14.7. Схема работы установки в режиме очистки поверхностных вод следующая. Исходная вода забирается из водоисточника насосами и подается на установку. Раствор коагулянта в требуемых дозах (при работе в реагентном режиме), выбранных на основании пробных лабораторных испытаний, вводится во всасывающий или напорный патрубок насоса. Обеззараживающий раствор хлорреагента вводится в фильтрованную воду, а при необходимости — также и в исходную воду.
Смешение реагентов с обрабатываемой водой следует осуществлять непосредственно в насосе или в напорном трубопроводе до камеры хлопьеобразования. Для задержания крупных плавающих примесей после насоса устанавливается грубый фильтр. Пройдя грубый фильтр, вода поступает в камеру хлопьеобразования, в которой после ввода коагулянта образуются хлопья гидрата окиси алюминия с извлеченными из воды взвешенными и коллоидными частицами. Образовавшиеся в камере хлопья непосредственно поступают в отстойник. При движении воды в отстойнике в трубах и межтрубном его пространстве происходят выпадание взвеси и интенсивное ее осветление. Одновременно производит сползание части осадка в камеру хлопьеобразования.
Отстоенная вода с остаточной мутностью проходит фильтр, в котором происходит ее окончательная очистка.
Пройдя фильтр, вода под остаточным напором поступает в бак водонапорной башни, откуда направляется в зависимости от условий в водопроводную сеть, в резервуар или к насосной станции (второго подъема). В напорной башне предусматривается отбор воды на промывку с обеспечением гарантированного запаса. Для удаления накапливающихся в установке загрязнений предусмотрена ее периодическая промывка. При этом промывная вода из башни, поступая на фильтр снизу вверх, расширяет его фильтрующую загрузку, вынося накопившиеся за фильтроцикл загрязнения, а затем поступает в отстойник и смывает накопившийся в нем осадок.
Оборудование для коагулирования воды включает двухсекционный бак с переносной электромешалкой и насос-дозатор для введения раствора реагента. Для обеззараживания используются электролизные установки ЭН-1 или ЭН-5. При их отсутствии осуществляются приготовление и дозирование хлорреагентов — гипохлорита кальция или хлорной извести.
14.8. Основными отличительными элементами установок для очистки подземных вод (черт. 43) являются промежуточный бак-аэратор (газоотделитель) и блок для приготовления щелочных реагентов (при умягчении и обезжелезивании воды). В ряде случаев может потребоваться более производительное дозировочное оборудование. Кроме того, при определенных условиях для обеззараживания воды вместо хлорреагентов могут быть использованы бактерицидные установки (см. п. 14.13) .
Черт. 43. Принципиальная схема обесфторивания, обезжелезивания и умягчения воды на установках типа «Струя»
1 - водозабор; 2 - аэрационный бак; 3 - блок подщелачивания воды; 4 - блок коагулирования воды; 5 - насосы-дозаторы; 6 - насос исходной воды; 7 - тонкослойный отстойник; 8 - скорый фильтр; 9 - баки обеззараживания воды хлорреагентом; 10 - блок обеззараживания воды на бактерицидном аппарате; 11 - водонапорная башня; 12 - подача воды потребителям
14.9. Схема работы установки в режиме обезжелезивания воды следующая. Исходная вода, поступающая от скважин, обогащается кислородом с помощью разбрызгивания ее через насадку с отражателем в аэрационном баке, где происходит также частичное выделение из нее углекислоты и других растворенных газов. Затем воду с помощью насосов подают на основные технологические сооружения установки — тонкослойный трубчатый отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования и скорый зернистый фильтр. Перед отстойником в воду с помощью насосов-дозаторов дозируют раствор или суспензию щелочного реагента (извести или соды). В камере хлопьеобразования вода проходит через образующийся слой хлопьевидного высококонцентрированного осадка гидроокиси железа, который создает хорошие условия для ее осветления в тонкослойных элементах отстойника. Окончательная очистка воды происходит в скором фильтре, после которого она поступает в бак водонапорной башни.
14.10. При умягчении воду также необходимо подвергать аэрации для выделения углекислоты и других растворенных газов. Затем в нее добавляют необходимое количество щелочных реагентов (извести или соды, а в ряде случаев — оба реагента одновременно) .
В камере хлопьеобразования отстойника происходит процесс образования карбоната кальция и гидроокиси магния. Выделение основного количества образующейся твердой фазы этих солей осуществляется в тонкослойном отстойнике, а окончательное осветление воды происходит в песчаном фильтре.
14.11. Для подщелачивания воды (при ее обезжелезивании и умягчении) следует в первую очередь применять известь в виде порошкообразного негашеного продукта (пушонки) или гашеную известь в виде готового известкового молока или теста. Как исключение, при соответствующем технологическом и технико-экономическом обосновании для подщелачивания воды может быть использована сода. В случае применения гашеного продукта в реагентном хозяйстве следует предусматривать баки мокрого хранения с устройством для перемешивания суспензии сжатым воздухом. В качестве расходных баков следует использовать баки реагентов с системой перемешивания сжатым воздухом, с использованием рециркуляционного насоса или стандартные промышленные баки (с механическим или гидравлическим перемешиванием). Для перекачивания известкового продукта из баков мокрого хранения в расходные баки следует применять специальные насосы для суспензий. При использовании негашеной комовой извести следует предусматривать стандартные серийно изготовленные механические известегасители или шаровые мельницы. Рекомендуется использовать мокрый помол извести, обеспечивающий крупность частиц извести до 0,03-0,04 мм, при этом готовое известковое молоко необходимо сливать в баки мокрого хранения. При соответствующем обосновании допускается принимать схему для получения известкового молока в сатураторах двойного насыщения.
Подачу воздуха для перемешивания рекомендуется осуществлять с помощью компактных компрессоров типа СО, оборудованных соответствующими ресиверами.
Дозирование щелочных реагентов следует осуществлять насосами-дозаторами типа НД или с помощью проточного дозирования центробежным насосом и бачком постоянного уровня.
14.12. При обесфторивании вода из скважин поступает в промежуточный аэрационный бак, необходимый в данном случае для предотвращения возможной флотации растворенных газов в отстойнике установки. Этот бак является также регулирующей емкостью между подземным водозабором и установкой. Вода из бака забирается насосами установки и обрабатывается коагулянтом - сернокислым алюминием, обладающим фторселективными свойствами (фтор сорбируется на поверхности осадка солей алюминия, выделяющихся из воды при коагуляции).
Для интенсификации выделения осадка при повышенном содержании фтора в воде (свыше 3—3,5 мг/л) необходимо дополнительно вводить в воду флокулянт — полиакриламид (ПАА).
Осветление воды, как и в предыдущих случаях, следует осуществлять в трубчатом отстойнике и фильтре.
Приготовление раствора коагулянта не имеет принципиальных различий по сравнению с принятым режимом работы установки для очистки поверхностных вод.
14.13. Обеззараживание подземных вод осуществляют или в бактерицидной установке, или с использованием хлорреагентов. Метод обеззараживания должен быть выбран с учетом местных условий и согласован с местными органами санитарного надзора.
ОСОБЕННОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПРИВЯЗКИ
14.14. Особенности размещения и привязки установки определяются расположением источника водоснабжения, водонапорной башни и установки, а также возможностью использования технического водопровода и величиной колебаний уровней воды в поверхностном водоисточнике. Ниже рассмотрены наиболее характерные случаи привязок.
14.15. В случае, когда установка и водонапорная башня располагаются в непосредственной близости к водозабору (при амплитуде колебания уровня воды в поверхностном водоисточнике менее 6 м), установку и насосы первого подъема следует размещать на площадке или в одном здании. Дополнительно необходимо предусматривать водоприемные устройства и всасывающие линии.
Всасывающие линии могут быть заменены самотечными, подводящими обрабатываемую воду в специальный приемный колодец (камеру), откуда вода забирается насосами водоочистной установки.
14.16. В тех случаях, когда установка и водонапорная башня удалены от водозабора на значительное расстояние, а амплитуда колебания горизонта воды в поверхностном водоисточнике менее 6 м, насосы, комплектуемые с установкой, можно устанавливать в отдельном помещении, расположенном вблизи водоисточника. Для очистки поверхностные воды подбираются из условия обеспечения их подачи через водоочистную установку непосредственно в башню.
Возможно размещение реагентного блока в помещениях насосной станции или рядом с водоочистной установкой.
14.17. Если местные условия не позволяют обеспечить нормальную работу водопровода в связи с недостаточным напором насосов первого подъема, насосы установки могут работать на дополнительную подкачку (для очистки подземных вод это обязательно во всех случаях), ограничив ее до суммарного давления перед установкой типа «Струя» до 0,3 МПа.
14.18. При амплитуде колебаний горизонта воды в поверхностном водоисточнике, превышающей 6 м, и содержании взвешенных веществ менее 150 мг/л рекомендуется использование погружных насосов. Водозаборные сооружения будут иметь при этом следующий состав: оголовок, самотечный трубопровод, водоприемный колодец, погружные насосы.
14.19. При наличии на месте существующего технического или поливочного водопровода целесообразно в первую очередь рассмотреть возможность присоединения установок непосредственно к нему. В таких случаях можно использовать как напор технического водопровода, так и устраивать промежуточный приемный колодец, резервуар или камеру. В первом случае насосы установки можно и не использовать при достаточном для подачи в водопроводную башню давлении указанного технического водопровода. Применение рассматриваемой выше схемы возможно лишь при условии получения разрешения органов санитарного надзора, соответствия источника исходной технической воды действующим нормам на источники хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также обеспечения соответствующих зон санитарной охраны.
14.20. Если водонапорная башня расположена на значительном расстоянии от водоочистной установки, рекомендуется устанавливать рядом со зданием установки промывной бак соответствующей вместимости (например, водонапорную башню заводского изготовления типа Рожновского). При отсутствии на объектах указанных водонапорных башен специальные промывные баки установок могут быть изготовлены в соответствии с технической документацией Гипрокоммунводоканала.
При использовании указанных баков очищенная вода поступает транзитом от них либо в водонапорную башню водопровода, либо в резервуар или приемный колодец насосной станции второго подъема. Высота башен должна быть не менее 10-12 м. При высоте более 15 м расход воды для промывки установок регулируют степенью открытия ее операционной задвижки. Для большей надежности в этих случаях рекомендуется устанавливать специальную задвижку между установкой и башней и регулировать степень постоянного открытия на требуемые параметры промывки. Возможна также установка диафрагмы, рассчитанной на остаточный напор при промывке, равный не более 15 м.
14.21. Емкости водонапорных башен должны быть рассчитаны как на регулирующий, так и на промывной объем. Регулирующий объем определяется конкретными условиями работы системы водоснабжения. Промывной объем рассчитывается на одну промывку установки: 5 м3 - для установок производительностью 100 и 200 м3/сут, 16 м3 - 400-800 м3/сут (в расчете на условия очистки поверхностных вод). При этом конструкция узла подвода воды от установки к башне должна обеспечивать постоянное сохранение требуемого промывного объема.
14.22. В тех случаях, когда установки находятся в эксплуатации только в период плюсовых температур, их можно размещать не в помещении, а непосредственно на открытых площадках. При этом могут быть выполнены только легкое ограждение и навес.
ВЫБОР ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
14.23. Обезжелезивание воды:
14.23.1. Окисление железа, находящегося в воде, осуществляют кислородом воздуха при изливе ее из насадки через отражатель в промежуточный аэрационный бак. Скорость выхода воды из насадки — 1,5-2 м/с. Расстояние от насадки до отражателя — 0,2-0,3 м, от отражателя до уровня воды в баке — 0,7-1,0 м. Время пребывания воды в баке — 0,5-1 мин. Бак снабжают коммуникациями подачи и отвода исходной воды, перелива и опорожнения. Содержание кислорода в воде после аэрации должно составлять не менее 5—8 мг/л.
14.23.2. Требуемую дозу щелочного реагента при обезжелезивании воды определяют пробным путем с помощью технологического анализа. Указанная доза соответствует значениям рН обработанной воды.
При невозможности проведения технологических изысканий на местах рекомендуется использовать ориентировочные данные табл. 18.
Таблица 18
|
рН исходной воды |
Менее 6,0 |
6,0-6,2 |
6,2-6,4 |
Св. 6,4 |
|
Доза щелочного реагента, мг-экв/л (по СаО или по Nа2СО3) |
3,0-4,0 |
2,5-3,0 |
2,0-2,5 |
1,5-2,0 |
14.23.3. Выбор производительности установки зависит от показателей качества исходной воды, типа применяемого щелочного реагента (известь или сода) и особенностей эксплуатации установки. Производительность установки следует определять с учетом данных табл. 19.
Таблица 19
