- •Часть I
- •1. Гидравлика. Основные понятия и
- •1.1. Физические свойства жидкостей
- •1.2. Гидростатика
- •1.3. Гидродинамика
- •1.3.1. Уравнения движения жидкости
- •1.3.2. Потери напора при движении жидкости
- •1.3.3. Режимы движения жидкости
- •1.4. Расчет напорных трубопроводов
- •1.4.1. Последовательное соединения трубопроводов
- •1.4.2. Параллельное соединение трубопроводов
- •1.4.3. Гидротранспорт
- •1.4.4. Гидравлический удар
- •1.5. Расчет безнапорных трубопроводов
- •1.6. Движение грунтовых вод
- •Часть II
- •2. Водоснабжение
- •2.1. Системы водоснабжения
- •2.2. Схемы водоснабжения населенных пунктов и
- •2.3. Краткая характеристика предприятий трубопроводного
- •2.4. Нормы и режимы водопотребления
- •2.5. Расчетные расходы и напоры воды
- •2.6. Источники водоснабжения
- •2.7. Водозаборные сооружения
- •2.7.1. Водозаборные сооружения для подземных источников
- •2.7.2. Водозаборные сооружения для поверхностных
- •2.8. Водоподъемные устройства
- •2.9. Водопроводная сеть
- •2.9.1. Расчет водопроводных сетей
- •2.9.2. Гидравлический расчет водопроводной сети
- •2.10. Трубы и арматура водопроводной сети.
- •2.11. Очистка и обеззараживание воды. Состав очистных
- •Часть III
- •3. Канализация
- •3.1. Системы и схемы канализации. Общие положения
- •3.2. Канализационные сети нефтебаз
- •3.3. Гидравлический расчет канализационной сети
- •3.4. Очистные сооружения нефтебаз
- •3.4.1. Методы и схемы очистки
- •3.4.2. Сооружения для очистки и обезвреживания сточных
- •3.4.2.1. Песколовки
- •3.4.2.2. Буферные резервуары
- •3.4.2.3. Нефтеловушки
- •3.4.2.4. Пруды дополнительного отстаивания
- •3.4.2.5. Фильтры
- •3.4.2.6. Флотационные установки
- •3.4.2.7. Биохимическая очистка
- •3.4.2.8. Установка для озонирования сточных вод
- •3.4.2.9. Пруды-испарители
- •3.4.2.10. Распыляющие установки. Термическое
- •3.4.2.11. Нефтесборные и разделочные резервуары
- •3.4.2.12. Шламонакопители
- •3.4.2.13. Иловые площадки
- •3.4.2.14. Насосные станции
- •3.4.3. Методы учета и контроль сточных вод
- •3.4.4. Выпуск сточных вод в водоемы
- •Термины и определения
- •Основы водопользования
- •443100. Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
- •443100. Г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус №8
2.11. Очистка и обеззараживание воды. Состав очистных
сооружений
Качество питьевой воды определяют согласно ГОСТ 2877-73. Эти требования разделяются на три группы:
- требования первой группы – обязательный для всех хозяйственно-питьевых систем централизованного водоснабжения. Основные положения этих требований: запах и привкус не более двух баллов, цветность – не более 20, прозрачность по шрифту – не менее 30 см, общая жесткость воды – не более 10 мгэкв/л;
- требования второй группы – должны соблюдаться при наличии в системе очистных сооружений: мутность осветленной воды – не более 2 мг/л, содержание железа – не более 0,3 мг/л, 6,5 рН 9,5, содержание хлора – не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л.
Методы и оценка качества (бальные оценки, процентное содержание примесей и т.д.) приводятся в вышеуказанных стандартах.
Качество воды для производственных целей зависит от характера и принятой технологии производства.
Методы очистки воды и состав очистных сооружений зависит от требуемого качества воды, назначения водопровода, производительности станции и местных условий.
К основным методам очистки воды относятся: осветление и обеззараживание.
Осветление. Оно осуществляется путем отстаивания воды в отстойниках с последующим фильтрованием через зернистую загрузку в фильтрах. Для улучшения и интенсификации процесса отстаивания применяют коагулирование – введение в воду химических веществ, взаимодействующих с коллоидными частицами, находящимися в воде и образующими агрегаты из слипшихся частиц в виде хлопьев, быстро выпадающих в осадок.
Приготовление, дозировка и введение в воду реагентов осуществляется на специальных установках, входящих в состав станции очистки.
Обеззараживание воды. Проводится с целью уничтожения патогенных бактерий. Наибольшее распространение нашли: хлорирование, озонирование и бактерицидное облучение.
Хлорирование и озонирование осуществляется в специальных установках, входящих в состав очистных станций.
Очистная станция представляет собой комплекс сооружений, в которых вода подвергается очистке и обеззараживанию, приобретая качество и свойства, необходимые потребителю. К числу основных сооружений очистных станций относятся нижеследующие.
Отстойники. Процесс отстаивания основан на том, что при малых скоростях движения воды взвешенные в ней частицы под действием силы тяжести осаждаются на дно отстойника. Конструктивно отстойники могут быть: горизонтальными, вертикальными и радиальными.
Горизонтальные отстойники представляют собой емкость прямоугольной формы, рис. 2.18. Движение воды осуществляется вдоль длинной стороны. Поступление и слив воды – с торцов емкости. Равномерность движения достигается установкой по ходу движения воды перфорированных перегородок. Днище отстойника имеет уклон к приямку для осадка, расположенному в начале отстойника. Глубина зоны осаждения 2,5…3,5 м. Емкость отстойника разделена на ряд параллельных секций шириной до 6 м. Осадок, накапливаемый в отстойнике, периодически удаляется механизированным или гидравлическим способом.
Рис. 2.18 – Горизонтальный отстойник |
Отстойники этого типа строят для очистных станций большой производительности, более 30000 м3/сут.
Вертикальные отстойники представляют собой круглую или квадратную в плане емкость с коническим или пирамидальным днищем с углом наклона стенки 50…70, рис. 2.19.
Вода для отстоя поступает в центральную трубу отстойника и опускается в его нижнюю часть, а затем поднимается и переливается через лоток в водослив. Выпавший осадок периодически удаляется самотеком по иловой трубе. Скорость восходящего потока принимается в пределах 0,5…0,75 мм/с.
Диаметр отстойника не более 10 м, отношение высоты отстойника к его диаметру не более 1,5.
Отстойники этого типа строят для малых очистных станций, производительностью до 3000 м3/сут.
Рис. 2.19 – Вертикальный отстойник |
Радиальные отстойники. В этих отстойниках вода подается в центральную часть цилиндрической емкости и затем движется в радиальном направлении на слив в периферийный круговой желоб. Диаметр отстойника 20…60 м, глубина 3…5 м в центре и 1,5…3,0 м на периферии.
Достоинство этого типа отстойника – возможность постоянного удаления осадка механизированным способом без остановки отстойника.
Осветлители. Они представляют собой емкость, в которой вода пропускается через слой взвешенного осадка (2), рис. 2.20. Коагулированная вода поступает по трубе (1), (9) в емкость и через перфорационные отверстия (6) распределяется в ее нижней части. Скорость движения воды выбирается такой, чтобы хлопья коагулянта (7) находились во взвешенном состоянии и способствовали захвату взвешенных частиц. Выше рабочей части взвешенного слоя нет и вода по лоткам (4) отводится на слив (10). Достигаемая степень осветления намного выше, чем в отстойнике. Скорость восходящего потока (3) выбирается в пределах 1,0…1,2 мм/с, высота слоя взвешенного осадка – 2,0…2,5 м. Циркуляция воды поддерживается через всасывающий патрубок (5), технологический слив осуществляется через патрубки (8).
Рис. 2.20 – Осветлитель коридорного типа |
Фильтры. Они используются для фильтрации воды после ее отстоя и осветления. Конструктивно представляют собой емкости частично и послойно заполненные мелкозернистым фильтрующим материалом, в качестве которого используются: песок, гравий, дробленый антрацит и др., рис. 2.21.
Фильтры могут быть безнапорными (открытыми) и напорными (закрытыми).
Толщина фильтрующей загрузки составляет 0,7…2,0 м. Расчетная скорость фильтрования принимается в пределах 5,5…10,0 м3/ч.
Периодически фильтры необходимо промывать водой с интенсивностью не менее 10,0…15,0 л/см3 в течение 5…8 мин. Промывочная вода сбрасывается в канализационный коллектор.
Рис. 2.21 – Однопоточный открытый скорый фильтр |
Хлораторы. Для хлорирования воды с целью ее обеззараживания используют хлорную известь или газообразный хлор. Хлорная известь в виде дозированного водного раствора применяется при малых расходах воды, для больших количеств воды используется газообразный хлор. Необходимый эффект хлорирования достигается путем интенсивного перемешивания и 30-минутного контакта хлора с водой в так называемых контактных резервуарах.
На 1 л фильтрованной воды вводят 2,0…3,0 мг хлора, а нефильтрованной – до 6,0 мг.
Бактерицидное действие оказывает атомарный кислород, образующийся при многоступенчатом взаимодействии хлора с примесями, находящимися в воде.
Озонаторы. Сущность процесса, происходящего в озонаторе, заключатся в окислении бактерий атомарным кислородом, образующимся при распаде озона. Озон в виде озоно-воздушной смеси получают в электрических высоковольтных озонаторах из кислорода воздуха при коронном разряде. Полученную озоно-воздушную смесь пропускают барботированием через колонну или резервуар с водой. Для обеззараживания 1 л воды подземных источников требуется 0,75…1,0 мг озона, для фильтрованной воды поверхностных источников – 1,0…3,0 мг озона.
Бактерицидные установки. В этих установках бактерицидный эффект достигается облучением воды ультрафиолетовыми лучами. В качестве источников излучения используются ртутно-кварцевые лампы.
Используют такие установки для обеззараживания воды при небольших расходах – от 1,0 до 100,0 м3/ч.