3.1 Определение дозы реагентов для обработки воды

Необходимая доза коагулянтаопределяется потаблице 16[2] в зависимости от мутности воды впаводковыйимеженныйпериоды. В качестве коагулянта применяетсясернокислый алюминий - Al₂(SO₄)₃ х 18 H₃O.

Таблица 3- Выбор дозы коагулянта [2]

Мутность воды, мг/л	Доза безводного коагулянта для обработки мутных вод, мг/л
до 100	25-35
св. 100 до 200	30-40
"200"400	35-45
"400"600	45-50
"600"800	50-60
"800"1000	60-70
"1000"1500	70-80

Примечание: 1 Меньшие значения доз относятся к воде, содержащей грубодисперсную взвесь. 2 При применении контактных осветлителей или фильтров, работающих по принципу коагуляции, в зоне фильтрующей загрузки дозу коагулянта следует принимать на 10-15 % меньше.

	Мутность воды, М, мг/л	Доза коагулянта, ДК, мг/л
В паводок:	ММАХ=	ДКПАВ=70
В межень:	МMIN=	ДКМЕЖ=70

Необходимая доза коагулянта, ДПАА, мг/л(в дополнение к дозам коагулянта) принимается в зависимости от мутности и цветности исходной воды потаблице 17[2]. В качестве флокулянта рекомендуетсяполиакриламид - ПАА.

Таблица 4- Выбор дозы ПАА [2]

Мутность исходной воды, мг/л	Цветность исходной воды, град	Доза безводного ПАА, мг/л	Примечание
до 100	св. 50	1-1,5	ПАА вводится перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком
10-100	30-100	0,3-0,6
100-150	20-60	0,2-0,5
500-1500	-	0,2-1

Необходимая доза подщелачивающих реагентовопределяется в зависимости от принятой дозы коагулянта также для двух периодов меженного и паводкового по п.6.19 [2].

Д_Щ^ПАВ = К_Щ х (Д_К^ПАВ / е_К - Щ_О^ПАВ) + 1,

где Д_Щ^ПАВ - доза извести в паводковый период, мг/л;

К_Щ - коэффициент, равный для извести (по СаО) - 28;

Д_К^ПАВ- доза коагулянта в паводковый период, мг/л;

е_К- эквивалентная масса коагулянта (безводного) в мг/мг-экв., принимаемая для

Al₂(SO₄)₃ - 57;

Щ_О^ПАВ- щелочность воды в паводок (карбонатная жесткость воды в паводок),

мг-экв./л.

Д_Щ^ПАВ =28– 4,63)+1= -89,44 мг/л

Д_Щ^МЕЖ = К_Щ х (Д_К^МЕЖ / е_К - Щ_О^МЕЖ) + 1,

где Д_Щ^МЕЖ- доза извести в меженный период, мг/л;

К_Щ - коэффициент, равный для извести (по СаО) - 28;

Д_К^МЕЖ- доза коагулянта в меженный период, мг/л;

е_К- эквивалентная масса коагулянта (безводного) в мг/мг-экв., принимаемая для

Al₂(SO₄)₃ - 57;

Щ_О^МЕЖ- щелочность воды в межень (карбонатная жесткость воды в межень),

мг-экв./л.

Д_Щ^МЕЖ =28)+1= -513,46мг/л

В состав технологической схемы входят устройства для обработки воды. Исходя из того что полученные отрицательные результаты- полщелачивание не требуется, поэтому нет необходимости в расчете по определению дозы извести.

В случае положительного ответа значение Д_Щ , мг/л, полученное по формуле, определяет необходимое количество извести, требуемое для подщелачивания воды в определенный период года.

3.2 Хозяйство приготовления раствора коагулянта

Коагулянт подается в обрабатываемую воду в виде раствора определенной концентрации, для чего в реагентном хозяйстве предусматриваются растворные (затворные), расходные баки и дозирующие устройства. Расчет растворных и расходных баков заключается в определении их емкости, подборе воздуходувок и диаметра воздуховодов [2].

Объем растворного бака W_Р, м³

W_P= (q_РАСЧxnxД_К) / (10000 х γ хb_P),

где q_РАСЧ - расчетная часовая производительность ВОС, м³/ч;

n- время полного цикла приготовления раствора коагулянта принимается по п.6.22 [2]:

n=10 ...12 часов при температуре воды до 10˚С;

n= 6...8 часов при температуре воды до 40˚С;

Д_К- максимальная доза коагулянта, мг/л;

γ - объмная масса раствора коагулянта, в т/м³, принимается 1 т/м³;

b_P- концентрация раствора коагулянта в растворном баке, %, принимается до 17 % для неочищенного и 24 % - для гранулированного коагулянта.

n=8;

q_{РАСЧ=566,63}м³/ч

Д_К=35,6мг/л

W_P==0,95м³

Количество растворных баков надлежит принимать с учетом объема разовой поставки, способа доставки и разгрузки коагулянта, его вида, а также времени растворения (п.6.22 [2]). Растворных баков должно быть не менее трех.

Конструктивно, растворные баки в нижней части следует проектировать с наклонными стенками под углом 45˚к горизонтали для неочищенного и 15˚- для очищенного коагулянта. Для опорожнения баков предусматриваются трубопроводы диаметром не менее 150 мм. При применении кускового коагулянта в баках устанавливаются съемные колосниковые решетки с прозорами 10-15 мм (п.6.24).

Для ускорения процесса растворения рекомендуется использовать воду, подогретую до 40˚С. Схема растворного бака представлена нарисунке 3.

Объем растворного бака W_РАСХ, м³ определяют по формуле:

W_РАСХ= (b_PхW_P) /b,

W_РАСХ==1,08м³

где b- концентрация раствора коагулянта в расходном баке до 15%.

1 - колосниковая решетка; 2 - коагулянт; 3,4 - верхняя и нижняя распределительная система для подачи сжатого воздуха; 5 - поплавок; 6 - подача воды для растворения коагулянта (подогретой до 40˚С); 7 - подача сжатого воздуха; 8 - отбор раствора коагулянта; 9- сброс осадка.

Рисунок 3- Схема растворного бака

Количество расходных баков должно быть не менее 2 (п.6.2 [2]). Днища расходных баков имеют уклон не менее 0,01 к сбросному трубопроводу диаметром не менее 100 мм. При применении неочищенного коагулянта забор раствора следует выполнять из верхнего слоя шлангом с поплавком.

Внутренняя поверхность баков (растворных и расходных) покрывается кислотостойкими материалами (п.6.27 [2]). Принимаем растворные и расходные баки кубической формы в плане, глубиной 0,6-0,25 м и определяем площади F_PиF_РАСХ, м.

Ускорение растворения коагулянта и перемешивание его в баках обеспечивается подачей сжатого воздухас интенсивностью: длярастворенияω_Р= 8-10 л/(с∙м²), дляперемешиванияв расходных бакахω_РАСХ= 3-5 л/(с∙м²) п.6.23 [2], для чего в реагентном хозяйстве устанавливаютсявоздуходувки.

Общее количество сжатого воздуха Qвоз, л/с:

Q_ВОЗ=Q_ВОЗ^Р+Q_ВОЗ^РАСХ,

Количествосжатоговоздуха, необходимое длярастворениякоагулянта,Q_ВОЗ^Р , л/с, определяем по формуле:

Q_ВОЗ^Р =ω_Р хF_P= 10 х 0,102=1,02 л/с=м³/мин

Количествосжатоговоздуха, необходимое дляперемешиваниякоагулянта,Q_ВОЗ^РАСХ , л/с, определяем по формуле:

Q_ВОЗ^РАСХ =ω_РАСХ хF_PАСХ

Таблица 5- Характеристики воздуходувок марки ВК

Марка	Производительность, м3/мин
ВК-1.5	1,58	1,18	0,64	0,13
ВК-3	3,48	2,54	1,54	0,55
ВК-6	6,3	5,45	4,2	2,75
Избыточное давление, м	3	8	12	16

Распределение воздуха следует производить с использованием дырчатых труб из кислотостойких материалов (полиэтилен). Расчетраспределительной системызаключаетсяв подборедиаметроввоздуховодов по расходу и скорости движения воздуха в трубах;подборе их перфорации. Скорость движения воздуха в трубах принимаетсяV_ВОЗ = 10-15 м/с. Скорость выхода воздуха из отверстий 20-30 м/с; диаметр отверстий 3-4 мм. Отверстия направлены вниз.