4.3. Хранение, приготовление растворов и дозирование реагентов
4.3.1. Общие сведения
4.3.2. Отделение приготовления коагулянта
4.3.3. Отделение приготовления щелочных реагентов
4.3.4. Отделение приготовления флокулянтов
4.3.1. 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. Сухое дозирование не получило в России широкого распространения.
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 приходится периодически готовить 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.
4.3.2. Отделение приготовления коагулянта
Наиболее распространенные схемы приготовления коагулянта приведены на рис. 4.1.
По схеме 4.1, 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. 4.1, 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. 4.1, а.
Рис. 4.1. 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
,
(4.6)
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:
,
(4.7)
где Траств – время полного цикла приготовления раствора, ч; раств – объемная масса раствора, равная около 1000 кг/м3; bраств – концентрация коагулянта в растворном баке в активном продукте, %.
Емкость каждого расходного бака определяется по формуле
,
(4.8)
где bрасх – 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
,
(4.9)
где Трасх – время, на которое предусматривается запас рабочего раствора реагента, равное обычно 12–24 ч; расх – объемная масса раствора, равная 1000 кг/м3; bрасх – концентрация рабочего раствора коагулянта в баке по активному продукту, равная 4–10 %.