Шпаргалка по "Водоснабжению"

Для удаления из воды гетерофазных примесей 1 группы рекомендуются следующие процессы: механическое разделение в гравитационном поле или под действием центробежных сил, а также фильтрование через пористые загрузки и мелкие сетки; адгезия на высокодисперсных и зернистых материалах, а также гидроксидах алюминия или железа и глинистых минералах; агрегация флокулянтами; флотация примесей и др.; для патогенных микроорганизмов — бактерицидное воздействие. Комплекс очистных сооружений, обеспечивающий протекание большинства перечисленных процессов, включает все необходимые типовые элементы, а именно: смесители, камеры хлопьеобразования, отстойники (осветлители), фильтры — при двухступенчатой схеме очистки, контактные осветлители или контактные фильтры — при одноступенчатой схеме.

Для устранения микрогетерофазных примесей II группы более эффективны процессы окисления органических коллоидных веществ и высокомолекулярных соединений, адгезия и адсорбция их на гидроксидах алюминия и железа, агрегация флокулянтами катионного типа и др.; для вирусов — вирулицидное воздействие.

Как в случае примесей I группы, комплекс очистных сооружений, необходимых для осуществления  этих процессов, состоит из типовых  элементов, используемых в двух- или  одноступенчатой схемах очистки  воды.

Для удаления молекулярно  растворенных веществ, входящих в III группу, применяют следующие процессы: десорбцию  летучих соединений; окисление органических веществ; адсорбцию на активированном угле и других сорбентах; экстракцию органическими растворителями; отгонку  паром — эвапорацию и др. Методы удаления таких примесей специфичны и поэтому здесь используется аппаратура специального назначения.

Для удаления электролитов лучше использовать ионные процессы: перевод в малодиссоциированные (нейтрализация, комплексообразование) или малорастворимые соединения; фиксация на твердой фазе ионитов (Н—Na - катионирование, ОН- анионирование); сепарация изменением фазового состояния воды с переводом ее в газообразное состояние (дистилляция) или в твердую фазу (вымораживание, гидратообразование); перераспределение ионов в жидкой фазе (экстракция, обратный осмос); подвижность ионов в электрическом поле и др.

Установки, предназначенные  для осуществления этих процессов, могут дополнять основные очистные сооружения. Иногда молекулярные и  ионные примеси можно удалять  параллельно с выделением гетерофазных загрязнений в типичной для них аппаратуре.

В соответствии с  рекомендациями СНиП 2.04.02—84, метод  обработки воды, состав и расчетные  параметры очистных сооружений, и  расчетные дозы реагентов надлежит устанавливать в зависимости  от качества воды в источнике водоснабжения, ее назначения, производительности комплекса  и местных условий, а также  на основании данных технологических  исследований и эксплуатации сооружений, работающих в аналогичных условиях.

26 вопрос.

2.1. При обработке  природных вод в процессе гидролиза  коагулянта образуется значительное  количество свободной углекислоты,  содержащейся главным образом  в газовой фазе вследствие  ее малой растворимости. На  начальной стадии коагуляции  взвешенных веществ при развитой поверхности твердой и газовой фаз происходит интенсивная адсорбция мельчайших пузырьков углекислоты на поверхность микрохлопьев коагулированной взвеси. В результате образуется осадок непрочной, рыхлой структуры.

2.2. Своевременное  удаление углекислоты из сферы  образования микрохлопьев, достигаемое за счет аэрации воды, значительно интенсифицирует процесс коагуляции. Аэрирование способствует лучшему гидравлическому перемешиванию воды с коагулянтом на стадии скрытой коагуляции. В результате образуются хлопья более прочной и плотной структуры, быстрее осаждающиеся в отстойных сооружениях. Отдувка углекислоты вызывает повышение рН воды, что снижает ее коррозионную активность.

2.3. Метод с применением  аэрирования может быть рекомендован при обработке воды с повышенной мутностью и цветностью в целях интенсификации работы водоочистных сооружений, экономии коагулянта и повышения качества осветленной воды по органолептическим показателям (запаху, привкусу, насыщению кислородом) .

2.4. Аэрирование может осуществляться при использовании любых технологических схем обработки воды, предусмотренных СНиП 2.04.02-84.

Коагуляция (от лат. coagulatio- свертывание, сгущение), объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты вследствие сцепления (адгезии) частиц при их соударениях. Соударения происходят в результате броуновского движения, а также седиментации, перемещения частиц в электрическом поле (электрокоагуляция), механического воздействия на систему (перемешивания, вибрации) и др. Характерные признаки коагуляция - увеличение мутности (интенсивности рассеиваемого света), появление хлопьевидных образований - флокул (отсюда термин флокуляция, часто используемый как синоним коагуляция), расслоение исходно устойчивой к седиментации системы (золя) с выделением дисперсной фазы в виде коагулята (осадка, сливок). При высоком содержании частиц дисперсной фазы коагуляция может приводить к отверждению всего объема системы вследствие образования пространств, сетки коагуляционной структуры (см. Гели. Структурообразование). В относительно грубодисперсных системах (суспензиях) при отсутствии броуновского движения первичных частиц о коагуляция можно судить по изменению седиментации - от оседания независимых первичных частиц с постепенным накоплением осадка (бесструктурная седиментация) к оседанию агрегатов сплошным слоем; при достаточно высокой концентрации частиц в системе такой слой образует четкую границу (структурная седиментация). Кроме того, коагуляция приводит к увеличению конечного объема осадка.

Коагуляция сама по себе (не осложненная изотермической перегонкой или коалесценцией) не приводит к изменению размера и формы первичных частиц. Коагуляция наиболее характерна для дисперсий твердых веществ (золей, суспензий), в которых, в отличие от эмульсий и пен. Коалесценция невозможна даже при непосредственном контакте частиц после прорыва разделяющих их пленок жидкости.

27 вопрос.

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).

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 (бóльшие 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.

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.

28 вопрос.

Отстойник - технологическое  оборудование для очистки сточных  вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов. Отстойники бывают первичными, для использования перед промышленными или биологическим очистными сооружениями, а также вторичными, используемыми для извлечения активного ила. Отстойники подразделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные в зависимости от направления движения потока жидкости. К отстойникам также относятся осветлители, где одновременно с отстаиванием производится фильтрация сточной воды через слой взвешенного осадка, и осадкоуплотнители, в которых одновременно с очисткой воды производится уплотнение образовавшегося осадка.

Эффективность отстаивания (эффективность осадкообразования  в отстойниках) вычисляют по формуле:

Как правило, эффективность  отстаивания составляет 40-60% при  продолжительности 1-1,5 ч; эффективность  работы осветлителей достигает 70%.

Для увеличения эффективности  осадкообразования в сточную  воду добавляют различные флокулянты, способствующие росту скорости осаждения взвешенных веществ. Скорость можно рассчитать по формулам (2) и (3), действительную скорость осаждения на практике определяют экспериментально.

Расчет отстойников  производят с учетом обеспечения  требуемой эффективности очистки  сточных вод. 

Рис.1. Горизонтальный отстойник: 1 - водоподводящий лоток; 2 - привод скребкового механизма; 3 - скребковый механизм; 4 - водоотводящий лоток; 5 - отвод осадка.

Радиальные отстойники применяют при расходах сточных  вод более 20 тыс. м3/сут. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток - наличие подвижной фермы со скребками.

Первичные радиальные отстойники оборудованы илоскребами, сдвигающими выпавший осадок к приямку, расположенному в центре. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидростатического давления. Вторичные радиальные отстойники оборудованы вращающимися илососами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок. Частота вращения илоскребов и илососов 0,8-3 ч"1.

В отстойниках с  периферийным впуском воды достигается  в 1,2-1,3 раза большая эффективность  очистки и в 1,3-1,6 раза большая  производительность, чем в обычных  радиальных отстойниках, при той  же продолжительности отстаивания. Отстойник с периферийным впуском  имеет распределительное устройство, представляющее собой периферийный кольцевой лоток с зубчатым водосливом или щелевыми донными отверстиями  и полупогруженную перегородку, которые образуют с бортом отстойника кольцевую зону, где происходит быстрое  гашение энергии входящих струй, выделение и задерживание плавающих  веществ. Вода входит в рабочую зону отстойника через кольцевое пространство, образуемое нижней кромкой перегородки  и днищем. При движении воды от периферии  к центру из нее выпадают оседающие  вещества. Осветленная вода отводится  через выпускные устройства. Расчетная  продолжительность пребывания воды в отстойнике принимается равной не менее 1 ч. 

Отстойники с вращающимися сборно-распределительными устройствами (рис. 2) используют для очистки бытовых  и производственных вод, содержащих до 600 мг/л взвешенных веществ. Отстаивание  воды в отстойник происходит практически  в статических условиях, хотя пропускная способность их приблизительно на 40% выше, чем обычных радиальных отстойников.

Отстойник имеет  вращающийся желоб шириной 0,5-1,5 м, разделенный перегородкой на две  части. Сточная вода поступает в  одну часть желоба из центрально расположенной  водоподающей трубы и через вертикальные щели сливается в отстойник. Очищенная вода поступает в другую часть желоба через сливной борт и отводится из отстойника.