12. Осветление воды в слое взвешенного осадка.

Для предварительного осветления воды вместо отстойников в настоящее время широко используют осветлители со слоем взвешенного осадка.

Э тот метод осветления применим только при условии введения в воду коагулянта, т.е. при условии предварительной обработки воды, лишающей частицы взвеси агрегативной устойчивости.

Принцип работы: вода из смесителя (после введения в нее реагентов) подается в нижнюю часть осветлителя. Нижнюю часть устраивают постепенно расширяющейся кверху, т.е. конической. Благодаря этому скорость восходящего потока в пределах нижней части осветлителя постепенно уменьшается. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока. Допустим, что это будет иметь место на высоте h₀ над точкой ввода воды — на уровне /—/. Выше этого уровня по мере работы осветлителя образуется слой взвешенного осадка, через который будет проходить и фильтроваться осветляемая вода. Высота слоя h1зависит от треб. эфф. осветления воды. Эта высота обеспечивается расположением устройства / для отбора осадка на определенном уровне //—//. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель. Вода продолжает восходящее движение до уровня ///—///, где расположены устройства 2 для ее сбора и отвода. В слое взвешенного осадка происходит процесс прилипания частиц взвеси к образов. в воде хлопьям коагулянта. В этом слое имеет место так называемое стесненное осаждение хлопьев и частиц мути; скорость выпадения частиц в условиях стесненного осаждения всегда меньше, чем при их свободном осаждении; скорость восходящего движения воды в пределах этого слоя в каждый момент работы осветлителя равна скорости выпадения хлопьев. При увеличении концентрации вещества в слое взвешенного осадка изменяется (уменьшается) скорость выпадения частиц.

Для надлежащего эффекта осветления необходимо, правильно назначить высоту взвешенного слоя h и скорость восходящего движения воды. Эти величины будут зависеть от качества природной воды и методов ее химической обработки.

Основными признаками, отличающими отдельные типы осветлителей, используемых в отечественной практике, являются: а) форма рабочей камеры осветлителя; б) наличие или отсутствие дырчатого днища под слоем взвешенного осадка; в) метод удаления избыточного осадка из рабочей камеры; г) конструкция и место расположения осадкоуплотнителей.

На рис. показана конструкция    прямоугольного осветлителя коридорного типа. Рабочая   камера   состоит   из   двух  отделений, в   нижнюю   призматическую часть  которых  по  трубам  1  подается осветляемая вода. Осветленная вода отводится желобами 2 в сборный лоток 3 и далее по отводящей трубе 4. Камера для сбора и уплотнения осадка расположена между двумя отделениями осветлителей. Осадок из взвешенного слоя поступает в осадкоуплотнитель через окна 5, прикрытые козырьками 6, препятствующими поступлению в окна осветленной воды. Для принудительного отсоса осадка через окна осуществляется отбор воды из осадкоуплотнителя по трубам 7 в тот же сборный желоб 3. При помощи задвижки 8 можно обеспечить такой отбор воды, чтобы уровень ее в осадкоуплотнителе был несколько ниже, чем в отделениях рабочей камеры. Эта разность уровней и будет обеспечивать постоянный (принудительный) отбор осадка через окна 5. Уплотненный осадок выпускается по дырчатым трубам 9.

На рис. показано устройство осветлителя с поддонным осадкоуплотнителем и дырчатым днищем. Вода с введенным в нее реагентом по трубе / подается в лоток (служащий воздухоотделителем), а из него по вертикальной трубе поступает через распределительный цилиндр в распределительные дырчатые трубы 2. Через отверстия в этих трубах вода поступает в пространство, ограниченное снизу сплошным днищем и сверху дырчатым днищем. Высота слоя взвешенного осадка 3 обусловливается высотой расположения осадкоотводящих труб 4, через которые избыток осадка поступает в поддонный ссадкоуплотнитель 5. В верхней центральной части осадкоуплотнителя располагается дырчатая кольцевая труба, присоединенная стояком 6 к кольцевому желобу 7. Отсюда осветленная вода отводится по трубе 8. На трубе 6 устанавливается задвижка 9 для регулирования отвода воды. Разность уровней воды в рабочей зоне осветлителя и в кольцевом сборном желобе обусловливает отсос воды из верхней части уплотнителя и, следовательно, принудительный отсос осадка в уплотнитель через трубы 4. Для смыва осадка из осадкоуплотнителя подается вода по дырчатым трубам 10; осадок удаляется по трубе 11.

На рис показана конструкция осветлителя, предложенная Е. Ф. Кургаевым. Осветляемая вода подается по трубе и поступает в нижнюю зону осветлителя через трубы 2, снабженные соплами, сообщающими воде вращательное движение в гориз. плоскости. Сбор осветленной воды осуществляется системой желобов или перфорированных труб; осветленная вода отводится по трубе 3. Реагенты подаются по трубкам 4 в нижнюю зону осветлителя. Осадок собирается в осадкоуплотнителе 5, имеющем внизу дополнит. бункер 6. Избыточная взвесь из взвеш. слоя отводится ч/з окна 7.

При больших диаметрах осветлителя (более 7 м) применяют дополнительные устройства 8 для отвода взвеси. Из осадкоуплотнителя осадок удаляется по трубе 9. На рисунке показаны также дренажная решетка 10, трубы для отсоса осветленной воды из осадкоуплотнителя //, донные клапаны осадкоуплотнителя 12. Осветлители этого типа нашли широкое применение в установках для осветления и реагентного умягчения воды теплоэнергетических станций.

При расчете осветлителя заданными явл. количество и качество исходной воды и требуемый эффект осветления.

Осветлители со взвешенным осадком приняты коридорного типа с поддонным осадкоуплотнителем. Площадь осветлителя определим:

где Fзо-площадь зоны осветления,м²

Fоу-площадь осадкоуплотнения, м²

V₀=0,7мм/с- скорость восходящего потока К=0,8 – коэффициент распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем, принято по т.20(1)