2.3. Хранение, приготовление растворов и дозирование реагентов

 

2.3.1. Общие сведения

 

Комплекс устройств, сооружений, оборудования для складирования, хранения, приготовления растворов и дозирования реагентов называют обычно реагентным хозяйством водоочистной станции.

Реагенты на станцию поставляются в сухом виде (порошки, гранулы кусковые материалы), в виде раствора или сжиженного газа (хлор, аммиак, кислород).

Реагенты в твердом виде доставляются навалом, в мешках или в мягких контейнерах. Растворы доставляются крепостью до 30 % в автомобильных или железнодорожных цистернах. Сжиженные газы транспортируются в специальных баллонах или контейнерах.

Обычно реагенты вводятся в обрабатываемую воду в виде растворов, поэтому сухие вещества перед использованием следует растворять.

Порошкообразные, хорошо растворимые реагенты,  вводят в воду в их естественном сухом виде с помощью специальных дозаторов.

Способ хранения и использования реагентов зависит от их агрегатного состояния, условий поставки с заводов-изготовителей и расхода вещества.

При небольших расходах реагентов их хранят на складе в сухом виде, навалом или в заводской таре. В этом случае периодически готовят рабочие растворы. Приготовление растворов при сухом хранении достаточно трудоемко и сопровождается выделением вредностей в воздух цеха.

Широкое распространение получил способ мокрого хранения реагентов. В этом случае на водоочистной станции предусматривают специальные резервуары, в которых расчетный запас коагулянта, доставляемого с завода-изготовителя, хранится в виде концентрированного раствора. В процессе эксплуатации этот раствор подается в расходные баки, где доводится до рабочей концентрации, и затем дозируется в обрабатываемую воду.

На станции должен храниться запас реагентов на срок не менее 15 суток. В расчетах обычно принимается месячный запас.

2.3.2. Отделение приготовления коагулянта

Наиболее распространенные схемы приготовления коагулянта приведены на рис. 1.

По схеме 1, а коагулянт на станцию доставляется автотранспортом и хранится на складе 6 в транспортной таре. При хранении реагентов в таре высота штабеля обычно от 1,5 до 3 м. По мере надобности коагулянт со склада перемещают в растворные баки, где он растворяется водой до концентрации 15–24 %. В случае использования кускового коагулянта растворные баки должны быть снабжены колосниковой решеткой, на которой размещается кусковой материал.

Для ускорения процесса растворения коагулянта производится барботаж воздухом с помощью дырчатых труб, расположенных под колосниковой решеткой. По мере растворения коагулянта находившиеся в кусках примеси (шлам) через отверстия колосниковой решетки опускаются на дно растворного бака. Днища баков устраиваются с наклоном к горизонту под углом 45⁰. Для выпуска шлама служит трубопровод d = 150 мм.

После отстаивания раствор коагулянта перекачивают насосом 2 в расходные баки 3, где разбавляют водой до концентрации 4–10 % и подают в очищаемую воду насосом-дозатором 4.

Днища расходных баков также должны иметь уклон к сбросному трубопроводу, диаметр которого d = 100 мм.

Для перегрузки коагулянта от транспорта на склад и далее к растворному баку в цехе предусматривается грузоподъемный механизм 5.

Время полного цикла приготовления раствора коагулянта (загрузка, растворение, отстаивание, перекачка, при необходимости чистка поддона) следует принимать 10–12 ч. Количество растворных баков надлежит назначать с учетом объема разовой поставки, способов доставки и разгрузки коагулянта, его вида, а также времени его растворения и должно быть не менее трех. Количество расходных баков должно быть не менее двух.

Отделение приготовления коагулянта с мокрым хранением приведено на рис. 1, б. Здесь вся масса коагулянта, рассчитанная на нормативный срок хранения, выгружается в растворные баки-хранилища 1, и коагулянт хранится в виде раствора. Растворение коагулянта производится только при его доставке 1–2 раза в месяц, поэтому при приготовлении реагента создаются лучшие условия труда.

Дальнейшее приготовление рабочего раствора и его дозирование аналогично приведенному на рис. 1, а.

Рис. 1. Цех реагентов. Отделение приготовления коагулянта: а – с сухим хранением; б – с мокрым хранением; 1 – растворный бак; 2 – насос перекачки раствора в расходный бак; 3 – расходный бак коагулянта; 4 – насос-дозатор; 5 – грузоподъемный механизм; 6 – склад

 

При сухом хранении коагулянта площадь склада F, м², находится по формуле

,                                           (6)

где Т – период хранения реагента, сут;  – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на проходы, равный 1,15;  – объемная масса реагента, кг/м3; h – высота штабеля реагента, м.

Вместимость каждого растворного бака:

,                              (7)

где Т_раств – время полного цикла приготовления раствора, ч; _раств – объемная масса раствора, равная около 1000 кг/м3;  b_раств – концентрация коагулянта в растворном баке в активном продукте, %.

Емкость каждого расходного бака определяется по формуле

,                                        (8)

где b_расх – концентрация раствора в расходных баках, равная 4–10 %.

Все баки, как правило, выполняются близкой к кубу формы из железобетона со стенками толщиной 100–200 мм, покрытыми кислотоупорными материалами. 

При мокром хранении коагулянта в растворных баках с получением в них концентрированного раствора (15–20 %) в зависимости от конструкции баков и крепости раствора реагента объем баков следует определять из расчета 1,9–2,5 м³ на 1 т товарного коагулянта.

Общая емкость растворных баков должна быть увязана с объемом разовой поставки реагента. Количество растворных баков должно быть не менее трех.

Число расходных баков при этой технологии также должно быть не менее двух, вместимость каждого расходного бака

,                                    (9)

где Т_расх – время, на которое предусматривается запас рабочего раствора реагента, равное обычно 12–24 ч; _расх – объемная масса раствора, равная 1000 кг/м³; b_расх – концентрация рабочего раствора коагулянта в баке по активному продукту, равная 4–10 %.