7576
.pdf21
ПАА относится к анионным флокулянтам. Флокулянты следует вводить в
воду после коагулянта перед отстойниками или осветлителями со взвешенным осадком.
При очистке высокомутных вод допускается ввод флокулянтов и коагу-
лянтов с разрывом во времени до 2-3 мин., в зависимости от качества обрабаты-
ваемой воды.
Приготовление раствора полиакриламида надлежит производить в баках с механическими лопастными мешалками. Продолжительность приготовления раствора из ПАА геля 25-40 мин., из ПАА сухого - 2 ч. Для ускорения приго-
товления раствора ПАА используют горячую воду с температурой не выше
50°С.
Флокулянт поставляют в бочках по 100÷150 кг или в полиэтиленовых мешках, упакованных в ящики. ПАА термически стоек до 120÷130°С, обладает малой токсичностью, не действует на кожу, глаза и слизистые оболочки.
2.3. Подщелачивающие реагенты
По нормам остаточная щелочность воды должны быть не ниже 1 ммоль/л.
Если щелочного резерва природной воды недостаточно для успешного проте-
кания гидролиза коагулянта, ее подщелачивают различными реагентами. При этом поддержание рН>6,5 существенно не только для снижения коррозионных свойств очищенной воды, но и для уменьшения остаточного содержания в ней алюминия и железа.
Для подщелачивания и стабилизации воды следует применять известь. При обосновании допускается применение соды. На станциях в качестве реагента используется негашеная известь СаО, гидратная известь или пушонка (в основ-
ном Са(ОН)2), известковое тесто (Са(ОН)2+Н2О).
Негашеная известь (комовая и молотая) поступает навалом в крытых же-
лезнодорожных вагонах, известковое тесто в контейнерах, известковое молоко в емкостях 1,5 м3. Качество товарного продукта определяется следующими показателями, представленными в табл.11.
22
Характеристика подщелачивающих реагентов
Таблица 11
Известь кальциевая |
Содержание в пересче- |
Выход |
Остаток, |
||
|
те на высушенный про- |
теста |
% на ситах |
||
|
дукт, % |
на 1 кг |
|
|
|
|
Активных |
Непога- |
извести, |
0,2 мм |
0,09 |
|
оксидов |
сившихся |
не менее |
не более |
не более |
|
кальция, |
зерен, |
|
|
|
|
магния, |
не более |
|
|
|
|
не менее |
|
|
|
|
Негашеная комовая (кипелка) |
|
|
|
|
|
1 сорт |
90 |
7 |
2,4 |
не норм. |
не норм. |
2 сорт |
80 |
10 |
2,0 |
|
|
3 сорт |
70 |
12 |
1,5 |
|
|
Негашеная молотая |
|
|
|
|
|
1 сорт |
90 |
7 |
- |
2 |
10 |
2 сорт |
80 |
10 |
- |
2 |
10 |
3 сорт |
70 |
12 |
- |
2 |
10 |
Гашеная гидратная (пушонка) |
|
|
|
|
|
1 сорт |
67 |
не норм |
не норм. |
2 |
10 |
2 сорт |
60 |
не норм |
не норм. |
2 |
10 |
Тесто известковое |
|
|
|
|
|
1 сорт |
67 |
7 |
не норм. |
- |
- |
2 сорт |
60 |
10 |
не норм. |
- |
- |
3 сорт |
50 |
12 |
не норм. |
- |
- |
2.4. Реагенты для удаления привкусов и запахов
Для удаления привкусов и запахов применяют гранулированный или по-
рошкообразный активированный уголь, перманганат калия, озон или хлорсо-
держащие реагенты.
Активированные угли-сорбенты, состоящие из углерода, получают из древесины и древесного угля сырца, торфа, торфяного полукокса, иско-
паемых углей, других углеродсодержащих материалов, активируя их термиче-
ским разложением (в присутствии активирующих реагентов) содержащихся в них органических веществ.
Активированный уголь хранят в герметичной таре в сухом помеще-
нии. Дозы активированного угля принимают в зависимости от интенсивности привкусов или запахов в исходной воде: при 3 баллах - до 20 мг/л, при 4 баллах
-30-40 мг/л, при 5 баллах - 50-80 мг/л.
Вслучае использования перманганата калия сначала производят первич-
23
ное окисление, через 10 мин вводят перманганат калия и через 2-3 мин вводят коагулянт. Доза перманганата калия зависит от перманганатной окисляемости воды: при окисляемости 8-10 мгО/л принимают дозу 2-4 мг/л, при окисля-
емости от 10 до 15 мгО/л - дозу 4-6 мг/л, при окисляемости от 15 до 25 мгО/л -
дозу 6-10 мг/л. Если для удаления запахов используется озон, то вводится он в головной части очистных сооружений. Доза озона назначается по данным тех-
нологических исследований и ориентировочно может быть принята равной от 1
до 8 мг/л в зависимости от приоритетного загрязнителя. При высокой цветности или при удалении устойчивых запахов и привкусов, при наличии в воде опасных форм бактерий, при отсутствии на станции озонаторного оборудования приме-
няют суперхлорирование дозами 8 мг/л и более с последующим дехлорирова-
нием тиосульфатом натрия. Доза его принимается из расчета 1,8 мг/л его чистого вещества на 1 мг/л снимаемого избытка хлора. Тиосульфат натрия вводится в
фильтрованную воду.
Для обеспечения очередности введения реагентов устраивают специаль-
ные контактные резервуары, рассчитанные на соответствующее время пребыва-
ния воды в них.
2.5. Реагенты для фторирования воды
Концентрация фтора в питьевой воде должна находиться в пределах 0,5-2
мг/л в зависимости от климатического района. Дозу фтора определяют по фор-
муле:
Д |
104 |
m d ф |
, мг/л |
(2.1) |
||
|
|
КС |
|
|||
|
|
|
|
|
где т - коэффициент, зависящий от места ввода реагента в обрабатыва-
емую воду, принимаемый при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке воды -1,1» при вводе в чистую воду - 1;
d - необходимое содержание фтора в обрабатываемой воде в зависимо-
сти от климатического района расположения населенного пункта, мг/л;
ф - содержание фтора в исходной воде, мг/л;
24
К - содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для натрия кремнефтористого - 61, для алюминия кремнефтористого - 64, для натрия фтори-
стого - 45, для кислоты кремнефтористо-водородной - 79;
С - содержание чистого реагента в товарном продукте, %;
С=93-98%.
3. РАСЧЕТ РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА
3.1. Дозы реагентов для обесцвечивания и осветления воды
Для устранения повышенной цветности и мутности природных вод произ-
водят обработку их коагулянтами. Дозу коагулянта, считая на безводное ве-
щество, при обработке мутных вод следует принимать по табл.12, а при обра-
ботке цветных вод определять по формуле:
Д 4Ц , мг/л (3.1)
где Ц - цветность исходной воды в градусах платинокобальтовой шкалы.
При одновременном наличии мутности и цветности принимается большая из доз, определенных по табл.12 и формуле (3.1).
Для определения дозы коагулянта на водопроводной станции необхо-
димо проведение пробного коагулирования исходной воды с учетом действия окислителя. Меньшие значения доз относятся к воде, содержащей грубо-
дисперсную взвесь. При применении фильтров, работающих по принципу кон-
тактной коагуляции дозу коагулянта следует принимать на 10-15% меньше, чем по табл.12 и по формуле (3.1).
Выбор дозы коагулянта по мутности
|
|
Таблица 12 |
Мутность воды, мг/л |
Доза безводного коагулянта для обработки |
|
|
|
мутных вод, мг/л |
До 100 |
25-30 |
|
Свыше 100 до 200 |
30-40 |
|
Свыше 200 |
до 400 |
35-45 |
Свыше 400 |
до 600 |
45-50 |
Свыше 600 |
до 800 |
50-60 |
Свыше 800 до 1000 |
60-70 |
|
Свыше 1000 |
до 1500 |
70-80 |
25
Для улучшения процесса хлопьеобразования при недостаточной щелочно-
сти исходной воды одновременно с применением коагулянтов проводят подще-
лачивание воды.
Дозу подщелачивающего реагента подлежит определять по формуле:
|
Дк |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
, мг/л |
(3.2) |
||
|
||||||
Дщ Кщ |
Рк |
Щ0 |
||||
|
|
|
|
|
где Дк - максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагу-
лянта, мг/л;
Рк - эквивалентная масса безводного коагулянта, мг/мг-экв., принимае-
мая для А12(SО4)3-57, FeCl3 - 54, Fe2(SО4)3 - 67;
Кщ - коэффициент, равный для извести (по СаО) - 28, для соды (Nа2СО3) -
53;
Щ0 — минимальная щелочность исходной воды, ммоль/л.
Подщелачивающие реагенты вводятся одновременно с вводом коагулян-
тов. Если по расчету величина Дщ получается отрицательной, то подщелачива-
ния не требуется.
3.2. Сухой способ хранения реагентов
3.2.1. Расчет площади склада
При сухом хранении склад реагентов устраивается на первом этаже рядом с растворными баками. Сернокислый алюминий хранится навалом высотой слоя до 2 или 3,5 м (большая величина при наличии механизации), хлорное железо и же-
лезный купорос - в таре завода-изготовителя в два яруса высотой до 2,5 м.
Площадь склада для хранения навалом определяется по уравнению:
F |
|
Q |
Dk T |
, |
(3.3) |
10000 |
P h |
- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь на проходы или резервирующий дополнительный объем, =1,1-1,2;
Q - полная производительность станции, м3/сут;
26
Dк - доза реагента, мг/л;
Т- время, на которое предусматривается запас реагентов, до 30 суток;
Р- содержание безводного продукта в коагулянте, в %;
- объемный вес для насыпного коагулянта, =1,1-1,4 т/м3; h - высота слоя коагулянта, м.
Емкость склада следует принимать кратной объему всего реагента, который может доставляться автосамосвалами с базового склада или большегрузными 60-
тонными железнодорожными вагонами, т.е. площадь склада должна быть кратной или равной
F G N T G |
, т/сут |
(3.4) |
|
1 |
h |
|
|
|
|
|
G - грузоподъемность самосвала(3;5;7 т) или большегрузного железнодо-
рожного вагона(60 т);
N - количество одновременно прибывающих самосвалов или вагонов;
Т - время, на которое необходимо иметь запас реагента на складе к моменту
поступления новой партии, принимаемое равным 2-3 сут. при доставке самосвала-
ми с базового склада и 10 сут. - при доставке железнодорожными вагонами;
G - суточная потребность в реагенте, т/сут.
G |
Q Dk |
, т/сут. |
(3.5) |
10000 P |
3.2.2. Расчет растворных и расходных баков
По мере необходимости коагулянт со склада подается в растворные баки, где получают концентрацию крепкого раствора коагулянта, считая по чистому и без-
водному продукту, для неочищенного - до 17%, для очищенного кускового - до
20%, для очищенного гранулированного - до 24%.
Концентрация раствора в расходных баках - 8 12%. Суточный расход то-
варного Al2(SO4)3 составит:
Q |
Qсут.полн. Dk |
, т/сут |
(3.6) |
|
|
||||
сут |
10000 |
Rc |
|
|
|
|
|
27
Qсут.полн. - полный расход воды, м3/сут ;
Dк - доза коагулянта по безводному продукту, мг/л ;
Rc – содержание активной части Al2(SO4)3 ; Rc =33,5%;
Объем растворных баков определяется из условия загрузки одного вагона,
грузоподъемностью 60 т или нескольких самосвалов с грузоподъемностью 5 7,
10 т в зависимости от суточного расхода коагулянта:
Tp |
Gгруз |
, час |
(3.7) |
|
|||
|
Gсут |
|
G – грузоподъемность транспортного средства, т.
Количество растворных баков принимается не менее трех.
Объем растворных баков Wраств определяется из расчета 2,2 2,5 м3/т ([1]
п. 9.170) товарного неочищенного коагулянта, тогда:
W раств 2,4 Gгруз , м3 , |
(3.6) |
где Gгруз – грузоподъемность транспортного средства.
Количество растворных баков n принимается не менее 3-х (n 3), тогда
объем одного бака - W .
раств
Бак разделен колосниковой решеткой с прозорами 10-15 мм на надреше-
точную и подрешеточную части. Объем надрешеточной части Wнадр составля-
ет 70%, а подрешеточной Wподр 30% от общего объема растворного бака. То-
гда
|
3 |
(3.7) |
Wнадр 0,7 W раств , м |
||
|
3 |
(3.8) |
Wподр 0,3 Wраств , м |
|
Принимая размеры бака в плане f1=a b , м2 , высота надрешеточной части со-
ставит:
h |
Wнадр , м , |
||
надр |
|
f1 |
|
|
|
||
подрешеточной: |
|
|
|
28
h |
Wподр , м . |
||
подр |
|
f1 |
|
|
|
Общая глубина растворного бака с учетом строительного размера hстр
составит:
H раств hнадр hподр hстр , м, |
(3.9) |
где hстр принимают 0,3 0,5 м.
В случае невозможности самотечного перепуска раствора предусмат-
ривается их перекачка кислотостойкими насосами. Насосы подбирать по про-
изводительности и напору, приняв время перекачки 1-1,5 ч.
Насосы для перекачки раствора коагулянта
|
|
|
Таблица 13 |
Марка насоса |
Производительность, |
Напор, м |
Мощность элек- |
|
м3/ч |
|
тродвигателя, кВт |
1,5Х-6Л-1 |
5,4-12 |
20-14,5 |
3-4 |
2Х-9Л-1 |
12-29 |
20-14 |
3-4 |
2Х-6Л-1 |
12-29 |
34,5-25 |
5,5-7,5 |
3Х-9Л-1-41 |
29-60 |
35-26 |
10-13 |
4Х-12Л-1 |
61-116 |
31-27 |
22-30 |
Растворы коагулянта вызывают коррозию бетона и стали, поэтому стенки баков необходимо надежно изолировать, а канализацию изготавливать из по-
лиэтиленовых труб с диаметром не менее 150 мм. В качестве изоляции наносят полиизобутилен с последующей пригрузкой ее кислотостойким кирпичом. Рас-
творные баки оборудуются колосниковой решеткой из досок 400x200 мм, уло-
женных на ребра. Решетка делит бак на две части – надрешеточную и подреше-
точную.
Стенки баков ниже решетки выполняются наклонными с углом 45-50° к
горизонту. Днищу расходных баков придается уклон не менее 0,01 по направлению к спускному трубопроводу. Труба, отводящая раствор, располага-
ется на расстоянии 100-200 мм от дна. Определяются объемы надрешеточной и подрешеточной частей.
По найденным объемам определяются размеры баков в плане и высота слоя раствора. Превышение борта над уровнем раствора принимается в пре-
29
делах 0,3- 0,5 м. Бак для хранения коагулянта в жидком виде показан на рис.1.
Рис.1 Бак для хранения коагулянта в жидком виде
1- железобетонный резервуар с антикоррозионным покрытием; 2 – колосниковая ре-
шетка; 3 – слой коагулянта; 4 – подача воды для смыва осадка; 5,6 – подача пара и сжатого воздуха в расходные баки; 7 – кислотный насос; 8 – сброс осадка в водосток
30
Рис.2 Схема склада мокрого хранения коагулянта
1 - железобетонные ячейки мокрого хранения коагулянта; 2 - насос раствора коагулянта; 3 - фильтр раствора коагулянта; 4 - водоводяной эжектор для удаления грязи из ячеек; 5 - гибкий плавающий шланг для забора отстоявшегося крепкого раствора коагулянта; 6 - деревянный щит; 7 - перфорированный трубопровод для барботажа воздуха; 8 - подвод сжатого воздуха; 9 - подвод пара; 10 - подвод осветленной воды; 11 - крепкий раствор коагулянта; 12 - расходный бак рабочего раствора коагулянта; 13 - насосы-дозаторы раствора коагулянта; 14 - к осветлителю
3.3. Расчет сооружений для мокрого хранения коагулянта
Во избежание потерь коагулянта в результате слеживания, а также при выполнении трудоемких погрузочно-разгрузочных работ при доставке коагу-
лянта и загрузке растворных баков в настоящее время широко распространено хранение коагулянта в жидком виде. С этой целью на водоочистном заводе предусматривают резервуары большего объема, в которых заготовляют расчет-
ный запас коагулянта в виде раствора высокой концентрации (до 30%), загру-
жая их коагулянтом, доставляемым с завода-изготовителя в кусках. В процессе эксплуатации концентрированный раствор коагулянта передают в расходные баки, где доводят раствор до рабочей концентрации 10-12%, а затем дозируют в обрабатываемую воду. Схема склада при мокром хранении коагулянта показана на рис.2.
В состав сооружений входят растворные баки, баки-хранилища, расход-
ные баки, дозаторы, кислотостойкие насосы. На площадку очистных сооружений