Часть 1    |    Часть 2    |    Часть 3    |    Часть 4

Пособие к СНиП 2.04.02-84 по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды Часть 3


9. ФИЛЬТРЫ С ПЛАВАЮЩЕЙ ПЕНОПОЛИСТИРОЛЬНОЙ
ЗАГРУЗКОЙ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

9.1. В настоящем разделе приводятся сведения о конструкции и расчете крупнозернистых напорных и безнапорных фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой (ФПЗ), предназначенных для безреагентного осветления поверхностных вод на технические нужды.

9.2. ФПЗ могут быть также применены для осветления и обесцвечивания поверхностных вод в реагентной схеме и для доочистки сточных вод. Наличие в воде минеральных масел, нефтепродуктов и жиров с концентрацией свыше 10 мг/л, а также водорослей более 10 тыс. кл/мл препятствует их нормальной работе.

9.3. ФПЗ могут работать как самостоятельные сооружения в одноступенчатых схемах очистки, так и в качестве сооружений предварительного осветления воды в двухступенчатых схемах.

9.4. Для технического водоснабжения и доочистки сточных вод может применяться загрузка из свежевспененного полистирола марки ПСВ (после ее отмывки в исходной воде в течение 0,5—1 ч). Для питьевого водоснабжения Минздравом СССР разрешено использовать загрузку из вспененного полистирола той же марки после ее 10-часовой отмывки в холодной проточной воде.

ПЛАВАЮЩАЯ ЗАГРУЗКА И ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЕ

9.5. Плавающая загрузка приготовляется на местах путем вспенивания гранул полистирола марки ПСВ, выпускаемого в соответствии с ОСТ 6-05-200-83.

9.6. Вспениванию подвергаются исходные гранулы полистирола II-IV фракций или дробленые крупные гранулы (диаметром свыше 1,5 мм). Вспенивание производится с помощью горячей воды, пара, горячего воздуха, токов высокой частоты.

При вспенивании гранулы увеличиваются в размере в зависимости от продолжительности и температуры вспенивания.

Техническая характеристика установок для вспенивания представлена в табл. 11, размеры получаемых после вспенивания гранул — в табл. 12.

Таблица 11


Тип уста­нов­ки

Произ­води­тель­ность, кг/ч

Мощ­ность элект­родви­гателя, кВт×ч

Время вспе­нива­ния, мин

Темпе­ратура вспе­нива­ния,
оС


Давление пара, Па

Темпе­ратура воздуха для сушки, оС

1

40-150

3,6

1-5

105

3000-8000

50-60

2

40-50

-

3-5

98-100

-

50-70

3

57,6

4,0

1,5-4

98-100

7000-15000

50-60

4

100-120

5,5

1,5-2

98

4000

-

П р и м е ч а н и е. Подробные данные о проектировании и изготовлении установок могут быть получены в лаборатории охраны вод ЦНИИКИВР (277012, Кишинев, Комсомольская ул., 30).

9.7. После вспенивания гранулы пенополистирола промывают в холодной воде (с целью предотвращения их слипания), просушивают горячим воздухом и транспортируют в бункер готовой продукции.

9.8. Характерные параметры гранулометрического состава пенополистирольной загрузки d10, d50, d80 и dэ в отличие от тяжелых зернистых материалов следует определять по кривой рассева, построенной не по массе, а по объему каждой i-й фракции, % к общему объему исследуемой загрузки:

, (29)

где Wi - объем остатка i-й фракции пенополистирола на сите калибром di.

9.9. Необходимое количество исходного полистирола марки ПСВ для получения требуемого количества плавающей загрузки определяют по формуле

, (30)

где Wвс - объем плавающей загрузки;

- коэффициент вспенивания, определяемый по табл. 12.

Таблица 12

Диаметр гранул

Время

Диаметр гранул после вспенивания, мм

до вспенивания, мм

вспенива­ния, мин

водой в установке типа 2

паром в установке типа 3

0,4-0,9

1

0,6-1,2

0,9-1,8


2

0,7-1,4

1,0-2,1

0,9-1,5

2

1,4-2,3

1,8-3,2

1,5-2,5

2

2,3-3,8

3,2-5,5

2,5-3,0

2

4,0-6,0

4,8-8,0

КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ФИЛЬТРОВ

9.10. Для технического водоснабжения рекомендуются фильтры ФПЗ-1 и ФПЗ-4, область применения которых указана в табл. 13.

9.11. В фильтре с восходящим фильтрационным потоком ФПЗ-1 (черт. 30, а) исходная вода фильтруется снизу вверх через удерживаемую в затопленном состоянии верхней системой пенополистирольную загрузку, собирается в надфильтровом пространстве и отводится в резервуар чистой воды.

Черт. 30. Фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой

а - ФПЗ-1; б - ФПЗ-4; в - ФПЗ-4н (ФПЗ-3,4-150); 1 - нижняя сборно-распределительная система; 2 - отвод промывной воды; 3 - подача исходной воды; 4 - пенополистирольная загрузка; 5 - отвод фильтрата; 6 - уловитель пенополистирола; 7 - верхняя распределительная система; 8 - средний дренаж

9.12. Промывка пенополистирольной загрузки осуществляется нисходящим потоком чистой воды, накопленной в надфильтровом пространстве. Загрузка при этом расширяется на 20-30 %, а накопленные в ней загрязнения уносятся в канализацию.

9.13. В фильтрах ФПЗ-4 и ФПЗ-4н с нисходящим фильтрационным потоком (черт. 30, б, в) используется более неоднородная загрузка. Исходная вода фильтруется в направлении убывающей крупности гранул и собирается средней дренажной системой, расположенной в толще загрузки с гранулами диаметром 0,8-1,5 мм.

9.14. Когда потери напора на фильтре достигнут заданной величины (1,5-2,0 м в безнапорных фильтрах и 6-10 м - в напорных), задвижку на трубопроводе подачи исходной воды закрывают, а задвижку на трубопроводе отвода промывной воды открывают. Промывка загрузки происходит так же, как в фильтрах ФПЗ-1 (исходной водой).

При концентрации взвеси в исходной воде свыше 150 мг/л рекомендуется после сбрасывания уровня воды в надфильтровом пространстве на 0,5 м подавать в него отфильтрованную воду в количестве, необходимом для промывки загрузки чистой водой в течение 2 мин.

9.15. В напорных фильтрах ФПЗ-4н, имеющих заводскую марку ФПЗ-3,4-150 (см. черт. 30, в), подача исходной воды и ее распределение по площади фильтра осуществляются с помощью дырчатых труб с отверстиями диаметром 10 мм, перекрытых сеткой с ячейками размером 0,5 мм.

9.16. Для промывки средних дренажных систем предусмотрены патрубки, смонтированные после задвижки на трубопроводе отвода фильтрата.

9.17. Нижние системы фильтров ФПЗ-1 и ФПЗ-4 изготовляют из асбестоцементных дырчатых труб.

9.18. Верхние системы безнапорных фильтров изготовляют в виде перекрытия из полутруб или бетонных балок, уложенных с зазорами между ними, равными 5 мм, присыпанных слоем отмытого гравия диаметром зерен 25—40 мм на толщину до 0,2 м.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ФИЛЬТРОВ

9.19. Основные параметры работы фильтров типа ФПЗ для технического водоснабжения приведены в табл. 13.

Таблица 13




Фильтр

Мак­сима­льное содер­-

Скорость фильтрования, м/ч, при режиме работы

Мини­маль­ная про-

Пре­дель­ные потери


жание взвеси в исход­ной воде, мг/л


нор­маль­ном


фор­сиро­ван­ном

дол­жи­тель­ность филь­тро­цикла, ч

напора за филь­тро­цикл, м

ФПЗ-1 (с восходящим фильтрационным потоком) безнапорный

200

10

12

8

2,5

ФПЗ-4 (с нисходящим фильтрационным потоком) безнапорный

500

5-6

6-7

12

2,0

ФПЗ-4н (ФПЗ-3,4-150)
(с нисходящим фильтрационным потоком)
напорный

500

5-6

6-7

12

6-10

П р и м е ч а н и е. Эффективность безреагентного осветления воды составляет примерно 60-80 % и зависит от дисперсности и устойчивости взвеси в исходной воде.

9.20. Гранулометрический состав загрузки и параметры ее промывки следует определять по табл. 14.

Таблица 14



Фильтр

Диаметр гранул загрузки, мм


Толщина загрузки, м

Интен­сивность про­мывки, мин

Продол­житель­ность промыв­ки, мин

Относи­тельное расшире­ние загрузки, %

ФПЗ-1

0,8-1,5

2,0

12-10

4-5

20-30

ФПЗ-4

0,5-2,0

1,6

12-15

5-6

15-25

ФПЗ-4н
(ФПЗ-3,4-150)

2,0-4,0

0,4




9.21. Суммарную площадь фильтров следует определять в соответствии с указаниями СНиП 2.04.02-84.

9.22. Число фильтров на станции надлежит назначать с учетом того, чтобы при выключении одного фильтра (или секции) на промывку скорости фильтрования увеличивались не более чем на 15-20 %.

9.23. Общую высоту фильтра Нф, м, определяют по формуле

Нф = DН + Но + Dк + Нз (1 + аз) + Нав , (31)

где DH — превышение стенки корпуса фильтра над максимальным уровнем воды в нем, равное 0,2 м;

Но — высота слоя воды в надфильтровом пространстве, м;

Dк — диаметр коллектора нижней сборно-распределительной системы, м;

Нз, аз — соответственно толщина слоя загрузки в плотном состоянии и величина его относительного расширения при промывке, м;

Нав ³ 0,2 м — расстояние между нижней границей расширенного слоя загрузки и коллектором нижней дренажной системы.

9.24. Нижнюю сборно-распределительную систему (НСРС) фильтров проектируют в виде центрального или бокового коллектора с ответвлением из перфорированных пластмассовых или асбестоцементных труб, имеющих круглые отверстия dо = 10 мм, направленные вниз под углом 45° к вертикальной плоскости, проходящей через оси трубы, либо из бетонных или полимерных блоков размерами в плане 0,6´0,6 м и с углом наклона рабочей плоскости 30°. Блоки укладывают на лотки переменного сечения.

9.25. Диаметр коллектора НСРС следует определять исходя из скорости воды при промывке, равной 1,5—2,2 м/с.

9.26. Суммарную площадь отверстий wо, м, в ответвлениях НСРС определяют в зависимости от условий промывки.

При постоянном уровне воды в надфильтровом пространстве во время промывки площадь отверстий определяют по формуле

; (32)

при переменном уровне в общем надфильтровом пространстве фильтров ФПЗ-1 — по формуле

, (33)

где Wпр — интенсивность промывки, л/(с×м2);

fo — площадь одной секции фильтра, м;

m — коэффициент расхода в отверстиях, принимаемый равным 0,6;

h1 — напор воды над осью коллектора в начале промывки, м;

Nc — число секций фильтров;

tпр — продолжительность промывки, мин;

h2 — напор воды над осью коллектора в конце промывки с учетом потерь напора в загрузке и нижней сборной системе, м.

9.27. Длину дырчатых труб ответвлений lт назначают конструктивно в зависимости от места расположения сборного коллектора, его диаметра, способа присоединения к нему труб и размеров фильтра в плане.

Число труб принимают, исходя из максимального расстояния между ними в плане, равного 0,5 м.

9.28. Диаметр дырчатых труб определяют по удельному промывному расходу и скорости движения воды в них, принимаемой 1,5—2,5 м/с.

9.29. После предварительного расчета, приняв значение коэффициента неравномерности расходов 0,90—0,95, по черт. 31 уточняют длину и диаметр дырчатых труб, а также определяют диаметр и число отверстий в них.

Черт. 31. Номограммы для расчета нижней сборно-распределительной системы (НСРС)

d - диаметр дырчатых труб, мм; lт - длина дырчатых труб, м; nт - число отверстий в трубе; dо - диаметр отверстий, мм; Ко - коэффициент неравномерности расходов

9.30. Средняя дренажная система (СДС) в фильтрах ФПЗ-4 служит для забора очищенной воды из толщи зернистого слоя и состоит из сборного коллектора и дренажных кассет (черт. 32).

Черт. 32. Конструкция среднего дренажа ФПЗ-4 (ФПЗ-4н)

1 - труба; 2 - фланец; 3 - решетка с дырчатой (do - 5-6 мм) или щелевой перфорацией (4´160 мм); 4 - боковые стенки; 5 - гранулы полистирола (три слоя 6-8, 3-5 и 1-2 мм); 6 - сетка; 7 - заглушка

Требуемую площадь поперечного сечения трубы средней дренажной системы Fср.др, м2, определяют по формуле

, (34)

где nн.р - скорость фильтрования при нормальном режиме, м/ч;

l - расстояние между осями труб, принимаемое 1,0-1,5 м;

Lдр - длина дренажной трубы, м ;

n2 - скорость движения воды в дренажной трубе, равная 1 м/с.

9.31. Ширину водоприемной поверхности дренажной трубы Вср.др, м, определяют по формуле

, (35)

где mп - скважность водоприемной поверхности, принимаемая равной 20 % ее площади;

hдр - напор воды, м, над водоприемной поверхностью среднего дренажа в начале фильтроцикла, определяемый по формуле

hдр = Нср.др - hв.с - hз , (36)

где Нср.др - расстояние от максимального уровня воды до среднего дренажа;

hв.с - потери напора в верхней системе с учетом ее возможного частичного заиления к концу фильтроцикла (hв.с = 0,5 м);

hз - потери напора в загрузке к концу фильтроцикла.

9.32. Верхняя сборно-распределительная система (ВСРС) служит для предотвращения всплытия полистирола в надфильтровое пространство и равномерного распределения воды по площади фильтра. Она выполняется в виде решеток или гидрозатвора из полимерных полутруб, присыпанных слоем гравия толщиной 0,2 м и диаметром зерен 20—30 мм. В отдельных случаях можно устраивать монолитное перекрытие с фильтрующими труб чатыми гильзами или кассетами.

Для обеспечения равномерного распределения воды на площади фильтра в период его промывки потери напора в ВСРС должны быть не менее 0,2 м.

9.33. Элементы ВСРС должны быть изготовлены из антикоррозионных материалов и рассчитаны на выталкивающее давление за счет силы Архимеда с учетом веса загрузки и напора над загрузкой.

10. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫСОКОМУТНЫХ ВОД
С ПЛАВУЧИМ ВОДОЗАБОРОМ-ОСВЕТЛИТЕЛЕМ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

10.1. Сооружения предназначаются для осветления высокомутных вод поверхностных источников с содержанием взвеси от 1500 до 20000 мг/л. Цветность обрабатываемой воды — до 120 град.

При содержании взвешенных веществ свыше 20 тыс. мг/л производительность плавучего осветлителя следует уменьшать до 30 %.

10.2. Рассматриваемый комплекс сооружений рекомендуется применять при производительности ориентировочно до 100 тыс. м3/сут. Допустимая производительность сооружений проверяется расчетом в соответствии с указаниями п. 10.8 в зависимости от условий водозабора.

СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
И ИХ ОСОБЕННОСТИ

10.3. Сооружения (черт. 33) состоят из плавучего осветлителя, плавучей насосной станции и береговых сооружений, включающих тонкослойные осветлители (системы АзНИИВП-2) и скорые фильтры, а также другие элементы, обычно входящие в состав водоочистных сооружений, такие как реагентное хозяйство, хлораторные, резервуары чистой воды, насосные установки (второго подъема и для промывки фильтров), лабораторные помещения, мастерские и т. п.

Черт. 33. Сооружения для очистки высокомутных вод
с плавучим водозабором-осветлителем

1 - плавучий водозабор-осветлитель; 2 - плавучая насосная станция; 3 - трубопровод с шарнирным соединением; 4 - подача первичного хлора и реагентов; 5 - вихревой смеситель; 6 - тонкослойный осветлитель системы АзНИИВП-2; 7 - скорый фильтр; 8 - вторичное хлорирование; 9 - резервуар чистой воды; 10 - трубопровод для подачи чистой воды для промывки фильтров; 11 - трубопровод для удаления осадка из тонкослойного осветлителя и скорого фильтра

10.4. В настоящем Пособии рассматриваются вопросы проектирования только специфических сооружений, предназначенных для осветления высокомутных вод. Проектирование остальных сооружений следует производить на общих основаниях.

10.5. Водозаборное сооружение позволяет выделить из воды значительную часть взвеси (до 30-50 %), в основном крупные ее фракции, что облегчает условия работы береговых сооружений для осветления воды и для обработки сбросных вод и осадков. Благодаря малой скорости входа воды в водозаборное сооружение удается избежать попадания в него рыбы.

В отличие от применяемой в настоящее время схемы очистки воды с радиальными отстойниками, оборудованными скребками, в данной схеме нет сооружений с движущимися частями, что упрощает их устройство и эксплуатацию.

10.6. Несмотря на высокую эффективность выделения взвеси в водозаборе-осветлителе, на береговые сооружения может поступать вода со значительным содержанием взвеси (5—10 тыс. мг/л и более). В связи с этим было разработано специальное сооружение - тонкослойный осветлитель системы АзНИИВП-2, способный воспринимать указанные нагрузки и обеспечивать достаточно высокий эффект очистки воды. Для полной очистки должны быть использованы фильтры, имеющие грязеемкую загрузку, выполненную из таких фильтрующих материалов, как дробленые цеолиты, керамзит, гранодиорит и т. п.

ПЛАВУЧИЙ ВОДОЗАБОР-ОСВЕТЛИТЕЛЬ

10.7. Плавучий водозабор-осветлитель (черт. 34) представляет собой прямоугольную в плане емкость без донной осадочной части, оборудованную наклонными тонкослойными элементами в виде пакета трубок или пластин (полок).

Черт. 34. Плавучий водозабор-осветлитель

1 - обойма тонкослойных элементов; 2 - ячеистая решетка; 3 - тон­ко­слойные элементы; 4 - шарнирное соединительное устройство; 5 - плавучая насосная станция; 6 - гибкое соединительное устройство; 7 - кар­ман сбора осветленной воды; 8 - желоба для сбора осветленной воды; 9 - понтон

В донной части осветлителя к кромкам тонкослойных каналов прикреплены вертикальные поперечные и продольные перегородки, образующие ячеистые блоки (решетки). Плавучий осветлитель снабжен желобами для сбора осветленной воды, из которых она поступает в сборный карман, соединенный с помощью гибкой трубы или шарнирного устройства со всасывающими линиями плавучей насосной станции. Тонкослойный водозабор-осветлитель удерживается на плаву благодаря понтону.

10.8. Предельно допустимая производительность плавучего осветлителя определяется исходя из следующего соотношения, отвечающего действующим правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами:

£ 5 % , (37)

при этом

, (38)

где Сз - концентрация взвеси в водоисточнике после водозабора, г/м3;

Со - концентрация взвеси в водоисточнике, г/м3;

Qo - расход воды в водоисточнике, м3/с;

Сосв - концентрация взвеси в воде, забираемой водозабором, г/м3;

Qосв - количество воды, забираемой из водоисточника, м3/с.

Для расчетов величину Сосв следует принимать равной 30-50 % Со. Концентрации следует выражать в г/м3, а расходы - в м3/с.

10.9. Площадь плавучего осветлителя F, м2, следует определять по формуле

, (39)

где b - коэффициент, учитывающий толщину тонкослойных элементов; b = 1,1-1,4 в зависимости от толщины стенок тонкослойных каналов;

Q - производительность плавучего осветлителя, м3/ч;

a - угол наклона тонкослойных каналов, 45—60о;

nкр - критическая скорость движения потока в наклонных каналах, мм/с:

nкр = k uo , (40)

где k - коэффициент, равный 40-60;

uo - скорость выпадения взвеси, принимаемая 0,12-0,15 мм/с (в соответствии со СНиП 2.04.02-84).

10.10. При расчете тонкослойных элементов следует исходить из условий:

принимается равным 15-20;

Re = £ 500 , (41)

где l, Н - соответственно длина и высота наклонных элементов, мм;

Re - число Рейнольдса;

n - кинематическая вязкость воды, зависящая от ее температуры, мм2/с.

Высоту Н следует принимать равной 4-10 мм (предпочтительно 6-8 мм).

10.11. Устанавливаемая в нижней части водозабора-осветлителя крупноячеистая решетка имеет прозоры 30´30 см и высоту 25—30 см.

Решетка предохраняет тонкослойные каналы и выравнивает поток воды перед входом в них. Расстояние от низа решетки до дна водоема в месте водозабора должно быть не менее 120 см.

10.12. Сбор осветленной воды целесообразно осуществлять посредством желобов с треугольными водосливами с углом a = 90о. Расстояние между осями желобов lж = 2,5-3,0 м. Поперечное сечение одного желоба Fж, м2, следует определять по формуле

, (42)

где Q - расход воды, подаваемой плавучим водозабором-осветлителем, м3/с;

nж - число желобов;

nж - скорость движения воды на выходе из желобов, равная 0,5-0,6 м/с.

Для водозаборов малой производительности (до 10-15 тыс. м3/сут) сбор осветленной воды может осуществляться периферийными или радиальными желобами. Для равномерного сбора воды желобами расстояние между верхом тонкослойных элементов и низом треугольных вырезов водосливов в желобах должно быть равным 35-50 см.

10.13. Разность отметок уровней воды в водоисточнике и в сборном кармане составляет 5—10 см.

10.14. Конструкция понтона плавучего водозабора-отстойника должна обеспечивать устойчивость сооружения. При расчете понтона следует учитывать гидроморфологический режим потока, волновые колебания и т.п.

ТОНКОСЛОЙНЫЙ ОСВЕТЛИТЕЛЬ СИСТЕМЫ АзНИИВП-2

10.15. Тонкослойный осветлитель системы АзНИИВП-2 (черт. 35) представляет собой прямоугольный или круглый в плане резервуар с боковым подводящим патрубком-диффузором, зоной хлопьеобразования, зоной осветления, содержащей пакеты плоских наклонных параллельных пластин или трубчатых элементов, установленных под углом 45—60° к горизонтали, желобами для рассредоточенного отвода осветленной воды.

В зоне хлопьеобразования установлена решетка из стандартных уголков с вертикальными направляющими пластинками, перпендикулярными оси входного потока. Уголковые элементы расположены на равном расстоянии один от другого по всему сечению зоны.

Для сбора осадка предназначена осадочная часть резервуара, из которой осадок отводят в водосток или систему обработки осадка.

Осадочная часть оборудуется напорным трубопроводом с наклонными насадками для непрерывного или периодического размыва шлама в осадочной части осветлителя.

Особенность диффузорного подвода воды состоит в том, что часть взвеси из поступающей воды сразу выпадает в осадок и лишь оставшаяся взвесь выделяется в зоне осветления. Благодаря этому сооружение может работать при больших грязевых нагрузках.

Черт. 35. Тонкослойный осветлитель системы АзНИИВП-2

1 - диффузор для подвода обрабатываемой воды; 2 - корпус; 3 - уголковая решетка; 4 - тонкослойные элементы; 5 - желоб для сбора осветленной воды; 6 - осадочная часть; 7 - патрубок для отвода осадка; 8 - трубчатая напорная система для гидросмыва осадка

10.16. Площадь осветлителя следует определять исходя из удельной нагрузки 8-12 м3/ч на 1 м2 рабочей площади.

10.17. Общая высота осветлителя является суммой высот отдельных элементов, показанных на черт. 35. Обычно она равна 5—6 м.

10.18. Нижняя часть осветлителя имеет наклонные стенки под углом до 45° к горизонтали. Для осветлителей площадью свыше 20 м2 целесообразно предусматривать угол наклона стенок 15—20°, но при этом следует проектировать напорную систему гидравлического смыва осадка.

10.19. Высота конической части H1, м, определяется по формуле

Н1 = tg aк (В - d1) , (43)

где a — угол наклона стенки к горизонтальной плоскости, град;

В — ширина осветлителя, м;

dй — диаметр сбросной трубы, м.

Высота от конической части до оси диффузора H2, м, равна:

Н2 ³ 0,5 tg aд В + , (44)

где aд - угол раскрытия диффузора, равный 8-14о ;

Do - диаметр выходного участка диффузора, м.

10.20. Диаметр подводящего трубопровода d к диффузору следует определять при скорости потока в нем, равной 1,2 м/с. Расстояние между диффузорами 2,5-3 м. Длина диффузора l определяется отношением = 4-6. Диаметр выходного участка диффузора Do, м, следует определять по формуле

Do = d + 2l1 tg aд . (45)

10.21. Высота от оси диффузора до уголковой решетки Hз, м, равна:

, (46)

где k1 —коэффициент, равный 0,07—0,15.

10.22. Высота уголковой решетки Н4, м, определяется по формуле

Н4 = 0,56 k2 Do + 0,71 Î , (47)

где k2 — коэффициент, равный 1,2—1,5;

Î - конструктивный размер уголков - 100—200 мм.

Расстояние между кромками уголков определяют по формуле

Î . (48)

10.23. Расчетно-конструктивные параметры тонкослойных каналов и систему отводящих желобов следует определять из условий, приведенных выше для плавучего отстойника. Скорость выпадения взвеси при этом следует принимать 0,5—0,6 мм/с, а значение коэффициента k в формуле (40) равным 5-8.

Общая потеря напора в осветлителе системы АзНИИВП-2 составляет 20-25 см.

10.24. Сброс осадка следует предусматривать без выключения осветлителя. Период работы между сбросами осадка и среднюю концентрацию уплотненного осадка следует определять в соответствии со СНиП 2.04.02-84.

11. УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД МЕТОДОМ ВОДОВОЗДУШНОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ1

1 Следует применять в экспериментальном порядке.


СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

11.1. Метод водовоздушного фильтрования относится к безреагентным методам обезжелезивания подземных вод, при которых окисление железа, находящегося в бикарбонатной форме, происходит с помощью кислорода воздуха.

11.2. При применении данного метода водовоздушную смесь фильтруют на напорной установке через незатопленную зернистую загрузку.

Одновременно с обезжелезиванием воды происходит удаление растворенных в ней газов (углекислого, сероводорода и др.).

11.3. Целесообразность использования данного метода устанавливают на основании данных, полученных в результате пробного обезжелезивания, проведенного непосредственно у источника водоснабжения (см. пп. 11.18— 11.20).

Для предварительного выбора метода качество исходной воды должно соответствовать следующим показателям: содержание бикарбонатного железа (общего) - не более 5 мг/л, в том числе двухвалентного - не менее 80 %; углекислого газа - не более 80 мг/л, сероводорода не более 3 мг/л; рН - не менее 6,5; щелочность свыше 1 + , мг-экв/л; перманганатная окисляемость не более (0,15 Fe2+ + 5) мг/л О2.

11.4. Применение настоящей технологии целесообразно главным образом для небольших установок производительностью до 2-3 тыс. м/сут, большей производительностью — при наличии технико-экономических обоснований.

11.5. Особенностями метода являются высокая грязеемкость фильтрующей загрузки и отсутствие обратной промывки, а также возможность использования для загрузки различных материалов. При этом продолжительность фильтроцикла составляет несколько месяцев и зависит от содержания железа в исходной воде, скорости фильтрования и параметров загрузки.

В качестве фильтрующей загрузки могут использоваться кварцевый песок, дробленый керамзит, кирпич, антрацит, гравий и др.

В хозяйственно-питьевом водоснабжении на применяемую фильтрующую загрузку необходимо иметь разрешение Минздрава союзной республики.

Время зарядки фильтрующей загрузки незначительно и составляет 1—10 ч, после чего обеспечивается стабильная работа установки в течение всего фильтроцикла.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ

11.6. В состав установки входят напорные фильтры, компрессоры или воздуходувные агрегаты, а также необходимые подсобно-вспомогательные помещения в соответствии с действующими нормативами.

11.7. Процесс обезжелезивания осуществляется по следующей схеме (см. черт. 36):

исходная вода от скважин подается в смеситель с разбрызгивателем, находящийся в верхней части напорного фильтра, туда же подается сжатый воздух от компрессоров или воздуходувные агрегаты;

в смесителе вода перемешивается с воздухом, равномерно распределяясь по поверхности фильтрующей загрузки, затем фильтруется.

После фильтрования вода отводится к потребителям, а воздух сбрасывается в атмосферу.

Черт. 36. Принципиальная схема обезжелезивания воды методом
водовоздушного фильтрования

1 - скважина; 2 - сброс воздуха; 3 - напорный фильтр; 4 - компрессор; 5 - подача воды потребителю

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СООРУЖЕНИЙ
И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

11.8. Площадь фильтров F, м2, определяют по формуле

, (49)

где Q - производительность установки, м3/сут;

Т - продолжительность работы установки, принимаемая не более 22 ч с учетом указаний п. 11.17;

n - принятая скорость фильтрования, м/ч.

Скорость фильтрования принимают 6-20 м/ч с учетом содержания железа в исходной воде и продолжительности фильтроцикла в соответствии с номограммой (черт. 37).

Черт. 37. Номограмма зависимости продолжительности фильтроцикла от исходного содержания железа и скорости фильтрования

11.9. Число фильтров должно быть не менее двух. Один фильтр допускается для установок производительностью до 1000 м3/сут.

11.10. Для климатических районов с расчетной зимней температурой воздуха не ниже минус 30 °С допускается размещение фильтров вне здания.

11.11. Конструктивно фильтр состоит из металлического корпуса, в верхней части которого расположены смеситель и разбрызгивающее устройство, в нижней части — решетка для поддержания загрузки в незатопленном состоянии; под решеткой установлен поплавковый стабилизатор уровня воды. Из нижней части корпуса фильтра выведены водоотводящий и воздухоотводящий трубопроводы.

П р и м е ч а н и е. Чертежи фильтра и стабилизатора уровня разработаны ЦНИИЭП инженерного оборудования.

Для разбрызгивания воды могут применяться оросители пенные дрен-черные ОПД-З и ОПД-3,5.

11.12. Высота фильтрующей загрузки принимается равной 1,6 м. Допускается увеличение высоты загрузки до 2 м исходя из конструктивных возможностей фильтров.

11.13. Гранулометрический состав загрузки принимается с учетом содержания железа в исходной воде и принятой скорости фильтрования (по черт. 38).

Для увеличения грязеемкости загрузка принимается с убывающей крупностью фракций (в направлении сверху вниз). При этом рекомендуется разделять общую высоту загрузки на 3-4 слоя различной крупности.

Черт. 38. Номограмма для определения эквивалентного диаметра
зерен загрузки

Fеобщ - исходное содержание железа в воде; Н - ордината поля центров по высоте слоя загрузки; n - шкала скорости фильтрования; dэ - шкала эквивалентного диаметра зерен загрузки

На черт. 38 приведен пример определения оптимальной крупности загрузки dэ для слоя толщиной 1,0 м при исходном содержании железа в воде 4 мг/л, скорости фильтрования 8 м/ч; dэ составил 2,9 мм.

11.14. Производительность компрессоров или воздуходувных агрегатов определяется из необходимости обеспечения отношения количества подаваемого воздуха к количеству обрабатываемой воды 3 : 1, а необходимый напор рассчитывается исходя из необходимого давления воды после фильтров в зависимости от принятой схемы водоснабжения объекта (с одним подъемом, с двумя подъемами, с резервуарами, водонапорной башней и т. д.).

11.15. В составе установки необходимо предусматривать один резервный компрессор (воздуходувный агрегат).

11.16. Фильтры следует выключать на регенерацию при достижении предельной потери напора 10-12 м. Регенерацию фильтрующей загрузки следует производить 10%-ным раствором соляной кислоты в течение 24 ч с последующей промывкой водой. Вместо регенерации допускается замена отработанной загрузки новым фильтрующим материалом.

11.17. При круглосуточной эксплуатации установок необходимо через каждые 22 ч производить продувку фильтров воздухом в течение 2 ч, на этот период подача воды прекращается.

Перед пуском фильтра в эксплуатацию производится обеззараживание загрузки хлорной известью (хлорной водой) при концентрации хлора 50 мг/л и времени контакта 24 ч. Затем следует промывка фильтра водой.

МЕТОДИКА ПРОБНОГО ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ

11.18. Пробное обезжелезивание методом водовоздушного фильтрования производится с целью определения возможности очистки воды данного качества и основных технологических параметров работы установки (скорости фильтрования, гранулометрического состава, высоты и материала загрузки, времени фильтроцикла и степени удаления газов). Все работы выполняются на действующей скважине.

11.19. Пробное обезжелезивание осуществляют следующим образом: на основании предварительных анализов исходной воды в зависимости от содержания железа по номограммам (см. черт. 37 и 38) определяют гранулометрический состав загрузки и задают скорость фильтрования;

в качестве загрузки берут материалы, которые недефицитны для данной местности и разрешены к использованию в водоочистных сооружениях санитарными органами.

Исследования производят на модели фильтра диаметром 100—200 мм и высотой 2—2,5 м. Модель должна быть оборудована компрессором, разбрызгивающим устройством и измерительными приборами. В нее загружают фильтрующий материал общей высотой 140 см с расчетным гранулометрическим составом (черт. 39).

Черт. 39. Экспериментальная установка для обезжелезивания воды

1 - корпус фильтра; 2 - зернистая загрузка; 3 - трубопровод для подачи воды; 4 - расходомер; 5 - манометры; 6 - разбрызгиватель; 7 - трубопровод для подачи воздуха; 8 - ротаметр; 9 - трехходовой кран; 10 - компрессор; 11 - пробоотборники; 12 - мерный бак; 13 - трубопровод для сброса фильтрата; 14 - трубопровод для отвода фильтрата; 15 - поддерживающая сетка; 16 - воздухоотвод

В корпусе фильтра размещены разбрызгиватель, зернистая загрузка, которую поддерживает сетка. Воздуховод расположен в нижней части корпуса. В корпусе и на трубопроводах установлены манометры для измерения давления воды и воздуха. Количество воздуха, подаваемого компрессором, регулируется трехходовым краном и измеряется ротаметром. Для отбора проб воды и измерения давления по высоте загрузки в корпусе установлены пробоотборники. Расход воды определяется мерным баком, а общее количество воды, прошедшей через установку за весь период работы, фиксируется расходомером. Фильтрат из водомерного бака по трубопроводу сбрасывают в канализацию.

11.20. После монтажа и наладки установки производят ее пуск. Первая порция фильтрата в течение 10-15 мин сбрасывается, затем отбирается проба на химический анализ. Последующие пробы отбирают через каждые 1-2 ч. Когда режим работы установки стабилизируется, пробу можно брать через 4-6 ч, каждый раз фиксируя расход воды, скорость фильтрования, соотношение «вода—воздух», показание манометров. Полученные результаты анализов и другие показатели заносят в журнал наблюдений.

12. ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА

12.1. Для очистки воды от сероводорода разработаны аэрационный, химический и биохимический методы.

АЭРАЦИОННЫЙ МЕТОД

12.2. Аэрационный метод удаления сероводорода допускается применять при содержании сероводорода до 3 мг/л и производительности установки до500м3/сут.

Удаление сероводорода аэрацией следует осуществлять в дегазаторах с деревянной хордовой насадкой (градирнях) .

Технологические параметры работы дегазаторов определяют расчетом.

Для предварительной оценки следует принимать нагрузку равной 30 м3/(м2×ч) на градирню, расход воздуха - 30 м3 на 1 м3, высоту слоя насадки - 3 м.

Эффективность удаления сероводорода при аэрации воды в дегазаторах Э зависит от ее рН и не превышает значений, указанных в табл. 15.

Таблица 15

рН

6,0

6,5

7,0

7,5

Э, %

90

80

60

40

12.3. Дегазаторы следует располагать на открытом воздухе или в помещении. Сероводород токсичен, при концентрации смеси сероводорода с воздухом 4,3-46 % взрывоопасен, поэтому помещения дегазаторов следует оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха.

ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

12.4. Химический метод очистки воды от сероводорода следует применять при содержании сероводорода до 10 мг/л. Метод основан на реагентном окислении сероводорода, коагуляции и фильтровании через скорые фильтры.

12.5. Для окисления сероводорода применяют хлор или хлорсодержащие окислители, озон, перманганат калия, а также электрохимический метод.

Дозы окислителей и преобладающие продукты реакции приведены в табл. 16.

Таблица 16

Реагент

Доза реагента,
мг на 1 мг сероводорода

Преобладающие продукты реакции

Хлор

5
8,4

Сера
Сульфаты

Озон

1,4
1,9

Сера
Сульфаты

Перманганат калия

3
6,2

Сера
Сульфаты

При определении общего расхода реагентов-окислителей для обработки воды необходимо учитывать их потребление также другими (кроме сероводорода) окисляющимися соединениями, которые находятся в воде.

12.6. Распределители и смесители реагентов с водой следует применять закрытого типа (см. разд. 1). Фильтры необходимо проектировать с водовоздушной промывкой, принимая дозу коагулянта на основании опытных определений. Ориентировочно она может быть принята 25—30 мг/л по безводному сернокислому алюминию.

БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД1

1Следует применять в экспериментальном порядке.

12.7. Метод очистки воды от сероводорода в реакторе биохимического окисления основан на использовании главным образом тионовых бактерий Thiobacillus thioparus.

12.8. В реакторе биохимического окисления исходная вода пропускается снизу вверх через затопленную зернистую загрузку и барботируется воздухом, в результате через 1—3 недели на загрузке развиваются микроорганизмы, окисляющие сероводород до серы и сульфатов. Увеличение продолжительности и интенсивности аэрации ведет к снижению в составе продуктов реакции содержания серы и увеличению концентрации сульфатов.

В состав очистной установки входят (черт. 40): реактор биохимического окисления; воздуходувные агрегаты фильтрами для очистки воздуха, подаваемого в реактор биохимического окисления; бачок для приготовления раствора биогенного компонента — триполифосфата натрия; скорые фильтры. Реакторы располагают вне здания, предусматривая специальные мероприятия против замерзания, а также против загазованности колодцев и коллекторов.

Черт. 40. Сооружения для удаления марганца из воды
биохимическим методом

1 - реактор биохимического окисления; 2 - бачок для приготовления раствора триполифосфата натрия; 3 - скорый фильтр; 4 - воздуходувные агрегаты с фильтрами для очистки воздуха

12.9. Метод следует применять при температуре воды 6-30 °С, общем содержании сероводорода до 50 мг/л, железа двухвалентного - до 0,3 мг/л, рН исходной воды - 7-9. Эффективность очистки воды от сероводорода после ее обработки в реакторах и фильтрах составляет 95-99%.

12.10. В случае очистки от сероводорода подземных или дренажных вод, мутность которых превышает 15 мг/л, перед реактором биохимического окисления необходимо устраивать сооружения для осветления воды с целью предотвращения засорения распределительной системы и зернистой загрузки реактора.

12.11. Необходимость фильтрования воды, прошедшей через реактор биохимического окисления, выясняется в результате технологических изысканий. Фильтрование предусматривается, если мутность воды, предназначенной для питьевых целей, после реактора биохимического окисления превышает 1,5 мг/л. Фильтры следует применять с загрузкой крупностью 0,7—1,6 мм и высотой слоя 1,5—2 м. Проектирование фильтров надлежит осуществлять в соответствии со СНиП 2.04.02-84.

12.12. В тех случаях, когда фильтрование без коагуляции не обеспечивает очистку воды от активного ила, образующегося в реакторе биохимического окисления, перед фильтрами воду следует обрабатывать коагулянтом. После фильтров надлежит предусматривать хлорирование воды дозой, равной 2—3 мг/л. Промывка фильтров — водовоздушная.

12.13. Промывные воды фильтров после обработки их коагулянтом или флокулянтом и отстаивания целесообразно возвращать в реактор биохимического окисления. Продолжительность отстаивания воды — не менее 5 ч. Промывные воды могут содержать гидроксид алюминия (или железа), активный ил и коллоидную серу. Промывные воды не содержат веществ, которые препятствовали бы сбросу этих вод или выпавшего из них осадка в сеть хозяйственно-фекальной канализации.

12.14. При рН 7—9 происходит интенсивное поглощение микроорганизмами Thiobacillus thioparus растворенного сероводорода из воды. При рН обработанной воды свыше 7,5 и общем содержании сероводорода в исходной воде до 20 мг/л после развития микроорганизмов (активного ила) на поверхности загрузки не происходит загрязнения окружающей среды выбросами сероводорода из реактора в воздух. При большем содержании сероводорода в воде следует провести технологические изыскания на опытно-промышленной установке для определения количества выбросов сероводорода. Очистка воздушных выбросов от сероводорода может быть предусмотрена известными методами.

12.15. Реактор биохимического окисления представляет собой резервуар с перекрытием из съемных плит, загруженный щебнем или гравием с крупностью зерен 10—30 мм, с толщиной слоя гравия 1,0 м. Толщина слоя воды над загрузкой должна быть не менее 1,0 м. При общей высоте реактора не менее 3 м удельную гидравлическую нагрузку на 1 м2 площади реактора и удельный расход воздуха на 1 м3 обрабатываемой воды можно принимать по табл. 17.

Таблица 17

Общее содержание соединений
сероводорода
в исходной воде, мг/л

Удельная
гидравлическая нагрузка,
м3/(м2×сут)

Удельный расход
воздуха,
м3 на 1 м3 воды

До 20

210—70

2—4

20—50

70—40

4—7

П р и м е ч а н и я: 1. Рекомендуемые параметры для каждого конкретного объекта следует проверять технологическими изысканиями.

2. В табл. 17 даны параметры при температуре воды 9-10 °С. При температуре воды 6-8 °С гидравлическая нагрузка уменьшается на 50 %, при температуре свыше 15 °С - увеличивается на 50 %.

12.16. Отвод воды из реактора следует предусматривать по деревянным или пластмассовым желобам, установленным в верхней части реактора таким образом, чтобы верхняя кромка желобов располагалась строго горизонтально. Расстояние между желобами должно быть не более 2 м. Площадь одного реактора, исходя из условия равномерного распределения водя и воздуха по его площади, следует принимать не более 100 м.

12.17. Число независимо работающих отделений реактора принимают не менее четырех. Предусматривается возможность подачи всей воды и воздуха в одно отделение реактора с целью промывки загрузки.

Надлежит предусматривать возможность опорожнения реактора для осуществления ремонтных работ и профилактического осмотра.

12.18. На дне реактора устраивают две распределительные системы: одну — для распределения воды, другую — для воздуха. Распределительные системы размещают на дне резервуара под ложным дырчатым днищем, на которое укладывают гравий или щебень. Диаметр отверстий в трубах для распределения воды - 10 мм, шаг между отверстиями - 0,5 м. Расстояние между трубами для воздуха - 0,25 м, между отверстиями - 0,15 м. Отверстая в трубах для воздуха диаметром 3 мм располагают под углом 45° вверх с обеих сторон труб в шахматном порядке.

Суммарная площадь отверстий в каждом ответвлении системы подачи воды должна составлять 0,3-0,35 площади поперечного сечения трубы, суммарная площадь поперечных сечений ответвлений - 0,4-0,6 площади поперечного сечения коллектора.

В конце каждой распределительной трубы и на магистрали воздуховодов должны быть установлены стояки с задвижками или съемными заглушками для продувки воздушной распределительной системы. Воздуховоды перед пуском в эксплуатацию продувают, удаляя воздух через специальные задвижки или заглушки.

Систему для распределения воздуха необходимо располагать на одной отметке строго горизонтально. Допустимое отклонение должно быть не более ± 3 мм.

Скорость движения воды в начале дырчатой трубы — 1—1,5 м/с, воздуха — 15—20 м/с, скорость выхода воздуха из отверстий — 40—50 м/с. Магистральные воздуховоды укладывают выше уровня воды в реакторах. Необходимо обеспечивать равномерность распределения воды и воздуха (не менее 80 %).

Трубы для подачи воздуха укладывают на деревянные или пластмассовые опоры и крепят к опорам хомутами с резиновыми прокладками. Опоры крепят к днищу реактора, хомуты устанавливают через 1,0 м.

Внутреннюю поверхность реактора следует защищать антикоррозионным покрытием.

12.19. Для транспортирования воды, содержащей сероводород, предпочтительно применять трубы:

асбестоцементные напорные (ГОСТ 539—80) с асбестоцементными муфтами типа САМ;

из высокохромистых сталей марок Х25Т, Х17Т, Х21Н5Т, Х18Н10Т;

из полиэтилена высокого давления и низкой плотности ПНП (ГОСТ 18599-83).

Арматуру необходимо применять в коррозионно-стойком исполнении. Можно использовать вентили и клапаны из пластмасс (винипласта, полиэтилена), а также стальную и чугунную арматуру, футерованную пластмассой или резиной. Материал для покрытия внутренней поверхности труб и резервуаров должен предусматриваться в соответствии с «Перечнем материалов и реагентов, разрешенных Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения». Проходные галереи для трубопроводов и арматуры надлежит оборудовать принудительной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха, а также обогревом.

12.20. Раствор триполифосфата натрия дозируется перед реактором биохимического окисления с целью интенсификации в случае необходимости развития тионовых бактерий. Доза триполифосфата натрия — 0,5 мг/л (по ). С целью улучшения процесса растворения триполифосфата натрия при приготовлении рабочего раствора следует предусмотреть возможность барботирования воды воздухом в растворном баке.

Дозируют триполифосфат натрия непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 3-4 недель, а затем периодически при ухудшении эффекта очистки в течение 2-4 сут в месяц.

Раствор триполифосфата натрия необходимо приготавливать в баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию рабочих растворов надлежит принимать 0,5-3 % в расчете на технический продукт, продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха 4 ч - при температуре воды 20 °С, 2 ч - при температуре воды 50 °С.

Если анализ покажет, что в реакторе биохимического окисления отлагается карбонат кальция, то для предотвращения зарастания загрузки реактора раствор триполифосфата натрия дозируют постоянно (доза 2 мг/л по ).

12.21. При суммарном содержании аммония, нитратов и нитритов в природной воде менее 0,2 мг/л (по N) следует предусматривать дозирование в исходную воду также аммиака в качестве биогенного компонента. Дозирование аммиака осуществляется непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 2-3 недель дозой 0,5 мг/л (по N), а также периодически в случае ухудшения эффективности очистки воды от сероводорода в течение нескольких дней 2-3 раза в год. Для дозирования аммиака можно использовать хлоратор. В хлораторной не должны находиться одновременно баллоны с аммиаком и хлором во избежание образования хлористого аммония. Баллоны с аммиаком необходимо хранить отдельно от баллонов с хлором в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Дозировать аммиачную воду следует по металлическим трубам.

12.22. При обработке в реакторе биохимического окисления вода может стать нестабильной. В результате окисления сероводорода до сульфатов и образования серной кислоты рН воды понижается. В результате десорбции из воды части растворенного диоксида углерода при барботировании воды воздухом рН обработанной воды повышается. Суммарное влияние этих процессов следует определять экспериментально при выполнении технологических изысканий.

Вода, направляемая потребителю, должна быть стабильна. Оценку стабильности воды рекомендуется выполнять экспериментально. При отсутствии данных технологических изысканий оценку стабильности воды производят по индексу насыщения воды карбонатом кальция на основе химических анализов, выполненных при проведении испытаний модельной установки по очистке воды от сероводорода.

13. ОБЕСФТОРИВАНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ КОНТАКТНО-СОРБЦИОННОЙ КОАГУЛЯЦИИ

СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

13.1. 0бесфторивание воды методом контактно-сорбционной коагуляции основано на способности продуктов гидролиза алюминиевых коагулянтов (сернокислого алюминия, оксихлорида алюминия) извлекать фтор из воды. Процесс выделения фтора из воды значительно интенсифицируется в зернистом слое фильтровального сооружения, например, типа контактного осветлителя. В этом случае сорбция фтора осуществляется на поверхности контактной зернистой среды.

13.2. Для обеспечения требуемой глубины и эффективности процесса обесфторивания необходима предварительная зарядка загрузки — накопление в ней избытка гидролизуемых в воде солей, содержащих гидроксид алюминия. Зарядку следует осуществлять в самом начале каждого фильтроцикла и производить путем подачи в воду в течение 1—2 ч повышенной дозы коагулянта. Затем до конца фильтроцикла в воду необходимо вводить рабочую дозу коагулянта, которая в 3—5 раз менее зарядной. Для повышения прочности осадка при повышенном содержании фтора в исходной воде дополнительно возможно введение в воду флокулянта-полиакриламида.

13.3. Область применения метода ограничивается следующими ориентировочными значениями показателей качества исходной воды, которые в каждом конкретном случае необходимо корректировать пробными технологическими изысканиями: фтор — не более 5 мг/л; жесткость — не менее 1,5—2,0 мг-экв/л; щелочность — до 3—5 мг-экв/л; рН — 7-8; сероводород - до 1,5-2,0 мг/л; железо (II) и (III) - до 5 мг/л.

13.4. Метод рекомендуется использовать на станциях производительностью 1600-20000 м3/сут. При соответствующем технико-экономическом обосновании возможно применение метода для станций большей производительности. При меньшей производительности обесфторивание следует осуществлять на установках типа «Струя» (см. разд. 14).

СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ И СХЕМА РАБОТЫ СТАНЦИИ ОБЕСФТОРИВАНИЯ

13.5. В состав основных сооружений станции обесфторивания следует включать:

контактную камеру, состоящую из двух смежных или отдельно расположенных секций. Одна из секций предназначена для подачи в воду повышенного зарядного расхода коагулянта, другая — для ввода рабочего расхода1;

1При проектировании могут быть рассмотрены и другие варианты подачи в воду повышенных зарядных доз коагулянта.

фильтровальные сооружения с восходящим потоком воды — контактные осветлители;

резервуар для сбора первого фильтрата;

резервуар для сбора обесфторенной воды (резервуар чистой воды);

резервуар-отстойник промывных вод.

Кроме того, на станции обесфторивания следует предусматривать реагентное хозяйство для приготовления и дозирования растворов коагулянта, щелочного реагента и полиакриламида, устройства для обеззараживания воды и обработки осадка.

13.6. Принципиальная схема станции показана на черт. 41. Вода, забираемая из водозабора, подается в контактную камеру и обрабатывается в начале фильтроцикла зарядными, а затем рабочими дозами коагулянта. В контактных осветлителях вода проходит снизу вверх через слой заряженной фильтрующей загрузки, где освобождается от повышенных количеств фтора, затем фильтрат последовательно поступает в резервуары промывной и чистой воды: первый фильтрат направляют в резервуар промывной воды (в течение периода зарядки), после окончания процесса зарядки - в резервуар чистой (обесфторенной) воды. Перед поступлением в резервуар вода подвергается обеззараживанию. Воду из резервуара первого фильтрата используют только для промывки контактных осветлителей.

Черт. 41. Принципиальная схема работы станции обесфторивания воды

1 - артезианская скважина; 2 - зарядная камера смесителя; 3 - подача коагулянта; 4 - рабочая камера смесителя; 5 - контактный осветлитель; 6 - резервуар сброса первого фильтрата; 7 - подача соды; 8 - резервуар-отстойник промывной воды; 9 - подача хлора; 10 - резервуар чистой воды; 11 - подача воды потребителю

Сточные воды от промывки контактных осветлителей следует сбрасывать в резервуар-отстойник промывных вод. После отстаивания и нейтрализации щелочью осветленную воду или направляют в голову сооружений, или сбрасывают в канализацию. Сырой осадок подают на сооружения по его обработке.

13.7. Контактную камеру следует устраивать по типу входной камеры, применяемой для станций контактного осветления при осветлении и обесцвечивании воды (по СНиП 2.04.02-84). Время пребывания воды в зарядной секции должно составлять 2-3 мин в расчете на зарядку одного контактного осветлителя, в рабочей секции — 3-5 мин в расчете на общий расход воды станции.

Конструктивно-технологические решения контактных осветлителей станции обесфторивания воды рекомендуется принимать также в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Скорость фильтрации принимают равной 3-4 м/ч (при содержании фтора в исходной воде 4-5 мг/л) и 4-5,5 м/ч (при исходном содержании фтора менее 4 мг/л). Остальные параметры принимают следующими: высоту слоя фильтрующей загрузки - 2,0 м; эквивалентный диаметр загрузки - 1,0-1,2 мм; коэффициент неоднородности - 2,2-2,5. Продолжительность цикла при указанных параметрах рекомендуется принимать 12-18 ч в зависимости от исходного содержания фтора.

13.8. Проектирование реагентного хозяйства следует осуществлять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Ориентировочные дозы реагентов рекомендуются следующие:

доза коагулянта — сернокислого алюминия — по безводному продукту: зарядная - 300-500 мг/л, рабочая - 65-130 мг/л;

доза соды для нейтрализации промывных вод и осадка - 50-80 мг/л;

доза полиакриламида (ПАА) - 0,1—0,3 мг/л.

Применение ПАА рекомендуется предусматривать при содержании фтора в исходной воде свыше 3 мг/л. ПАА вводят в конце рабочей секции контактной камеры.

Параметры промывки контактных осветлителей (интенсивность, продолжительность) принимают в соответствии со СНиП 2.04.02-84.

Обеззараживание обесфторенной воды производят с учетом местных условий и в соответствии с общими рекомендациями СНиП 2.04.02-84.

Резервуар-отстойник промывных вод следует рассчитывать на время пребывания их не менее 2 ч.

Сооружения и устройства по обработке промывных вод и осадка проектируют в соответствии со СНиП 2.04.02-84, при этом могут быть приняты следующие ориентировочные расчетные параметры:

концентрация твердой фазы уплотненного осадка после 6-8-часового уплотнения — 1,5-1,8 г/л;

объем осадка — 2,5-3 % количества промывных вод.



Часть 1    |    Часть 2    |    Часть 3    |    Часть 4




Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале? Подпишитесь на рассылку новостей!

Все СНиПы >>    СНиПы «Водоснабжение, канализация >>



Смотрите также: Каталог «Водоснабжение, канализация» >>
Компании «Водоснабжение, канализация» >>
Фотогалереи (6) >>
Статьи (192) >>
ГОСТы (126) >>
СНиПы (8) >>
СанПиНы (8) >>
Нормативные документы (4) >>
ВСН (1) >>
Задать вопрос в форуме >>
Подписка на рассылки >>
наверх