Суммарная площадь отверстий в каждом ответвлении системы подачи воды должна составлять 0,3-0,35 площади поперечного сечения трубы, суммарная площадь поперечных сечений ответвлений - 0,4-0,6 площади поперечного сечения коллектора.
В конце каждой распределительной трубы и на магистрали воздуховодов должны быть установлены стояки с задвижками или съемными заглушками для продувки воздушной распределительной системы. Воздуховоды перед пуском в эксплуатацию продувают, удаляя воздух через специальные задвижки или заглушки.
Систему для распределения воздуха необходимо располагать на одной отметке строго горизонтально. Допустимое отклонение должно быть не более ± 3 мм.
Скорость движения воды в начале дырчатой трубы — 1—1,5 м/с, воздуха — 15—20 м/с, скорость выхода воздуха из отверстий — 40—50 м/с. Магистральные воздуховоды укладывают выше уровня воды в реакторах. Необходимо обеспечивать равномерность распределения воды и воздуха (не менее 80 %).
Трубы для подачи воздуха укладывают на деревянные или пластмассовые опоры и крепят к опорам хомутами с резиновыми прокладками. Опоры крепят к днищу реактора, хомуты устанавливают через 1,0 м.
Внутреннюю поверхность реактора следует защищать антикоррозионным покрытием.
12.19. Для транспортирования воды, содержащей сероводород, предпочтительно применять трубы:
асбестоцементные напорные (ГОСТ 539—80) с асбестоцементными муфтами типа САМ;
из высокохромистых сталей марок Х25Т, Х17Т, Х21Н5Т, Х18Н10Т;
из полиэтилена высокого давления и низкой плотности ПНП (ГОСТ 18599-83).
Арматуру необходимо применять в коррозионно-стойком исполнении. Можно использовать вентили и клапаны из пластмасс (винипласта, полиэтилена), а также стальную и чугунную арматуру, футерованную пластмассой или резиной. Материал для покрытия внутренней поверхности труб и резервуаров должен предусматриваться в соответствии с «Перечнем материалов и реагентов, разрешенных Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения». Проходные галереи для трубопроводов и арматуры надлежит оборудовать принудительной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха, а также обогревом.
12.20. Раствор триполифосфата натрия дозируется перед реактором биохимического окисления с целью интенсификации в случае необходимости развития тионовых бактерий. Доза триполифосфата натрия — 0,5 мг/л (по ). С целью улучшения процесса растворения триполифосфата натрия при приготовлении рабочего раствора следует предусмотреть возможность барботирования воды воздухом в растворном баке.
Дозируют триполифосфат натрия непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 3-4 недель, а затем периодически при ухудшении эффекта очистки в течение 2-4 сут в месяц.
Раствор триполифосфата натрия необходимо приготавливать в баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию рабочих растворов надлежит принимать 0,5-3 % в расчете на технический продукт, продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха 4 ч - при температуре воды 20 °С, 2 ч - при температуре воды 50 °С.
Если анализ покажет, что в реакторе биохимического окисления отлагается карбонат кальция, то для предотвращения зарастания загрузки реактора раствор триполифосфата натрия дозируют постоянно (доза 2 мг/л по ).
12.21. При суммарном содержании аммония, нитратов и нитритов в природной воде менее 0,2 мг/л (по N) следует предусматривать дозирование в исходную воду также аммиака в качестве биогенного компонента. Дозирование аммиака осуществляется непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 2-3 недель дозой 0,5 мг/л (по N), а также периодически в случае ухудшения эффективности очистки воды от сероводорода в течение нескольких дней 2-3 раза в год. Для дозирования аммиака можно использовать хлоратор. В хлораторной не должны находиться одновременно баллоны с аммиаком и хлором во избежание образования хлористого аммония. Баллоны с аммиаком необходимо хранить отдельно от баллонов с хлором в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Дозировать аммиачную воду следует по металлическим трубам.
12.22. При обработке в реакторе биохимического окисления вода может стать нестабильной. В результате окисления сероводорода до сульфатов и образования серной кислоты рН воды понижается. В результате десорбции из воды части растворенного диоксида углерода при барботировании воды воздухом рН обработанной воды повышается. Суммарное влияние этих процессов следует определять экспериментально при выполнении технологических изысканий.
Вода, направляемая потребителю, должна быть стабильна. Оценку стабильности воды рекомендуется выполнять экспериментально. При отсутствии данных технологических изысканий оценку стабильности воды производят по индексу насыщения воды карбонатом кальция на основе химических анализов, выполненных при проведении испытаний модельной установки по очистке воды от сероводорода.
13. ОБЕСФТОРИВАНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ КОНТАКТНО-СОРБЦИОННОЙ КОАГУЛЯЦИИ
СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
13.1. 0бесфторивание воды методом контактно-сорбционной коагуляции основано на способности продуктов гидролиза алюминиевых коагулянтов (сернокислого алюминия, оксихлорида алюминия) извлекать фтор из воды. Процесс выделения фтора из воды значительно интенсифицируется в зернистом слое фильтровального сооружения, например, типа контактного осветлителя. В этом случае сорбция фтора осуществляется на поверхности контактной зернистой среды.
13.2. Для обеспечения требуемой глубины и эффективности процесса обесфторивания необходима предварительная зарядка загрузки — накопление в ней избытка гидролизуемых в воде солей, содержащих гидроксид алюминия. Зарядку следует осуществлять в самом начале каждого фильтроцикла и производить путем подачи в воду в течение 1—2 ч повышенной дозы коагулянта. Затем до конца фильтроцикла в воду необходимо вводить рабочую дозу коагулянта, которая в 3—5 раз менее зарядной. Для повышения прочности осадка при повышенном содержании фтора в исходной воде дополнительно возможно введение в воду флокулянта-полиакриламида.
13.3. Область применения метода ограничивается следующими ориентировочными значениями показателей качества исходной воды, которые в каждом конкретном случае необходимо корректировать пробными технологическими изысканиями: фтор — не более 5 мг/л; жесткость — не менее 1,5—2,0 мг-экв/л; щелочность — до 3—5 мг-экв/л; рН — 7-8; сероводород - до 1,5-2,0 мг/л; железо (II) и (III) - до 5 мг/л.
13.4. Метод рекомендуется использовать на станциях производительностью 1600-20000 м3/сут. При соответствующем технико-экономическом обосновании возможно применение метода для станций большей производительности. При меньшей производительности обесфторивание следует осуществлять на установках типа «Струя» (см. разд. 14).
СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ И СХЕМА РАБОТЫ СТАНЦИИ ОБЕСФТОРИВАНИЯ
13.5. В состав основных сооружений станции обесфторивания следует включать:
контактную камеру, состоящую из двух смежных или отдельно расположенных секций. Одна из секций предназначена для подачи в воду повышенного зарядного расхода коагулянта, другая — для ввода рабочего расхода1;
1При проектировании могут быть рассмотрены и другие варианты подачи в воду повышенных зарядных доз коагулянта.
фильтровальные сооружения с восходящим потоком воды — контактные осветлители;
резервуар для сбора первого фильтрата;
резервуар для сбора обесфторенной воды (резервуар чистой воды);
резервуар-отстойник промывных вод.
Кроме того, на станции обесфторивания следует предусматривать реагентное хозяйство для приготовления и дозирования растворов коагулянта, щелочного реагента и полиакриламида, устройства для обеззараживания воды и обработки осадка.
13.6. Принципиальная схема станции показана на черт. 41. Вода, забираемая из водозабора, подается в контактную камеру и обрабатывается в начале фильтроцикла зарядными, а затем рабочими дозами коагулянта. В контактных осветлителях вода проходит снизу вверх через слой заряженной фильтрующей загрузки, где освобождается от повышенных количеств фтора, затем фильтрат последовательно поступает в резервуары промывной и чистой воды: первый фильтрат направляют в резервуар промывной воды (в течение периода зарядки), после окончания процесса зарядки - в резервуар чистой (обесфторенной) воды. Перед поступлением в резервуар вода подвергается обеззараживанию. Воду из резервуара первого фильтрата используют только для промывки контактных осветлителей.
Черт. 41. Принципиальная схема работы станции обесфторивания воды
1 - артезианская скважина; 2 - зарядная камера смесителя; 3 - подача коагулянта; 4 - рабочая камера смесителя; 5 - контактный осветлитель; 6 - резервуар сброса первого фильтрата; 7 - подача соды; 8 - резервуар-отстойник промывной воды; 9 - подача хлора; 10 - резервуар чистой воды; 11 - подача воды потребителю
Сточные воды от промывки контактных осветлителей следует сбрасывать в резервуар-отстойник промывных вод. После отстаивания и нейтрализации щелочью осветленную воду или направляют в голову сооружений, или сбрасывают в канализацию. Сырой осадок подают на сооружения по его обработке.
13.7. Контактную камеру следует устраивать по типу входной камеры, применяемой для станций контактного осветления при осветлении и обесцвечивании воды (по СНиП 2.04.02-84). Время пребывания воды в зарядной секции должно составлять 2-3 мин в расчете на зарядку одного контактного осветлителя, в рабочей секции — 3-5 мин в расчете на общий расход воды станции.
Конструктивно-технологические решения контактных осветлителей станции обесфторивания воды рекомендуется принимать также в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Скорость фильтрации принимают равной 3-4 м/ч (при содержании фтора в исходной воде 4-5 мг/л) и 4-5,5 м/ч (при исходном содержании фтора менее 4 мг/л). Остальные параметры принимают следующими: высоту слоя фильтрующей загрузки - 2,0 м; эквивалентный диаметр загрузки - 1,0-1,2 мм; коэффициент неоднородности - 2,2-2,5. Продолжительность цикла при указанных параметрах рекомендуется принимать 12-18 ч в зависимости от исходного содержания фтора.
13.8. Проектирование реагентного хозяйства следует осуществлять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Ориентировочные дозы реагентов рекомендуются следующие:
доза коагулянта — сернокислого алюминия — по безводному продукту: зарядная - 300-500 мг/л, рабочая - 65-130 мг/л;
доза соды для нейтрализации промывных вод и осадка - 50-80 мг/л;
доза полиакриламида (ПАА) - 0,1—0,3 мг/л.
Применение ПАА рекомендуется предусматривать при содержании фтора в исходной воде свыше 3 мг/л. ПАА вводят в конце рабочей секции контактной камеры.
Параметры промывки контактных осветлителей (интенсивность, продолжительность) принимают в соответствии со СНиП 2.04.02-84.
Обеззараживание обесфторенной воды производят с учетом местных условий и в соответствии с общими рекомендациями СНиП 2.04.02-84.
Резервуар-отстойник промывных вод следует рассчитывать на время пребывания их не менее 2 ч.
Сооружения и устройства по обработке промывных вод и осадка проектируют в соответствии со СНиП 2.04.02-84, при этом могут быть приняты следующие ориентировочные расчетные параметры:
концентрация твердой фазы уплотненного осадка после 6-8-часового уплотнения — 1,5-1,8 г/л;
объем осадка — 2,5-3 % количества промывных вод.
14. УСТАНОВКИ ТИПА «СТРУЯ» ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
14.1. Установки типа «Струя» представляют собой набор элементов полной заводской готовности, монтируемых на месте применения и серийно выпускаемых отечественной промышленностью. Они предназначены для очистки (осветления и обесцвечивания) поверхностных вод, а также для обезжелезивания, обесфторивания и умягчения подземных вод и могут быть использованы при водоснабжении сельских и малонаселенных мест, баз отдыха, вахтовых поселков и т. п.
14.2. При использовании установок исходная вода должна отвечать следующим требованиям:
при очистке поверхностных вод исходное содержание взвешенных веществ — до 1000 мг/л, цветность — до 120 град. Использование установок для очистки воды с более высоким содержанием взвешенных веществ возможно только при применении плавучих водозаборов-отстойников или сооружений и оборудования для предварительного осветления воды (ковшей, запруд, земляных отстойников и др.) и с более высокой цветностью - при обосновании технологическими изысканиями;
при обезжелезивании содержание железа - 10-50 мг/л, сероводорода - до 2-3 мг/л, свободной углекислоты - до 150 мг/л, окисляемость - до 30-40 мг/л О2, рН > 5,8;
при умягчении общая жесткость - до 12—18 мг-экв/л, карбонатная жесткость - до 8—10 мг-экв/л;
при обесфторивании содержание фтора — до 5 мг/л, сульфатов — до 350 мг/л.
По остальным физико-химическим показателям качество исходной воды должно соответствовать ГОСТ 2761—84.
14.3. При совместном содержании в обрабатываемой воде избыточных концентраций солей жесткости и железа технология умягчения воды обеспечивает одновременно и ее обезжелезивание.
14.4. При выполнении условий, указанных в п. 14.2, применение установок позволяет получать воду, отвечающую ГОСТ 2874-82.
14.5. Производительность серийно выпускаемых установок применительно к очистке поверхностных вод Qтип равна 100, 200, 400 и 800 м3/сут.
Производительность установок в режимах умягчения, обезжелезивания и обесфторивания воды рассчитывают по формуле
Qрасч = Qтип Кот ,(51)
где Кот - коэффициент относительного изменения производительности установок по сравнению с режимом очистки поверхностных вод (см. пп. 14.23.3, 14.24.6, 14.25.4).
СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАБОТЫ УСТАНОВОК
14.6. Основные элементы водоочистной установки для очистки поверхностных вод представлены на черт. 42.
Черт. 42. Принципиальная схема работы установок типа «Струя»
а - установка производительностью 100 и 400 м3/сут; б - установка производительностью 200 и 800 м3/сут; 1 - насос подачи воды; 2 - сетчатый фильтр; 3 - смесительная диафрагма; 4 - ввод коагулянта; 5 - блок коагулирования; 6 - блок обеззараживания; 7 - насосы-дозаторы; 8 - операционная задвижка; 9 - отстойники; 10 - фильтры; 11 - ввод хлорреагента; 12 - водонапорная башня; 13 - промывной отсек; 14 - подача воды потребителям
