tehnologi_epta / 1tehn

15.Дайте схему контактного осветлителя КО-3, назовите параметры его работы, область применения.

Вконтактных осветлителях типа КО-3 предусматривают две трубчатые распределительные системы: одна для подачи воды, другая — воздуха. Воздухораспределительная система состоит из дырчатых полиэтиленовых труб> располагаемых у дна сооружения точно посередине между распределительными трубами? для водьь В контактных осветлителях типа КО-3 применяют систему горизонтального отвода промывной воды, основными элементами которой являются пескоулавливающий желоб и стру^

направляющий выступ (см. рис. 1 3 Л , б ) .

Работа и промывка контактного осветлителя типа КО-3 осуществляется по следующей схеме. Во время работы обрабатываемая вода, смешанная с реагентами, подается в нижнее отделение бокового кармана и далее по распределительной системе поступает в загрузку, Фильтрат собирается в надзагрузоч-вои объеме и через водослив пескоул а вливающего желоба поступает в верхнее отделение бокового кармана, откуда по трубопроводу отводится в сборный коллектор очищенной воды,

В начале промывки загрузка продувается воздухом для предварительного разрушения загрязнений и выравнивания гидравлического сопротивления загрузки по площади сооружения. Затем в результате одновременной подачи воды и воздуха загрязнения полностью разрушаются и перемещаются кверху, выходя на поверхность загрузки, н далее в верхнее отделение бокового кармана и за пределы аппарата. По окончании совместной во-довоздушной промывки подача воздуха в загрузку прекращается и производится дополнительная промывка загрузки водой. Таким образом, в конце промывки из загрузки удаляется оставшийся в ней воздух, она несколько разрыхляется и восстанавливается ее первоначальная пористость. По окончании промывки производится сброс первого фильтрата, а затем вновь начинается фильтроцикл.

Удаление загрязнений при промывке осуществляется спо^ мощью системы горизонтального (низкого) отвода воды. Промывная вода из надгрузочного объема, двигаясь горизонтальным потоком, проходит через пескоулав ли вающий желоб и сливается в верхнее отделение бокового кармана н далее в водосток. Необходимая скорость горизонтального потока в начальном сечении создается за счет его стеснения струенаправляю-щим выступом (см. рис. 1 3 Л , б ) . Выносимые потоком отдельные зерна загрузки оседают на стенках желоба и через щель между стенками попадают обратно в загрузку.

Последняя из предложенных (в 1971 г.) конструкций контактных осветлителей КО-3 показана на рис. V.47. Осветлители этого типа также могут устраиваться с гравийным слоем или без него.

Скорость фильтрования в осветлителе КО-3 может приниматься на 10—15% больше, чем в осветлителе КО-1, а расход промывной воды в 1,6—1,8 раза меньше.

Для промывки предусматривается продувка загрузки воздухом с интенсивностью 18—20 л/(с-м2) в течение 1 — 1,5 мин, затем одновременная с воздухом подача воды [2—3 л/(с-м2)] в течение 6—7 мин и, наконец, промывка одной водой [6—7 л/(с*м2)] в течение 4—6 мин.

К особенностям устройства осветлителя КО-3 относится использование системы «низкого горизонтального отвода» промывной воды. Промывная вода, выходя из слоя загрузки в вертикальном направлении,меняет это направление на горизонтальное и уходит в карман b(рис. V.47), унося с собой загрязнения.

Для обеспечения транспортирующей скорости в начале потока на стенке, противоположной сборному карману, располагается направляющий выступ (рис. V.48). У стенки, к которой примыкает сборный карман, устраивается пескоулавливающий желоб 1,образуемый срезанной кромкой стенки 2 и наклонной отбойной стенкой 3. Внизу желоба оставляется щель 4 шириной а—1,5—2 см. В зависимости от величины расхода промывной воды [от 10 до 25 л/(с*м2)] Н\ изменяется от 170 до 320 мм и Д от 20 до 25 мм.

Поверхность песка должна быть расположена на 20—30 м м ниже нижней кромки стенки 3. Контактные осветлители в определенных условиях обеспечивают

достаточный эффект очистки воды.

16.Нарисуйте схему скорого фильтра с боковым отводом промывной воды и водовоздушной промывкой.

1.Корпус;

2.Загрузка – кварцевый песок;

3.Колпачковая распределительная (дренажная) сис-тема;

4.Подача воздуха для водовоздушной промывки;

5.Струенаправляющий выступ;

6.Направляет струю в горизонтальном направлении для равномерного отвода воды (α = 450);

7.Верхнее отделение канала;

8.Нижнее отделение канала.

Вскорых фильтрах с боковым отводом промыв-ной воды и водовоздушной промывкой

предусмат-ривают две трубчатые распределительные системы: одна для подачи воды, другая — воздуха. Воздухорас-пределительная система состоит из дырчатых поли-этиленовых труб, располагаемых у дна сооружения. Также в них применяют систему горизонтального от-вода промывной воды, основными элементами кото-рой являются пескоулавливающий желоб и струена правляющий выступ. Работа такого фильтра осущест-вляется по следующей схеме: Обрабатываемая вода, подается в верхнее отделение бокового кармана и да-лее по распределительной системе поступает в загруз-ку. Фильтрат собирается в подзагрузочном объеме и поступает в нижнее отделение бокового кармана, от-куда по трубопроводу отводится в сборный коллектор очищенной воды.

Промывка осуществляется обратным током воды (т.е. снизу вверх). В начале промывки загрузка продувает-ся воздухом для предварительного разрушения заг-рязнений и выравнивания гидравлического сопротив-ления загрузки по площади сооружения. Затем в ре-зультате одновременной подачи воды и воздуха заг-рязнения полностью разрушаются и перемещаются кверху, выходя на поверхность загрузки, и далее в верхнее отделение бокового кармана и за пределы ап-парата. По окончании совместной водовоздушной промывки подача воздуха в загрузку прекращается и производится дополнительная промывка загрузки во-дой. Таким образом, в конце промывки из загрузки удаляется оставшийся в ней воздух, она несколько

разрыхляется и восстанавливается ее первоначальная пористость. По окончании промывки производится сброс первого фильтрата, а затем вновь начинается фильтроцикл.

Удаление загрязнений при промывке осуществляется с помощью системы горизонтального (низкого) отво-да воды. Промывная вода из надгрузочного объема, двигаясь горизонтальным потоком, проходит через пескоулавливающий желоб и сливается в верхнее от-деление бокового кармана и далее в водосток. Необ-ходимая скорость горизонтального потока в начальном сечении создается за счет его стеснения струе-направляющим выступом. Выносимые потоком отдельные зерна загрузки оседают на стенках желоба и через щель между стенками попадают обратно в заг-рузку.

17.Обеззараживание воды с использованием электролизных установок.

Метод электролиза при обеззараживании воды применяется в целях интенсификации антимикробного действия хлорагентов, а также для получения обеззараживающего хлорагента гипохлорита натрия (NaCIO) на месте потребления из обычной технической соли. Этот метод основан на получении хлора и его взаимодействии со щелочью в одном и том же аппарате-электролизере.

Для достижения надежного обеззараживания воды с учетом ее хлорпоглощаемости, хлор используют в концентрации 3-5 мг/л (ПДК хлора в воде 0,3-0,5 мг/л) при продолжительности контакта 30 минут. Это требует использования контактных емкостей и включения этапа последующего дехлорирования, что усложняет технологию. Поэтому проводятся исследования по улучшению антимикробного действия активного хлора. Один из путей-подача воды в электролизную камеру под давлением, что способствует турбулизации потока воды и перемешиванию. Используются электрические поля различного вида и частоты-постоянное и переменное (низкочастотное, высокочастотное и импульсное). Считается, что обработка воды в электрическом поле позволяет достигнуть полного (100%) обеззараживания дозами различных хлорсодержащих соединений, в несколько раз меньшими, по сравнению с обычно применяемыми в практике водоподготовки.

Кроме того метод электролиза нашел применение в технологии получения дезинфицирующих реагентов путем передела рассолов опреснительных установок. Дезинфицирующее действие активного хлора зависит от многих факторов-дозы реагента, температуры, рН, наличия органических соединений восстановителей и соединений аммонийного азота, времени контакта. Так, например, при рН<2 весь растворенный активный хлор находится в молекулярной форме, а при рН>10- в форме гипохлорит-иона. При рН<5 полная дезинфекция воды достигается при дозе активного хлора 0,1 мг/л и времени контакта 30 мин., при тех же параметрах, но при рН=10, бактерицидный эффект составляет лишь 20%.

Учитывая прямую зависимость дозы активного хлора и бактерицидного эффекта от рН, при переделе рассолов опреснительных установок целесообразно использовать установки мембранного электролиза с получением активного хлора при дозировании его в воду в наиболее активной форме с последующей коррекцией рН за счет щелочного потока поступающего из католита. Это позволит сократить дозу активного хлора и повысить бактерицидный эффект.

18. Окислительно-сорбционный метод дезодорации воды.

Окислительно-сорбционный метод обработки воды

Межрегенерационный период работы гранулированного активного угля может быть резко увеличен, если воду перед фильтрованием через уголь обработать окислителем. Установлено, что при такой обработке воды происходит не простое суммирование двух процессов, а имеет место эффект окислителъно-сорбционноговзаи- модействия, который заключается в том, что, с одной стороны, уголь выступает в качестве катализатора окисления, значительно повышая глубину и скорость этого процесса, а с другой – многие продукты окисления лучше сорбируются на угле. Кроме того, применение двух методов всегда надежнее и позволяет значительно расширить диапазон удаляемых из воды органических загрязнении. Практика показала, что совместное применение окислителей и активного угля имеет также и экономическое преимущество.

В зависимости от качества обрабатываемой воды, состава и типов очистных сооружений могут быть различные технические решения использования окислительно-сорбционного метода очистки воды. Так, фильтры, загруженные гранулированным активным углем и предназначенные только для очистки воды от органических загрязнений, располагают в технологической схеме после осветли-тельных фильтров.

Окислители, применяемые в настоящее время в водопроводной практике, обладают неодинаковыми с техникоэкономической и санитарно-гигиенической точек зрения эффективностью по отношению к химическим загрязнениям воды. Поэтому важным при использовании окислительно-сорбционного метода является выбор типа окислителя. Хлор целесообразно использовать в качестве окислителя только в том случае, когда в воде находятся сравнительно легко окисляемые загрязнения, такие, как фенолы, некоторые вещества природного происхождения, придающие воде привкусы и запахи, и т.д. При этом необходимо учитывать, что в условиях совместного применения хлора и активного угля предварительнаяаммони-зация воды, к которой часто прибегают на практике, не требуется (при необходимости аммонизация может проводиться при окончательном хлорировании). Когда в воде находятся преимущественно трудно окисляемые загрязнения, например растворимые фракции нефти и ее продукты, синтетические поверхностно-активные вещества, органические пестициды и т.д., целесообразно применять озон как наиболее сильный окислитель. Иногда может оказаться также эффективным применение нескольких окислителей (хлора и перманганата калия, озона и хлора). Выбор окислителя, его дозы и места ввода в технологической схеме очистки воды устанавливается путем пробной ее обработки в лабораторных условиях, исходя из того, чтобы нагрузка на уголь как сорбент была минимальной. При этом необходимо учитывать, что уголь играет роль не только сорбента, но и катализатора окисления, т.е. он ускоряет процесс окисления. При расчете угольной загрузки как сорбционной исходят из следующих соображений. Высота угольной загрузки должна быть больше некоторой величины hy, обеспечивающей требуемый эффекточистки воды от химических загрязнений. Для расчета этой величины с некоторым приближением можно пользоваться простейшей зависимостью вида

где v = 10... 15 - скорость фильтрования, м/ч; Т - 10... 15 - время пребывания воды в угольной загрузке, необходимое для очистки, мин.

ВеличинуТопределяют по опыту, проводимому на фильтровальной колонке, загруженной углем, предполагаемым к использованию при фильтровании воды, подлежащей очистке на реальных ооружениях. Она зависит от сорбционных свойств угля, концен-грации и вида загрязнений, способов обработки воды до ее поступления на угольный фильтр, в том числе и от вида применяемого окислителя. При совмещении в одном фильтровальном сооружении функций осветления воды и очистки от механических загрязнений принимаемые параметры загрузки должны удовлетворять также гребованиям процесса осветления. При расчете и подборе загрузки как осветляющей к ней применимы общеизвестные описанные в ли-гературе приемы технологического моделирования. При проектировании фильтровальных сооружений с угольной загрузкой следует учитывать возможность использования безгравийных распределительных систем, что позволяет уменьшить строительную высоту или соответственно увеличить слой загрузки.

Весьма важным является вопрос о возможной продолжительности работы активного угля, которая зависит от правильного подбора дозы и типа окислителя, а также от других условий и не может быть заранее определена какими-либо расчетами. Практика показывает, что при совместном применении окислителя и активного угля эффективность последнего по отношению к химическим загрязнениям может сохраняться в течение длительного времени. Вместе с тем вследствие обрастания угля неорганическими загрязнениями (в основном гидроксидами алюминия, железа и др.) возможно резкоегнижение сорбционной способности по отношению к органическим веществам. Поэтому необходимо обеспечить высокую степень предварительного осветления воды до поступления ее в слои угольной загрузки. Это особенно относится к фильтровальным сооружениям, в которых совмещены функции осветления и очистки от химических загрязнений

трубок покрыта графитомедным (или алюминиевым) покрытием. К стальным трубам подводят электрический переменный ток напряжением 8 ... 10 кВ, а покрытия на стеклянных трубках заземляют. При прохождении электрического тока через разрядное пространство происходит разряд коронного типа, в результате которого образуется озон. Предварительно осушенный и очищенный воздух проходит через кольцевое пространство и таким образом озонируется, т. е. образуется озоно-воздушная смесь.

Воздух, используемый в озонаторах, должен быть предварительно освобожден от влаги и пыли. При сушке воздуха выделяется теплота. Чтобы в озонатор не попал слишком теплый воздух, его подвергают охлаждению. С этой целью воздух пропускают через теплообменник .

Доза озона зависит от назначения озонирования воды. Если озон вводят только для обеззараживания в фильтрованную воду (после ее предварительного коагулирования), то дозу озона принимают 1 ... 3 мг/л, для подземной воды — 0,75 ... 1 мг/л, при введении озона для обесцвечивания и обеззараживания воды доза озона может доходить до 4 мг/л. Продолжительность контакта обеззараживаемой воды с озоном принимается 5... 12 мин.

Озон очень сильный окислитель, поэтому патогенные микроорганизмы уничтожаются им в 15 - 20 раз, а споровые формы бактерий — в 300 - 600 раз быстрее, чем хлором. Концентрация остаточного озона после выхода воды из контактной камеры должна быть 0,1—0,3 мг/л. Передозировка озона не опасна, так как через короткое время он превращается в кислород.

Обработка воды активным углем. Для дезодорации воды сорбцией используют гранулированный активный и порошкообразный активный уголь, углевые волокнистые материалы и неуглеродные адсорбенты (клиноптиолит, цеолиты). 1-Сорбцеонный метод дезодорации является значительно более надежным .Из всех сорбентов наиболее эффективны-активные угли. Они хорошо сорбируют фенолы, полициклические ароматические углеводороды. Активный уголь изготавливают из углеродсодержащих материалов: угля,антроцита, древесины, торфа,

полимеров, отходов пищевой и целулозо-бум. промышленности. Активные угли применяют в виде порошка (углевание воды) или в виде гранул в качестве загрузки фильтров.

1-слой активного угля 2-потдерживающий слой 3-противоток очищаемой воды и активного угля ;4- система сбора очищенной воды 5,8-подача и отвод пульпы активного угля; 6,7- отвод очищенной и подача исходной воды; 9- система распределения очищаемой воды,10ввод катионного флокулянта ;11смеситель;12подача промывной воды;13-песок ( дробленный керамзит ),модифицированный сульфатом алюминия.

20.Повторное использование промывной воды и обработка осадка на водоочистных комплексах.

Всѐ написано в СНиПе приложение 9.

Рисунок прилагается.

Основная схема: время пребывания воды в смеси-теле 1,5…2 мин. Если содержание планктона > 1000 клеток на 1 л, то перед смесителем предусматривает-ся микрофильтр.

Время пребывания воды в КХО от 10 до 40 мин. Образование и укрупнение хлопьев.

Время пребывания в отстойнике ≈ 2…2,5 ч. На выхо-де: М=10…15 мг/л.

Вфильтре происходит окончательное осветление и обесцвечивание воды. В качестве загрузки использу-ют песок или антрацит.

ВРЧВ вода соответствует нормам ГОСТа. Она пред-назначена для аварийного и противопожарного запа-са.

НС-2 – подаѐт воду потребителю.

Промывка: вода на промывку фильтров поступает из бака, а в бак она попадает после фильтровальной очистки или из трубопровода чистой воды.

Обработка промывной воды:

Песколовки: для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворенных загрязнений применяют песколовки.

Усреднители: для усреднения расхода и количества загрязнений сточных вод применяются контактные и проточные усреднители.

Обработ промывных вод особенно эффективен при значительном удалении водоочистных комплексов от водоисточников или при большой разнице отметок между ними.

Возможно две схемы оборота промывной воды. При двухступенчатой очистке: промывные воды от фильтров, пройдя песколовку пропускают в резервуар-усреднитель ,а из него без отстаивания или или после него равномерно передаются в головной узел очистных сооружений. При очистке воды только фильтрованием промывные воды через песколовку поступают в отстойники периодического действия; время отстаивания 1ч,доза полиакриламида 0,08-0,16 мг/л ( меньшие дозы при обработке цветных маломутных вод). При отсутствии предварительного хлорирования оборотные воды необходимо обеззараживать хлором дозой 2-4 мг/л.

В технологии обработки промывных вод и осадка предусматривают следующие основные сооружения: резервуары, отстойники, сгустители, накопители или площадки замораживания коагулянта из осадка.

На установках обезжелезивания воды после фильтров подвергают отстаиванию в течение не менее 4ч,а затем осветленную воду используют повторно. Осадок можно использовать для получение охры Количество резервуаров промывных вод принимают не менее двух. Образующийся осадок передают в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружение обезвоживания осадка.

Сгустители с медленным механическим перемешиванием используют для ускорения уплотнения осадка из сооружения 1 ступени очистки воды и из реагентного хозяйства, а также осадка из отстойников промывных вод.

Накопители предусматривают для складирования и обезвоживания осадка с удалением осветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный период передачи осадка в накопитель принимают не менее 5 лет .В качестве накопителей используют отработанные карьеры, овраги или спланированные площадки глубиной не менее 2м. Число секций накопителя принимают не менее двух, работающих попеременно.

Площадки замораживания для обезвоживания осадка устраивают в районах с периодом устойчивого мороза не менее 2 мес в год с последующим его удалением через 1- 3 года в местах складирования. Образующийся при обработке воды осадок подвергают обезвоживанию в естественных или искусственных условиях. Большинство водоочистных комплексов направляют образующиеся осадки на иловые карты или площадки ,где они подвергаются испарению и вымораживанию в естественных условиях. Площадки представляют собой земляные емкости на естественном основании с системой водосливов отстоенной воды и дренажами из труб.

Механическое обезвоживание осадка технически может быть применено на очистных комплексах любой производительности. В качестве аппаратов используют фильтр-прессы ( экономичные для осадков вод средней цветности и мутности при дозе не более50-70% от массы сухого осадка).

Кислотная обработка осадка для регенерации сульфата алюминия может также применяться на водоочистных комплексах различной производительности .Кислотную обработку нецелесообразно осуществлять на очистных комплексах, которые обрабатывают высокоцветную воду. В этом случаи восстановленный коагулянта будет загрязнен растворенными органическими веществами. Не следует так же применять кислотную обработку для осадка от очистных высокомутных вод. Осадок от обработки таких вод имеет низкое содержание остаточного гидроксида алюминия и большой абсолютный объем. Применение кислотной обработки имеет также ограничение по химическим показателем исходной воды. Растворенные кислотой токсичные загрязнения из осадка будут переходить в обрабатываемую воду, и накапливаться в ней.

Восстановление сульфата алюминия происходит в три этапа:1-уплотнение осадка до концентрации сульфата алюминия не менее 2%

(20 г/л); 2-добавление серной кислоты до кислотности РН=2..3 и пребывания в растворе для увеличения уплотнения; 3-отделение осадка от сульфата алюминия.

Восстановление сульфата алюминия до 90% возможно в том случаи если фильтрпрессы способны выдерживать сильнокислые осадки. Для облегчения транспортировки и хранения в конце цикла на фильтр-прессы подается известковое молоко .Хороший эффект дают добавки искусственных органических и неорганических флокулянтов.( Осадок обезвоживается до концентрации сухого вещества 40-45%).