Типовая схема очистки воды для пищевой промышленности, производства безалкогольных, алкогольных напитков и бутилированной воды.

1. Предварительная подготовка воды в случае необходимости.

2. Установка одноступенчатого обратного осмоса нужной производительности, определяемой из суточной и пиковой потребностях производства, а также из режимов работы (односменный, двухсменный, круглосуточный).

3. Сорбционный фильтр с активированным углем для улучшения органолептических свойств воды (желательно).

4. Накопительная емкость.

5. Насосная станция для разбора воды.

6. Установка ультрафиолетового обеззараживания (обязательно).

3 Расчет основного оборудования узла водоподготовки

Вода из проектируемой скважины по данным химического анализа не соответствует требованиям СанПин 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (таблица 1).

Для окисления двухвалентного железа в трехвалентное, задерживаемое фильтром в виде гидрата окиси, требуется обогащение воды кислородом. Аэрирование очищаемой воды осуществляется путем подачи воздуха вентилятором.

Исходная вода из скважин поступает на аэрацию, которая осуществляется разбрызгиванием воды с высоты 1 метр (относительно рабочего уровня воды в аэраторе) с одновременным вентилированием этого свободного объема бака. Время нахождения воды в баке составляет 40 минут.

Процесс окисления двухвалентного железа сопровождается увеличением содержания свободной углекислоты. В аэраторе - дегазаторе происходит, отдув углекислого газа.

1. Расчет напорных механических фильтров

Напорные фильтры представляют собой закрытые металлические резервуары, оборудованные дренажно-распределительной системой и необходимыми трубопроводами (рисунок 2).

Вертикальные однокамерные фильтры выпускаются диаметром 1000 - 3400 мм и высотой 2964 - 4545 мм.

При полезной суточной производительности станции водоподготовки 150 м³/сут и расчетной скорости фильтрации 7 м³/час [1] потребная площадь фильтрования с учетом промывки и в соответствии [1] составит:

, (35)

где Q − полезная производительность станции, м³/сут;

Т_ст − продолжительность работы станции в течение суток, час;

v_н − расчетная скорость фильтрования при нормальном режиме, м/час;

n _пр − число промывок одного фильтра в сутки при нормальном режиме эксплуатации;

q_np − удельный расход воды на одну промывку одного фильтра, м³/м²;

t_np − время простоя фильтра в связи с промывкой, час.

Рисунок 2– Вертикальный напорный фильтр с водовоздушной промывкой:

а) − вид в профиль; б) – план

1− подача исходной воды; 2 − сброс первого фильтрата; 3 − подвод промывной воды; 4 − сброс сточных вод; 5 − отвод фильтрата; 6 − водораспределитель; 7−люк; 8 − трубчатый дренаж из щелеванных труб; 9 − фильтрующая загрузка

К установке приняты 2 напорных фильтра.

Таблица 2 – Технические характеристики напорного фильтра

Тип напорного фильтра	Марка	Диаметр D, м	Площадь фильтро-вания, м2	Высота H, мм	Слой загрузки, м	Производи-тельность, м3/час	Давление рабочее, МПа	Масса, кг
Фильтр вертикаль-ный, однокамер-ный	ФОВ-1,4-0,6	1,4	1,54	3620	1,0	16	0,6	2000

 

Промывка фильтров

В качестве загрузки фильтров используется кварцевый песок с эквивалентным диаметром зерен 0,7 − 1,2 мм. В соответствии с [1] для кварцевой фильтрующей загрузки предусмотрена водовоздушная промывка. Промывка фильтров производится один раз в сутки, по схеме – снизу вверх, из резервуаров чистой воды в часы минимального водопотребления.

Режим и параметры промывки:

Этап 1. Продувка воздухом:

− интенсивность − 20 м/с·м²;

− продолжительность − 2 мин.

Этап 2. Совместная продувка водой и воздухом:

− интенсивность подачи воздуха − 20 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

− интенсивность подачи воды − 4 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

Этап 3. Промывка водой:

− интенсивность − 7 л/с·м²;

− продолжительность − 5 мин.

Расход промывной воды на промывку 1 м² площади фильтра (удельный расход) составит 3,3 м³.

Сорбцией называется поглощение растворенных в воде веществ поверхностью твердого вещества (сорбента), наполняющего фильтр.

 

Сорбционная очистка воды является одним из самых эффективных способов удаления вредных химических и биологических веществ, улучшения запаха, вкуса, цвета воды. В некоторых случаях сорбционная очистка показывает наилучшие результаты по сравнению с остальными способами очищения воды. Это касается удаления различных органических примесей, которые по ряду причин могут оставаться в воде даже после фильтрации с помощью других фильтров. Уникальность технологии сорбционной очистки воды заключается в способности молекул сорбентов вступать в реакцию даже с теми примесями, которые содержатся в воде в крайне малых количествах.

Принцип работы. Сорбционный фильтр состоит из корпуса с дренажно-распределительным устройством и блока управления, расположенного сверху на корпусе фильтра. Внутри корпуса фильтра находятся фильтрующий материал. Работа оборудования сорбционной очистки воды основана на явлении адсорбции. Адсорбция – задержание молекул загрязнителей внешней поверхностью твердого вещества. 

Восстановление фильтрующей способности происходит автоматически путем промывки обратным и прямым током воды угля без применения каких-либо реагентов. Промывные воды сбрасываются в канализацию. Корпус сорбционного фильтра изготовлен из полиэстера и стеклопластика и не подвержен коррозии. Дренажные системы выполнены из композитных материалов на основе высокопрочного пластика.

Таблица 3 – Технические характеристики сорбционного угольного фильтра

Тип напорного фильтра	Марка	Диаметр D, м	Высота H, мм	Высота фильтрую-щей загрузки, м	Производи-тельность, м3/час	Давление рабочее, МПа	Масса, кг
Фильтр угольный сорбционный	ФСУ-1,2-0,6	1,2	3070	2,1	10	0,6	1890