5.2. Технологические схемы водоочистных станций

Отклонение качества воды в природных источниках от требований, предъявляемых к ней потребителям, определяет выбор методов и технологии ее обработки. В практике водоснабжения городов применяют следующие основные способы улучшения качества воды:

• осветление - удаление взвешенных частиц;

• обесцвечивание - удаление веществ, обеспечивающих цветность воды;

• обеззараживание - уничтожение содержащихся в воде микроорганизмов (бактерий);

• опреснение - частичное удаление растворимых солей до предельно-допустимых концентраций для питьевой воды;

• кипячение - удаление солей кальция и магния;

• обезжелезивание - удаление из воды растворимых солей железа;

• фторирование - добавление в воду фтора;

• обезфторивание - удаление из воды соединений фтора;

• дегазация - удаление из воды растворимых газов (CO₂, S₂O₃);

• дезактивация - удаление из воды радиоактивных элементов.

Методы обработки воды, состав и расчетные параметры сооружений водоподготовки устанавливаются в зависимости от качества воды в источнике водоснабжения, назначения водопровода, требований потребителей, производительности станции и местных условий. В целом система водоподготовки представляют собой комплекс взаимосвязанных инженерных сооружений, основного и вспомогательного оборудования, коммуникаций, контрольно-измерительных приборов, автоматики, обеспечивающих выполнение всех технологических операций и получения воды требуемого качества (рис.5.1.).

Для подготовки воды питьевого качества могут быть приняты только те методы обработки, по которым получены положительные гигиенические заключения. Станции водоподготовки должны рассчитываться на равномерную работу в течение суток максимального водопотребления. При этом предусматривается возможность отключения отдельных сооружений для профилактического осмотра, чистки, текущего и капитального ремонта. Коммуникации станций рассчитывают на возможность пропуска расхода воды на 20-30% больше расчетного.

Состав основных сооружений водоочистки станции выбирается в зависимости от качества исходной воды. Согласно СНиП 2.04.02-84 для предварительного выбора технологических сооружений осветления и обесцвечивания воды рекомендуется пользоваться данными, приведенными в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Технологические сооружения водоочистной станции

Состав и тип сооружений	Условия применения
	Качество исходной воды		Производительность станции, м3/сут
	мутность, мг/л	цветность, град.
А. Обработка воды с применением коагулянтов
1.Скорые фильтры (одноступенчатое фильтрование): напорные фильтры открытые фильтры	<30 <20	<50 <50	<5000 <50000
2. Горизонтальные отстойники- скорые фильтры	<1500	<120	>3000
3. Вертикальные отстойники- скорые фильтры	<1500	<120	<5000
4. Контактные префильтры-скорые фильтры	<300	<120	Любая
5. Контактные осветлители	<120	<120	Любая
6. Радиальные отстойники	>1500	<120	Любая
Б. Обработка воды без применения коагулянтов
7. Радиальные отстойники	>1500	<120	Любая
8. Медленные фильтры	<1500	<50	Любая

Рис. 5.1.Высотная схема водоочистных станций:

а - с вертикальными отстойниками и скорыми фильтрами; б - с осветлителями и фильтрами; в - с горизонтальными отстойниками и фильтрами; г - с контактными осветителями; д - с префильтрами и медленными фильтрами: 1 - насосная станция 1-го подъема; 2 – смесители; 3 - реагентный цех; 4 – камера хлопьеобразования; 5 - вертикальный отстойник; 6 – скорые фильтры; 7 – хлораторная; 8 - резервуары чистой воды; 9 - насосная станция 2-го подъема; 10 - осветлитель со взвешенным осадком; 11 - камера хлопьеобразования; 12 – горизонтальный отстойник; 13 - контактный осветлитель; 14 – префильтр; 15 - медленный фильтр

Для удаления из воды взвешенных и коллоидных частиц, т.е. для осветления и обесцвечивания воды, применяют главным образом два процесса осаждения и фильтрования. Эти процессы могут быть как самостоятельные, с добавлением в исходную воду химических реагентов, так и без них. Для осаждения взвешенных частиц применяют горизонтальные, вертикальные, радиальные и другие отстойники, а для фильтрования - медленные, скорые и сверхскорые фильтры, а также контактные осветители и другое оборудование. Для ускорения и повышения эффективности процессов осаждения и фильтрования широко используются химические реагенты, тип которых изменяется в зависимости от качества исходной воды. В связи с этим, схемы подготовки воды дополняются специальным оборудованием для приготовления, фильтрования и смешивания реагентов с водой, а также специальными сооружениями и устройствами хлопьеобразования и удаления образовавшегося осадка. После очистки вода направляется в резервуары чистой воды, откуда насосной станцией II-го подъема она подается в систему водоснабжения.

По принципу перемещения воды в сооружения водоочистной станции (рис. 5.1) различают самотечные и напорные системы. В самотечных системах вода протекает под действием силы тяжести. В напорных системах вода течет по водоочистным сооружениям закрытого типа под давлением, создаваемым насосами. Для уменьшения строительной стоимости водоочистной станции все ее сооружения необходимо максимально приблизить к рельефу местности с учетом возможности движения воды под действием силы тяжести. В этом случае состав и технологическую схему работы самотечных систем обычно представляют в виде высотной схемы. Высотную схему начинают составлять с наиболее низко расположенного сооружения - резервуара чистой воды.