Очистки добавочной воды и основные маршруты потоков сред
4.2. Вспомогательные установки системы
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЧИСТКИ ДОБАВОЧНОЙ ВОДЫ
К вспомогательным системам установки предочистки относятся:
система реагентов – предназначена для подачи растворов извести СаО и коагулянта FeSO4 (сернокислое железо) в осветлитель в целях осветления и умягчения исходной воды;
система сжатого воздуха – предназначена для проведения операций по взрыхлению механических фильтров;
система нейтрализации сбросных вод – предназначена для удаления дренажных вод из приямка под осветлителями и подачи этих вод на шламоотвал;
система подогрева сырой воды – предназначена для подогрева сырой воды до температуры (35 + 1) 0С перед подачей ее на осветлители;
система предочистки добавочной воды – размещена в объединенном вспомогательном корпусе, в помещении химводоочистки.
Система включает в себя:
два осветлителя;
три промежуточных бака;
узел дозирования коагулянта;
пять насосов умягченной воды;
два насоса промывочной воды механических фильтров;
бак сбора отмывочных вод;
два насоса баков отмывочных вод;
два бака шламовых вод.
Арматура для обслуживания компонентов системы расположена в обвязке, непосредственной близости каждого компонента системы.
Пространственное расположение компонентов системы представлено на рис. 4.1.
Баки, входящие в систему предочистки, размещены на площадке бакового хозяйства.
4.3. Конструкция осветлителя
Осветлитель предназначен:
для получения умягченной воды;
образования комплексного шлама и поддержания в рабочем состоянии шламового фильтра, служащего для углубления процессов очистки воды;
осаждения и удаления осадков, образующихся при обработке воды.
Нормальная работа осветлителя обеспечивается:
плавным регулированием подачи исходной воды;
подогревом исходной воды;
подводом реагентов в осветлитель;
отводом избытка шлама из осветлителя.
Осветлитель – это аппарат естественно-принудительной циркуляции, состоящий из следующих основных узлов:
воздухоотделителя;
соплового устройства;
шламоуплотнителя.
Осветлитель представлен на рис. 4.2. Он представляет собой цилиндрический сварной сосуд, установленный вертикально, снабженный технологическими штуцерами и штуцерами КИП. Технологические штуцера предусматривают вход исходной воды, ввод известкового раствора и коагулянта, ввод промывочной воды, отвод шлама, контроль высоты шламового фильтра, химконтроль.
Процесс осветления в осветлителях происходит в слое взвешенного осадка. Вся масса частиц твердой фазы в этом слое находится в состоянии динамического равновесия. При этом каждая из частиц непрерывно хаотически перемещается, весь же слой в целом находится в пространстве в фиксированном положении.
Обрабатываемая вода в осветлителе движется в направлении снизу вверх. Проходя через слой взвешенного осадка, мелкодисперсные частицы твердой фазы, образующиеся в результате коагуляции и осаждения, налипают на крупные частицы осадка, находящиеся во взвешенном слое.
Повышению эффекта осветления способствуют увеличение толщины слоя взвешенного осадка, возрастание интенсивности прилипания частиц, повышение концентрации крупных частиц и уменьшение скорости восходящего потока воды.
Существуют верхний и нижний пределы существования взвешенного слоя, зависящие от значения скорости свободного движения потока.
Стационарный режим работы осветлителя предполагает сохранение постоянства концентрации твердой фазы во взвешенном слое.
-
Рис. 4.2. Осветлитель ВТИ–400:
1 – приемный короб; 2 – дроссельная заслонка; 3 – воздухоотделитель; 4 – сопла;
5 – кольцевой желоб; 6 – горизонтальная решетка; 7 – зона осветлителя; 8 – «шламовый фильтр»; 9 – шламоотводящие трубы; 10 – смесительная решетка; 11 – вертикальные перфорированные решетки; 12 – шламоуплотнитель; 13 – сопловое устройство;
14 – грязевик; 15 – камера смешения
Исходная вода поступает в нижнюю часть осветлителя и, поднимаясь вверх, проходит через воздухоотделитель, где освобождается от пузырьков воздуха.
Затем по опускной трубе через тангенциально направленное сопловое устройство воздухоочищенная вода попадает в нижнюю часть осветлителя – смеситель. Туда же подводятся реагенты: известковое молоко и коагулянт. В смесителе создается вращательное движение воды. Такое движение потока способствует быстрому перемешиванию воды с реагентами. Имеющаяся в сопловом устройстве регулирующая арматура предназначена для изменения площади его выходного сечения и позволяет регулировать скорость ввода при переменной нагрузке.
Поток воды с реагентами перемещается в нижней конусной части осветлителя по спирали. Меньшие сечения в нижней части осветлителя служат для создания повышенных скоростей восходящего движения воды с тем, чтобы в этой части осветлителя не происходило накапливание осадка.
Затем поток воды вместе с продуктами взаимодействия, поднимаясь вверх, проходит через успокоительную зону осветлителя. Эта зона представляет собой вертикальные и нижнюю горизонтальную смесительные перегородки. При движении воды через успокоительную зону происходит гашение (затухание) вращательного движения потока.
Поток воды попадает в цилиндрическую часть осветлителя, где вследствие возрастания поперечного сечения аппарата скорость восходящего потока постепенно снижается.
На уровне шламоприемных окон устанавливается верхняя граница взвешенного слоя шлама. Избыток шлама, непрерывно образующегося в осветлителе, поступает через шламоприемные окна в шламоуплотнитель. Вместе со шламом в шламоуплотнитель поступает вода до 20 % производительности осветлителя. Уплотненный шлам удаляется из шламоуплотнителя с непрерывной продувкой в приямок осветлителя, а умягченная вода из шламоуплотнителя направляется в распределительное устройство.
Основной поток (80 % производительности осветлителя) обрабатываемой воды, минуя шламоуплотнитель и проходя взвешенный слой шлама, поступает на верхнюю горизонтальную решетку, перекрывающую все сечение аппарата и предназначенную для равномерного распределения воды по сечению осветлителя.
В дальнейшем умягченная вода поступает в кольцевой желоб. Он служит для сбора умягченной воды и отвода ее из осветлителя через распределительное устройство в промежуточные баки. Вода попадает в желоб через многочисленные отверстия, имеющиеся в его боковых стенках. Кроме отверстий в стенках есть несколько узких вертикальных прорезей, через которые в желоб могут поступать всплывающие примеси. Чтобы избежать накапливания этих примесей на поверхности воды и единовременного поступления в желоб, необходим их непрерывный отвод.
Часть грубодисперсных частиц с большой плотностью, поступающих с исходной водой (песок, глина и др.), а также крупные кристаллы образовавшегося осадка осаждаются в нижней части смесителя, в зоне, находящейся ниже патрубка ввода воды, имеющей название грязевика. Освобождение грязевика осветлителя от этой части шлама производится посредством выполнения периодических продувок.
Шлам осветлителя путем периодической и непрерывной продувок собирается в приямок осветлителя (либо в баки шламовых вод) с дальнейшей выдачей на шламоотвал.
Основные характеристики ВТИ-400 приведены в табл. 4.1.
Т а б л и ц а 4.1