2.3 Узел регенерационных растворов

Для восстановления активных свойств фильтрующей загрузки ее периодически регенерируют путем обработки загрузки регенерационными растворами. Регенерация ААА осуществляется непосредственно в фильтровальном сооружении. В пуско-наладочный период фильтрующую загрузку последовательно обрабатывают растворами кальценированной соды и сульфата Mg. В период постоянной эксплуатации: фильтрующую загрузку обрабатывают только раствором сульфата Mg. Водные растворы сульфата Mg и соды должны иметь концентрацию в пределах 3 – 4% считая по активному продукту.

Обработка фильтрующей загрузки регенерационными растворами производится по принципу непрерывной циркуляции в направлении снизу вверх при помощи циркуляционных насосов.

Объемная производительность насосов определяется из расчета движения раствора в загрузке фильтра с интенсивностью 3…4 л/сек∙м². К установке принимаются два циркуляционных насоса для каждого вида раствора.

Процесс регенерации ААА – самый главный процесс технологии очистки воды. Если не выполнять технологический регламент, то осадок уплотняется, крошится на части, и они опускаются на дно, растет высота их слоя, если промывку проводят не по регламенту, а через 14 – 15 дней, то загрузка замещается и не чистит воду, и фильтр надо перегружать.

На стадии постоянной эксплуатации через 3 – 4 месяца необходимо возвращаться к двухступенчатой регенерации. Процесс регенерации загрузки фильтра включает следующие операции:

1. промывка загрузки фильтра после его отключения с интенсивностью 12…14 л/сек∙м²в течение 5 минут;

2. выпуск воды из фильтра (осушение загрузки фильтра) (способов много);

3. заполнение загрузки фильтра рабочим раствором соды в направлении снизу вверх и циркуляция раствора соды по схеме: растворный бак – фильтр – растворный бак в течение 15…20 минут;

4. выпуск раствора соды из фильтрующей загрузки в растворный бак (отсос циркуляционным насосом);

5. отмывка загрузки от остатков соды водой в течение 2 минут с интенсивностью 12…14 л/мин∙м²(иначе остатки соды вступят в реакцию с сульфатом Mg и образованием ненужного осадка MgCO₃ по реакции MgSO₄ + Na₂CO₃ = MgCO₃ + Na₂SO₄);

6. о сушение фильтра от воды (иначе она будет разбавлять раствор сульфата Mg);

7. заполнение загрузки рабочим раствором сульфата Mg с помощью циркуляционного насоса и циркуляция в течение 20…25 минут;

8. Выпуск рабочего раствора сульфата Mg в расходный бак сульфата Mg с помощью циркуляционного насоса;

9. Промывка загрузки фильтра водой с интенсивностью 12…14 л/мин∙м² в течение одной минуты.

Каждую порцию приготовленных рабочих растворов соды и сульфата Mg рекомендуется использовать для регенерации загрузки 15…20 раз; при повторном использовании регенерационных растворов их концентрации восстанавливают до первоначальной путем добавления некоторого количества концентрированных растворов из растворных баков.

1. Определение объема расходных баков:

W₁=H*F_ф1

H – расстояние от низа фильтра до верхнего края желоба;

H=H_ф.с.+Н_ж-з+h_{кан.нач.}=2+0,9+0,6=3,5 м

W₁=3,5*30,8=107,8 м³

Концентрация рабочих растворов составляет 3% по товарному продукту. Установлены два расходных бака емкостью по 54 м³ с размерами 4 4 3,4м

Т.е. всего 4 бака (два по 54 м³ для соды и два по 54 м³ для сульфата магния)

2. Определение объема растворных баков:

W₂=0.25*W₁=0.25*107.8=27 м³

Т.е. всего 2 бака по 27 м³ – один для соды, другой для сульфата магния.

Крепость концентрированного раствора – 20% по товарному продукту, т.е. W_{в-ва в растворном баке}=27*0,2=5,4 м³, т.е. на приготовление раствора необходимо 5,4 м³ соды или сульфата магния.

ρ(Na₂CO₃ – кальцинированная сода) = 2540 кг/м³

ρ(MgSO₄ – сульфат магния) = 2660 кг/м³

m _Na2CO3= ρ* W_{в-ва в растворном баке}=2540*5.4=13,7т

m _MgSO4= ρ* W_{в-ва в растворном баке}=2660*5.4=14,4т

Каждая порция приготовленного раствора соды используется 3 раза, раствора сульфата магния 6 раз.

Т.к. фильтроцикл составляет 2 суток и в период постоянной эксплуатации фильтрующую загрузку обрабатывают только раствором сульфата Mg , то в месяц необходимо 15 промывок сульфатом магния. Каждая порция приготовленного раствора сульфата магния используется для регенерации загрузки фильтров примерно 5-6 раз (в КП принято 5 раз). Т.о. в месяц необходимо приготовлять три порции раствора. Соответственно месячный запас сульфата магния составляет 14,4*3=43,2т.

На стадии постоянной эксплуатации через 3–4 месяца необходимо возвращаться к двухступенчатой регенерации, т.е. помимо сульфата магния необходимо использовать соду. В КП принято 3 месяца. Каждая порция приготовленного раствора соды используется 2-3 раза (в КП 2 раза). Соответственно 13,7 т соды хватит на 6 месяцев.

Для перекачивания концентрированных растворов и приготовления рабочих растворов установлены насосы марки Х80-50-160а-А Q=46 м³/ч, Н=26м (1 рабочий, 1 резервный) на каждый вид растворов.

Для регенерации существующих фильтров приняты насосы марки Х100-80-160, Q= 100 м³/ч, Н=32 м (2 рабочих, 2 резервных) на каждый вид растворов.

Для подачи и отведения регенерационных растворов проложены трубопроводы диаметром 150 мм исходя из скорости движения раствора в подающих трубопроводах – 2 м/с, в отводящих 1 м/с .

2.4 Узел обезвоживания осадка

Осадок водопроводных станций – обязательно необходимо обрабатывать, утилизировать или захоранивать после обезвоживания. В нем только 2% твердой фазы. Осадок после сорбционной очистки – это удобрения[7]. Осадки выделяются

из промывных вод фильтров; из растворных и расходных баков реагентов. К осадкам поверхностных вод можно также отнести отходы, задерживаемые на микрофильтрах.

Любая схема обработки гидроокисных осадков (для водопроводных станций) природных вод (поверхностных и подземных) должна начинаться с уплотнения, что обусловлено высокой исходной влажностью осадка. Сокращение объема осадка при его уплотнении является наиболее простым и дешевым способом частичного обезвоживания осадка.

Далее на станции предусмотрено механическое обезвоживание осадка. Результативность механического обезвоживания можно повысить путем предварительной обработки осадка реагентами: коагулянтами, флокулянтами, известью.

Из механических способов обезвоживания наиболее часто используется: вакуум-фильтрование, центрифугирование и прессфильтрование.

В КП принято обезвоживание осадков на центрифугах.

В практике обработки осадка водопроводных станций используется обезвоживание его центрифугированием. Наиболее часто применяются непрерывно действующие осадительные горизонтальные центрифуги, например, ОГШ 631-К02 – (осадительная горизонтальная шнековая). Влажность центрифугированного осадка колеблется от 30 до 80%. Наименьшую влажность можно получить при предварительной обработке осадков реагентами и при обработке осадков мутных вод [7].

На рис. 12 приведена принципиальная схема обработки осадка.

Рисунок 12. Принципиальная схема сооружений обработки осадка