Низкий отвод промывной воды

Чем меньше расстояние от поверхности загрузки до поверхности воды при промывке, тем эффективнее промывка - меньше потери промывной воды, быстрее удаляются загрязнения. Поэтому при конструировании скорых фильтров стремятся устроить системы низкого отвода промывной воды.

При водовоздушной промывке существует опасность выноса песка из фильтра, поэтому устройству систем отвода промывной воды следует уделить особое внимание.

Н ИИ КВОВ АКХ им. Памфилова предложена система низкого отвода промывной воды при ВВП (рис. 11.13).

Основным элементом системы низкого отвода является пескоулавливающий желоб, размещенный перпендикулярно горизонтальному потоку удаляемой промывной воды. Желоб состоит из водосливной стенки, наклоненной под углом 45⁰ в сторону сборного канала. Перпендикулярно к ней установлена отбойная стенка, нижняя кромка которой не доходит до водосливной стенки, образуя в нижней части пескоулавливающего желоба продольную щель 15-20 мм.

Пузыри воздуха в пескоулавливающий желоб не попадают; основной горизонтальный поток может транспортировать зерна загрузки, "выброшенные" воздушными пузырьками в верхнюю часть потока. Зерна песка, попавшие в желоб, оседают в нем под действием силы тяжести и возвращаются в фильтр через нижнюю щель.

Горизонтальные скорости потока промывной воды в его начале могут быть очень малы и при таких скоростях частицы вымытых из фильтра загрязнений не могут транспортироваться. Для повышения этих скоростей устраивают струенаправляющее устройство или дырчатую трубу, через которую подают дополнительный расход воды. Подача воды в такую трубу следует предусматривать из трубопровода, подающего «сырую» воду на фильтры. Скорость горизонтального потока должна быть не менее 5 мм/с.

Если применить для отвода промывной воды обычную систему желобов, то загрязнения, вымытые из загрузки, могут не дойти до кромки желобов из-за малых вертикальных скоростей, т.к. интенсивность подачи воды при ВВП ниже, чем при водяной промывке. В этом случае они образуют в начале фильтроцикла пленку, что ухудшает работу фильтров.

Длина горизонтального потока промывной воды должна быть не слишком велика (обычно до 6 м) - в противном случае высота желоба получится слишком большой и отвод не будет низким. Для уменьшения длины потока промывной воды в больших фильтрах Деснянской водопроводной станции г. Киев, фильтры разделены на 3 отсека, между которыми находятся сборные каналы. Здесь пескоулавливающие желоба не предусмотрены (конструкция фирмы "Дегремон").

В некоторых проектах для возврата песка, попадающего в промывную воду, предусмотрены песколовки.

Для интенсификации работы скорых водоочистных фильтров на кафедре водоснабжения ОГАСА разработаны несколько конструкций отводных систем из пористых материалов. Эти конструкции рассмотрены в курсе «Интенсификация сооружений водопроводно-канализационного хозяйства».

25. Медленные фильтры. Принцип работы. Загрузка, регенерация. Медленные фильтры

Безреагентная очистка воды на медленных фильтрах является самым старым методом фильтрования - она применяется с 1828 г. С появлением скорых фильтров работающих с предварительным коагулированием, медленные фильтры стали постепенно вытесняться. Объясня­ется это, главным образом, значительно большими скоростями филь­трования на скорых фильтрах (примерно в 50 раз), а потому меньшими потребными площадями, а также трудоемкостью эксплуатации медленных фильтров. С начала XX века и площади и рабочая сила стали значи­тельно дефицитней.

Тем ни менее во многих странах медленные фильтры широко используются на городских водопроводах. Самая крупная в мире станция с медленными фильтрами Ашфордская станция Лондонского водопровода - имеет производительность 600-700 тыс./м³ в сутки. Во Франции и США производительность станции с медленными фильтрами составляет примерно по 2 млн. м³/сут. Медленные фильтры применяют на некото­рых водопроводах Африканских стран (Суэц, Порт-Саид, Исмаилия и др.). На некоторых водопроводах параллельно со скорыми эксплуати­руются и медленные фильтры. К числу этих водопроводов относится и Одесский водопровод в Беляевке, построенный в 1873г.

Вначале на этом водопроводе были только медленные фильтры; в настоящее время кроме медленных фильтров имеются 65 скорых филь­тров. Сейчас на станции "Днестр" 15 медленных фильтров площадью от 2 до 4,5 тыс. м² каждый. Вода на станцию поступает из реки Днестр по каналу-отстойнику, где происходит осаждение крупной взвези. Мутность воды после канала-отстойника обычно не превышает 50 мг/л. Общая производительность станции сейчас 700-950 тыс. м³ в сутки. Возможная суммарная производительность медленных фильтров- 50 тыс. м3/сут, что составляет примерно 6% общей производительности. В связи с этим медленные фильтры в Одессе сейчас не используются.

В довоенный период среди специалистов по водоснабжению преобладало мнение о том, что медленные фильтры потеряли свое практическое значение. Однако в 50-х годах интерес к безреагентной очистке воды снова усилился. Объясняется это начавшимся широким строительством небольших водопроводов для сельских насоленных мест и поселков городского типа.

В настоящее время СНиП рекомендует безреагентную очистку воды для хозпитьевых целей на станциях любой производительности. Допустимое содержание взвешенных веществ в исходной воде до 1500 мл/л; допустимая цветность - 50°

Схема медленного фильтра представлена на рис. 15.1.

Очистка воды на медленных фильтрах осуществляется по принципу пленочного фильтрования (см. разд.9.2.1.), поэтому песок для за­грузки применяется более мелкий, чем в скорых фильтрах. Рекомен­дуемый СНиП состав загрузки:

• песок - 0,3-1 мм - 500 мм,

- 1-2 мм - 50 мм,

- 2 -5 мм -50мм,

• гравий или щебень (поддерживающие слои) - 10-40 мм – 100 мм

ИТОГО – 750мм

Скорости фильтрования на медленных фильтрах принимаются от 0,1 до 0,2 м/ч в зависимости от качества исходной воды (уточняет­ся путем технологического моделирования).

Количество фильтров на станции должно быть не менее двух. Фильтры могут быть открытыми или закрытыми. Открытые фильтры дешевле и процесс очистки в них проходит лучше из-за солнечной радиации, по­ложительно влияющей на удаление бактерий и скорость созревания пленки. Однако открытые фильтры не всегда могут быть применены. На­пример, в районах с низкими зимними температурами вода над загруз­кой будет замерзать, что существенно затрудняет эксплуатацию фильтров. При устройстве перекрытий над загрузкой расстояние от поверхности загрузки должно обеспечивать возможность регенерации, а также полной замены загрузки.

Типовые проекты станций с медленными фильтрами разработаны на производительности 5,10,20,30,50 м³/ч (Гипроводхоз), а также 800, 1600, 3200 м³/сут (ЦНИИЭП).

В пленке медленного фильтра происходят не только процессы фильтрования, нo и гидробиологические процессы - микроорганизмы удаляют органические вещества и бактериальные загрязнения. Поэто­му предварительное хлорирование и коагулирование применять здесь нельзя. При высоком содержании планктона в исходной воде сильно затрудняется эксплуатация фильтров из-за быстрого роста пленки. Поэтому при содержании планктона свыше 1000 кг/мл следует предус­матривать микрофильтры для предварительной очистки воды.

Эффективность очистки воды медленными фильтрами значительно выше, чем скорыми - содержание взвеси на выходе может быть очень низким (0,1-0,05 мг/л), количество бактерий уменьшается на 95-98%. Хуже происходит обесцвечивание воды - цветность снижается на 20-25%. Раньше вода после медленных фильтров нe обеззараживалась, в настоящее время в связи с ростом требований к качеству воды обеззараживание воды обязательно.

Основную роль в очистке воды на медленных фильтрах, как уже отмечалось, играет пленка, однако созревает она не сразу. Периоды созревания пленки зависят от многих факторов: качества исходной воды, её температуры, насыщения кислородом, освещения фильтров и т.п. Пленка созревает: для осветления - за 1-2 ч, для бактериальной очистки - за 6-24 ч.

По мере роста толщины пленки, потери напора в фильтре растут; слой воды над загрузкой принимается не более 1,5 м. Когда располагаемьй напор исчерпывается, фильтр необходимо выводить на регенерацию.