Реферат: Проектирование водоочистных комплексов хозяйственно-питьевого водоснабжения
Возможны две схемы оборота промывной воды. При двухступенчатой очистке: промывные воды от фильтров, пройдя песколовку, поступают в резервуар-усреднитель, а из него без отстаивания или после него равномерно передаются в головной узел очистных сооружений. При очистке воды только фильтрованием промывные воды через песколовку поступают в отстойники периодического действия; время отстаивания 1 ч, дозы полиакриламида 0,08...0,16 мг/л (меньшие дозы при обработке цветных маломутных вод). При отсутствии предварительного хлорирования оборотные промывные воды необходимо обеззараживать хлором дозой 2... 4 мг/л.
В технологии обработки промывных вод и осадка предусматривают следующие основные сооружения: резервуары, отстойники, сгустители, накопители или площадки замораживания и подсушивания осадка. Перспективно механическое обезвоживание и регенерация коагулянта из осадка.
На установках обезжелезивания воды промывные воды после фильтров подвергают отстаиванию в течение не менее 4 ч, а затем осветленную воду используют повторно. Осадок можно использовать для получения охры.
Количество резервуаров промывных вод принимают не менее двух. Объем каждого из них принимают в соответствии с с графиком поступления и перекачки промывных вод. Отстойники промывных вод рассчитывают, исходя из тех же соображений. Образующийся осадок передают в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружение обезвоживания осадка.
Сгустители с медленным механическим перемешиванием используют для ускорения уплотнения осадка из сооружений ступени очистки воды и из реагентного хозяйства, а также осадка из отстойников промывных вод. Габариты радиального отстойника-сгустителя принимают следующие: диаметр — до 18 м, средняя глубина — 3,5 м, уклон дна к грязевому приямку 8°, скорость движения конца вращающейся формы — 0,015... 0,03 м/с. Продолжительность цикла сгущения принимают 5... 10 ч.
Накопители предусматривают для складирования и обезвоживания осадка с удалением осветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный период передачи осадка в накопитель принимают не менее пяти лет. В качестве накопителей используют отработавшие карьеры, овраги или спланированные площадки глубиной не менее 2 м. Число секций накопителя принимают не менее двух, работающих попеременно.
Площадки замораживания для обезвоживания осадка устраивают в районах с периодом устойчивого мороза не менее мес. в году с последующим его удалением через 1 ... 3 года в места складирования.
Образующийся при обработке воды осадок подвергают обезвоживанию в естественных или искусственных условиях. Большинство водоочистных комплексов направляют образующиеся осадки на иловые карты или площадки, где они подвергаются испарению и вымораживанию в естественных условиях. В зависимости от географического положения очистных сооружений сезонных климатических условий влажность осадка может уменьшиться с 98,5... 99 до 78... 80%, за период между наполнением карт. Нагрузка на площадки может быть уменьшена З а счет возврата осветленной части воды на очистные сооружения. Подобная рециркуляционная система не приносит экономических выгод, так как возврат воды приводит к дополнительным затратам. Однако, ее функционирование оправдано необходимостью уменьшить загрязнение рек и водоемов.
В большинстве случаев площадки представляют собой земляные емкости на естественном грунтовом основании с системой водосливов отстоенной воды и дренажами из труб. На практике одну карту заполняют до предела, после чего в течение 2...3 лет уменьшается влажность осадка на 60... 70%. При такой влажности осадок погружают на самосвалы и вывозят на заранее выбранную территорию.
Механическое обезвоживание осадка технически может быть применено на" очистных комплексах любой производительности. В качестве аппаратов используют центрифуги, вакуум-фильтры и фильтр-прессы (рис. 18.4). Вакуум-фильтры при обезвоживании осадков от очистки маломутных вод сульфатом алюминия не обеспечивают необходимое уменьшение влажности.
Рис 4. Технологическая схема обработки осадков на камерном фильт-прессе
1 — уплотнитель; 2 — дозатор ПАА; 3 — усреднитель-отстойник осадков из отстойников или осветлителей со взвешенным слоем осадка; 4 — Усреднитель-отстойник промывных вод фильтровальных сооружений; 5 — насос; 6 — сборник осадков; 7 — дозатор флокулянтов и вспомогательных веществ; 8 — промежуточная емкость; 9 — нагревательный элемент; 10 — компрессор; 11 — монжус; 12 —камерный фильтр-пресс; 13 — транспортер; 14 — бункер; 15 — автосамосвал
Для механического обезвоживания требуется предварительная подготовка осадка, которая заключается в разрушении гелеобраз- ной структуры гидроксида алюминия. Хороший эффект дает применение извести. Использование фильтр-пресса считается экономичным для осадков вод средней цветности и мутности при дозах извести не более 50 . . . 70% от массы сухого осадка.
Кислотная обработка осадка для регенерации сульфата алюминия (рис. 18.5) может также применяться на водоочистных комплексах различной производительности. Кислотную обработку нецелесообразно осуществлять на очистных комплексах, которые обрабатывают высокоцветную воду. В этом случае восстановленный коагулянт будет загрязнен растворенными органическими веществами. Не следует также применять кислотную обработку для осадков от очистки высокомутных вод. Осадок от обработки таких вод имеет низкое содержание остаточного гидроксида алюминия и большой абсолютный объем. Расход 100% кислоты в среднем составляет 3 кг на 1 кг оксида алюминия. Применение кислотной обработки имеет также ограничение и по химическим показателям исходной воды.
Рис. 5. Схема регенерации коагулянта кислотой
1 — сооружения предочистки; 2 — осадок от других сооружений; 3— усреднитель; 4 — бак кислоты; 5 — мерник; 6 — реактор; 7 — сборник уплотненного осадка; 8, 10 — отстойник; 9 — бак регенеративного раствора коагулянта; 11 — морозильная камера; 12 — отвод регенерированного раствора коагулянта; 13 — вакуум-насос; 14 — транспортер для кэка; 15 — вакуум-фильтр; 16 — сборник фильтрата; 17 — возврат фильтрата в начало технологического тракта; 18 — блок приготовления известкового молока; 19 промежуточная емкость; 20 — сборник промывных вод фильтров; 21 — скорые фильтры
Растворенные кислотой токсические загрязнения из осадка будут переходить в обрабатываемую воду и накапливаться в ней.
Восстановление сульфата алюминия происходит в три этапа: уплотнение осадка до концентрации сульфата алюминия не менее 2% (20 г/л); добавление серной кислоты до кислотности при рН 2...3 и пребывание в растворе для увеличения уплотнения; отделение осадка от сульфата алюминия.
Восстановление сульфата алюминия до 90% возможно в том случае, если фльтр-прессы способны выдержать сильно кислые осадки. Для облегчения транспортировки и хранения в конце цикла на фильтр-прессы подается известковое молоко. Хороший эффект дают добавки искусственных органических и неорганических флокулянтов. Считают, что осадок таким способом можно обезводить до концентрации сухого вещества 40... 45%.
После самых эффективных в настоящее время способов обезвоживания остается проблема осадков, так как их влажность в лучшем случае практически составляет 50%. По мнению В. М. Любарского, лучшим способом остается размещение осадка по территории при соблюдении следующих условий: вода, проникающая в кек, должна испаряться; после дождя кек не должен превращаться в суспензию; безвредность веществ» содержащихся в осадке для окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.
Алферова Л. А., Нечаев А. П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М., 1984.
Аюкаев Р. И., Мельцер В. 3. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды. Л., 1985.
Вейцер Ю. М., Мииц Д. М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М., 1984.
Егоров А. И. Гидравлика напорных трубчатых систем в водопроводных очистных сооружениях. М., 1984.
Журба М. Г. Очистки воды на зернистых фильтрах. Львов, 1980.