16.9. При использовании для механического обезвоживания гидроксидных осадков вакуум-фильтров монжус следует заменить плунжерными или шнековыми насосами.
16.10. В конструктивном отношении усреднители-отстойники должны обеспечивать возможность эффективного отведения осветленной воды и осадка на дальнейшую обработку.
16.11. Конструкции уплотнителей зависят от качества обрабатываемого осадка. Для осадков маломутных цветных вод следует стремиться, чтобы отношение диаметра и глубины уплотнителя составляло 1 : 2. С увеличением мутности исходной воды указанное отношение можно увеличивать, и при уплотнении осадков из вод с мутностью свыше 100 мг/л в качестве уплотнителей могут быть использованы радиальные отстойники диаметром до 18 м.
16.12. Подготовку уплотненного осадка к обезвоживанию можно осуществлять либо в специальной емкости, либо непосредственно в монжусе.
ПОДГОТОВКА ОСАДКА К МЕХАНИЧЕСКОМУ ОБЕЗВОЖИВАНИЮ
16.13. Механическое обезвоживание осадков, образующихся на станциях обезжелезивания и умягчения подземных вод, следует осуществлять после их уплотнения без дополнительной подготовки.
16.14. Механическое обезвоживание гидроксидных осадков поверхностных природных вод следует осуществлять только после предварительной подготовки, обеспечивающей изменение их исходной физико-химической структуры.
16.15. Предварительная подготовка гидроксидных осадков к обезвоживанию может включать их уплотнение в сооружениях вертикального или радиального типа, коагуляцию химическими реагентами, добавление вспомогательных веществ, нагрев до 60—98 °С, замораживание-оттаивание.
П р и м е ч а н и я: 1. Замораживание-оттаивание следует предусматривать при подготовке к обезвоживанию осадков маломутных цветных и высокоцветных вод, обладающих наиболее низкой водоотдающей способностью.
2. Выбор температуры нагрева осадка следует осуществлять с учетом возможностей обезвоживающих аппаратов.
16.16. Уплотнение гидроксидных осадков маломутных цветных вод следует производить в уплотнителях вертикального типа, оборудованных устройствами для непрерывного нарушения структуры осадка.
Уплотнение осадков, полученных из поверхностных вод с мутностью свыше 100 мг/л, а также осадков, образующихся на станциях обезжелезивания и умягчения подземных вод, в зависимости от производительности станции можно осуществлять в уплотнителях вертикального или радиального типа.
Для предварительных расчетов при проектировании влажность уплотненного в течение 2 ч осадка Рупл следует принимать, %:
для осадка железосодержащих подземных вод — 97,0; при увеличении продолжительности уплотнения до 24 ч влажность уплотненного осадка снижается до 92—94;
для осадка, образующегося на станциях умягчения воды, — 92—94.
16.17. Для предварительных расчетов при проектировании влажность уплотненного осадка поверхностных вод Рупл, %, в зависимости от качественных показателей исходной воды можно определять по следующему выражению:
Рупл = 96,034 + 1,8 ?? 10-2 Ц ?? 3 ?? 10-2 М ?? 1,26 ?? 10-4 М2 ,(66)
где Ц — цветность исходной воды, град;
М — мутность исходной воды, мг/л.
Продолжительность уплотнения осадков поверхностных вод следует принимать равной 6—10 ч в зависимости от качества осадков, причем с увеличением минеральных примесей в них продолжительность уплотнения снижается.
16.18. Для интенсификации процесса уплотнения в осадок добавляют ПАА из расчета 0,04 % массы сухого вещества осадка. Продолжительность уплотнения при этом следует принимать равной 2??4 ч.
16.19. В качестве химических реагентов для коагуляции осадков перед их механическим обезвоживанием могут использоваться известь, минеральные железосодержащие коагулянты, флокулянты.
16.20. Известь при подготовке гидроксидных осадков к обезвоживанию может использоваться самостоятельно. Для предварительных расчетов дозу извести по СаО следует принимать для осадков вод, % массы сухих веществ обрабатываемого осадка:
повышенной мутности — 10-15;
средней цветности и мутности — 20-30;
маломутных средней цветности — 30-50;
маломутных высокоцветных — 60-100.
При этом доза извести возрастает с увеличением цветности и снижением мутности исходной воды.
16.21. Самостоятельное использование флокулянтов для подготовки гидроксидных осадков к механическому обезвоживанию возможно лишь при обезвоживании осадков вод повышенной мутности.
Флокулянты следует использовать для сокращения расхода извести. При этом для предварительных расчетов следует принимать дозу флокулянта 0,2 % по активной части от массы сухих веществ и дозу извести по СаО — 20 % для маломутных цветных вод и 15 % для вод средней цветности и мутности.
16.22. Для сокращения расхода извести при подготовке гидроксидных осадков к обезвоживанию можно использовать различные вспомогательные вещества, среди которых следует отметить золу-унос от сжигания торфа, угля и сланцев, диатомит, перлит, опилки, песчаную пыль и другие отходы.
Эффективность применения вспомогательных веществ необходимо подтвердить опытным путем. Обычно добавка вспомогательных веществ в количестве 50—100% массы сухих веществ осадка позволяет сократить расход извести в 2 раза.
Совместное использование вспомогательных веществ и флокулянтов позволяет полностью отказаться от применения извести при обезвоживании осадков, полученных из вод средней цветности и мутности.
16.23. При перекачке осадка перед обезвоживанием и особенно после коагуляционной и флокуляционной обработки во избежание разрушения его структуры не допускается использование центробежных насосов, их следует заменять плунжерными или шнековыми.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ
16.24. Расчет уплотнителей следует осуществлять по максимальному часовому количеству осадка, образующемуся в период паводка, с учетом сокращения периода уплотнения в 2 раза по сравнению с указанным п. 16.17.
16.25. Расчет оборудования для обезвоживания осадка вод поверхностных источников следует вести, принимая во внимание среднегодовые показатели качества исходной воды.
16.26. На период паводка необходимо предусматривать создание аккумулирующей емкости для уплотненного осадка, который не может быть обезвожен на установленном оборудовании.
Аккумулирующую емкость следует оборудовать насосной станцией, обеспечивающей перекачку находящегося в ней осадка на обезвоживающие аппараты в период межени.
16.27. Основные параметры работы фильтр-прессов:
толщина слоя обезвоженного осадка на фильтровальной перегородке при обезвоживании на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах барабанного типа должна быть Нос ?? 5 мм;
объем осадка, подаваемого в фильтр-пресс, - не менее общего объема камер, соответствующего паспортным данным;
удельный объем подаваемого осадка Wисх ?? 0,04 м3/м2 (применительно к фильтр-прессам типов ФПАКМ и ФПАВ) .
16.28. Производительность обезвоживающих аппаратов по сухому веществу осадка Q, кг/(м2 • ч), выраженная через массу твердой фазы осадка, может быть рассчитана по формуле
,(67)
где mтв — масса твердой фазы осадка, кг;
F — поверхность фильтрования, м;
??ц — продолжительность фильтроцикла, ч;
К — коэффициент запаса, учитывающий колебание свойств осадка и кольматацию фильтровальной перегородки, равный 0,6??0,8.
Продолжительность фильтроцикла ??ц, ч, при обезвоживании осадков на фильтр-прессах равна:
??ц = ??ф + ??отж + ??всп ,(68)
где ??ф - продолжительность фильтрования, ч;
??отж - продолжительность отжима, ч;
??всп - продолжительность вспомогательных операций, включающая время заполнения камер осадком в объеме, равном объему камер фильтр-пресса, время выгрузки осадка и регенерации ткани и принимаемая по паспортным данным, ч.
Продолжительность фильтроцикла ??ц, ч, при обезвоживании осадков на вакуум-фильтрах равна:
,(69)
где ??ф - угол зоны фильтрования, град.
Масса твердой фазы осадка составляет
mтв = Wисх Сисх ,(70)
где Wисх - объем исходного осадка, м3 ;
Cисх - концентрация исходного осадка, кг/м3.
Подставляя значения из формул (68) - (70) в формулу (67), получим следующие зависимости для определения производительности:
фильтр-прессов
;(71)
вакуум-фильтров
.(72)
Если концентрацию исходного осадка в формулах (71) и (72) заменить влажностью исходного осадка, указанные зависимости соответственно принимают следующий вид:
;(73)
,(74)
где Рисх - влажность исходного осадка, %;
??исх - плотность исходного осадка, кг/м3.
Производительность обезвоживающих аппаратов может быть определена также по объему выделившегося фильтрата и влажности исходного и обезвоженного осадков из следующего соотношения:
Wисх (100 - Рисх) = (Wисх - Wф) (100 - Рос) ,(75)
откуда .(76)
Подставив зависимость (76) в формулы (73) и (74), получим следующие выражения:
;(77)
.(78)
16.29. Давления фильтрования Gф и отжима Gотж, поддерживаемые при работе фильтр-прессов, определяются сжимаемостью обезвоживаемых осадков. Однако учитывая, что в процессе подготовки осадков к обезвоживанию значение сжимаемости обрабатываемых осадков приводят к определенному уровню, при проектировании могут быть приняты следующие значения давлений в зависимости от качества обрабатываемого осадка, которые будут корректироваться в процессе эксплуатации:
для осадков маломутных цветных и высокоцветных вод
Gф = 0,3??0,4 МПа; Gотж = 0,8??1,0 МПа;
для осадков вод средней цветности и мутности
Gф = 0,4??0,5 МПа; Gотж = 1,0??1,2 МПа;
для осадков вод повышенной мутности
Gф = 0,5 МПа; Gотж = 1,2 МПа;
16.30. Для предварительных расчетов при проектировании производительность вакуум-фильтров при обезвоживании осадков, образующихся на станциях обезжелезивания, следует принимать равной 80—100 кг/(м2 ?? ч), влажность обезвоженного осадка - 60—70 %.
При обезвоживании на вакуум-фильтрах осадков, образующихся при умягчении подземных вод, производительность следует принять равной 90??120 кг/(м2 ?? ч), влажность обезвоженного осадка - 50??60 %.
При обезвоживании гидроксидных осадков поверхностных природных вод производительность фильтр-прессов по сухому веществу следует принимать, кг/(м2 ?? ч), для осадков вод:
маломутных цветных - 3??5;
средней цветности и мутности - 5—10;
повышенной мутности - 10—15.
При этом влажность обезвоженного осадка соответственно, %, для осадков вод:
маломутных цветных - 70—75;
средней цветности и мутности - 60—70;
повышенной мутности - 55—65.
