ТЕМА
ПРОЕКТИРОВАНИЕВОДООЧИСТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Основы выборатехнологической схемы, сооружений/>и реагентов
Полный расход воды,поступающей на комплекс водоподготовки Qn,определяютс учетом расхода воды на его собственные нужды (приготовление пульпы, растворови суспензий реагентов, продувка осветлителей или отстойников, удаление пены изфлотаторов, промывка фильтровальных сооружений и резервуаров фильтрованной водыи др.) и дополнительного расхода воды на восполнение противопожарного запаса Qnon.Следовательно,полный расход воды, поступающей на водоочистной комплекс, будет равен
/> (18.1)
где α —коэффициент, с помощью которого определяют расход воды на собственные нуждыкомплекса (для комплексов осветления и обесцвечивания, обезжелезивания,сорбционного обесфторивания при обороте промывной воды— 1,03… 1,04; безповторного использования — 1,1… 1,14; для установок умягчения воды — 1,2…1,3).
Дополнительный расходводы на восполнение противопожарного запаса равен
/> (18.2)
где п — числоодновременных пожаров; qnom—норма расхода воды при пожаре по СНиПу, л/с; Тпот=3 — расчетнаяпродолжительность пожара, ч; Твос — период восстановления пожарногозапаса, ч (для городов и предприятий категории А, Б, В — 24 ч, для предприятийкатегорий Г, Д — 36 ч, для сельских населенных пунктов — 72 ч).
Водоочистные комплексыдолжны быть рассчитаны на равномерную работу в течение суток максимальноговодопотребления, при этом следует предусмотреть необходимость отключенияотдельных сооружений на текущий ремонт, осмотр и т. п. Для водоочистныхкомплексов производительностью до 5 тыс. м3/сут допускаетсяорганизация работы в течение части суток.
При проектированииводоочистных комплексов их коммуникации необходимо рассчитыватьна возможность пропуска расхода воды на 30% больше расчетного, руководствуясьсоображениями, интенсификации или реконструкции водоочистных сооружений.
Состав водоочистныхсооружений зависит от качества воды в источнике водоснабжения,требований, предъявляемых к обработанной воде, которые обусловлены регламентамипотребителя, и от производительности установки. При подготовке воды питьевогокачества состав водоочистных сооружений назначается по СНиПу, а при подготовкеводы для технологических нужд — в соответствии с требованиями технологии.Рассмотренные ранее технологические схемы составлены, исходя из оптимальныхрежимов эксплуатации отдельных водоочистных сооружений и с учетомтехнико-экономических показателей их работы. Так, сооружения предварительнойобработки воды (отстойники, осветлители со взвешенным осадком, флотаторы и др.)должны осветлять воду до 4—12 мг/л и снижать ее цветность до 25—30 град. Приэтом продолжительность работы между выпусками осадка должна быть не менее 12 чдля горизонтального отстойника, 6 ч — для вертикального отстойника, 3 ч — дляосветлителя со взвешенным осадком.
Если мутностьобрабатываемой воды больше 1,5 г/л, то необходимо предусматривать сооруженияпредварительного безреагентного осветления, выбор которых обусловлен характеромвзвеси и производительностью водоочистного комплекса. Обычно для этой целииспользуют горизонтальные или радиальные отстойники, осветлители — водозаборы игидроциклоны.
Более сложным иответственным является обоснование выбора конструкций отдельных технологическихсооружений. Например, при проектировании установок с осветлителями со взвешеннымосадком или с контактными осветлителями предпочтение следует отдаватьвертикальным смесителям, которые обеспечивают не только требуемое смешениереагентов с водой, но и воздухоудаление, что является необходимым условием длянадежной работы указанных аппаратов.
При необходимостиудаления из воды планктона следует предусматривать микрофильтры или приниматьтехнологию с флотаторами, либо на первой ступени фильтровать воду черезХавающую полимерную загрузку.
В случае дезодорацииводы с использованием угольной пульпы или сильного окислителя в началетехнологического тракта следует устраивать в качестве входного устройстваконтактный резервуар, а при длительном периоде дезодорации — угольные фильтры,располагаемые после осветлительных, предусматривая, если это необходимо, вводозона или хлора в воду перед фильтрами с активным углем.
При коагулированиипримесей воды в условиях низких температур, а также при ее реагентномумягчении, следует использовать железные коагулянты. Для обесцвечивания водырекомендуются алюминиевые коагуляторы (или их смесь с железными), озон иактивированная кремниевая кислота.
Высотная схема ипланировка водоочистных сооружений
На крупных водоочистныхкомплексах обрабатываемая да от сооружения к сооружениюпередается самотеком. Поэтому важно знать взаимное высотное расположение отдельныхэлементов технологической схемы. Это достигается построением высотной схемы(рис. 18.1) продольного профиля по воде в произвольном масштабе, на которомпоказывают все основные и вспомогательные сооружения и аппараты и проставляютотметки уровней воды в каждом сооружении и отметки дна сооружений. Присоставлении высотной схемы необходимо обеспечить условия самотечного движенияводы от контактной камеры или смесителя до резервуара чистой воды при одновременномсоблюдении требований удобства эксплуатации. Для этого прежде всего необходимознать максимально возможные потери напора во всех водоочистных сооруженияхтехнологической схемы, потери напора в коммуникациях между сооружениями ипотери напора в измерительной аппаратуре.
Согласно СНиПувеличины перепадов уровней воды в водоочистных сооружениях и соединительныхкоммуникациях следует рассчитывать, однако для предварительного построениявысотной схемы можно руководствоваться следующими данными потерь напора, м: вконтактной камере — 0,3...0,5; в устройствах ввода реагентов —0,1… 0,3; вмикрофильтрах и барабанных сетках — 0,4… 0,6; в гидравлическом смесителе —0,5… 0,6; в механическом смесителе — 0,1… 0,2; в гидравлической камерехлопьеобразования — 0,4… 0,5; в механической камере (флокуляторе) — 0,1…0,2; в осветлителе со взвешенным осадком-— 0,7… 0,8; в отстойнике — 0,7…0,8; во флотаторе — 0,5… 0,7; в скорых фильтрах — 3,0… 3,5; в медленныхфильтрах — 1,5… 2,0; в контактных осветлителях и префильтрах — 2,0… 2,5; втрубопроводах от резервуара чистой воды до фильтровальных сооружений —1,0...0,5; от \фильтров до осветлителей или отстойников — 0,5… 0,6; от камерыхлопьеобразования до смесителя — 0,3...0,5; от осветлителя со взвешеннымосадком до смесителя 0,3… 0,4; от контактного осветлителя до смесителя иливходной камеры — 0,5...0,7; в измерительной аппаратуре на входе и выходе изводоочистного комплекса — по 0,5; в индикаторах расхода на отстойниках,осветлителях, флотаторах, фильтрах и контактных осветлителях — по 0,2… 0,3.
При проектированиивысотной схемы максимальную отметку уровня воды в резервуаре чистой водыназначают на 0,25… ...0,5 м выше поверхности земли и принимают как исходнуюминимальную. Далее путем последовательного суммирования потерь напораопределяют отметки уровней воды в остальных сооружениях.
Определение потерьнапора в коммуникациях связано с вычислением сечений соединительныхтрубопроводов и каналов между отдельными сооружениями технологической схемы.Для этого используют величины допустимых в них скоростей движения воды, м/с: отНС-1 подъема к смесителю — 1,0… 1,2; от смесителя к камере хлопьеобразованияили осветлителю — 0,6… 1,0; от отстойников или осветлителей со взвешеннымосадком к фильтрам — 0,8… 1,2; от фильтровальных аппаратов к резервуарамчистой воды — 1,2… 1,5; в трубопроводах подачи и отвода промывной воды 1,5…2,0.
Помимо профиля по водепри составлении высотной схемы необходимо определить высоту отдельныхсооружений и отметки их дна по отношению к поверхности земли.При привязке очистных сооружений и проектировании высотной схемы необходимоучитывать рельеф площадки очистных сооружений, глубину залегания грунтовых вод,максимальный уровень воды в водоеме в период паводка, возможность самотечногоотвода сточных вод и осадков с очистных сооружений, условия производствастроительно-монтажных работ и их объем, условия работы насосов насосной станцииII подъема. Отметки днищ «водоочистных сооружений должны назначаться ссоблюдением условия минимального объема земляных и бетонных работ и наиболееблагоприятных условий производства работ.
На высотной схемеводоочистного комплекса должно быть показано реагентное хозяйство, сооруженияпо обороту промывной воды и обработки осадка из сооружений предварительнойочистки, отметки оси промывных насосов или днища бака промывной башни, отметкивакуумнасосов, насосов-дозаторов, кислотных насосов, воздуходувок.
На территорииводоочистных комплексов, т. е. в санитарной зоне строгого режима,помимо основных технологических со-оружений размещают все вспомогательныепомещения (склады реагентов и фильтрующих материалов, мастерские, лаборатории,диспетчерские и др.). Склады реагентов, кроме хлора и аммиака, должнырасполагаться вплотную к реагентному цеху, где находятся аппараты дляприготовления их растворов и суспензии (рис. 18.2). Площадь складов реагентоврассчитывают на хранение 15… 30-дневного запаса в зависимости отпродолжительности паводка и местных условий их доставки.
В зависимости от видареагента и производительности комплекса предусматривают его сухое или мокроехранениев виде концентрированных растворов или продуктов, залитых водой. Хранениереагентов в сухом виде осуществляют в закрытых складах навалом или в таре.Фторсодержащие реагенты и полиакриламид хранят в таре. При этом срок храненияполиакриламида до 6 мес.; не допускается его замораживание, ведущее к потереего активности. Силикат натрия хранят в герметически закупоренных илидеревянных бочках. На крупных водоочистных комплексах раствор коагулянтаконцентрацией 15… 20% хранят в баках-хранилищах без перемешивания. Количествобаков должно быть не менее четырех. При числе баков до десяти следуетпредусматривать один резервный.
При сухом храненииизвести предусматривают дробилки и известегасилки, при мокром хранении —резервуары-хранилища и устройства для отбора, транспортировки теста и егогидравлического или механического перемешивания при приготовлении известковогомолока.
К помещению дляхранения активного угля предъявляют требования пожарной безопасности, относяреагент к категории В. Проектирование складов аммиака и хлора, а также складовдля хранения кислот должно производиться согласно Санитарным правилампроектирования, оборудования и содержания складов для хранения сильнодействующихядовитых веществ.
водоочистнойсооружение компоновка обработка осадок
/>/>
Рис.1 Высотная схемаводоочистного комплекса
1 — подача промывнойводы от фильтров; 2 — песколовка; 3 — гидроэлеватор;4— резервуар-усреднитель промывной воды; 5— насос перекачки промывной воды; б — возврат промывной воды на очистнуюстанцию; 7 — подача осадка от осветлителей; 8— резервуар приема осадка: 9 — установкамедленного перемешивания осадка; 10— площадка обезвоживания осадка; 11— колодец для напуска осадка; 12 — насосперекачки сгущенного осадка; 13 — емкостьсгущенного осадка; 14 — осадкоуплотнитель;15— насосы перекачки сырого осадка; 16— подача исходной воды; 17 — башня промывнойводы;18— вихревой смеситель; 19 осветлитель совзвешенным осадком; 20 — скорый фильтр;21— резервуар чистой воды; 22 — насос II подъема;23— насос подкачки промывной воды; 24 — бочкис хлором; 25 — испаритель;26— хлораторы первичного хлорирования; 27— то же, вторичного; 28 —растворно-храннлищный бак коагулянта; 29— насос перекачки раствора коагулянта; 30— расходный бак коагулянта, 31 — насос-дозаторраствора коагулянта; 32 — мешалкаполиакриламида; 33 — насос для циркуляции и подачи полиакриламида в расходныйбак; 34 — расходный бак раствора полиакриламида; 35 —. насос-дозатор раствораПА
/>
Рис.2. Генеральный планводоочистного комплекса
1 — блок основныхсооружений; 2 — реагентное хозяйство; 3 — котельная: 4- служебный корпус; 5 —башня промывной воды; 6 — хлораторная; 7 — сооружения оборота промывной воды; 8— сооружения обработки, осадка; 9 — резервуар чистой воды; 10 — насоснаястанция II подъема
На крупных водоочистныхкомплексах предусматривают песковое хозяйство для хранения, сортировки,промывки и транспортирования материалов, необходимых для периодической догрузкии перегрузки фильтровальных аппаратов. Определение объема емкостей для храненияфильтрующих материалов и подбор оборудования для их промывки и рассевапроизводят из расчета 10% ежегодного пополнения фильтрующей загрузки и дополнительногоаварийного запаса на перегрузку одного фильтра при их общем количестве додвадцати. Загрузку фильтрующим материалом следует производить с помощьюПесковых или водоструйных насосов при скорости движения пульпы 1,2…2 м/с.
Для надежной организацииработы водоочистного комплекса в его составе необходимо предусматриватьлаборатории, мастерские и другие вспомогательные помещения согласно СНиПу.Диспетчерский пункт цеха водоочистки обычно устраивают совмещенным с пунктомуправления насосными станциями I и II подъема.
Принципы компоновкиводоочистных комплексов
Основополагающими прирешении генплана водоочистного комплекса помимо географических, топографическихи геологических условий являются его производительность и состав водоочистныхсооружений. На генплане показывают блок основных водоочистных сооружений,служебный корпус, реагентное хозяйство, башню промывной воды, сооруженияобработки осадка, НС II подъема, хлораторную со складом хлора, резервуарычистой воды, котельную, место песковой площадки (рис. 18.2).
Компактное взаимноерасположение отдельных водоочистных сооружений, вспомогательных помещений иоборудования на генплане комплекса должно предусматривать минимальныекапиталовложения в строительство, обеспечивать максимальные удобства и экономичностьэксплуатации, минимальную протяженность трубопроводов и дорожных покрытий междуними, удобство производства ремонтных работ, надежность и бесперебойностьработы комплекса, возможность планомерного расширения при ростеводопотребления.
На рациональное решениегенерального плана водоочистного комплекса доминирующее влияние оказываетрельеф местности. Так, в целях уменьшения объема земляныхработ по выемке грунта и обсыпке отдельных сооружений рекомендуется располагатьв повышенных местах сооружения с высокими отметками заложения фундамента, а смалыми — в пониженных. Все основные и вспомогательные сооружения желательнорасполагать в виде единого комплекса (рис. 18.3), образуемого трех-, двух-, иодноэтажными зданиями. Для малых водопроводов компактность расположенияводоочистных сооружений и оборудования достигается их размещением на одномучастке, а иногда и в одном здании с насосными станциями I и II подъема.Однако, подобные решения не должны быть в ущерб удобств эксплуатации, монтажаоборудования и планового расширения. При компоновке сооружений большойпроизводительности (более 100 тыс. м3/сут) предусматривают отдельныездания для реагентного хозяйства входных устройств, сооружений предварительнойобработки воды и фильтров и т. п. с разрывами между ними порядка 20 м,соединяемых галереями с основным зданием.
Для двухступенчатойочистки воды при производительности комплекса до 50 тыс. м3/сут всеего сооружения возводятся в одну очередь. При подаче до 5 тыс. м3/сутосновные сооружения, реагентное хозяйство, служебные помещения и НС II подъемаразмещают в одном блоке. При производительности 5… 8 тыс. м3/сутконтактные камеры и мирофильтры выносят в отдельные блоки, соединяемыепроходной галереей с блоком основных сооружений. При подаче 8… 12,5 тыс. м3/сутвозможны аналогичные решения. Для производительности 12,5… 20 тыс. м3/суттакже предусмотрено отдельное расположение контактной камеры и микрофильтров.При необходимости иметь в составе технологической схемы одновременно и входныекамеры и микрофильтры их располагают в два этажа в одном блоке. Те же решениядля подачи 20… 32 тыс. м3/сут.
Во всех рассмотренныхслучаях хлораторная совмещена со складом и находится в отдельно стоящем здании;сооружения оборота промывной воды и сооружения обработки осадка размещены впониженной части территории: промывка фильтров от промывной башни.
При производительности50 тыс. м3/сут и более служебные помещения и реагентное хозяйстворазмещают в самостоятельных корпусах, соединяемых гелереями с основным корпусомводоочистных сооружений. Сооружения оборота промывной воды и сооруженияобработки осадка отстойников (осветлителей) располагают по одну сторону р.ч. в.в непосредственной близости друг от друга. Отвод промывных вод и осадкаобеспечиваются самотеком. Для комплексов подобной производительности микрофильтрыили контактные камеры располагают в блоке входных устройств, отстойников(осветлителей) и фильтров рядом со смесителями и камерами хлопьеобразования.
В составе сооруженийповторного использования промывной воды помимо резервуара-усреднителяпредусматривается песколовка и насосы возврата осветленной воды и перекачкиосадка.
В составе сооруженийобработки осадка — осветлителей (отстойников) предусмотрены резервуар приемаосадка, осадкоуплотнитель с устройством медленного перемешивания, емкостьсгущенного осадка и его механического обезвоживания, насосное отделение.
При проектировании илипривязке одноступечатых схем решение генплана носит более лаконичный характер,однако, ему присущи все те принципы, о которых говорилось ранее.
Сооружение открытыхотстойников и осветлителей вне зданий возможно в климатических регионах, гдетолщина образующегося на поверхности воды зимой льда не превышает 75 мм.Расположение вне зданий осветлительных и катионитовых фильтров допускается приусловии, что в течение фильтроцикла на поверхности воды образуется слой льдатолщиной не более 15 мм. Галереи трубопроводов необходимо утеплять. Открытыесооружения возможно применять при кондиционировании подземных вод стемпературой не ниже +5°С, если средняя температура воздуха не ниже —5°С инаиболее холодной пятидневки не ниже —17 °С.
На генеральный планводоочистного комплекса наносят все технологические, обслуживающие и подсобныесооружения, перечисленные выше, и кроме того, понизительную электроподстанцию,материальный склад, песковое хозяйство, котельную, мастерские, проходную.Хлораторную, совмещенную со складом хлора, размещают в наиболее низкой частитерритории водоочистного комплекса на расстоянии не менее 30 м от зданий. Еслисооружения размещены в здании, то на генплане показывается само здание спримыкающими к нему коммуникациями. Территории, где размещены водоочистныесооружения, ограждается с соблюдением требований СНиПа.
Надежность работыводоочистного комплекса обеспечивается дублированием отдельныхтехнологических сооружений и устройством обводных линий, позволяющих отключатьто или иное сооружение или блок, пропуская воду в обход. При этом дляводоочистных комплексов с подачей 10 тыс. м3/сут возможно отключениеполовины технологических сооружений, а для комплексов большей мощности — дочетверти. Кроме того, необходимо предусматривать обводную линию от НС I подъеманепосредственно в резервуары чистой воды.
На генплане должны бытьпоказаныс указанием диаметров трубопроводы исходной и фильтрованной воды; трубопроводыподачи, отвода и оборота промывной воды; промышленная и хозяйственно-бытоваяканализация, хозяйственно-противопожарный водопровод, отводной трубопровод,теплосеть, кабели и другие коммуникации.
/>
Рис. 18.3. Компоновкаводоочистных сооружений.
1 — осветлители совзвешенным осадком; 2 — смеситель; 3 — скорые фильтры; 4 — расходные бакикоагулянта; 5 — растворные баки-хранилища коагулянта; 6 — насосы-дозаторы ивоздуходувки; 7 — подача чистой воды потребителю; 8 — мастерские; 9 — насоснаястанция II подъема; М — бытовые помещения; 11 — всасывающие трубопроводы изрезервуаров чистой воды; 12 —• отвод чистой воды в резервуаре; 13 — сбрососадка из осветлителей; 14 — сброс промывной воды от фильтров; 15 — подачаисходной воды
При решении генпланаводоочистного комплекса необходимо предусматривать возможность его расширенияна расчетный период. С этой целью на генплане предусматривают площадку,обозначаемую пунктиром, при этом трассировка трубопроводов первой очередидолжна непременно учитывать последующее расширение. Стороны здания, внаправлении которых будет производиться пристройка при расширении комплекса, недолжны загромождаться постройками постоянного типа, подземными сооружениями икоммуникациями. Каналы и трубы обвязки сооружений должны быть рассчитаны сзапасом на возможность пропуска воды после реконструкции отдельных водоочистныхсооружений или целых блоков.
При проектированиигенерального плана водоочистного комплекса необходимо предусматриватьминимальную протяженность путей перемещения реагентов; максимально возможнуюмеханизацию погрузочно-разгрузочных работ и смены загрузки фильтровальныхаппаратов; маневренность эксплуатации как отдельных технологических сооружений,так и целых блоков.
Планировка территориикомплекса должна обеспечивать отвод атмосферных осадков от всех технологическихсооружений, отдельных; зданий и с площадки последних. На территории комплексапомимо дорог предусматривают устройство тротуаров и озеленение.
При решении компоновкиблока основных сооружений преследуют цель логической последовательностипередачи воды от сооружения к сооружению при минимальной протяженностикоммуникации, учитывая возможность интенсификации работы отдельных сооруженийили расширения комплекса.
Использованиетехнологии обработки воды в осветлителях со слоем взвешенного осадка наводоочистных комплексах производительностью до 50 тыс. м3/сутпозволяет разместить в одном здании все основные технологические сооружения,реагентное хозяйство, входные устройства (вариант) и НС II подъема. При этомсмесители, осветлители и фильтры выделены в отдельный зал. При большейпроизводительности водоочистного комплекса служебные помещения выносятся вдвухэтажное отдельное здание, входные устройства стыкуют с основнымисооружениями или размещают в отдельно стоящем здании реагентного хозяйства. Вэтом случае в состав реагентного цеха включают отделения коагулирования,флокулирования, фторирования и могут быть еще отделения углевания,известкования и др. Для удобства эксплуатации служебный корпус и реагентный цехпроходными галереями соединяются с блоком основных сооружений.
При решении компоновкиводоочистных комплексов по одноступенчатой схеме с контактными осветлителямипри производительности до 50 тыс. м3/сут входные устройства(микрофильтры, контактные камеры) размещают в отдельном здании, а реагентноехозяйство стыкуют с основными сооружениями, либо входные устройства сочетают среагентным хозяйством и располагают в отдельном блоке. В обоих случаях для НСII подъема предусматривают отдельные здания.
Контактные осветлители,как правило, располагают в два ряда и предусматривают остекленные перегородки,отделяющие зеркало воды в них от остальных помещений. При производительности100 тыс. м3/сут и выше входные устройства и основные сооруженияустраивают в два параллельно работающих блока (по очередям строительства),которые размещают в одном здании.
Повторное использованиепромывной воды и обработка осадка на водоочистных комплексах
В целях рациональногоиспользования воды и охраны среды обитания на водоочистных комплексах применяютповторное использование воды после промывки фильтровальных сооружений иобработку осадка от сооружений I ступени очистки и реагентного хозяйства дляего утилизации. Оборот промывной воды особенно эффективен при значительномудалении водоочистных комплексов от водоисточников или при большой разницеотметок между ними.
Возможны две схемыоборота промывной воды. При двухступенчатой очистке: промывныеводы от фильтров, пройдя песколовку, поступают в резервуар-усреднитель, а изнего без отстаивания или после него равномерно передаются в головной узелочистных сооружений. При очистке воды только фильтрованием промывные воды черезпесколовку поступают в отстойники периодического действия; время отстаивания 1ч, дозы полиакриламида 0,08...0,16 мг/л (меньшие дозы при обработке цветныхмаломутных вод). При отсутствии предварительного хлорирования оборотныепромывные воды необходимо обеззараживать хлором дозой 2… 4 мг/л.
В технологии обработкипромывных вод и осадка предусматривают следующие основныесооружения: резервуары, отстойники, сгустители, накопители или площадкизамораживания и подсушивания осадка. Перспективно механическое обезвоживание ирегенерация коагулянта из осадка.
На установкахобезжелезивания воды промывные воды после фильтровподвергают отстаиванию в течение не менее 4 ч, а затем осветленную водуиспользуют повторно. Осадок можно использовать для получения охры.
Количество резервуаровпромывных вод принимают не менее двух. Объем каждого из них принимают всоответствии с с графиком поступления и перекачки промывных вод. Отстойникипромывных вод рассчитывают, исходя из тех же соображений. Образующийся осадокпередают в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружениеобезвоживания осадка.
Сгустители с медленныммеханическим перемешиванием используют для ускоренияуплотнения осадка из сооружений ступени очистки воды и из реагентногохозяйства, а также осадка из отстойников промывных вод. Габариты радиальногоотстойника-сгустителя принимают следующие: диаметр — до 18 м, средняя глубина —3,5 м, уклон дна к грязевому приямку 8°, скорость движения конца вращающейсяформы — 0,015… 0,03 м/с. Продолжительность цикла сгущения принимают 5… 10ч.
Накопителипредусматривают для складирования и обезвоживания осадка с удалениемосветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный периодпередачи осадка в накопитель принимают не менее пяти лет. В качественакопителей используют отработавшие карьеры, овраги или спланированные площадкиглубиной не менее 2 м. Число секций накопителя принимают не менее двух,работающих попеременно.
Площадки замораживаниядля обезвоживания осадка устраивают в районах с периодом устойчивого мороза неменее мес. в году с последующим его удалением через 1… 3 года в местаскладирования.
Образующийся приобработке воды осадок подвергают обезвоживанию в естественных или искусственныхусловиях. Большинство водоочистных комплексов направляютобразующиеся осадки на иловые карты или площадки, где они подвергаютсяиспарению и вымораживанию в естественных условиях. В зависимости отгеографического положения очистных сооружений сезонных климатических условийвлажность осадка может уменьшиться с 98,5… 99 до 78… 80%, за период междунаполнением карт. Нагрузка на площадки может быть уменьшена За счетвозврата осветленной части воды на очистные сооружения. Подобнаярециркуляционная система не приносит экономических выгод, так как возврат водыприводит к дополнительным затратам. Однако, ее функционирование оправданонеобходимостью уменьшить загрязнение рек и водоемов.
В большинстве случаевплощадки представляют собой земляные емкости на естественном грунтовомосновании с системой водосливов отстоенной воды и дренажами из труб. Напрактике одну карту заполняют до предела, после чего в течение 2...3 летуменьшается влажность осадка на 60… 70%. При такой влажности осадок погружаютна самосвалы и вывозят на заранее выбранную территорию.
Механическоеобезвоживание осадка технически может быть примененона» очистных комплексах любой производительности. В качестве аппаратовиспользуют центрифуги, вакуум-фильтры и фильтр-прессы (рис. 18.4).Вакуум-фильтры при обезвоживании осадков от очистки маломутных вод сульфатом алюминияне обеспечивают необходимое уменьшение влажности.
/>
Рис 4. Технологическаясхема обработки осадков на камерном фильт-прессе
1— уплотнитель; 2 — дозатор ПАА; 3 — усреднитель-отстойник осадков изотстойников или осветлителей со взвешенным слоем осадка; 4 — Усреднитель-отстойникпромывных вод фильтровальных сооружений; 5 — насос; 6 — сборник осадков; 7 —дозатор флокулянтов и вспомогательных веществ; 8 — промежуточная емкость; 9 —нагревательный элемент; 10 — компрессор; 11 — монжус; 12 —камерныйфильтр-пресс; 13 — транспортер; 14 — бункер; 15 — автосамосвал
Для механическогообезвоживания требуется предварительная подготовка осадка, которая заключаетсяв разрушении гелеобраз- ной структуры гидроксида алюминия. Хороший эффект даетприменение извести. Использование фильтр-пресса считается экономичным дляосадков вод средней цветности и мутности при дозах извести не более 50….70% от массы сухого осадка.
Кислотная обработка осадкадля регенерации сульфата алюминия (рис. 18.5) можеттакже применяться на водоочистных комплексах различной производительности.Кислотную обработку нецелесообразно осуществлять на очистных комплексах,которые обрабатывают высокоцветную воду. В этом случае восстановленныйкоагулянт будет загрязнен растворенными органическими веществами. Не следуеттакже применять кислотную обработку для осадков от очистки высокомутных вод.Осадок от обработки таких вод имеет низкое содержание остаточного гидроксидаалюминия и большой абсолютный объем. Расход 100% кислоты в среднем составляет 3кг на 1 кг оксида алюминия. Применение кислотной обработки имеет такжеограничение и по химическим показателям исходной воды.
/>
Рис. 5. Схема регенерациикоагулянта кислотой
1 — сооруженияпредочистки; 2 — осадок от других сооружений; 3— усреднитель; 4 — бак кислоты;5 — мерник; 6 — реактор; 7 — сборник уплотненного осадка; 8, 10 — отстойник; 9— бак регенеративного раствора коагулянта; 11 — морозильная камера; 12 — отводрегенерированного раствора коагулянта; 13 — вакуум-насос; 14 — транспортер длякэка; 15 — вакуум-фильтр; 16 — сборник фильтрата; 17 — возврат фильтрата вначало технологического тракта; 18 — блок приготовления известкового молока; 19промежуточная емкость; 20 — сборник промывных вод фильтров; 21 — скорые фильтры
Растворенные кислотойтоксические загрязнения из осадка будут переходить в обрабатываемую воду инакапливаться в ней.
Восстановление сульфатаалюминия происходит в три этапа: уплотнение осадка доконцентрации сульфата алюминия не менее 2% (20 г/л); добавление серной кислотыдо кислотности при рН 2...3 и пребывание в растворе для увеличения уплотнения;отделение осадка от сульфата алюминия.
Восстановление сульфатаалюминия до 90% возможно в том случае, если фльтр-прессы способны выдержатьсильно кислые осадки. Для облегчения транспортировки и хранения в конце циклана фильтр-прессы подается известковое молоко. Хороший эффект дают добавкиискусственных органических и неорганических флокулянтов. Считают, что осадоктаким способом можно обезводить до концентрации сухого вещества 40… 45%.
После самых эффективныхв настоящее время способов обезвоживания остается проблема осадков, так как ихвлажность в лучшем случае практически составляет 50%. По мнению В. М.Любарского, лучшим способом остается размещение осадка по территории присоблюдении следующих условий: вода, проникающая в кек, должна испаряться; последождя кек не должен превращаться в суспензию; безвредность веществ»содержащихся в осадке для окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшениекачества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.
Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутыесистемы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М.,1984.
Аюкаев Р. И., Мельцер В. 3. Производствои применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л., 1985.
Вейцер Ю. М., Мииц Д. М.Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.,1984.
Егоров А. И. Гидравлика напорныхтрубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.
Журба М. Г. Очистки воды на зернистыхфильтрах. Львов, 1980.