Интенсификация осветления воды в отстойниках

Осветление воды путем естественного отстаивания в отстойниках является весьма длительным по времени процессом. Увеличение скорости осаждения взвеси в обрабатываемой воде за счет укрупнения взвешенных мелкодисперсных и коллоидных частиц можно достигнуть применением реагентов (коагулянтов). Данные химические соединения, взаимодействуя с взвешенными веществами, находящимися в воде, образуют агрегаты слипшихся частиц в виде хлопьев, быстро выпадающих в осадок. Приготовление и дозирование реагента осуществляют на установках, входящих в состав так называемого реагентного хозяйства очистных сооружений. Раствор коагулянта тщательно перемешивается с обрабатываемой водой в смесителе. Из смесителя вода направляется в камеру хлопьеобразования, а затем поступает в отстойник, где происходит ее осветление, т. е. выпадение хлопьев с адсорбированными на них взвешенными частицами. Если применяют осветлители со взвешенным осадком, то камеру хлопьеобразования не устраивают.

Механизм воздействия коагулянта на загрязнения следующий. Коллоидные частицы, являясь электронейтральными и обладая отрицательным электрическим зарядом на периферии, взаимно отталкиваются, что препятствует их укрупнению. При введении коагулянта и реакции гидролиза образуются коллоиды (гидроокиси) с положительным периферийным зарядом. Взаимодействие тех и других коллоидных частиц приводит к нейтрализации зарядов, агломерации (слипанию) частиц, утяжелению и быстрому выпадению в осадок в виде рыхлых хлопьев. В качестве коагулянтов чаще всего применяют сернокислый алюминий (сернокислый глинозем), сернокислое железо закисное (железный купорос), сернокислое железо окисное, хлорное железо. Доза коагулянта зависит от мутности и цветности воды и для природных вод в широком диапазоне мутности обычно составляет 20—100 мг/л.

Осветляемая вода может двигаться в отстойнике в горизонтальном, вертикальном или радиальном направлениях. В зависимости от направления потока различают отстойники горизонтальные, вертикальные и радиальные. Отстойников на очистной станции должно быть не менее двух для обеспечения надежности (бесперебойности) работы.

Горизонтальные отстойники применяют на очистных станциях производительностью более 30 000 м3/сут. Они представляют собой прямоугольные резервуары, куда вода поступает с торца и движется вдоль длинной стороны (рис. 3.14). Относительно равномерное движение воды по всему поперечному сечению отстойника достигается устройством дырчатых перегородок, водосливов, распределительных и сборных желобов. Глубина зоны осаждения принимается равной 2,5—3,5 м, а ширина секции отстойника — не более 6 м. Днище горизонтальных отстойников имеет уклон к приямку для осадка, расположенному в начале отстойника. Осадок, накапливающийся в отстойнике, периодически удаляют механизированным или гидравлическим способом.

Горизонтальные отстойники

Рис. 3.14. Горизонтальные отстойники

а — разрез; б — план; 1 — трубопровод подачи исходной воды; 2 — распределительная камера с перфорированной стенкой; 3 — зона отстаивания; 4 — переливная перегородка; 5 — трубопровод отвода осветленной воды

Вертикальные отстойники, устраиваемые на малых очистных станциях производительностью до 3000 м3/сут, представляют собой круглый или квадратный в плане резервуар с коническим или пирамидальным днищем с углом наклона стенок 50—70° (рис. 3.15). Вода поступает по трубопроводу в центральную трубу, опускается в нижнюю часть отстойника, затем поднимается в его рабочей части и переливается через водослив в круговой лоток.

Вертикальный отстойник

Рис. 3.15. Вертикальный отстойник

/ — корпус; 2 — трубопровод отвода осветленной воды; 3 — центральный распределительный канал; 4 — кольцевой желоб сбора осветленной воды; 5 — трубопровод подачи исходной воды; 6 — трубопровод выпуска осадка; 7— защитный (отражательный) конус

Осветление происходит при условии, что скорость восходящего потока воды меньше скорости осаждения взвешенных частиц. Тогда эти частицы выпадают на дно. Осадок периодически удаляется самотеком по иловой трубе без прекращения работы отстойника. Скорость восходящего потока воды — 0,5— 0,75 мм/с. Диаметр отстойника не должен превышать 10 м.

Радиальные отстойники применяют преимущественно в промышленных системах водоснабжения на очистных станциях большой производительности при высоком содержании в воде взвешенных частиц. В этих отстойниках вода подается в центр, а затем движется в радиальном направлении и сливается в периферийный сборный желоб, из которого отводится по трубе. Как и в отстойниках других типов осветление происходит вследствие создания малых скоростей движения, при которых взвешенные частицы выпадают на дно. Радиальные отстойники имеют диаметр 20—60 м, глубину 3—5 м в центре и 1,5—3 м на периферии. Преимущество этих отстойников состоит в том, что их конструкция позволяет постоянно удалять осадок механизированным способом без прекращения работы отстойников.

В качестве альтернативы отстойникам для осветления воды могут использоваться осветлители со слоем взвешенного осадка. Находящиеся в зоне осветления частицы взвешенного осадка способствуют большему укрупнению хлопьев коагулянта. Крупные хлопья могут задержать больше взвешенных частиц, содержащихся в осветляемой воде, в результате чего повышается эффективность осветления. Преимущество осветлителей состоит в том, что они при равных объемах с отстойниками имеют более высокую производительность и требуют меньшего расхода коагулянта.

Использование отстойников или осветлителей с учетом интенсификации процессов осветления не позволяет достичь требуемой нормами концентрации взвешенных частиц (1,5 мг/л). Поэтому на завершающей стадии осветления воды применяют фильтры.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >