П о с о б и е по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды(к снип 2.04.02-84)


Расход воздуха и время аэрации соответствуют объему и времени заполнения водой мерного цилиндра.

2.23. Методика пробной обработки воды коагулянтом с применением аэрирования заключается в следующем.

Испытуемую воду наливают в ряд цилиндров вместимостью 500 мл. Дозы коагулянта в цилиндрах такие же, как и в опытах без аэрирования, с интервалом 10 мг/л. После добавления коагулянта производят перемешивание воды в цилиндрах в течение 8-10 с, затем осуществляют аэрирование. Расход воздуха варьируют в пределах 10-40 % объема воды с интервалом 5 %. Вначале во все цилиндры вводят 10 % воздуха, затем 15 % и т.д. Примерный диапазон и изменение расхода воздуха можно принимать по табл. 6. Продолжительность аэрирования составляет 6-8 с. После аэрирования производят быстрое смешение содержимого в цилиндрах палочкой с резиновым наконечником в течение 5 с, а затем - медленное, как в опыте без аэрирования.

В цилиндрах воду отстаивают в течение 30 мин и одновременно ведут визуальное наблюдение за эффектом хлопьеобразования, агломерации и осаждения хлопьев.

Контроль качества воды до и после обработки ее производят так же, как и в предыдущих опытах. В результате устанавливают зависимость степени осветления и обесцвечивания воды от дозы коагулянта и процента аэрирования.

2.24. Оптимальный режим пробной обработки речной воды переносят непосредственно в технологию действующих водопроводных очистных сооружений. При этом возможна некоторая корректировка режима обработки речной воды с учетом особенностей технологической схемы и конструктивного оформления водоочистных сооружений.

3. КОНТАКТНЫЕ КАМЕРЫ ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ1

1 Следует применять в экспериментальном порядке.

СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

3.1. Контактные камеры хлопьеобразования следует применять в технологических схемах осветления мало- и среднемутных цветных и высоко-цветных вод.

Область применения контактных камер ограничивается мутностью исходной воды до 150 мг/л, цветностью до 250 град.

При более высокой мутности и цветности исходной воды применение контактных камер должно обосновываться соответствующими технологическими изысканиями.

3.2. Работа контактных камер хлопьеобразования основана на принципе контактной коагуляции, обусловленной способностью мелких частиц взвеси и микрохлопьев коагулянта после взаимной нейтрализации электрокинетических зарядов прилипать к поверхности более крупных частиц фильтрующей загрузки.

Адгезия частиц загрязнений и продуктов гидролиза коагулянта происходит до тех пор, пока в результате накопления осадка в порах зернистой контактной среды скорость движения воды не достигнет величины, при которой начинаются отрыв хлопьев осадка и вынос их в отстойники. В дальнейшем контактная камера работает в режиме устойчивого равновесия: масса поступающей в камеру взвеси и продуктов гидролиза коагулянта равна массе твердой фазы выносимого водой из камеры осадка. Образование хлопьев осадка в контактных камерах происходит быстрее, чем в камерах со свободным объемом воды, особенно при маломутных цветных водах и низкой температуре воды. Осадок получается более плотным.

3.3. Технологической схемой станции осветления и обесцвечивания воды должна быть предусмотрена установка перед контактными камерами хлопьеобразования сеток, предпочтительно барабанных, или микрофильтров, а также распределителей коагулянта (см. разд. 1).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОНТАКТНЫХ КАМЕР ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ, ВСТРОЕННЫХ В ОТСТОЙНИКИ

3.4. Площадь контактной камеры хлопьеобразования следует определять по удельной нагрузке в расчете на площадь зеркала воды. Удельная нагрузка Vк, м3/(м2??ч) или м/ч, назначается в зависимости от концентрации взвеси Со, мг/л, с учетом минимальных температур воды в водоисточнике: при Со < 5 Vк = 7—10; при Со = 5—10 Vк = 10—15; при Co = 20—150 Vк = 15—20 (Co - содержание взвеси в воде, включая образующуюся от коагулянта). Меньшие значения следует принимать для минимальных температур воды. Высота слоя контактной загрузки для вод указанных типов рекомендуется 0,7 м.

3.5. В качестве зернистой контактной загрузки камер хлопьеобразования следует использовать полимерные плавающие материалы типа пенопласта полистирольного марок ПСБ и ПСВ, разрешенных для контакта с питьевой водой, или другие аналогичные материалы. Крупность зерен загрузки — 30—40 мм.

3.6. Гранулы пенопласта необходимой крупности целесообразно получать путем нарезки плит с помощью нагретой электрическим током нихромовой проволоки диаметром 0,8-1,0 мм. Плиты из пенопласта полистирольного выпускаются в широком ассортименте промышленностью. Для ускорения процесса получения гранул нужного размера целесообразно нихромовую проволоку в виде решетки натянуть на деревянную раму с теплостойкими прокладками (например, асбестовыми), имеющую те же размеры, что и плита.

3.7. Для предотвращения всплытия гранул пенопласта в контактных камерах следует предусматривать закрепленную удерживающую решетку с прозорами на 10 мм менее минимальных размеров зерен загрузки.

Учитывая незначительную объемную массу пенопласта (в 25-50 раз менее, чем воды), удерживающая решетка должна быть рассчитана на выталкивающую силу R, т/м2

R = (??в - ??п) (1 - m) Нр + ??в ?? hз ,(4)

где ??в — плотность воды, т/м3 ;

??п - плотность пенопласта, 0,02-0,04 т/м3 ;

m - пористость загрузки, 0,4-0,45;

Нp - высота слоя пенопластовой загрузки, м;

?? hз - расчетный перепад давления в загрузке, м (см. п. 3.9).

В решетке должен быть предусмотрен люк, через который производятся загрузка и выгрузка зернистого материала при необходимости проведения его ревизии. Материалом для решетки могут служить арматурные стержни, уголки и т. п. (для них следует предусматривать противокоррозионное покрытие).

3.8. Для задержания пенопласта при опорожнении отстойников в нижней части камеры должна быть установлена вторая нижняя решетка с ячейками, аналогичными верхней решетке.

3.9. Потерю напора (перепад давления) в слое заиленной зернистой контактной загрузки ?? hз принимают равной 0,05-0,10 м.

3.10. Промывку контактных камер следует осуществлять обратным током воды при кратковременном выпуске ее без остановки станции. Промывку производят периодически при потере напора в камере выше расчетной (см. п. 3.9).

Периодичность промывки зависит от состояния сетчатых защитных устройств на водозаборе или станции водоподготовки и степени загрязненности исходной воды.

3.11. Контактные камеры хлопьеобразования следует принимать встроенными в вертикальные и горизонтальные отстойники.

3.12. В вертикальных отстойниках контактные камеры располагают в центральной части отстойника. Воду в камеру подают на высоту 0,2-0,3 м над контактной загрузкой (черт. 10).

Черт. 10. Вертикальный отстойник с контактной камерой хлопьеобразования

1 - отвод отстоенной воды; 2 - подача исходной воды; 3 - контактная камера хлопьеобразования; 4 - верхняя решетка; 5 - плавающая загрузка; 6 - нижняя решетка; 7 - зона накопления и уплотнения осадка; 8 - удаление осадка

3.13. При осветлении воды в горизонтальных отстойниках контактные камеры располагают в начале отстойников (черт. 11) .

Черт. 11. Горизонтальный отстойник с контактной камерой хлопьеобразования

1 - подача исходной воды; 2 - нижняя решетка; 3 - верхняя решетка; 4 - контактная зернистая загрузка; 5 - отвод осветленной воды; 6 - система удаления осадка из отстойника; 7 - люк для ревизии трубопроводов; 8 - система удаления осадка из камеры

3.14. Над камерами хлопьеобразования необходимо предусматривать павильоны шириной не более 6 м.

3.15. Отвод воды из камеры хлопьеобразования в горизонтальный отстойник следует предусматривать над стенкой (затопленный водослив), отделяющей камеру от отстойника, при скорости движения воды не более 0,05 м/с; за стенкой устанавливается подвесная перегородка, погруженная на 1/4 высоты отстойника и отклоняющая поток воды книзу.

3.16. На уровне верхней кромки затопленного водослива закрепляется решетка (см. п. 3.24).

3.17. Распределение воды по площади камеры хлопьеобразования следует предусматривать с помощью перфорированных труб с отверстиями, направленными вниз под углом 45°. Расстояние между осями перфорированных труб следует принимать не более 2 м. Распределительные трубы размещают непосредственно под нижней решеткой, расположенной на расстоянии 1—1,2 м от верхней решетки.

3.18. Днище камеры следует выполнять с углом наклона граней 45°, в нижней части сходящихся граней располагают трубы для удаления осадка.

3.19. Для осуществления ревизии дна камеры и трубопроводов подачи воды и отвода осадка в нижней части затопленного водослива, отделяющего камеру от отстойника, следует предусматривать люк.

ПРИМЕНЕНИЕ КОНТАКТНЫХ КАМЕР ХЛОПЬЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ КОРИДОРНЫХ ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ СО ВЗВЕШЕННЫМ ОСАДКОМ

3.20. Основные технологические и конструктивные параметры контактных камер при их размещении в осветлителях следует принимать в соответствии с рекомендациями пп. 3.4-3.7.

3.21. В отличие от указанных рекомендаций высота слоя зернистой загрузки должна составлять 0,3—0,4 м (б??льшие значения — при мутности исходной воды менее 5 мг/л) .

3.22. Контактные камеры располагают по всей площади рабочих коридоров осветлителей в их нижней конической части (черт. 12). Решетку для предотвращения всплытия гранул пенопласта закрепляют на расстоянии 0,9-1,0 м над перфорированной трубой, подающей воду в осветлитель. Нижняя решетка не требуется.

Черт. 12. Осветлитель с контактной камерой хлопьеобразования

1 - подача исходной воды; 2 - контактная камера хлопьеобразования; 3 - зона взвешенного осадка; 4 - отвод осветленной воды; 5 - решетка; 6 - удаление осадка

3.23. При наличии контактных камер хлопьеобразования скорость восходящего потока воды в зоне осветления над слоем взвешенного осадка надлежит принимать на 20—30 % более, чем указано в СНиП 2.04.02-84.

3.24. При использовании контактных камер необходимо обеспечить возможность спуска воды из рабочих коридоров осветлителей через распределяющие исходную воду дырчатые трубы, подсоединив их к коммуникациям сброса осадка.

4. ОТСТОЙНИКИ И ОСВЕТЛИТЕЛИ, ОБОРУДОВАННЫЕ ТОНКОСЛОЙНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

4.1. Отстойные сооружения (вертикальные и горизонтальные отстойники и осветлители со взвешенным осадком), оборудованные тонкослойными элементами, предназначены для осветления природных поверхностных вод малой и средней мутности и цветности на водоочистных станциях систем хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

4.2. В сооружениях тонкослойного осветления осаждение взвеси происходит в наклонных элементах малой высоты. При этом обеспечиваются быстрое выделение взвеси и ее сползание по наклонной плоскости элементов в зоны хлопьеобразования и осадкоуплотнения.

4.3. Тонкослойные отстойные сооружения можно применять как при реконструкции действующих отстойников и осветлителей с целью их интенсификации, так и для вновь проектируемых водоочистных станций.

4.4. Рекомендации настоящего Пособия распространяются на сооружения с противоточным движением воды и осадка в тонкослойных элементах.

4.5. Требования к качеству и методам обработки воды, поступающей на сооружения с тонкослойными элементами, аналогичны требованиям для других типов отстойных сооружений. Производительность тонкослойных отстойников и осветлителей не ограничивается.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ОТСТОЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

4.6. Тонкослойный вертикальный отстойник (черт. 13) работает следующим образом. Исходная вода, обработанная реагентами, поступает в расположенную в центральной части отстойника камеру хлопьеобразования и затем, после ее прохождения, вместе с образующимися хлопьями проходит последовательно распределительную зону и тонкослойные наклонные элементы. Осветленная вода через сборные желоба отводится из сооружения. Осадок из отстойника сбрасывается через систему удаления осадка.

Черт. 13. Вертикальный отстойник, оборудованный тонкослойными блоками

1 - отвод отстоенной воды; 2 - подача исходной воды; 3 - камера хлопьеобразования; 4 - тонкослойные блоки; 5 - зона распределения воды; 6 - зона накопления осадка; 7 - удаление осадка

4.7. В тонкослойном горизонтальном отстойнике (черт. 14) обработанная реагентами исходная вода поступает во встроенную камеру хлопьеобразования (любого из рекомендуемых действующими нормами типов). Из камеры поток воды, двигаясь горизонтально под блоками и поднимаясь снизу вверх, проходит тонкослойные элементы и поступает в расположенную над ними сборную систему и карман. Накапливающийся в отстойнике осадок периодически сбрасывается через систему удаления осадка.

Черт. 14. Горизонтальный отстойник, оборудованный тонкослойными блоками

1 - подача исходной воды; 2 - камера хлопьеобразования ; 3 - тонкослойные блоки; 4 - сборные желоба; 5 - карман сбора осветленной воды; 6 - отвод осветленной воды; 7 - зона распределения воды; 8 - зона накопления осадка; 9 - удаление осадка

4.8. Тонкослойный осветлитель (черт. 15) работает следующим образом. Исходная вода, обработанная реагентами, поступает в зоны предварительного хлопьеобразования (взвешенного осадка) и далее через распределительную зону и зону сползающего осадка поступает в тонкослойные элементы. Осветленная вода, пройдя тонкослойные элементы, поступает в сборные устройства и отводится из сооружения. Осадок из зоны его накопления удаляется через перфорированные трубы.

Черт. 15. Осветлитель, оборудованный тонкослойными блоками

1 - подача исходной воды; 2 - отвод осветленной воды; 3 - тонкослойные блоки; 4 - окна для отвода осадка; 5 - зона сползания осадка; 6 - зона взвешенного осадка; 7 - зона накопления осадка; 8 - удаление осадка

4.9. Тонкослойные элементы или блоки могут выполняться из мягких или полужестких полимерных пленок, соединенных в сотовую конструкцию, или из жестких листовых материалов в виде отдельных полок (черт. 16).