Оглавление

1.2. Пример расчета сооружений обработки промывной воды………..……………………………….7

ВВЕДЕНИЕ

Системы водоснабжения и канализации населенных мест предназначены для обеспечения населения питьевой водой, а также для водоотведения сточных вод и последующей их очистки. Обеспечениенаселенияипромышленностиводойвсочетаниисотведением,очисткойсточныхвод, обработкой и ликвидацией осадков составляет необходимые обязательные условия экологической безопасности.

Новые экономические отношения, принятие Гражданского и Водного кодексов Российской Федерации, новое законодательство в области охраны окружающей среды и природопользования создали благоприятные условия для обеспечения потребителей качественной питьевой водой как одного из факторов санитарно-эпидемиологического благополучия населения; охраны окружающей среды от загрязнения недостаточно очищенными сточными водами; повышения эффективности, надежности работы систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации; улучшения организации управления и эксплуатации этих систем. В настоящее время сформированы задачи служб эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения, заключающиеся в бесперебойном снабжении населения, промышленности и сельского хозяйства водой, экономии водных ресурсов, отведении и очистке сточных вод, предотвращении загрязнения водных источников и почвы стоками и твердыми отходами. Рост числа систем водоснабжения и водоотведения, их постоянное усложнение ставят новые задачи перед службой эксплуатации, связанные с автоматизацией систем управления водохозяйственными объектами, внедрением новых перспективных технологий, созданием крупных и групповых систем водопользования, охватывающих целые регионы страны. Появилось много новых технологий водоподготовки и очистки сточныхвод,позволяющихполучать очищенную водуболееинтенсивными методами,чем раньше.

Одновременно повысились требования к надежности сооружений и трубопроводов. Несовершенство проектирования и технологии строительства очистных сооружений и сетей водоснабжения и водоотведения, низкое качество используемых строительных материалов, строительствобезучетавлиянияреальногосостававодприводяткпреждевременномуразрушению инженерных конструкций и ухудшению их эксплуатационных характеристик. Для сохранения работоспособности инженерных систем при нормативном сроке службы трубопроводов водоснабжения и водоотведения 25–30 лет требуется высокая степень технической подготовленности персонала при эксплуатации, реконструкции трубопроводов и интенсификации работы очистных сооружений.

В настоящем пособии основное внимание уделено системам и сооружениям, наиболее широко распространенным в коммунальном водоснабжении и водоотведении.

5

1.СООРУЖЕНИЯ ПО ОЧИСТКЕ ПРИРОДНЫХ ВОД

1.1.Повторное использование промывных вод

Одной из серьезных проблем для многих водопроводов является обработка промывных вод и образующихся в процессе очистки воды осадков. Несмотря на рекомендации СП и наличие в типовых, а так же в индивидуальных проектах технических решений по обработке промывных вод, фактически очистка и последующее использование промывных вод осуществляются лишь на некоторых водопроводных станциях.

Повторное использование промывных вод применяется на большинстве водопроводных станций. Вода от промывки фильтров через регулирующий резервуар – песколовку поступает в отстойник оборотных вод, откуда осветленная вода перекачивается в голову основных очистных сооружений. Отстаивание воды в отстойнике осуществляется без применения реагентов. Песок сбрасывается на песковую площадку, а осадок – в иловый резервуар, откуда насосной станцией подается на иловые карты.

Многолетний опыт эксплуатации системы повторного использования промывных вод на водопроводных станциях свидетельствует об определенных технологических преимуществах принятой схемы даже при имеющем место повышенном соотношении расходов промывных вод и воды, обрабатываемой на блоке очистки. Основными преимуществами системы повторного использованияпромывнойводынабольшинствеводопроводныхстанцийявляются:снижениедозы коагулянта (примерно на 1,5-2 мг/л), повышение эффективности работы отстойников станции и снижение расхода воды на собственные нужды (до 2%).

На некоторых станциях имеются сооружения для повторного использования промывных вод, но по различным техническим или организационным причинам они не работают. В ряде случаев на станциях отмечается ухудшение качества очищенной воды по мутности, содержанию остаточногоалюминияимикробиологическимпоказателямпридобавлениикобрабатываемойводе отстоянныхпромывныхвод фильтров. Однакозачастую это связано стем, что станции работают не воптимальномрежимереагентнойобработкииосветленияпромывныхвод.Нанекоторыхстанциях имеются пруды-накопители, куда поступают промывные воды и осадок, но в конечном итоге после прохождения через грунт они попадают в подземную воду и частично в водоисточник.

Промывные воды фильтров могут быть сброшены в канализационную сеть, как это осуществляется в ряде городов. Такое решение проблемы является наиболее рациональным, и данный метод требует специального рассмотрения с целью более широкого его применения.

В настоящее время на большинстве станций осадок из отстойников и промывные воды фильтров без обработки сбрасываются в водоисточник, что приводит к повышению концентрации взвешенных частиц и растворенных соединений алюминия в речной воде. В связи с важностью данной проблемы на многих водопроводных станциях были проведены экспериментальные

6

исследованиясцельюразработкитехнологическойсхемыочисткиииспользованияпромывныхвод фильтров, основными задачами которых являлись следующие: определение эффективности осветления воды в безреагентном режиме; выбор наиболее эффективных коагулянтов и флокулянтов для осветления промывной воды и определение оптимальных доз реагентов; определения минимального необходимого времени осветления воды после обработки реагентами; исследование влияния количества и качества промывных вод, подаваемых в голову очистных сооружений, на последующий процесс очистки и качество очищенной воды.

На действующих сооружениях наиболее распространены простейшие вертикальные песколовки, устроенные во входной части резервуара или отстойника промывных вод.

Вертикальная песколовка представляет собой железобетонный резервуар, состоящий из двух частей:верхнейпрямоугольнойформы(рабочаячасть)инижней(осадочной)ввидеперевернутой пирамиды. Стоки поступают в нижнюю часть прямоугольной формы. На выходе из песколовки для поддержания постоянной скорости движения воды предусматривается водослив с широким порогом. Удаление песка из приямков производится периодически гидромеханическим способом при помощи элеватора или пескового насоса.

1.2. Пример расчета сооружений обработки промывной воды

Рассмотримпримеррасчетасоследующимиданными:Qпол=16300 м3⁄сут;М=200 мг⁄л;Ц=35 град; количество отстойников N=2 шт.; площадь фильтра F=30 м2; интенсивность промывки фильтраω=16 л⁄(с∙м2);продолжительностьпромывкиt_1=6мин.;количествофильтровN_ф=4шт.; количество промывок каждого фильтра в сутки Nпр=2.

Расчет вертикальных песколовок производится на основании максимальных расчетных

поступающей воды от промывки фильтров с целью ее дальнейшего равномерного перекачивания в трубопроводы перед смесителем без отстаивания.

7

Конструктивно резервуары промывных вод представляют собой прямоугольную в плане железобетонную емкость. Входная часть резервуаров выполняется в видевертикальнойпесколовки дляобеспечениявыделенияпеска,выносимогоспромывнойводой.Днищерезервуаровпромывных вод выполняется с уклоном к грязевому приямку. Отбор осадка из грязевого приямка осуществляется периодически при помощи центробежных насосов или гидроэлеваторов. Для взмучивания осадка, скапливающегося на дне резервуара, предусматривается система гидросмыва, располагаемая по периметру емкости. Отбор для перекачки перед смесителем осуществляется с поверхности воды в резервуаре при помощи гибкого рукава, закрепленного на поплавке.

Регламент промывки фильтров за сутки:

•Общее количество промывок за сутки:

пр = ∙ пр =8 4 ∙ 2 = 8 шт.

∙ 6 ∙ 8

• Продолжительность промывок за сутки:

пр = 1 60пр = 60 = 0,8 ч.

•Фильтры не промываются= 24: − пр = 24 − 0,8 = 23,2 ч.

Так как взвесь, содержащаяся в промывной воде, имеет тонкодисперсную структуру, то для интенсификации процесса осветления, а также для сокращения продолжительности отстаивания необходимо интенсифицировать работу отстойников путем установки в них тонкополочных блоков.

Принимаем установку вдоль каждой стены отстойника пакеты наклонных пластин. Угол

1.3. Методы обеззараживания

Для обеззараживания природных вод применяются хлорирование, озонирование,

ультрафиолетовое облучение.

Для обеззараживания хлорированием используют хлорную известь, хлор и его производные,поддействиекоторыхбактерии,находящиесявпитьевойводе,погибаютврезультате окисления веществ, входящих в состав протоплазмы клеток.

Несмотря на высокую эффективность в отношении патогенных бактерий, хлорирование при дозе остаточного хлора 1,5 мг/л не обеспечивает необходимой эпидемической безопасности в отношении вирусов. Другим негативным свойством хлорирования является образование хлороорганических соединений и хлораминов. Хлорорганические соединения обладают высокой токсичностью, мутагенностью и канцерогенностью, способностью аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и в конечном счете попадать в организм человека.

Для некоторых водопроводных очистных сооружений могут быть рекомендованы электролизные установки для получения дезинфицирующих соединений из раствора поваренной соли. Обработка сточной воды гипохлоритом натрия по стоимости практически равноценна обработке хлором и в 1,5–2 раза дешевле, чем обеззараживание хлорной известью.

Выбор метода обеззараживания производят, руководствуясь расходом и качеством обрабатываемой воды, эффективностью ее предварительной очистки, условиями поставки, транспортировки и хранения реагентов, возможностью автоматизации процессов и механизации трудоемких работ.

Хлор, добавленный к питьевой воде, должен быть тщательно перемешан с ней, а затем находиться в контакте со сточной водой не менее чем 30 мин, после чего количество остаточного хлора должно быть не менее 1,5 г/м3.

Установка для хлорирования газообразным хлором имеет хлораторную, смеситель, контактные резервуары.

Контактные резервуары (рис. 1) предназначены для обеспечения расчетной продолжительности контакта очищенных сточных вод с хлором или гипохлоритом натрия, их следует проектировать как первичные отстойники без скребков; число резервуаров принимается не менее 2. Допускается барботаж воды сжатым воздухом при интенсивности 0,5 м3/(м2· ч).

При обеззараживании сточныхвод послебиологическихпрудовдопускаетсявыделять отсек для контакта сточных вод с хлором.

10

Наиболеераспространеннымхимическимметодомобеззараживанияводысиспользованием соединений кислорода является озонирование (озоналлотропная модификация кислорода). Озон обладает высокой бактерицидной активностью и обеспечивает надежное обеззараживание воды даже по отношению к спорообразующим бактериям. Благодаря своей окислительной способности озон разрушает клеточные мембраны и стенки. Обработка природных вод озоном позволяет получить более высокую степень очистки и обезвредить различные токсичные соединения.

Исследования, по токсикологической оценке, озонирования показали отсутствие негативного воздействия обеззараженной воды на организм теплокровных животных и человека.

Основные факторы, сдерживающие и затрудняющие широкое использование озона, обусловлены относительно высокой его себестоимостью, что определяется невысоким качеством озонаторных установок промышленного типа, производительностью 10–50 кг/ч и малой степенью использования (50–70 %) озона в существующих конструкциях смесителей с водой.

Рис. 1. Контактные резервуары шириной 6 м (две секции):

1 – распределительнаякамера;2 – впускнойлоток;3 – струенаправляющийщит;4 – приямок осадка; 5 – сборный лоток; 6 – трубопровод опорожнения; 7 – воздухопровод