Практическое занятие №2 Вычерчивание и расчет технологических схем механического обезвоживания

Цель работы:

1. научиться составлять технологические схемы оборота промывных вод и обработки осадка;

2. производить подбор сооружений в соответствии с их основными параметрами;

3. освоить методику расчета основных параметров;

4. научиться вычерчивать технологические схемы механического обезвоживания.

В результате выполнения работы студент должен:

знать:

• основные схемы оборота промывных вод;

• методы обработки осадков природных вод;

• методику определения основных параметров сооружений для обработки осадков природных вод;

• виды и типы сооружений для обезвоживания водопроводных осадков;

уметь:

• подбирать технологические схемы оборота промывных вод;

• определять основные параметры сооружений для обработки водопроводных осадков;

• подбирать сооружения для обработки осадков, в соответствии с выполненными расчетами.

Общие положения

Процессы подготовки воды из природных источников для питьевых и технических нужд связаны с образованием больших количеств производственных сточных вод и осадков. В связи с этим в технологии кондиционирования воды возникает проблема обработки сточных вод и осадков водопроводных станций при условии соблюдения правил охраны поверхностных и подземных вод от загрязнения и ограниченности земельных площадей для размещения осадка.

Выделяются следующие виды сточных вод и осадков станций очистки природных вод:

1. по типу водоисточника: поверхностных и подземных вод;

2. по качеству обрабатываемой природной воды: поверхностных вод – маломутных, цветных (Ц/М более 10), средней мутности и цветности (Ц/М – 5-10), мутных (Ц/М менее 5); подземных вод - по основному загрязнению исходной воды;

3. по виду реагентов, используемых при обработке воды;

4. по условиям образования: осадки отстойников и осветлителей со слоем взвешенного осадка, промывные воды фильтров, контактных осветлителей, микрофильтров, стоки реагентного хозяйства и др.

Загрязнения технологических сбросов от сооружений безреагентной очистки воды представлены сконцентрированными крупнодисперсными минеральными и органическими веществами основных загрязнений природной воды с гидравлической крупностью 5 мм/с и близкой или равной нулю.

Технологические сбросы станций очистки природных вод представляют собой сложные органоминеральные системы, различные по своим свойствам и составу, образованные продуктами гидролиза коагулянтов и основных загрязнений природных вод. Соотношение их составляющих компонентов и свойства обуславливаются характером водоисточника и могут быть выражены такими показателями качества исходной воды как цветность и мутность. В общем случае при увеличении отношения цветности к мутности водоисточника увеличивается содержание органических веществ и гидроокиси алюминия в сточных водах и осадках, возрастает содержание свободной и связанной воды.

Для создания естественных и искусственных шламонакопителей, иловых площадок, прудов-накопителей требуется отторжение больших площадей на прилегающих к ВОС территориях, ухудшаются санитарные условия занятых территорий. Учитывая огромные объемы сточных вод (5-15%) и осадков (1-3%) от полезной производительности водопроводных станций становится очевидным огромный ущерб, наносимый природной среде практикой сброса неочищенных сточных вод водопроводных станций и необходимость применения более эффективных способов их обработки и удаления.

В целях рационального использования воды и охраны среды обитания на водоочистных комплексах рекомендуется применять повторное использование воды после промывки скорых фильтров и контактных осветлителей. На повторное использование может также направляться осветленная вода над осадком в технических отстойниках и отстойниках промывных вод, сгустителях, в накопителях и площадках обезвоживания осадка.

Выбор технологической схемы и состав сооружений для повторного использования промывных вод определяется составом сооружений и способом подготовки воды, качеством исходной воды, промывных вод после основных сооружений и требований к степени их очистки.

Применяются две основные схемы оборота промывных вод:

1. перекачивание промывной воды после усреднения ее расходов в трубопровод перед смесителем;

2. осветление промывной воды в отстойниках периодического действия и последующая перекачка в трубопровод перед смесителем.

1 схема. При двухступенчатой схеме очистки природной воды с отстаиванием и последующим фильтрованием применяют первую схему (см. приложение А, схема 1). Промывные воды скорых фильтров поступают через песколовку в резервуар, а из него без отстаивания равномерно перекачиваются в голову очистных сооружений. Осадок, накапливающийся на дне резервуара промывных вод, направляется на дальнейшую обработку: в сгустители, на сооружения по обезвоживанию, на очистные сооружения канализации и др.

2 схема. Отстойники промывных вод применяются на станциях подготовки воды с одноступенчатым фильтрованием и обезжелезиванием (приложение А, схема 2). Промывные воды контактных осветлителей поступают в отстойник, где осветляются в течение определенного времени, после чего подаются в трубопровод подачи сырой воды на станцию. Осадок, накапливающийся в отстойниках промывных вод, направляется на дальнейшую обработку.

При отсутствии предварительного хлорирования исходной воды необходимо предусматривать обеззараживание промывной воды перед повторным использованием.

Расчет сооружений по очистке и повторному использованию промывных вод см. приложение Б.

На очистных сооружениях по подготовке питьевой воды образуются концентрированные сильно влажные осадки. Это осадки из отстойников и осветлителей, а также осадки из растворных баков с реагентами. Водопроводные осадки необходимо обрабатывать, т.е. удалять из них лишнюю воду.

При обработки водопроводных осадков в отечественной практике используют естественные (естественная сушка, а также обезвоживание на искусственно созданных картах (площадках вымораживания)) и искусственные (механическое обезвоживание на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах и центрифугах, кислотная обработка, сброс в городскую канализацию и совместная обработка с осадками канализационных станций) методы обработки.

Механическому обезвоживанию водопроводного осадка предшествует их кондиционирование, цель которого состоит в снижении остаточного заряда структурообразующих частиц и в качественном перераспределении различных форм связи с твердым веществом, с переводом части колоидно-связанной воды в свободное состояние. Кондиционирование может осуществляться с применением реагентов, флокулянтов, методов замораживания-оттаивания, радиационной обработки, магнитной обработки и электрокоагуляции.

Описание основных способов кондиционирования см. в приложении В.

Расчет сооружений для обработки осадка водопроводных станций см. в приложении Г.

Порядок выполнения работы

1. Разработать технологическую схему повторного использования промывных вод и обработки водопроводных осадков;

2. Выбрать метод и сооружения для обезвоживания осадка;

3. Произвести расчеты основных параметров;

4. Подобрать сооружения в соответствии с выполненными расчетами.

Исходные данные

Вариант 1.

Разработать схему механического обезвоживания промывных вод одноступенчатой схемы с КО с показателем сжимаемости 0,65 при очистке маломутной (8 -12 мг/л) высокоцветной (80 -120 град.) природной воды. Произвести расчет и вычертить технологическую схему.

Вариант 2.

Разработать схему механического обезвоживания осадка после отстойников влажностью 99,5%. Показатели природной воды: М = 25-30 мг/л;

Ц = 20 – 30 град. Произвести расчет и вычертить технологическую схему.

Контрольные вопросы

1. Перечислите способы интенсификации процессов влагоотдачи.

2. Перечислите основные виды технологических сбросов водоочистных станций и какие сооружения для этого используют.

3. Объясните сущность метода замораживания.

4. Какие аппараты используют при механическом обезвоживании осадков природных вод.

5. Объясните сущность процесса кислотной обработки гидроокисных осадков.

6. Объясните сущность процессов сухой регенерации и влажной переработки осадков природных вод.