-2,05 1,28-8,1 2,05-12,8 0,025 0,025 0,025 0,03 0.035 830 830 650 650 650 650 160 160 160 160 41 41 41 41 Завод «Свето- техника» (Лихославль) ЛК-10 (малая модель) ЛК-10 (большая модель) ЛК-11 0,04-0,8 2,0-20,0 0,5-4,5 0,025 0,02-0,05 0,03-0,05 630 800 500 230 370 200 160 250 150 12,35 45 11 Механиче- ский завод управления Водоканали- заци (Киев) Примечание: 1. Указанные типы дозаторов применяют и для аммонизации обрабаты- ваемой воды, при этом медные, бронзовые и латунные детали заменяют на стальные или чу- гунные, в газометре серная кислота заменяется ртутью. 2. При обработке воды сернистым газом применяют в основном вакуумные хлораторы ЛОННИ-100. Для коагулянта и угольного порошка может быть применено сухое дози- рование. Точность работы дозаторов (по объему или по массе) проверяется не реже 1 раза в смену. Отклонение от заданных доз, а также перерывы в их подаче не допускают- ся. Бесперебойность подачи достигается установкой запасных дозаторов, нали- чием оборудования и запасных частей, необходимых для неотложного ремонта. Съем или расход газа с одного баллона без подогрева при нахождении его в помещении с t=15-18 0 С не должен превышать для хлора 500 г/ч. Для увеличе- ния объема может быть использовано подогревание хлора. При этом необходи- мо иметь в виду, что категорически запрещается на хлорпроводах устанавли- вать испарители трубчатого типа, резервуары, открытые змеевики или другие емкости. Подогрев должен осуществляться только в закрытых змеевиковых ис- парителях. Испарители этого типа представляют собой вертикальные емкости кожухи, в которых протекает вода, подогретая до температуры не выше 40- 65 50°С, и расположен змеевик для жидкого хлора, превращающегося в газообраз- ный. Очистка газа перед впуском его в газодозатор осуществляется в промежу- точном баллоне (ресивере). Ресивер помещается между редукционным венти- лем рабочих баллонов (или коллектором, собирающим хлор от нескольких бо- чек или баллонов) и входным вентилем газодозатора. Один промежуточный баллон может обслуживать до 8 рабочих баллонов. На кинетику процесса ос- ветления и обесцвечивания воды реагентами большое влияние оказывают цвет- ность и мутность исходной воды, ионный состав ее, рН, температура, наличие в ней фито- и зоопланктона; на протекание процесса существенное влияние ока- зывают перемешивание, место и последовательность введения реагентов, со- став и особенности очистных сооружений и т. п. Таким образом, на дозу реа- гентов оказывает влияние весь перечисленный комплекс физико-химических, биологических и технологических параметров. Большое число переменных факторов, их взаимосвязь, а также наличие значительного числа неизвестных неизменяемых параметров не позволяют вы- разить эти связи с помощью обычных функциональных зависимостей. Поэтому для обработки экспериментальных данных должны быть использованы методы математической статистики с применением ЭВМ. Склады реагентов. Склады peaгeнтов рассчитываются на хранение 30- дневного запаса, считая по периоду максимального потребления их. При обос- новании объем складов допускается принимать на другой срок хранения, но не менее 15 суток. При наличии базисных складов объем складов при станциях допускается принимать на срок хранения не менее 7 суток. Склады реагентов проектируются на сухое или мокрое хранение в виде концентрированных рас- творов или продуктов, залитых водой. Вид хранения и тары, а также высота слоя хранящихся продуктов приведены в табл. 7.6. 66 Таблица 7.6 - Некоторые данные по хранению peaгeнтов в складах Реагент Способ хранения, вид тары Высота слоя реагента, м 1 2 3 Сернокислый алюминий Навалом В виде концентрированных растворов 2-3,5 - Известь гашеная Навалом В резинокордных контейнерах вмести- мостью от 1 до 3м 3 1,5-2,5 - Железный купорос В бумажных мешках массой до 50 кг В деревянных бочках 2-3,5 - Хлорное железо Активированный уголь В металлических барабанах В бумажных мешках массой до 50 кг До 2,5 Не более 2,5 Кальцинированная сода В бумажных мешкax В резинокордных контейнерах 2-3,5 - Жидкое стекло В железных бочках вместимостью до 250 л В деревянных заливных бочках вмести- мостью 100 - 150 л До 2,5 До 2,5 Техническая поваренная соль Навалом В виде концентрированных растворов До 2,0 - Марганцовокислый калий В металлических бочках или банках - Кремнeфтористый натрий В металлических бочках Фтористый натрий полиакриламид В металлических бочках В полиэтиленовых мешках, уложенных в тарные ящики или в деревянные бочки - - Едкий натрий В баках промышленного Изготовления (БЕ-30) вместимостью 30 м 3 или другой, более мелкой, таре, изготовлен- ной из нержавеющей стали или полиэтилена - Крепкая серная кислота В баках промышленного изготовления (БК-15) вместимостью 15 м 3 - Хлорная известь В деревянных бочках или фанерных ба- рабанах До 2,5 Гипохлорид кальция В стальных оцинкованных барабанах До 2,5 Примечания. Высота укладки более 1,5-2,0 м допускается при наличии механизации погрузочно-разгрузочных работ. 2. Хранение затаренных заводом поставщиком peaгeнтов надлежит предусматривать в таре. 3. Разгерметизация тары с хлорным железом и силикатом натрия не допускается до момента их непосредственнoгo использования.. 4. Замораживание и хранение ПАА более 6 месяцев не допускается. Сухое хранение производится в закрытых, хорошо вентилируемых поме- щениях. Склады для хранения реагентов, кроме хлора и аммиака, располагают- ся вблизи помещений для приготовления их растворов и суспензий. Склад ак- 67 тивированного угля должен располагаться в отдельном помещении, быть пожа- ро- и взрыво- безопасен (относиться к категории В). Помещение склада фторсодержащих peaгeнтов должно быть отделено от других производственных помещений. При этом места возможного выделения пыли должны быть оборудованы местными отсосами воздуха, а растаривание кремнефтористого натрия и фтористого натрия должно производиться под за- щитой шкафного укрытия. Учитывая токсичность фторсодержащих peaгeнтов, во всех случаях требуется предусматривать общие и индивидуальные меро- приятия по защите обслуживающего персонала. Условия разгрузки реагентов и работы на складах должны удовлетворять требованиям безопасной эксплуатации и охраны труда. Разгрузка peaгeнтов из автомашин и вагонов, а также подача их к местам приготовления и ввода в уст- ройства водопроводной станции должны осуществляться с максимальным ис- пользованием механизмов. К содержанию складов предъявляются следующие требования: дверные проемы, предназначенные для приема и выдачи реагента, необходимо плотно закрывать по окончании процедур (особенно в складах негашеной извести и ак- тивированного угля); помещения складов должны быть всегда сухими, чтобы содержащиеся в них реагенты не увлажнялись; помещения складов хлорной из- вести следует делать сухими, прохладными и хорошо вентилируемыми; реаген- ты внутри складов должны размещаться отдельными партиями и расходоваться в соответствии с очередностью поступления, чтобы исключить их залеживание. Для выгрузки баллонов со сжиженными газами необходимо применять специальные контейнеры, в которые устанавливаются по 4, 6 или 8 баллонов. Расходные склады хлора для баллонов и бочек надлежит размещать в от- дельных закрытых огнестойких, хорошо вентилируемых помещениях на рас- стоянии не менее 300 м от жилых и общественных зданий. Если позволяет зона защиты, то расходные склады на водопроводных сооружениях с потреблением свыше 1 т хлора в сутки разрешается устраивать из тэнков (стационарных ем- костей) заводского изготовления вместимостью до 40 т. Передача газообразно- 68 го хлора с такого склада к месту потребления может осуществляться по хлоро- проводам протяженностью не более 1 км. Перелив хлора в мелкую тару (балло- ны или бочки) на этих установках запрещается. При хранении баллонов и бочек должны соблюдаться следующие правила: баллоны, которые хранятся в вертикальном положении, помещаются в гнездах, предохраняющих их от падения, вентилями вверх; баллоны, хранимые в гори- зонтальном положении, складываются в штабеля высотой не более 1,5 м и дли- ной не более 3 м; ширину прохода между штабелями делают равной полной длине баллона, но не менее 1,5 м; прокладки между баллонами в штабеле должны обеспечивать свободное извлечение баллонов; вентили баллонов на- правляют в сторону прохода; бочки хранят на специальных тележках или под- ставках; размещение бочек должно быть таким, чтобы при извлечении любой из них остальные не перемещались. При доставке газообразных peaгeнтов на станцию в цистернах их переливают в бочки, баллоны или тэнки путем созда- ния в опорожняемой цистерне давления (с помощью сжатого воздуха) в 0,5-l,5 МПа. Контроль за наполнением осуществляется взвешиванием или с помощью уровнемеров. Для взвешивания баллонов с хлором используют десятичные ве- сы, рассчитанные на нагрузку 1-2 т, для взвешивания пустых баллонов - весы на 200 кг. Наполнять тару жидким хлором более чем на 80 % номинальной вме- стимости опасно. О полном опорожнении цистерны узнают по шуму, произво- димому воздухом при прорыве через сифонную трубку. Установленная на практике скорость перелива сжиженных peaгeнтов составляет от 6 до 12 т/ч. С целью повышения скорости перелива в некоторых случаях производят обогрев опорожняемой емкости. Перевозка хлора должна осуществляться с соблюдением мер предосто- рожности: нельзя допускать ударов и падения баллонов и бочек; следует обере- гать их от нaгpeвa солнцем, устраивая тент на открытых машинах; сопровож- дающие транспорт рабочие должны быть в спецодежде с защитными средства- ми и аварийным инструментом (разводными и гаечными ключами, молотками, зубилами и асбестографической набивкой). Хлор со склада к месту потребле- 69 ния транспортируется либо в баллонах или бочках на специальных тележках, либо по хлоропроводу из бочек, расположенных на складе. После полной сра- ботки бочки с жидким хлором оставшийся хлоргаз необходимо удалить из боч- ки посредством эжектора и по возможности утилизировать. Хпоропровод должен быть смонтирован только из цельнотянутых толсто- стенных труб. Соединение труб необходимо делать герметичным, резьбовым на муфтах или на фланцах с прокладками. Запрещается прокладывать хлоропро- вод в каналах и местах, труднодоступных для осмотров и ремонтов. Один раз в год хлоропровод следует освобождать от хлора, продувать су- хим воздухом, осматривать в узлах ответвлений, ремонтировать при надобно- сти и немедленно после продувки заполнять жидким хлором. Дозирование жидких peaгeнтов осуществляется напорными или вакуум- ными дозаторам (табл. 7.5). Предпочтение необходимо отдавать вакуумным га- зодозаторам. Хлорная вода и водный раствор сернистого газа, образующиеся в газодозаторах, должны подаваться к месту их введения в обрабатываемую воду по резиновым шлангам, аммиачная вода и аммиак по железным трубам. Сме- шение аммиака с водой должно производиться близ места eгo введения в обра- батываемую воду в особых смесительных колонках специальной конструкции. Отклонение от заданных доз жидких peaгeнтов, а также перерывы в их по- даче не допускаются. Бесперебойность подачи достигается установкой запас- ных газодозаторов, наличием оборудования и запасных частей, необходимых для неотложного ремонта. Объем газа с одного баллона без подогрева при на- хождении eгo в помещении с t=15÷18°С не должен превышать для хлора 500 г/ч. Для увеличения съема может быть использовано подогревание баллонов. 7.2. Процессы смешения и смесители Процесс смешения предназначен для быстрого и paвнoмepнoгo распреде- ления peaгeнтoв в обрабатываемой воде. Смешение по нормативам должно быть закончено в течение 1 - 2 мин при мокром и не более 3 мин при сухом до- зировании peaгeнтoв. В то же время необходимо отметить, что эффект смеше- ния в значительной степени зависит от первоначального смешения: чем меньше 70 срок смешения, тем быстрее и глубже происходит коагулирование примесей, т. е. быстрее наступает хлопьеобразование. Эффективное смешение peaгeнтoв с обрабатываемой водой достигается турбулизацией ее потока в смесителях гидравличеcкогo и механического типов. В принятых в Украине смесителях гидравлического типа эффект смешения соз- дается трехкратным местным увеличением скорости потока обрабатываемой воды с 0,3-0,6 до 1,0 м/с при расчетных расходах воды. При снижении или уве- личении расходов воды (уменьшении или увеличении скорости) гидравличе- ские смесители не обеспечивают удовлетворительного смешения ее с реагента- ми. В этом случае требуемое время пребывания воды в смесителях необходимо поддерживать дополнительными устройствами, обеспечивающими, например, циркуляцию воды или пропуск ее части мимо смесителей. Применение механических смесителей связано с применением дополни- тельных устройств и повышенными затратами электроэнергии. Применение та- ких смесителей требует в каждом случае обоснования. При эксплуатации смесителей необходимо стремиться к тому, чтобы ко- эффициент объемного использования сооружения (т. е. объем смесителя) был наивысшим. Осмотр, очистка и текущий ремонт камер смесителей должен осуществ- ляться в периоды наименее напряженной работы станций в соответствии с пла- ном ППО и ППР. При эксплуатации перегородчатых и дырчатых смесителей необходимо следить за тем, чтобы в воду не попал воздух. С этой целью прохо- ды перегородчатого смесителя должны быть затоплены, причем расстояние от верхней кромки прохода до уровня воды должно составлять 10-15 см. В дырча- тых смесителях верхний ряд отверстий должен быть также затоплен на глубину 10-15 см. Отводящие от смесителей воду трубопроводы погружаются в воду на глубину 50-60 см от верхней кромки трубопровода. Для интенсификации процесса смешения обрабатываемой воды с коагу- лянтом и улучшения процесса осаждения коагулированной взвеси применяют аэрирование воды. Как известно, продуктами гидролиза сернокислого алюми- 71 ния при растворении его в воде являются коллоиды гидроокиси алюминия или основные соли eгo и ионы водорода. Последние, вступая во взаимодействие с присутствующими в воде бикарбонатными ионами, приводят к образованию значительного количества свободной углекислоты: Н + + НСО - 3 - → Н 2 О + СО 2 Образующаяся углекислота сорбируется частицами хлопьевидной взвеси, вызывая ее флотацию - всплывание хлопьев на поверхность воды. При этом хлопья становятся более рыхлыми, менее прочными, со сниженными сорбционными свойствами. Все это ухудшает процесс осаждения взвеси в отстойных сооружениях. Применение аэрирования воды во многом ускоряет процесс удаления уг- лекислоты и делает процесс десорбции ее наиболее полным. При этом значи- тельно изменяется также структура хлопьев: они делаются более плотными, менее газонаполненными, что привадит к более быстрому осаждению взвеси и лучшему осветлению воды. Наиболее неблагоприятно сказывается процесс флотирования хлопьев на осветлении воды при коагулировании маломутных цветных вод, и особенно в условиях низких температур, когда вязкость воды значительно увеличивается. В данном случае наиболее целесообразен и приемлем метод коагулирования с применением аэрирования. 7.3. Процессы хлопьеобразования и камеры хлопьеобразования (реакции) Завершающим этапом реагентной обработки воды является процесс хлопьеобразования. Время пребывания воды в камерах реакции и гидравличе- ский режим их работы должны рассчитываться таким образом, чтобы обеспе- чивать оптимальные условия для формирования и укрупнения хлопьев коагу- лированной взвеси. Оценкой эффективности этого этапа является крупность сформированных хлопьев, обладающих адсорбционными свойствами и доста- точной механической прочностью для транспортировки их от камеры хлопье- образования до отстойных сооружений. Полнота выполнения названных усло- вий зависит от правильного выбора конструктивных и технологических пара- метров устройства. 72 В процессе эксплуатации камер хлопьеобразования необходимо обеспечи- вать медленное и равномерное перемешивание, а также постоянное наблюдение за скоростью движения воды в камерах хлопьеобразования: рекомендуется поддерживать скорости 0,2-0,3 м/с в начале и 0,05-0,1 м/с в конце движения во- ды в камерах. Вялое, замедленное хлопьеобразование свидетельствует о неправильном гидравлическом режиме, низких или завышенных дозах peaгeнтов, низкой тем- пературе воды, недостаточном щелочном резерве и несовершенстве метода коагулирования. При проведении процессов хлопьеобразования необходимо учитывать следующие положения: понижение температуры обрабатываемой воды замедляет процесс коа- гулирования примерно в 2 раза на каждые 10°С, а при температурах ниже 3°С процесс замедляется настолько, что можно считать eгo прекратившимся; наилучшие условия хлопьеобразования достигаются для мягких и цвет- ных вод при рН=5-6, а для жестких и мутных при рН=6,5-7,5; улучшению процессов коагулирования и хлопьеобразования взвеси спо- собствует предварительное хлорирование воды; при этом расход коагулянта может быть снижен на 20-50%; кроме того, предварительное хлорирование во- ды улучшает санитарное состояние водоочистных сооружений; улучшению процессов хлопьеобразования способствует введение в об- рабатываемую воду флокулянтов (ПАА, активированной кремневой кислоты и др., а также осадка из отстойников, осветлителей, шлама из отслоенной про- мывной воды фильтров и контактных осветлителей); интенсификация хлопьеобразования может быть достигнута продувани- ем через обрабатываемую воду воздуха в специально оборудованной камере с уложенными на ее дне решетками из перфорированных труб или пористых плит с расходом воздуха 0,15 м 3 на 1 м 2 площади резервуара. 73 Рекомендуемые расстояния между осями труб - 0,9÷1,5 м при диаметре отверстий 1,8÷2,0 мм и шаге между ними 75÷150 мм; глубина барботажа - 2÷2,5 м; допустимая высота воды - не более 4,5 м. Во время эксплуатации камер хлопьеобразования необходимо следить за тем, чтобы образующиеся хлопья не разрушались и не выпадали в осадок. Оп- тимальный режим скоростей движения воды устанавливается в процессе экс- плуатации. Так же как и для смесителей, необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент объемного использования были наивысшим. Камеры хлопьеобра- зования не реже 1 раза в год (это касается и смесителей) очищаются и отмыва- ются 5%-ным раствором железного купороса. Затем производится дезинфекция их хлорной водой и дозой активного хлора не менее 25%. 7.4. Сооружения по отстаиванию воды, их эксплуатация Во время работы вертикальных и горизонтальных отстойников необходи- мо: следить за накоплением в них осадка и влиянием eгo на качество отстаи- ваемой воды; проверять не реже одного раза в квартал равномерность распре- деления воды как между отстойниками воды, так и по их сечению; следить за отсутствием перекоса кромок переливных лотков и желобов. При эксплуатации осветлителей с взвешенным слоем особое значение имеет их «зарядка»: перед наладкой осветлителей необходимо провести проб- ное коагулирование воды в соответствии с ГОСТ 2919-81 с целью установления требуемой дозы кoaгyлянта; для более интенсивного процесса хлопьеобразова- ния рекомендуется производить вторичное коагулиравание установленными дозами peaгeнтов, равными 20-25% от начальной расчетной дозы. Для ускоре- ния «зарядки» осветлителей со слоем взвешенного фильтра рекомендуется применять тяжелые железные коагулянты и интенсифицирующие peaгeнты (ПАА, АКК и др.); накопление расчетного слоя взвешенного фильтра должно происходить при закрытой задвижке, установленной на системе принудитель- ного отсоса. После того, как верхняя граница взвешенного слоя достигнет верха шла- моотводящих труб (в осветлителях с поддонным шпамоуплотнителем) или 74 уровня специальных окон (в осветлителях с вертикальным осадкоуплотните- лем), для удаления излишков непрерывно прирастающего взвешенного слоя от- крывается задвижка на системе принудительного отсоса с таким расчетом, что- бы через нее проходил расход воды, равный 15-25% производительности освет- лителя. Контроль прироста взвешенного слоя осуществляется путем отбора проб воды как через контрольные краники, так и на разных высотах с помощью ва- куум-насоса, барометра или измерения глубины погружения электрической лампочки низкого напряжения (12 В), опускаемой в осветлитель сверху на шнуре. Образование в осветлителе слоя взвешенного фильтра производится при скорости восходящего движения воды 0,8-1 мм/с; заданная скорость движения воды устанавливается после «зарядки». Перевод осветлителя на более высокую скорость (или производительность) осуществляется постепенным открытием задвижки на подающей трубе, с тем, чтобы не было выноса взвешенных частиц в сборные желоба. В целях более paвнoмepнoгo распределения воды по сечени- ям в осветлителях коридорного типа, а также для лучшего смешения ее в зоне реакции на дно коридоров рекомендуется укладывать слой гравийной засыпки высотой 200-250 мм с крупностью гравия 40-50 мм. Осадок из шламоуплотнителя удаляют без выключения подачи коагулиро- ванной воды, т. е. не останавливая осветлитель. Выкачивание осадка может осуществляться мембранным насосом в течение 50-60 мин, после этого осадок должен подаваться на обезвоживание (иловые площадки, фильтры-прессы и т. п.). Во время удаления его из камер шламоуплотнителей желательно задвижку на системе принудительного отсоса прикрыть (по крайней мере, наполовину), для того чтобы при прохождении воды через шламоуплотнитель не понижать кон- центрацию осадка излишним разбавлением. Кроме одноразового выпуска осадка в смену (или в сутки), 1-2 раза в год необходимо производить генеральную чистку шламоуплотнителя и камер ос- ветления. Процесс чистки осуществляется следующим образом: подача воды в осветлитель прекращается, производится его опорожнение через донный спуск; 75 через шламоотводящую трубу вода подается в камеру шламоуплотнения с це- лью размыва оставшегося на ее стенках и дне осадка. Контроль за смывом осадка в осветлителях с поддонным шламоуплотните- лем осуществляется через лаз (диаметр котopoго должен быть не менее 600 мм). Если полностью смыть уплотненный осадок с помощью воды, поступающей через шламоотводящую трубу или брандспойт, не удается, то накопления шла- ма удаляют лопатами, скребками или специальными механизмами. При чистке камер осветлителей попутно производят осмотр задвижек, перебивку сальника, а также осмотр и ремонт других его деталей. Выпуск осадка из междудонного пространства в осветлителях с поддон- ным шламоуплотнителем производится также во время чистки последнего. Удаление осадка в этом случае может осуществляться путем подачи увеличен- ных расходов воды (в 2-2,5 раза больше обычных) в междудонное пространст- во. Если при этом поднять и смыть слежавшийся осадок на герметичном дне не удается, то его удаляют с помощью механизмов. При эксплуатации осветлителей со слоем взвешенного фильтра большое внимание следует уделять обработке маломутных цветных вод, и особенно в период интенсивного нагрева поверхностных вод после весеннего снеготаяния. В некоторых случаях устойчивая работа осветлителей в этот период может быть обеспечена только при значительно пониженных скоростях восходящего потока воды в зоне осветления. Исследования показывают, что скорость восхо- дящего потока ниже осадкоотводящих устройств следует принимать для кори- дорных осветлителей не больше 0,65 мм/с и не больше 0,9 мм/с для осветлите- лей, разработанных во ВНИИГСе. Как при пуске, так и во время эксплуатации осветлителей со взвешенным осадком требуется постоянно отрабатывать такие параметры: подбор оптимальных доз peaгeнтов для обработки воды и установление наилучшего режима дозирования и ввода их в обрабатываемую воду; равномерное распределение воды по осветлителям и по площади каждого осветлителя в отдельности; 76 создание плотного и устойчивого взвешенного осадка в осветлителе с ус- тановлением оптимальной его высоты; установление оптимальной скорости восходящего потока воды в осветли- теле и определение его производительности в разные периоды года; установление периодичности и продолжительности сброса осадка из осадкоуплотнителя при продувке осветлителя; определение потерь воды при продувке. Для предварительного осветления и обесцвечивания хозяйственно- питьевой воды перед поступлением ее на фильтры находят применение флота- ционные установки (ФУ), которые могут быть использованы как при строи- тельстве новых, так и при реконструкции существующих очистных сооружений путем переоборудования отстойников, осветлителей со взвешенным осадком, отдельных емкостей и т. п. Флотационные установки рекомендуется применять при обработке маломутных цветных вод поверхностных водоисточников. Перед пуском ФУ в эксплуатацию производится гидравлическое испыта- ние всех систем. Порядок пуска ФУ заключается в следующем: производится заполнение флотационных камер предварительно осветленной водой до рабочего уровня; включается насос и компрессор, устанавливается рабочее давление и уровень водовоздушного раствора в напорном баке; визуально определяются равномер- ность выделяющихся пузырьков воздуха из распределительных трубопроводов во флотационной камере. Нормальным считается такое распределение, при ко- тором образуется устойчивая водовоздушная эмульсия молочного цвета без выделения крупных пузырьков воздуха. Во время работы ФУ ведутся наблюдения за равномерным распределени- ем водовоздушного раствора в объеме обрабатываемой воды, степенью освет- ления ее, скоростью образования пены, равномерностью распределения ее по всей поверхности камеры. Сброс пены из флотационнойой камеры может быть непрерывным и периодическим. Периодичность сброса флотационной пены ус- танавливается из условия предотвращения разрушения ее в камере и тем самым 77 предупреждения вторичного загрязнения воды, а также по санитарным сообра- жениям. Для флотационного осветления рекомендуется использовать очищенные коагулянты, при применении неочищенных кoaгyлянтов растворы их следует предварительно подвергать отстаиванию в течение 20-30 мин. Для повышения эффекта хлопьеобразования используются флокулянты и осуществляется продувка воды воздухом в смесителях. Дозы флокулянтов вы- бираются с учетом конкретных условий и могут меняться по сезонам года. Обрабатываемая вода после флотационной установки имеет повышенное содержание воздуха, что может повлиять на работу фильтров. С целью исклю- чения засорения загрузки фильтров воздухом, который, как правило, сохраня- ется на поверхности взвешенных частиц, рекомендуется содержание последних доводить до 3-8 мг/л в зависимости от местных условий. Удаление накопившегося в отстойных сооружениях осадка осуществляет- ся не реже 1 раза в год, обычно перед наступлением паводка. Этот процесс осуществляется в следующем порядке: прекращается подача воды в отстойник, открываются водосточные задвижки, и вода из него с частью осадка сбрасыва- ется в сток; оставшийся осадок размывается водой из брандспойтов с удалени- ем его также в сток; загрязнения со стенок и перегородок удаляются щетками, а затем обрабатываются 5%-ным раствором FeS0 4 . После очистки резервуары дезинфицируются хлорной водой с дозой активного хлора 25 мг/л. При работе отстойников следует исключить образование «мертвых зон», увеличивать коэффициент объемного использования сооружений. Для улучше- ния работы горизонтальных отстойников и повышения качества осветляемой воды рекомендуется монтировать системы рассредоточенного отбора воды. Тонкослойные отстойники позволяют значительно интенсифицировать процесс осаждения, на 25-30 % повысить эффект осветления, на 60 % умень- шить площадь застройки. К преимуществам тонкослойных отстойников следу- ет отнести также устойчивость их работы при значительных колебаниях расхо- 78 дов поступающей на очистку воды, изменениях ее температуры и концентраций загрязнений. Применение принципа тонкослойного отстаивания перспективно при ре- конструкции действующих отстойников различного типа с целью увеличения их производительности. Это является наиболее экономичным, а в ряде случаев единственным решением, учитывая стесненные условия действующих очист- ных станций и, как правило, отсутствие вблизи них свободных земельных пло- щадей. При этом реконструкция сооружений может быть осуществлена в крат- чайший срок, так как переустройство этих сооружений в тонкослойные отстой- ники не требует длительных и сложных строительно-монтажных работ, а сво- дится к установке заранее изготовленных блоков тонкослойных элементов в от- стойной зоне. Тонкослойные элементы могут быть выполнены как из гибких материалов, не обладающих достаточной жесткостью, так и из материалов достаточной же- сткости. Для обеспечения сползания в осадочную часть отстойника взвеси, осе- дающей на поверхности тонкослойных элементов, последним придается наклон к горизонту. Угол наклона принимается обычно 55-60 0 . По конструкции тон- кослойные элементы выполняются в виде плоских или гофрированных полок, а также в виде труб различного поперечного сечения: круглого, квадратного, прямоугольного и т. д. Способ осаждения взвеси в слоях с малой высотой может быть использо- ван в осветлителях со взвешенным осадком для повышения эффекта осветления и увеличения их производительности. Особенно это эффективно при очистке цветных вод с малой и средней мутностью. Для этого могут быть применены разработанные научно-исследовательским институтом КВиОВ (НИИКВиОВ) академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова тонкослойные модули, состоящие из каркаса и полок из поливинилхлорида. Тонкослойные модули вы- сотой 1,1 м устанавливаются в рабочих камерах и осадкоуплотнителе. Установ- ка этих модулей позволяет увеличить скорость восходящего движения потока в 79 осветлителе в 1,5 раза по сравнению со скоростями, принимаемыми для освет- лителей обычной конструкции. В Петербургском государственном университете путей сообщения разра- ботана конструкция полочного отстойника вертикального типа, позволяющая повторно использовать осадок без дополнительных устройств для его возврата в отстойную зону и без разрушения хлопьев осадка. Повторное использование осадка позволяет сократить расход peaгeнтов и улучшить процесс очистки воды за счет более интенсивного хлопьеобразования и их осаждения Использование осадков особенно эффективно в осенне-зимний период работы водоочистных станций, когда температура воды понижается и процесс хлопьеобразования за- медляется, что, в свою очередь, требует увеличения дозы коагулянта. В НИИКВиОВ разработаны водоочистные установки типа «Струя», в ко- торых напорные отстойники оборудованы трубами небольшого диаметра для реализации принципа тонкослойного осаждения. Поскольку продолжительность пребывания воды в тонкослойных отстой- никах по сравнению с обычными очень мала, то следует особое внимание уде- лять равномерному распределению потока воды между тонкослойными эле- ментами, процессам смешения воды с peaгeнтом и созданию условий для про- цесса хлопьеобразования. Если в обычных отстойниках неудовлетворительная работа смесителей или камер хлопьеобразования может в какой-то мере ком- пенсироваться за счет более длительного пребывания воды в отстойнике, то в тонкослойных отстойниках это невозможно. 7.5. Фильтры и контактные осветлители Осмотр фильтров, очистка, замер и восполнение количества песка, а также ремонтные работы производятся в соответствии с установленными правилами ППО и ППР (см. табл. 6.1 и 6.2). Пуск фильтров в эксплуатацию после производства ремонтных работ осу- ществляется следующим образом: фильтр медленно заполняется снизу через промывную систему отстоянной водой с целью вытеснения воздуха из порово- го пространства фильтрующего слоя и исключения нарушения горизонтально- 80 сти (размыва) сухого слоя песка при подаче воды сверху. Когда уровень воды в фильтре будет выше поверхности песка на 200-300 мм, пуск воды снизу пре- кращают и начинают подавать ее сверху через боковой карман до полного за- полнения фильтра. При расчетном уровне воды фильтр оставляют в покое на 20-30 мин; после этого его предварительно промывают со сбросом фильтрата в канализацию. По окончании отмывки загрузки фильтр обеззараживают хлорной водой, содержащей 20-50 мг/л активного хлора. Фильтр включают в работу по- сле 24-часовоrо контакта и окончательной промывки его чистой водой до полу- чения остаточного хлора в промывной воде не более 0,3-0,5 мг/л. Пуск фильт- ров в работу следует производить при скорости фильтрации 2-3 м/ч с постепен- ным увеличением до расчетной (в течение не менее 15 мин). При загрузке двухслойных фильтров с верхним слоем из антрацитовой крошки работы осуществляются в два этапа. Сначала фильтр загружается толь- ко гравием и песком и эксплуатируется в течение месяца для гидравлической классификации (во время промывок) зерен песка. За это время с поверхности фильтра удаляется мелкий песок (фракция меньше 0,5-0,6 мм). Лишь после того как ситовый анализ верхнего слоя песка покажет почти полное отсутствие ме- лочи, приступают к загрузке фильтра антрацитовой крошкой. Для этого фильтр заливают водой на 0,4-0,5 м выше поверхности песка; после этого антрацито- вую крошку засыпают равномерно в воду и выдерживают в течение 3-4 ч для выделения воздуха из пор антрацита. Затем отмывают загрузку от угольной пы- ли, постепенно увеличивая интенсивность промывки (первые 2-3 мин интен- сивность должна быть не более 7- 8 л/сּм 2 ). В дальнейшем фильтры и контакт- ные осветлители (КО) тщательно промывают с расчетной интенсивностью по- дачи воды. Таким образом с поверхности песка или антрацита снимают грязь и мелкие фракции, затем, если необходимо, производят догрузку. Применение фильтров с двухслойной загрузкой позволяет при мутности исходной воды до 50 мг/л (с учетом взвеси, образующейся при введении реа- гентов) осветлять воду, минуя сооружения по ее отстаиванию, т. е. переходить на одноступенчатую схему осветления воды. Коагулирование при этом преду- 81 сматривается непосредственно перед фильтрами. Смешение происходит за счет направленного движения воды в трубопроводе. В качестве фильтрующих материалов, кроме кварцевого или карьерного песка и антрацита, могут использоваться дробленый мрамор, магнетит, керами- ческая крошка, керамзит, горелые породы и другие фильтрующие материалы, отвечающие по определенным параметрам установленным требованиям. К та- ким параметрам относятся: плотность, химическая стойкость, механическая прочность, истираемость, измельчаемость и гранулометрический состав. В ка- честве материала поддерживающих слоев применяются гравий или щебень, ко- торые должны быть устойчивы против измельчения и истирания, химически стойки, содержать частицы известняка в количестве не более 10 %. Для пре- дотвращения сдвига поддерживающих гравийных слоев применяются плиты из беспесчаноrо макропористого бетона или пригрузка верхнего поддерживающе- го слоя (2-4 мм) обратным фильтром толщиной 20-25 см из крупного (16-32 мм) гравия. Также находят применение фильтры без поддерживающих слоев. Доставляемый на станцию фильтрующий материал и гравий необходимо мыть и сортировать сразу же после его доставки. Промытый и отсортирован- ный загрузочный материал должен храниться в закромах или штабелях, защи- щенных от внешнего загрязнения. Подбор фильтрующего материала для одно- слойных и двухслойных фильтров АКХ и КО изложен в «Правилах техниче- ской эксплуатации водопроводов и канализаций», ТУ 401-08-56181 (песок за- полнитель контактных осветлителей с гравийной загрузкой), ТУ 401-08-11980 (гравий - заполнитель контактных осветлителей) и др. Эффективность работы фильтров зависит от состояния распределительных и сборных систем, равномерного распределения промывной воды по площади фильтров, параметров загрузки, наличия воздуха в воде, скорости фильтрова- ния, своевременной и качественной промывки фильтрующей загрузки, распре- деления напора по ее высоте (не допускать вакуума!). При включении фильт- рующих сооружений на промывку необходимо полностью удалять воздух из трубопроводов, подающих промывную воду. Качество промывки контролиру- 82 ется по величине потерь напора промытой загрузки по сравнению с потерями, которые имели место в чистой загрузке (в начальный период эксплуатации). В целях экономии расхода хлора и осветленной воды промывка фильт- рующей загрузки может производиться неочищенной водой, это возможно при мутности исходной воды до 8-10 мг/л и цветности 50-60 град. При промывке водой указанного качества (в зимний период) в фильтрующей загрузке не про- исходит роста остаточных загрязнений ни в виде микроорганизмов, ни в виде минеральных взвесей. По бактериологическим и органолептическим свойствам вода, прошедшая через фильтр, промываемый неочищенной водой, не отлича- ется от воды, прошедшей фильтр, промытый очищенной водой. При эксплуатации медленных фильтров необходимо: вести наблюдение за состоянием биологической пленки и верхнего слоя песка; своевременно уда- лять верхний загрязненный слой; своевременно заготавливать и досыпать песок взамен удаляемого; производить химико-бактериологический контроль за каче- ством обработанной воды; равномерно распределять воду, поступающую на фильтр. Работы по удалению загрязненного песка и досыпке чистого должны быть механизированы. Медленные фильтры чувствительны к содержанию в ос- ветляемой воде планктона. Поэтому при числе клеток 1000-1500 шт в 1 мл вода перед подачей ее на фильтры должна процеживаться через микрофильтры или другие устройства. Во избежание развития фитопланктона на фильтрах жела- тельно исключать попадание света в помещение, где они находятся. 7.6. Обеззараживание воды хлором и эксплуатация основных установок Для обеззараживания воды применяется хлор в газообразном состоянии и в виде соединений (хлорная известь, гипохлориты и др.). Хлорирование питье- вой воды при суточном расходе до 50 кг, как правило, разрешается производить только из баллонов. При расходе хлора больше 50 кг/cут могут использоваться как баллоны, так и бочки-контейнеры заводского изготовления вместимостью 1000 л. Сборный трубопровод от баллонов или бочек подключается к вакуумным хлораторам последовательно через змеевиковый испаритель и баллон грязевик 83 вместимостью 50-70 л с сифонной трубкой. На сборном коллекторе между баллонами (или бочкой) на весах и испари- телем устраивается спираль для свободной работы весов. Принципиальные схемы хлораторных установок без испарителей и с испарителями показаны на рис. 2.1. Испарение жидкого хлора должно производиться только в змеевиковых испарителях, которые представляют собой вертикальные цилиндрические аппара- ты с размещенными внутри змеевиками, по которым проходит жидкий хлор. Установка на хлоропроводах трубчатых испарителей или других емкостей запрещается. Перед подачей хлора в испарители необходимо: проверить подго- товку испарителей для приемки жидкого хлора; убедиться, что хлораторщики и все работающие в хлораторной предупреждены о начале подачи хлора; хлор- ный вентиль на линии подачи хлора в испаритель открывать медленно, созда- вая давление в хлоропроводе не выше 0,4 МПа; подогрев змеевика производить только водой с температурой не более 40-50 °С. На эжекторы хлораторов долж- на бесперебойно подаваться вода под давлением не менее 0,4-0,5, но не более 0,7 МПа. На случай прекращения подачи воды необходимо предусмотреть вто- ричное питание или установку подкачивающего насоса. Отбор воды для других целей из линии эжекторов запрещается. Все линии хлораторной установки при их замене должны выполняться из хлоростойких материалов. Для сухого хлора-газа стойкими материалами явля- ются нержавеющие, легированные, углеродистые (Ст. 3, Ст. 2) и хлористые стали, алюминиевые сплавы, винипласт, эбонит, фаолит, стекло, свинец, медь, паронит (прокладки), асбестографитовая набивка. Хлорная вода обладает большой агрессивной способностью, поэтому коммуникации выполняются главным образом из неметаллических материалов (резина, поливинилхлораце- тат, винипласт, эбонит). Чаще всего хлорная вода транспортируется по резино- вым шлангам диаметром 25-31 мм. |