Отстойники и осветлители с взвешенным осадком

Отстойники и осветлители должны обеспечивать заданную степень предварительного осветления и обесцвечивания заданных количеств воды перед ее подачей на фильтры.

В практике эксплуатации работа отстойников оценивается «процентом задержания взвеси», представляющим собой отношение количества выпавшей взвеси (/„ к полному количеству взвеси (7₀, находящейся в воде, %:

К = —100.

Со

Дополнительно работу горизонтальных отстойников рекомендуется оценивать по слою распределения осадка по дну. Графическая интерпретация этих измерений показывает, насколько полно использовано сооружение, в какой части его происходит выпадение осадка и от чего оно зависит.

Хорошая работа отстойников зависит от химической подготовки обрабатываемой воды, рода и характера образующихся хлопьев коагулянта, захватывающих своими хлопьями взвесь. Чем больше хлопьев и чем они крупнее, тем интенсивнее выпадает осадок, распределяясь по дну, главным образом в начале (в первой трети или первой половине) отстойника.

Наблюдениями установлено, что:

• 1) с повышением температуры воды эффект работы отстойника при всех прочих равных условиях повышается;
• 2) наличие продольных перегородок не оказывает решающего влияния на характер движения воды при правильном устройстве напуска и отвода воды;
• 3) хорошее (равномерное) распределение по ширине отстойника напускаемой воды и ее отвод обеспечиваются незатоплен-ным водосливом в начале (напуск) и конце (отвод) отстойника; если же водослив отсутствует и вода подводится по трубе на той или иной высоте симметрично или асимметрично к центру отстойника, то для равномерного ее распределения по ширине можно устроить дырчатые перегородки или решетки из вертикальных досок с прозорами 0,10—0,15 м, устанавливаемые в начале и конце отстойника на расстоянии 1 —1,5 м от стенок; скорость движения воды в прозорах должна быть 0,2—0,3 м/с. На рис. 4.3 представлено фото трубчатого сборного устройства в горизонтальном отстойнике с тонкослойными модулями РВС;
• 4) с накоплением осадка на дне рабочая глубина отстойника уменьшается, а скорость движения воды увеличивается. Однако эффект выпадения взвеси с уменьшением глубины отстойника до известных пределов (до²/з И) не снижается; с уменьшением же рабочей глубины горизонтального отстойника (за счет тонкослойных модулей) вдвое повышается эффект работы отстойника при одних и тех же скоростях движения воды.

Рис. 4.3. Перфорированные трубы для сбора осветленной воды в горизонтальном отстойнике с тонкослойными модулями на РВС

В процессе эксплуатации перегородчатых камер хлопьеобразо-вания и горизонтальных отстойников дежурный оператор наблюдает за ходом реакций реагентов с водой и характером образования хлопьев коагулянта, а также за хлопьями, не осевшими в отстойнике, и в зависимости от результатов анализов уточняется доза реагентов. Мутность отстоенной воды должна быть нормально 8— 12 мг/л и периодически — не более 20 мг/л.

Дежурный оператор должен регулировать равномерное распределение поступающей в отдельные камеры хлопьеобразования и отстойники воды, наблюдать за равномерным слоем перелива через кромки желобов поступающей в отстойник и отводимой из него воды; кромки лотков следует периодически осматривать и очищать от образующихся органических скоплений, а при необходимости — выравнивать.

Положение поверхности уплотненного осадка в камере отстойников можно определить шестом, на конце которого перпендикулярно шесту укреплен щиток размером не менее 20x20 см, препятствующий погружению шеста в осадок. По длине части шеста, находящейся под водой, определяют толщину слоя воды до осадка и, следовательно, его высоту. Шест опускают в открытых отстойниках непосредственно с его бортов или через вентиляционные трубы в перекрытии отстойника.

Если осадок на дне отстойника жидкой консистенции, то горизонт осадка можно установить шестом, на котором через каждые 25—30 см укреплены пробоотборники (банки с пробками). Шест опускают вертикально до дна отстойника, затем открывают одновременно пробки всех пробоотборников при помощи гибкой проволоки, привязанной к пробкам. После этого шест вынимают из отстойника и по наличию осадка в банках судят о горизонте осадка в отстойнике.

Обычно осадок из горизонтальных отстойников удаляют 2 раза в год (весной и осенью), и лишь в некоторых случаях при очистке воды с большой мутностью и высокой цветностью осадок из отстойников удаляют чаще.

В начале и конце отстойника должны быть подведены трубопроводы диаметром 50 мм от внутреннего водопровода станции с устройствами для подключения шлангов при промывке отстойников.

Загрязнения со стенок и перегородок удаляются щетками, а затем дезинфицируются хлорной водой с дозой активного хлора 25 мг/л.

Эксплуатация вертикальных отстойников сводится к равномерному распределению воды между ними, равномерному сбору отстоенной воды радиальными желобами или дырчатыми затопленными трубами и периферийным желобом, удалению осадка из отстойников.

Большое значение имеет сбор осветленной воды в отстойниках радиальными и периферийными желобами. При площади отстойника до 12 м² желоба могут быть только периферийные. При большей площади дополнительно к периферийным желательно иметь радиальные желоба: при площади до 30 м² — 4 радиальных желоба, при большей площади — 6—8 желобов. Их сечение рассчитывают исходя из скорости движения в них воды 0,6—0,7 м/с.

При эксплуатации отстойников персонал обязан:

• а) контролировать по мере изменения режимов подачи воды равномерность распределения воды между отдельными сооружениями (но не менее 1—2 раз в сутки);
• б) обеспечивать правильность распределения воды по площадям самих отстойников, своевременно устраняя перекосы кромок лотков, желобов и т.д.;
• 2
• 4

Рис. 4.4. Осветлитель со взвешенным осадком коридорного типа:

I — зона взвешенного осадка; II — зона осветления; III — зона отделения осадка; IV — зона накопления и уплотнения осадка;

• 1 — подающие трубопроводы; 2 — сборные желоба осветленной воды; 3 — осадкоприемные окна; 4 — трубопроводы для отвода воды из зоны уплотнения осадка; 5 — трубы для отвода уплотненного осадка
• в) вести наблюдение за накоплением (высотой слоя) осадка и его влиянием на режим работы сооружений (5—6 раз между чистками);
• г) регулярно удалять осадок (частично или полностью) в соответствии с установленным графиком промывки;
• д) учитывать потери воды при сбросе осадка;
• е) следить за состоянием устройств для отведения осветленной воды и избыточного осадка, трубопроводов, задвижек и лотков, тонкослойных модулей.

Вода в осветлителе со взвешенным осадком (рис. 4.4) проходит такой же путь, как и в вертикальном отстойнике, с тем лишь отличием, что вода в нем как бы фильтруется через слой ранее выпавшего осадка, находящегося во взвешенном состоянии. При этом происходят сложные агломерационные, сорбционные и другие процессы; частицы взвешенного слоя, обладая огромной поверхностью контакта с водой и содержащейся в ней мелко раздробленной фазой взвешенных частиц, находятся все время в подвижном состоянии — то увлекаются потоком воды вверх, то при достаточно большом сопротивлении (или уменьшении скорости потока) перестают увлекаться потоком и оседают. Опустившись в нижние слои, частицы взвешенного осадка снова подхватываются потоком воды и вновь увлекаются вверх, пока не попадут к осадкоприемным окнам, а через них в осад-коуплотнитель.

Применение осветлителей позволяет значительно сократить объем очистных сооружений, улучшить последующую работу фильтров и снизить расход реагентов.

Во избежание разрушения взвешенного слоя конвекционными потоками и выноса осадка из осветлителя температура воды не должна изменяться со скоростью более чем на ГС/ч, а постепенное изменение расхода воды не должно превышать ± 15%/ч. При эксплуатации осветлителей скорость восходящего потока в зоне осветления и коэффициент распределения воды между зоной осветления и зоной отделения осадка зависят от общего содержания взвешенных веществ в воде, поступающей в осветлитель (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Технологические условия работы осветлителей (по СНиП 2.04.02-85)

При подаче в осветлители воды с добавленными к ней реагентами предусматриваются воздухоотделители для выделения воздуха и газов, образующихся при химических реакциях. Скорость нисходящего потока воды в них не должна превышать 50 мм/с, время пребывания воды — не менее 1 мин.

Отведение осадка из осадкоуплотнителей осветлителей (продувка осветлителей) производится периодически или непрерывно. Количество воды, отводимой при этом, рассчитывается по формуле

о _100(С-/и)

Тос - - »

Оср

где С — концентрация взвешенных веществ в поступающей в осветлитель воде, мг/л; т — количество взвеси в воде, выходящей из него, мг/л; 5_ср — средняя концентрация осадка в уплотнителе, мг/л.

Основным условием нормальной работы осветлителей при их эксплуатации является накопление стабильного и плотного слоя взвешенного осадка, что достигается подбором оптимальных доз реагентов и бесперебойной подачей их в обрабатываемую воду. Частые изменения в режиме подачи воды не допускаются. Необходимо устранять возможные подсосы воздуха водой и растворами реагентов до поступления их в осветлители.

Эксплуатация осветлителей со взвешенным осадком сводится к следующему.

1. Наиболее важным является первоначальный пуск и наладка процесса осветления воды: осветлитель начинает нормально работать после образования взвешенного слоя (фильтра), что происходит через некоторый промежуток времени после начала коагулирования воды. Наладка работы осветлителя требуется при пуске вновь построенного сооружения и после его ремонта, а также после каждой очистки и при переходе от зимнего режима работы осветлителя к весеннему, отлетного — к зимнему.

Особенно тщательно нужно следить за работой осветлителя во время весеннего паводка, когда наблюдается низкая коагулиру-емость речной воды при большом количестве очень мелких взвешенных веществ.

При подборе дозы коагулянта на период созревания осветлителя необходимо добиваться образования крупных и неразби-вающихся хлопьев, не стремясь в это время к экономии коагулянта.

Летом образование взвешенного фильтра происходит в течение 3—4 ч, весной при начале коагулирования после зимнего перерыва— значительно медленнее, и вполне хорошие результаты осветления воды (прозрачность более 150 см «по кресту») достигаются лишь через 12—20 ч.

2. Общим требованием нормальной работы осветлителя является содержание взвешенных веществ в осветленной воде не более 8—12 мг/л (при исходной — не более 150 мг/л), что зависит от скорости восходящего потока в зоне осветления У₃.о и коэффициента распределения воды между зоной осветления и осадкоуплот-нителем:

где С_в — содержание взвешенных веществ в воде, отводимой в осадкоуплотнитель (мг/л), определяемое в пробе этой воды весовым методом; С₀ — содержание взвешенных веществ в осветляемой воде, поступающей в осветлитель (мг/л), включая и взвешенные вещества, образующиеся в результате обработки воды реагентами.

Эта величина определяется по формуле (мг/л)

Со = М + КЭ_к + 0,25 Ц + В,

где М — количество взвешенных веществ в исходной воде, мг/л; /)_к — доза коагулянта по безводному продукту, мг/л; К— переводной коэффициент, принимаемый: для очищенного сернокислого алюминия 0,55, для неочищенного сернокислого алюминия — 1, для хлорного железа и железного купороса — 0,8; Ц— цветность очищаемой воды, град.; В — количество нерастворимых веществ, вводимых с известью, мг/л.

Все значения величин в этой формуле принимаются средними за период между очистками. Ориентировочные значения скорости восходящего потока в зоне осветления и коэффициента распределения воды между зоной осветления и осадкоуплотнителем можно принимать по данным табл. 4.2.

3. По мере накопления осадка в осадкоуплотнителе производится выпуск его из осветлителя — с частичным или полным спуском. Выпуск осадка необходим перед тем, как хлопья коагулянта начнут выноситься с осветленной водой и появятся клубы замутненной воды на поверхности центрального осадкоуплотнителя.

Частота выпуска осадка зависит от интенсивности его накопления, т.е. от содержания взвешенных веществ в осветляемой воде, поступающей в осветлитель, и объема зоны накопления и уплотнения осадка. Ориентировочно продолжительность накопления и уплотнения осадка (ч) может быть определена по формуле

у _ У,_у дсрП

⁼ (КСо -ту

где У₃.у — объем осадкоуплотнителя, м³; п— число осветлителей; О— количество осветляемой станцией воды, м³/ч.

Практически при установившемся режиме эксплуатации осветлителей осадок выпускают летом 1 раз в сутки, а при повышенной мутности осветляемой воды — 2 раза. При этом, не прекращая поступления воды в осветлитель, часть объема воды спускают из осветлителя через осадкоспускную трубу, спускаемая вода уносит осадок из зоны его уплотнения, понижение уровня воды в осветлителе достигает обычно 0,5 м, выпуск осадка продолжается 4—5 мин.

Потери воды с выпускаемым осадком составляют около 1% количества пропущенной воды через осветлитель.

4. В процессе эксплуатации осветлителей персонал должен также следить за сбором осветленной воды и при необходимости прочищать затопленные отверстия водосборных труб и желобов.

В осветлителях с взвешенным осадком контролируют Правилами [3]:

• а) длительность зарядки взвешенного слоя после полного опорожнения и включения в работу;
• б) уровень взвешенного осадка — по мере изменения скоростного и температурного режимов работы осветлителя, а также режима дозировки реагентов (но не реже 2 раз в смену);
• в) скорость восходящего потока воды в рабочей зоне осветлителя — 2—3 раза после пуска по мере изменения режима подачи воды;
• г) количество воды, отводимой из верхней зоны уплотнения осадка, — по мере изменения количества подаваемой воды и режима ее реагентной обработки (не реже 2 раз в смену);
• д) периодичность и длительность выпуска осадка — по мере накопления и подъема осадка до критического значения его уровня;
• е) влияние суточных колебаний температуры воды источника на работу осветлителя — 1—2 раза в смену;
• ж) потери воды при продувке и продолжительность продувки — при каждой продувке.

При периодическом опорожнении сооружений для чистки (после удаления осадка стены) перегородки и днище сооружений обмывают водой, подаваемой из брандспойта.

По окончании чистки осветлителя его подвергают дезинфекции хлорной водой дозой по активному хлору 25 мг/л с контактом более 24 ч с последующей промывкой водой из водопровода.

Осадок из осадкоуплотнителя осветлителя отводят периодически или непрерывно без остановки осветлителя.