Проектирование станций водоподготовки
Основы выбора технологических схем, отдельных сооружений, входящих в них, и реагентов
Полный расход воды, поступающей на комплекс водоподготовки Qn, определяют с учетом расхода воды на его собственные нужды (приготовление пульпы, растворов и суспензий реагентов, продувка осветлителей или отстойников, удаление пены из флотаторов, промывка фильтровальных сооружений и резервуаров фильтрованной воды и др.) и дополнительного расхода воды на восполнение противопожарного запаса Qaon. Следовательно, полный расход воды, поступающей на водоочистной комплекс, будет равен:
где а — коэффициент, с помощью которого определяют расход воды на собственные нужды комплекса (для комплексов осветления и обесцвечивания, обезжелезивания, сорбционного обес- фторивания при обороте промывной воды — 1,03—1,04; без повторного использования — 1,1—1,14; для установок умягчения воды — 1,2—1,3).
Дополнительный расход воды на восполнение противопожарного запаса
где п — число одновременных пожаров; пож — норма расхода воды при пожаре по указанным СНиП, л/с; Гпож = 3 — расчетная продолжительность пожара, ч; Гвос — период восстановления пожарного запаса, ч (для городов и предприятий категорий А, Б, В — 24 ч, для предприятий категорий Г, Д — 36 ч, для сельских населенных пунктов — 72 ч).
Водоочистные комплексы должны быть рассчитаны на равномерную работу в течение суток максимального водопо- требления, при этом следует предусмотреть необходимость отключения отдельных сооружений на текущий ремонт, осмотр и т. п.
При проектировании водоочистных комплексов их коммуникации необходимо рассчитывать на возможность пропуска расхода воды на 30 % больше расчетного, руководствуясь соображениями интенсификации или реконструкции водоочистных сооружений.
Состав водоочистных сооружений зависит от качества воды в источнике водоснабжения, требований, предъявляемых к обработанной воде, которые обусловлены регламентами потребителя, и от производительности установки. При подготовке воды питьевого качества состав водоочистных сооружений назначается по СНиП 2.04.02-84*. Дополнительно требуется включение в технологическую схему микрофильтров, если «цветение» воды длится более 1 мес в году и если среднемесячное содержание планктона более 1000 клеток в 1 м3 воды.
При выборе технологической схемы также учитываются опыт эксплуатации станций в аналогичных условиях и результаты предварительных технологических исследований.
Как показала практика, классические технологические схемы с отстойниками и осветлителями со слоем взвешенного осадка дают хорошие результаты в основном при очистке речных вод, в которых содержатся тяжелые грубодисперсные примеси. При очистке вод озер и водохранилищ, а также рек с малой скоростью течения воды, при очистке низкотемпературных вод более высокий эффект можно получить применением флотации и двухступенчатого фильтрования. С повышением цветности воды и общего содержания органических веществ растет роль реагентной обработки воды. Высокоэффективными, а часто и неизбежными могут стать методы окисления озоном, хлором, сорбционная и биосорбционная технология.
Для снижения окисляемости вместо хлора во избежание образования хлорорганических соединений на предочистке могут использоваться биореакторы.
Рассмотренные ранее технологические схемы (см. разд. 5.2) составлены исходя из оптимальных режимов эксплуатации отдельных водоочистных сооружений и с учетом технико-экономических показателей их работы. Так, сооружения предварительной обработки воды (отстойники, осветлители со взвешенным осадком, флотаторы и др.) должны осветлять воду до содержания взвесей 3—12 мг/л и снижать ее цветность до 25—30 град. При этом минимальная продолжительность работы вертикального отстойника должна быть не менее 6 ч, горизонтального — 12—24 ч, осветлителей со взвешенным осадком — 3—12 ч между выпусками осадка.
Если мутность обрабатываемой воды больше 1,5 г/л, то необходимо предусматривать сооружения предварительного безреагентного осветления, выбор которых обусловлен характером взвеси и производительностью водоочистного комплекса. Обычно для этой цели используют горизонтальные или радиальные отстойники, гидроциклоны и водозаборы- осветлители.
После того как намечена технологическая схема очистки воды, делается выбор конструкций отдельных технологических сооружений, что является сложной и ответственной задачей. Например, при проектировании установок с осветлителями со взвешенным осадком или с контактными осветлителями предпочтение следует отдавать вертикальным смесителям, которые обеспечивают не только требуемое смешение реагентов с водой, но и воздухоудаление, что необходимо для надежной работы указанных аппаратов. Следует предусматривать рассредоточенный ввод реагентов.
При удалении из воды планктона следует предусматривать микрофильтры, или принимать технологию с флотаторами, или на первой ступени фильтровать воду через плавающую полимерную загрузку.
В случае дезодорации воды с использованием угольной пульпы или сильного окислителя в начале технологического тракта следует принимать в качестве входного устройства контактный резервуар, а при длительном периоде дезодорации — угольные фильтры, располагаемые после осветлитель- ных.
При коагулировании примесей воды в условиях низких температур, а также при ее реагентном умягчении следует использовать соли железа. Для обесцвечивания воды рекомендуются в качестве коагулянта соли алюминия (или их смесь с солями железа), озон и активированная кремниевая кислота.
