Реферат
КОНТАКТНЫЕ ОСВЕТЛИТЕЛИ/>
Принцип работыконтактных осветлителей
Контактные осветлителипредставляют собой разновидность фильтровальных аппаратов, работающих попринципу фильтрования воды в направлении убывающей крупности зерен через слойзагрузки большой толщины, который реализуется применением восходящегофильтрования, снизу вверх. Обрабатываемая вода через распределительную систему,уложенную на дне сооружения, вводится в нижние гравийные слои (вариант) и затемфильтруется последовательно через слои загрузки, крупность зерен которыхпостепенно уменьшается.
При этом основная масса примесей воды задерживаетсяв нижних крупнозернистых слоях, характеризующихся большой грязеемкостью, чтоуменьшает темп прироста потери напора. Снижение темпа прироста потери напора иувеличение продолжительности защитного действия загрузки вследствие большойвысоты слоя позволяют очищать на контактных осветлителях воду с содержаниемвзвеси, значительно превышающим обычно допустимое для скорых фильтров. Скорыефильтры могут работать нормально, если содержание взвеси в поступающей нафильтры воде составляет 5… 15 мг/л. Контактные же осветлители, как показалапрактика, работают нормально при содержании взвеси в очищаемой воде до 120 мг/ли ее цветности до 120 град.
При водообработке на контактных осветлителяхкоагулянт вводят в воду непосредственно перед ее поступлением в загрузкуосветлителей, процесс коагуляции происходит в ее толще.
За короткий промежуток времени от момента введениякоагулянта до начала фильтрования в воде могут образовываться лишьмикроагрегаты коагулирующих частиц. Дальнейшая агломерация примесей происходитне в свободном объеме воды, а на зернах загрузки контактных осветлителей;частицы адсорбируются на поверхности зерен, образуя отложения характерной длягеля сетчатой структуры. Такой процесс является контактной коагуляцией, чтообусловливается контактом воды, содержащей коагулированные примеси, споверхностью зерен контактной массы.
Как показали исследования и практика эксплуатации,процесс контактной коагуляции идет с большей полнотой и во много раз быстрее,чем при обычной коагуляции в объеме. Доза коагулянта для контактной коагуляции,как правило, меньше, чем доза, необходимая для коагулирования примесей всвободном объеме. Для протекания процесса контактной коагуляции необходимоввести в воду такую дозу коагулянта, при которой частицы примесей теряют своюагрегативную устойчивость в отношении прилипания к поверхности зерен контактноймассы. Такие дозы обычно недостаточны для того, чтобы обеспечить быстроехлопьеобразование в свободном объеме с получением тяжелых, хорошо декантирующиххлопьев. Кроме того, при контактной коагуляции на процесс почти не влияюттемпература воды, ее анионный состав, наличие грубодисперсных взвесей и еещелочность.
Отпадает необходимость в перемешивании воды дляобеспечения протекания ортокинетической фазы коагулирования примесей.
Однако, быстрота смешения и равномерностьраспределения коагулянта в обрабатываемой воде, как показали исследования Е. И.Апельциной, Е. Ю. Рождественской, имеют решающее значение.
Благодаря этим преимуществам в условиях обработкималомутных вод контактные осветлители весьма удачно заменяют обычнуюдвухступенчатую очистку воды, обеспечивая высокий эффект осветления иобесцвечивания при одновременном удешевлении стоимости строительства иэксплуатации очистных сооружений.
На водоочистных комплексах с контактнымиосветлителями необходимо предусматривать барабанные фильтры и входную камерудля воздухоотделения и смешения реагентов с водой.
Объем камеры рассчитывают на пятиминутное пребываниев ней воды и секционируют на два отделения. Скорость движения воды в камерепринимают 5 мм/с. Микрофильтры или барабанные сита располагают обычно надвходной камерой.
Устройство и расчетконтактных осветлителей
Контактные осветлители рекомендуется использоватьбез поддерживающих слоев при промывке водой и с поддерживающими слоями приводовоздушной промывке.
Контактный осветлитель КО-1представляет собой резервуар, заполненный загрузкой из песка и гравия (рис.13.1). Песок не должен
/>
Рис. 13.1. Контактные осветлители КО-1 (а) и КО-3(б).
13,9 _ подача и отвод промывной воды; 2, 7 — нижнееи верхнее отделения центрального канала; 3 — водораспределительная система; 10— слой гравия; 4 — слой песка; 5 — водосборный желоб; 8, 1 — отвод фильтрата иподача исходной воды; 11 — воздухораспределительная система; 12 — подачавоздуха на промывку; 16 — струенаправлякдций выступ; 14 — боковой карман; 15 —пескоулавливающий желоб содержать фракции крупнее 2 мм и меньше40,8 мм.
Средний диаметр зерен песка 0,9… 1,1 мм,
Таблица13.1Крупность зерен, мм Высота слоев, м, в контактном осветлителе безгравийном гравийном 40..20 — 0,2… 0,25 20… 10 — 0,1… 0,15 10..5 — 0,15… 0,2 5..2 0,5… 0,6 0,3… 0,4 2..1,2 1,0… 1,2 1,2… 1,3 1,2...0,7 0,8… 1,0 0,8… 1,0
Расчетную скорость фильтрования для контактныхосветлителей КО-1 принимают 4,0… 5,5 м/ч (большие значения при форсированномрежиме). Очищаемую воду, предварительно смешанную с коагулянтом, подают взагрузку с помощью распределительной системы дырчатых труб, уложенной на дне вслое мелкого гравия. Распределительная система служит и для подачи промывнойводы. Промывку с интенсивностью 15… ...18 л/(с*м2) в течение 7…8 мин производят так же, как и обычных скорых фильтров. Осветленная вода, как ипромывная, отводится с помощью желобов, расположенных над песком.
Важным конструктивным элементомконтактных осветлителей являетсяраспределительная система, котораядолжна обеспечить равномерное распределение промывной воды по всей площадисооружения. В безгравийных контактных осветлителях (КО-1), промываемых водой,должны устраивать безгравийную трубчатую распределительную систему сприваренными вдоль дырчатых труб боковыми шторками (рис. 13.2), между которымиприваривают поперечные перегородки, разделяющие подтрубное пространство наячейки.
Работа распределительной системы в контактныхосветлителях осложняется тем, что она служит также и для подач неочищенной водыи поэтому отверстия в трубках могут засоряться. В связи с этимраспределительная система должна быть доступна для прочистки. Это требованиевыполняется при устройстве магистрали распределительной системы в видежелезобетонного канала достаточно большого сечения, чтобы в него мог проникнутьчеловек. Магистральный канал располагается в центре контактного осветлителя иливдоль его передней стенки (см. рис. 13.1). Все другие расчетные иконструктивные требования к распределительной системе такие же, как и дляфильтров.
/>
Рис.13.2. Безгравийная трубчатая распределительная система.
1 — водораспределительные трубы;2 —проходные отверстия;3 — поперечные перегородки;4 — боковыешторки; 5 — воздухораспределительная труба
В контактных осветлителях с поддерживающими слоямии водовоздушной промывкой следует применять трубчатые распределительные системыдля подачи воды и воздуха исистему горизонтального отвода промывной воды.
В контактных осветлителях без поддерживающих слоевотверстия в дырчатых трубах должны быть расположены в два ряда в шахматномпорядке в нижней части и направлены вниз. Диаметр отверстий 10… 12 мм,расстояние между осями в ряду 150… 200 мм. Распределительную систему надлежитпроектировать в соответствии с рекомендациями СНиПа.
В контактных осветлителях без поддерживающих слоевсбор промывной воды производят желобами согласно СНиПу. Над кромками желобовпредусматривают пластины с треугольными вырезами высотой и шириной по 50… 60мм, расстояниями между их осями 100… 150 мм.
Для промывки следует применять очищенную воду.Допускается использование неочищенной воды при ее мутности неболее 10 мг/л,коли-индексе — до 1000 ед/л с предварительной обработкой воды на барабанныхсетках (или микрофильтрах) и обеззараживании. При этом должен быть предусмотренразрыв струи перед подачей воды в емкость для хранения промывной воды.Непосредственная подача воды на промывку из. трубопроводов и резервуаровфильтрованной воды не допускается.
Водовоздушную промывку контактных осветлителейследует' осуществлять со следующим режимом: взрыхление загрузки воздухоминтенсивностью 18… 20 л/(с-м2) в течение 1… 2 мин; совместнаяводовоздушная промывка при подаче воздуха 18.....20 л/(с*м2) и воды3...3,5 л/(с-м2) при продолжительности 6… 7 мин; дополнительнаяпромывка водой с интенсивностью- 6… 7 л/(с*м2) продолжительностью5… 7 мин.
Продолжительность сброса первого фильтрата припромывке очищенной водой 5… 10, неочищенной — 10… 15 мин.
В контактных осветлителях, в отличие от скорыхфильтров,, слой воды над загрузкой осветленный, так как вода ужепрофильтровалась через загрузку. Следовательно, зеркало осветленной воды вконтактных осветлителях открыто. Для предотвращения вторичного загрязнения водыоно должно быть изолировано от помещения обслуживания осветлителей. Для этогоосветлители группами или каждый в отдельности отделяют от коридора управленияостекленными перегородками высотой не менее 2,5 м. Благодаря остеклению можно вестипростые визуальные наблюдения за качеством осветляемой воды.
Контактные осветлители типа КО-1 с безгравийнойзагрузкой следует применять для вод с умеренной цветностью и мутностью принебольшом содержании планктона, в остальных случаях —контактные осветлителитипа КО-3 (рис. 13.1, б) с гравийно-песчаной загрузкой.
В контактных осветлителях типа КО-3предусматривают две- трубчатые распределительные системы: одна для подачи воды,другая — воздуха. Воздухораспределительная системасостоит из дырчатыхполиэтиленовых труб, располагаемых у дна сооружения точно посередине междураспределительными трубами для воды. В контактных осветлителях типа КО-3применяют систему горизонтального отвода промывной воды, основными элементамикоторой являются пескоулавливающий желоб и струенаправляющий выступ (см. рис.13.1, б).
Работа и промывка контактного осветлителя типа КО-3осуществляется по следующей схеме. Во время работы обрабатываемая вода,смешанная с реагентами, подается в нижнее отделение бокового кармана и далее пораспределительной системе поступает в загрузку. Фильтрат собирается внадзагрузочном объеме и через водослив пескоулавливающего желоба поступает вверхнее отделение бокового кармана, откуда по трубопроводу отводится в сборныйколлектор очищенной воды.
В начале промывки загрузка продувается воздухом дляпредварительного разрушения загрязнений и выравнивания гидравлическогосопротивления загрузки по площади сооружения. Затем в результате одновременнойподачи воды и воздуха загрязнения полностью разрушаются и перемещаются кверху,выходя на поверхность загрузки, и далее в верхнее отделение бокового кармана иза пределы аппарата. По окончании совместной водовоздушной промывки подачавоздуха в загрузку прекращается и производится дополнительная промывка загрузкиводой. Таким образом, в конце промывки из загрузки удаляется оставшийся в нейвоздух, она несколько разрыхляется и восстанавливается ее первоначальнаяпористость. По окончании промывки производится сброс первого фильтрата, а затемвновь начинается фильтроцикл.
Удаление загрязнений при промывке осуществляется спомощью системы горизонтального (низкого) отвода воды. Промывная вода изнадгрузочного объема, двигаясь горизонтальным потоком, проходит черезпескоулавливающий желоб и сливается в верхнее отделение бокового кармана идалее в водосток. Необходимая скорость горизонтального потока в начальномсечении создается за счет его стеснения струенаправляющим выступом (см. рис.13.1, б). Выносимые потоком отдельные зерна загрузки оседают на стенках желоба ичерез щель между стенками попадают обратно в загрузку.
фильтрование вода контактный осветитель
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев Л.С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.
2. Алферова Л.А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий,комплексов и районов. М., 1984.
3. Аюкаев Р. И.,Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очисткиводы. Л., 1985.
4. Вейцер Ю. М.,Мииц Д. М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.
5. Егоров А. И.Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М.,1984.
6. Журба М. Г.Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.