Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Водоснабжение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Осветление воды в слое взвешенного осадка

Метод обработки воды в слое ранее образованного взвешенного осадка широко используют в технологии ее осветления, обесцвечивания, умягчения, дефторирования, обезжеле- зивания и обескремнивания. Осветлители со слоем взвешенного осадка применяют на первой ступени водоподготовки вместо отстойников и камер хлопьеобразования. Они могут успешно работать только при условии предварительной обработки примесей воды коагулянтом или флокулянтом. Эти сооружения обеспечивают более высокий эффект осветления воды (до 5—10 мг/л) и имеют большую производительность, чем отстойники. Однако конструктивно и в эксплуатации они более сложны.

Схема работы осветлителей со слоем взвешенного осадка показана на примере коридорного осветлителя на рис. 5.16. Обрабатываемая вода, смешанная с реагентами, вводится в осветлитель снизу и равномерно распределяется по площади рабочих коридоров. Далее вода движется снизу вверх и проходит через слой ранее образованного взвешенного осадка, состоящего из массы взвешенных в восходящем потоке хлопьев, которые непрерывно хаотично движутся, но весь слой в целом неподвижен. Он находится в состоянии динамического равновесия, обусловленного равенством скорости восходящего потока воды и средней скорости осаждения хлопьев. Необходимо отметить, что средняя скорость осаждения хлопьев во взвешенном слое отлична от их гидравлической крупности. Это объясняется так называемым стесненным осаждением частиц, на котором основана работа осветлителей. Проходя через слой взвешенного осадка, обрабатываемая вода осветляется и обесцвечивается в результате контактной коагуляции.

При движении воды через взвешенный слой извлекаемые из нее примеси остаются в нем, при этом объем слоя должен непрерывно увеличиваться, но этого не происходит, так как избыточный осадок из взвешенного слоя непрерывно удаляется в осадкоуплотнитель, откуда сбрасывается в сток. Обработанная вода, прошедшая через слой взвешенного осадка, собирается с помощью сборных желобов и дырчатых труб и отводится за пределы аппарата, стабильная работа которого достигается при постоянстве расхода и температуры обрабатываемой воды, недопустимости попадания воздуха с водой. Спонтанные колебания расхода воды вызывают размыв взвешенного слоя и вынос хлопьев в зону осветления. Колебания температуры воды влекут за собой возникновение конвективных токов, приводящих к нарушению взвешенного слоя и замутнению осветленной воды. Для обеспечения нормальной работы осветлителя допускают в течение часа колебания расхода 15 % и температуры обрабатываемой воды ГС.

При осаждении взвешенной массы хлопьев наблюдается стесненное осаждение. Его характерная особенность в том, что скорость осаждения, которая всегда меньше скорости свободного падения, т. е. гидравлической крупности частиц, зависит не только от их размеров и массы, но и от концентрации. Так, при объемной концентрации, равной 10 %, скорость осаждения частиц в 2 раза меньше по сравнению с их гидравлической крупностью. Взвешенный в восходящем потоке слой хлопьев находится в состоянии стесненного осаждения, поэтому частицы не выносятся с потоком в зону осветления и не декантируют.

Благодаря тому что скорость стесненного осаждения зависит от концентрации взвешенного слоя, он сохраняется в широком диапазоне изменения скоростей восходящего потока. Каждому значению восходящей скорости потока отвечает определенная в данных условиях концентрация частиц слоя. Скорость свободного осаждения частиц является верхним пределом существования взвешенного слоя. Когда скорость потока приближается к этой величине, слой размывается. Нижний предел существования слоя — минимальная скорость потока, при которой силы гидродинамического воздействия потока на частицы меньше их силы тяжести. В этом случае частицы плотной массы декантируют. Скорость восходящего потока в осветлителях лежит между этими пределами.

Осветлители со слоем взвешенного осадка классифицируют следующим образом: по наличию камер хлопьеобразования — с камерами реакции и без них; по рабочему давлению — на открытые и напорные; по способу удаления избытка осадка — с естественным отбором и с принудительным отсосом; по расположению осадкоуплотнителя — с вертикальным, поддонным или выносным. В отечественной практике применяют осветлители без камер реакции с принудительным отсосом осадка.

Осветлитель коридорного типа с рециркуляцией осадка и тонкослойными модулями (а), с поддонным (б) и выносным (в)

Рис. 5.16. Осветлитель коридорного типа с рециркуляцией осадка и тонкослойными модулями (а), с поддонным (б) и выносным (в)

осадкоуплотнителями:

I, 12 — подача исходной и отвод осветленной воды; 2 — слой взвешенного осадка; 3 — рециркулятор; 4 — желоба сбора осветленной воды; 5 — перфорированные трубы отвода осветленной воды из осад- коуплотнителя; 6, 11 — тонкослойные модули; 7— защитные козырьки; 8 — окна отвода избытка осадка из рабочих коридоров в осадко- уплотнитель; 9 — перфорированные трубы сбора осадка из осадкоуп- лотнителя; 10 — боковой карман сбора осветленной воды; 13 — сопло; 14 — воздухоотделитель; 15 — осадкоотводные трубы; 16 — под-

донный осадкоуплотнитель; 17 — водораспределительные трубы; 18 — центральный подающий стояк; 19 — сброс осадка; 20 — выносной осадкоуплотнитель; 21 — трубопровод отвода осветленной воды из осадкоуплотнителя с регулирующей задвижкой

Некоторые осветлители со слоем взвешенного осадка имеют почти плоское дно с малым углом конусности и постоянное поперечное сечение рабочей части по ходу движения осветляемой воды. В таких осветлителях обычно устраивают второе дырчатое днище, над которым образуется слой взвешенного осадка. Требуемая высота слоя достигается принудительным отсосом осадка из рабочей части осветлителя. При осветлении маломутных вод осветлители с дырчатым дном работают устойчиво, без завала днищ осадком. При обработке мутных вод дырчатые днища не устраиваются, а нижняя часть осветлителей выполняется в виде наклонных, сходящихся книзу стенок (рис. 5.16, а). При использовании коридорных осветлителей на маломутной и цветной воде процесс хлопьеобразования протекает малоэффективно. Для его интенсификации целесообразно произвести пригрузку водораспределительных труб гравием или щебнем на высоту 70 см. В этом случае благодаря совершенствованию гидравлической характеристики сооружения и улучшению процесса формирования взвеси возможно увеличение производительности на 12—20 % и сокращение расхода коагулянта на 15-20 %.

Круглый в плане осветлитель с поддонным осадкоуплотни- телем занимает меньшую площадь, чем коридорный, но имеет значительную высоту (рис. 5.16, б).

В системах производственного водоснабжения получили распространение осветлители с выносным осадкоуплотнителем (рис. 5.16, в). Они характеризуются компактностью и возможностью автоматизации их работы.

Для осветления, умягчения и обескремнивания воды хорошо зарекомендовали себя осветлители ЦНИИ-3. Их большая высота (до 9 м при диаметре до 12 м) при небольшом объеме осадкоуплотнителя выгодно отличает эти сооружения от подобных, когда необходим длительный контакт обрабатываемой воды со взвешенным осадком.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>