УСТАНОВКИ ТИПА «СТРУЯ» ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
14.1. Установки типа «Струя» представляют собой набор элементов полной заводской готовности, монтируемых на месте применения и серийно выпускаемых отечественной промышленностью. Они предназначены для очистки (осветления и обесцвечивания) поверхностных вод, а также для обезжелезивания, обесфторивания и умягчения подземных вод и могут быть использованы при водоснабжении сельских и малонаселенных мест, баз отдыха, вахтовых поселков и т. п.
14.2. При использовании установок исходная вода должна отвечать следующим требованиям:
при очистке поверхностных вод исходное содержание взвешенных веществ - до 1000 мг/л, цветность - до 120 град. Использование установок для очистки воды с более высоким содержанием взвешенных веществ возможно только при применении плавучих водозаборов-отстойников или сооружений и оборудования для предварительного осветления воды (ковшей, запруд, земляных отстойников и др.) и с более высокой цветностью - при обосновании технологическими изысканиями;
при обезжелезивании содержание железа - 10-50 мг/л, сероводорода - до 2-3 мг/л, свободной углекислоты - до 150 мг/л, окисляемость - до 30-40 мг/л О2, рН > 5,8;
при умягчении общая жесткость - до 12-18 мг-экв/л, карбонатная жесткость - до 8-10 мг-экв/л;
при обесфторивании содержание фтора - до 5 мг/л, сульфатов - до 350 мг/л.
По остальным физико-химическим показателям качество исходной воды должно соответствовать ГОСТ 2761-84.
14.3. При совместном содержании в обрабатываемой воде избыточных концентраций солей жесткости и железа технология умягчения воды обеспечивает одновременно и ее обезжелезивание.
14.4. При выполнении условий, указанных в п. 14.2, применение установок позволяет получать воду, отвечающую ГОСТ 2874-82.
14.5. Производительность серийно выпускаемых установок применительно к очистке поверхностных вод Qтиправна 100, 200, 400 и 800 м3/сут.
Производительность установок в режимах умягчения, обезжелезивания и обесфторивания воды рассчитывают по формуле
Qрасч = Qтип Кот, (51)
где Кот - коэффициент относительного изменения производительности установок по сравнению с режимом очистки поверхностных вод (см. пп. 14.23.3, 14.24.6, 14.25.4).
СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫРАБОТЫУСТАНОВОК
14.6. Основные элементы водоочистной установки для очистки поверхностных вод представлены на черт. 42.
Черт. 42. Принципиальная схема работы установок типа «Струя»
а - установка производительностью 100 и 400 м3/сут; б - установка производительностью 200 и 800 м3/сут; 1 - насос подачи воды; 2 - сетчатый фильтр; 3 - смесительная диафрагма; 4 - ввод коагулянта; 5 - блок коагулирования; 6 - блок обеззараживания; 7 - насосы-дозаторы; 8 - операционная задвижка; 9 - отстойники; 10 - фильтры; 11 - ввод хлорреагента; 12 - водонапорная башня; 13 - промывной отсек; 14 - подача воды потребителям
14.7. Схема работы установки в режиме очистки поверхностных вод следующая. Исходная вода забирается из водоисточника насосами и подается на установку. Раствор коагулянта в требуемых дозах (при работе в реагентном режиме), выбранных на основании пробных лабораторных испытаний, вводится во всасывающий или напорный патрубок насоса. Обеззараживающий раствор хлорреагента вводится в фильтрованную воду, а при необходимости - также и в исходную воду.
Смешение реагентов с обрабатываемой водой следует осуществлять непосредственно в насосе или в напорном трубопроводе до камеры хлопьеобразования. Для задержания крупных плавающих примесей после насоса устанавливается грубый фильтр. Пройдя грубый фильтр, вода поступает в камеру хлопьеобразования, в которой после ввода коагулянта образуются хлопья гидрата окиси алюминия с извлеченными из воды взвешенными и коллоидными частицами. Образовавшиеся в камере хлопья непосредственно поступают в отстойник. При движении воды в отстойнике в трубах и межтрубном его пространстве происходят выпадание взвеси и интенсивное ее осветление. Одновременно производит сползание части осадка в камеру хлопьеобразования.
Отстоенная вода с остаточной мутностью проходит фильтр, в котором происходит ее окончательная очистка.
Пройдя фильтр, вода под остаточным напором поступает в бак водонапорной башни, откуда направляется в зависимости от условий в водопроводную сеть, в резервуар или к насосной станции (второго подъема). В напорной башне предусматривается отбор воды на промывку с обеспечением гарантированного запаса. Для удаления накапливающихся в установке загрязнений предусмотрена ее периодическая промывка. При этом промывная вода из башни, поступая на фильтр снизу вверх, расширяет его фильтрующую загрузку, вынося накопившиеся за фильтроцикл загрязнения, а затем поступает в отстойник и смывает накопившийся в нем осадок.
Оборудование для коагулирования воды включает двухсекционный бак с переносной электромешалкой и насос-дозатор для введения раствора реагента. Для обеззараживания используются электролизные установки ЭН-1 или ЭН-5. При их отсутствии осуществляются приготовление и дозирование хлорреагентов - гипохлорита кальция или хлорной извести.
14.8. Основными отличительными элементами установок для очистки подземных вод (черт. 43) являются промежуточный бак-аэратор (газоотделитель) и блок для приготовления щелочных реагентов (при умягчении и обезжелезивании воды). В ряде случаев может потребоваться более производительное дозировочное оборудование. Кроме того, при определенных условиях для обеззараживания воды вместо хлорреагентов могут быть использованы бактерицидные установки (см. п. 14.13).
Черт. 43. Принципиальная схема обесфторивания, обезжелезивания
и умягчения воды на установках типа «Струя»
1 - водозабор; 2 - аэрационный бак; 3 - блок подщелачивания воды; 4 - блок коагулирования воды; 5 - насосы-дозаторы; 6 - насос исходной воды; 7 - тонкослойный отстойник; 8 - скорый фильтр; 9 - баки обеззараживания воды хлорреагентом; 10 - блок обеззараживания воды на бактерицидном аппарате; 11 - водонапорная башня; 12 - подача воды потребителям
14.9. Схема работы установки в режиме обезжелезивания воды следующая. Исходная вода, поступающая от скважин, обогащается кислородом с помощью разбрызгивания ее через насадку с отражателем в аэрационном баке, где происходит также частичное выделение из нее углекислоты и других растворенных газов. Затем воду с помощью насосов подают на основные технологические сооружения установки - тонкослойный трубчатый отстойник со встроенной камерой хлопьеобразования и скорый зернистый фильтр. Перед отстойником в воду с помощью насосов-дозаторов дозируют раствор или суспензию щелочного реагента (извести или соды). В камере хлопьеобразования вода проходит через образующийся слой хлопьевидного высококонцентрированного осадка гидроокиси железа, который создает хорошие условия для ее осветления в тонкослойных элементах отстойника. Окончательная очистка воды происходит в скором фильтре, после которого она поступает в бак водонапорной башни.
14.10. При умягчении воду также необходимо подвергать аэрации для выделения углекислоты и других растворенных газов. Затем в нее добавляют необходимое количество щелочных реагентов (извести или соды, а в ряде случаев - оба реагента одновременно).
В камере хлопьеобразования отстойника происходит процесс образования карбоната кальция и гидроокиси магния. Выделение основного количества образующейся твердой фазы этих солей осуществляется в тонкослойном отстойнике, а окончательное осветление воды происходит в песчаном фильтре.
14.11. Для подщелачивания воды (при ее обезжелезивании и умягчении) следует в первую очередь применять известь в виде порошкообразного негашеного продукта (пушонки) или гашеную известь в виде готового известкового молока или теста. Как исключение, при соответствующем технологическом и технико-экономическом обосновании для подщелачивания воды может быть использована сода. В случае применения гашеного продукта в реагентном хозяйстве следует предусматривать баки мокрого хранения с устройством для перемешивания суспензии сжатым воздухом. В качестве расходных баков следует использовать баки реагентов с системой перемешивания сжатым воздухом, с использованием рециркуляционного насоса или стандартные промышленные баки (с механическим или гидравлическим перемешиванием). Для перекачивания известкового продукта из баков мокрого хранения в расходные баки следует применять специальные насосы для суспензий. При использовании негашеной комовой извести следует предусматривать стандартные серийно изготовленные механические известегасители или шаровые мельницы. Рекомендуется использовать мокрый помол извести, обеспечивающий крупность частиц извести до 0,03-0,04 мм, при этом готовое известковое молоко необходимо сливать в баки мокрого хранения. При соответствующем обосновании допускается принимать схему для получения известкового молока в сатураторах двойного насыщения.
Подачу воздуха для перемешивания рекомендуется осуществлять с помощью компактных компрессоров типа СО, оборудованных соответствующими ресиверами.
Дозирование щелочных реагентов следует осуществлять насосами-дозаторами типа НД или с помощью проточного дозирования центробежным насосом и бачком постоянного уровня.
14.12. При обесфторивании вода из скважин поступает в промежуточный аэрационный бак, необходимый в данном случае для предотвращения возможной флотации растворенных газов в отстойнике установки. Этот бак является также регулирующей емкостью между подземным водозабором и установкой. Вода из бака забирается насосами установки и обрабатывается коагулянтом - сернокислым алюминием, обладающим фторселективными свойствами (фтор сорбируется на поверхности осадка солей алюминия, выделяющихся из воды при коагуляции).
Для интенсификации выделения осадка при повышенном содержании фтора в воде (свыше 3-3,5 мг/л) необходимо дополнительно вводить в воду флокулянт - полиакриламид (ПАА).
Осветление воды, как и в предыдущих случаях, следует осуществлять в трубчатом отстойнике и фильтре.
Приготовление раствора коагулянта не имеет принципиальных различий по сравнению с принятым режимом работы установки для очистки поверхностных вод.
14.13. Обеззараживание подземных вод осуществляют или в бактерицидной установке, или с использованием хлорреагентов. Метод обеззараживания должен быть выбран с учетом местных условий и согласован с местными органами санитарного надзора.