Водоочистительные сооружения

  Вода – важнейший жизненный ресурс. Современный мир не может себе позволить роскошь беспрерывно загрязнять истощающиеся водные ресурсы. Использованная вода подвергается глубокой очистке для дальнейшего использования, технического или иного применения в быту и на производстве. Первичное состояние жидкости подвергается изменениям с помощью биологических, химических, физических способов очистки на специально оборудованных станциях. Станции, построенные с учетом обеспечения больших городов жизненно важной влагой, цеха связаны циклическими процессами, работающие беспрерывно. Аварии на таких предприятиях может привести к плачевным результатам, отключение водоснабжения жилых кварталов, пищевых комбинатов. Прерывание одного из циклических процессов приведет к колоссальным потерям во всех смыслах. Данные конструкции оснащены всеми доступными, современными методами очистки на сегодняшний день: высококачественная аппаратура, качественные реагенты, из ужасно грязной жидкости выделяют чистый продукт — Н₂О.

  Большая работа проделывается каждый день, для нас невидимая, но такая необходимая.

  Жидкость, попадая на комбинаты, содержит различные примеси:

• твердые, нерастворимые вещества;
• расщепленные жиры;
• биологического происхождения белки;
• опасные инфекции;
• мелкие малорастворимые материалы;
•  токсичные материалы.

  Мало осведомлённым покажется невозможно из этой «адской жижи» сделать воду пригодную для питья.

  Очистные сооружения обратного водоснабжения – очень сложное мероприятие, требующие детальной подготовки. Основным принципом остается экономическая выгода, иначе воду будет на вес золота.

  Фазовый порядок избавления от примесей позволяет улучшить показатели состояния от этапа к этапу. Взятая за основу классификация водных загрязнений предполагает четыре основных приёма с набором частных степеней чистки. Взвешенные водные загрязнители удаляются гравитационными силами, коллоидными, высокомолекулярными веществами. Молекулярные примеси – с помощью межмолекулярного воздействия. Электролитные грязи уничтожаются химическими связями, путем ионных процессов. Сложные процессы для жизнеобеспечения.

  Строго выраженная классификация необходима в конкретных случаях возведения очистных комбинатов, с расчетом на технологические показатели. Важно определить все составляющие водный раствор примеси. Рассмотрим основные этапы водоочистных систем:

• механический;
• биологический;
• физико-химический;
• дезинфекция.

  Первый этап – механический, проводится как подготовительный перед биологической стадией. Принцип основывается на использовании очистных сеток, решеток, которые задерживаю твердые грязи. Маленькие, грубые примеси осаживаются на сите. Жидкость прогоняется через ряд заграждений (решетки). Начиная движение с крупных заграждений к самым маленьким фильтрам (сито). Сито имеет ширину отверстия не больше 15 мм. Собранные элементы отправляются на переработку в другие промышленные зоны.

  Следующая стадия – песколовки, часть механического процесса. Вода проходит момент выуживания мелких частиц, таких как шлак, песчаные частицы. Затем флотация. Используя физическое воздействие силы тяжести, снимаются гидрофобные части. Водная смесь направляется в отстойник, находится там некоторое время, снимается около 38% взвешенных веществ.  Результатом является показатель 70% очистки.

  Биологический этап – очистка органическими способами, используются простейшие микроорганизмы, биофильтры. Отстойники небольшие, диаметр 50 метров, глубина около 5-и метров. Из центра снизу подают стоки. Устанавливается специальный «поплавок» — собирает легко плавучие частицы.  Остальная масса осаживается и преобразуется бактериями в ил. Илососами убирают активный ил. 

  Прозрачность и бесцветность жидкости осуществляется коагулированным методом, вещество реагент – сернокислый алюминий. Рассчитывается точная дозировка реагента для обрабатываемой жидкости.

  Физико-химический этап известен даже самому маленькому жителю – хлорирование, дополнительно параметры улучшают солями, озонированием. Вода становится пригодной в употребление в пищу, но проходит еще один фрагмент подготовки.

  Еще один период называют кондиционированием. Технологии предполагают ряд процессов для решения задач (зависит от начального состояния воды), не только минерализации, но и обезвреживания. Кондиционирование, по примесям, делят на четыре группы.

  Группа №1 – биологические взвеси. Гидрофильные и детергенты объединились в группу №2. Под группой №3 понимают молекулярный уровень загрязнений. Ионизационная очистка для сорной массы группы № 4, нерастворимые частицы под влиянием ионов растворяются и выводятся.

  Пройдя одну фазу очищения, берутся пробы, проводиться химический анализ для выявления оставшихся примесей, чтобы подобрать верный способ избавления от оставшихся загрязнений.

  Выбирая техническую схему переработки первоначального источника до состояния потребления, следовать стоит экономическим принципам доступности. Такой подход гарантируют вертикальные отстойники, стоимость плюс размещение большего количества на имеющейся территории, смесители заменить на более дешевые сопла. Лимиты установлены ГОСТом, рекомендации можно подчерпнуть в нормативных актах, составы реагента и смесей, технологические процесса ввода в цветную, загрязненную воду. Схемы отстойников предусматривают дополнительное оборудование модулями (тонкостенными).

  Подобный выбор требует тщательной подготовки. Большая ответственность – жизни людей.

Несите благо.

www.uni-los.ru

Очистные сооружения бывают городские и локальные. В чем разница?

• На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков, или таяния снега. 
• Локальные устанавливаются, например, на предприятиях для снятия основного количества загрязняющих веществ в промстоках перед сбросом их в городской коллектор, или перед возвращением обратно в технологический процесс.

Вода загрязняется в результате следующих факторов:

• От жителей населенных пунктов, персонала на различных предприятиях (бытовые, или хозяйственно-фекальные сточные воды).
• При использовании в технологических целях (производственные).
• Выпадения осадков или таяния снега (дождевые и талые).

Часто стоки бывают смешанного типа и включают в себя несколько разновидностей. Например, от промышленного производства образуются стоки:

• Производственные стоки от технологического процесса.
• Бытовые от персонала.
• Атмосферные от таяния снега и выпадения дождя на промплощадку.

Для правильного проектирования системы водоотведения и подбора оборудования необходимо верно подобрать метод очистки в зависимости от качественного состава стоков, который отличается многообразием. 

Различают загрязнения:

• минерального
• органического
• биологического
• бактериального происхождения.

В воде они присутствуют в:

• нерастворенном
• растворенном
• коллоидном виде.

Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные пахнущие газы: сероводород, аммиак, углекислый газ и микробы, вызывающие брюшной тиф, дизентерию и тд.

Виды загрязнений в зависимости от характера стоков:

• Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения.
• Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей и не загрязнены специфическими примесями. Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества.
• Дождевые и талые загрязнены в основном минеральными примесями, однако стоки с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества.

Для отвода от всех источников образования, для транспортировки и очистки сточных вод служит система канализации, которая бывает:

Рис.1 Система канализации городов

• Вывозная система канализации. Применяется в небольших населенных пунктах. Это вывоз ассенизаторскими машинами хозфекалий из выгребных ям на дальнейшую обработку.
• Сплавная, при которой сточные воды по подземным коллекторам раздельно либо совместно поступают на очистные сооружения.

Сплавная сеть в свою очередь подразделяется на:

• Общесплавную. Когда хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки поступают все вместе по одному коллектору на очистные комплексы.
• Раздельную. Когда на каждый вид стока имеется своя сеть.
• Полураздельную. Одновременно строят 2 сети: одна для производственных, другая для бытовых и дождевых стоков.
• Комбинированную. Применяется в больших городах. Включает в себя раздельную и полураздельную.

В зависимости от качественного состава и характера различают несколько методов очистки стоков:

• Механический (сита, решетки, отстойники).
• Биологический (аэротенки, биофильтры).
• Физико-химический (сорбционные фильтры, лампы УФ-дезинфекции, реагентная обработка).
• Смешанный (включающий несколько из выше перечисленных).

Например, на городских ОС применяется комбинированный метод, включающий механическую, биологическую  и физико — химическую очистки.

acs-nnov.ru

Станции для коттеджных поселков

В настоящее время рынок оборудования для водоочистки предлагает достаточно широкий спектр моделей от разных производителей. Говорить обо всех не будем, поскольку на нашем сайте есть отдельные статьи, посвященные той или другой модели. Давайте остановимся на самых популярных, которые себя уже давно зарекомендовали. Начнем с известной марки от компании ЮНИЛОС. Сразу же оговоримся, что специалисты эту станцию определили в категорию «глубокой биологической очистки бытовых сточных вод».

Почему так популярна марка этой станции?

• Во-первых, она адаптирована под суровые российские зимы. Ни одного нарекания, ни одной претензии. Даже при самых низких температурах станция работает, как швейцарские часы.
• Во-вторых, она получила сертификат от НИИ «Экологии Человека и Гигиены Окружающей Среды им. Сысина». Это авторитетное научное заведение, и его сертификат — признание высоких технических и эксплуатационных характеристик.
• В-третьих, это станция из категории «биологические водоочистные сооружения». Это не просто септик, который занимается сбором загрязнений, а полноценная очистительная система. С ее помощью можно организовать сбор и утилизацию стоков из любых сантехнических устройств. Сюда относятся унитазы, ванны, посудомоечные и стиральные машины, душ и прочее. Никаких ограничений.
• В-четвертых, быстрота монтажного процесса. Независимо от того, какой мощности станция была выбрана, ее установка — это быстрый процесс, если сравнивать с монтажом центральных очистительных сооружений.
• В-пятых, основное достоинство системы — высокая степень очистки. Приплюсуем сюда полное отсутствие неприятных запахов, которые всегда сопровождают такие процессы, как анаэробная переработка органики.

Особенности установки ЮНИЛОС

Корпус установки изготовлен из интегрального полипропилена, внутри которого встроен вспененный слой. О чем это говорит? Это стопроцентно антикоррозийный материал, которому металл и бетон в подметки не годятся. Он прочен и может выдерживать достаточно большие нагрузки. А также имеет высокий показатель морозоустойчивости. Это обеспечивает оптимальный температурный режим, без которого не обходится ни один биохимический процесс. Так что эффективность переработки в данной станции на самом высоком уровне.

Это компактная установка с небольшим весом. Отсюда и простота монтажных работ. Для небольших устройств не требуется специальной техники, и все можно провести вручную. А это очень даже неплохая экономия. При этом компактность прибора позволяет уменьшить влияние на ландшафт загородного участка.

Низкое энергопотребление. Для работы установки потребуется компрессор, на который обычно и уходит электричество. Но мощность такого оборудования настолько мала, что считать расход электроэнергии не имеет смысла. К примеру, самые маломощные модели потребляют всего лишь 60 ватт в час.

Полное отсутствие неприятных запахов достигается применением в установке современных технологий — аэробных и аноксидных процессов. Они позволяют свести образование газов к нулю. Добавим, что в процессе аэробного разложения нечистот используется бактерий в 200 раз больше, что влияет и на качество очистки, и на ее быстроту. Причем бактерии в системе ЮНИЛОС могут сохраняться до трех месяцев, если станция по каким-то причинам не загружается канализационными стоками и нечистотами.

Очистительная станция подвергается периодической чистке от активного ила, который оседает на дно резервуаров. После этого его можно использовать в качестве удобрения.

В настоящее время компания предлагает усовершенствованные модели, в которых появилась функция дистанционного контроля и управления. При этом периодическое обслуживание не требует каких-то специальных приспособлений и оборудования.

Как правильно обслуживать очистную установку

В первую очередь необходимо периодически проводить визуальный осмотр. Для этого на устройстве есть крышка, которая герметично закрывает входное отверстие. Оно выступает над поверхностью почвы, а сама станция закопана в землю. Открывать крышку очень удобно, что позволяет провести осмотр всех элементов оборудования.

В течение определенного срока эксплуатации, данные о котором указаны в инструкции и паспорте, на дне установки собирается активный ил, и его необходимо периодически удалять. Происходит это в автоматическом режиме. Вам только нужно подготовить емкость, куда будет сливаться ил.

Минеральный ил — это густая и твердая масса, оседающая на дне и стенках. Зачищают ее металлическим скребком. Все остальные процессы достаточно просты — замена мембран компрессора и очистка уловителя волос.

Есть сегодня на рынке отечественный аналог марки ЮНИЛОС, который называется «Кедр». По своей сути это то же самое. То есть две модели максимально приближены друг к другу практически по всем техническим и эксплуатационным характеристикам. Единственное отличие — это цена. «Кедр» дешевле. Правда, надо отдать должное отечественным производителям, которые позаботились о северных регионах. В модельном ряду марки «КЕДР» присутствует морозоустойчивый вид. Он может безотказно работать при температуре окружающего воздуха до минус 50С.

Очистка жиросодержащих стоков

К сожалению, жировые составляющие канализационных стоков — это огромная проблема, которая сводит на нет все усилия очистных сооружений. С ними всегда боролись, и понижение жировых стоков — эта задача номер один, когда дело касается эффективной работы канализационной системы. Жир, поступающий в канализацию, осаждается на трубах, забивает фитинги, сужает диаметр протоков. В процессе разложения бактериями образуется жирная кислота, которая негативно влияет на все материалы, а отсюда и коррозия. К тому же это источник неприятных запахов.

В современных очистных сооружениях для частных домов и коттеджных поселков устанавливают специальные сепараторы, отвечающие за сбор и вывод жировых компонентов. Принцип работы такого оборудования основан на несмачиваемости жира и его легком удельном весе, который меньше воды. Отделение жира от канализационных стоков производится методами флотации и осаждения. Очень часто два способа используют одновременно.

Какие требования предъявляются к бытовым стокам?

1. Во-первых, это отсутствие в них синтетических масел. Только жиры растительного или животного происхождения. Сами понимаете, синтетику бактерии переработать не смогут.
2. Во-вторых, это устройство принимает только бытовые стоки. Нельзя через него пропускать отходы из туалета.
3. В-третьих, после прохождения через сепаратор сточные воды должны направляться прямо на очистные сооружения.
4. В-четвертых, ни в коем случае нельзя перед сепараторами устанавливать откачивающие насосы, особенно турбинные. Они превращают жиры в эмульсию, которую невозможно ни осаждать, ни перерабатывать.

Сброс хозяйственно-бытовых сточных вод

Проблема сброса чистых сточных вод после прохождения очистных сооружений уже не стоит. Здесь важно найти лишь место, куда сбрасывать. Обычно это открытый водоем. Какие требования предъявляются к степени очистки, и какую осветленную воду можно сбрасывать?

Для начала определим, каким способом происходит сброс. Существует два варианта:

1. Самотечная система из труб. Она соединяет очистные сооружения и водоем.
2. Двухуровневый комплекс, в котором присутствует промежуточный накопительный резервуар. В него из установки поступает самотеком осветленная вода, которая затем с помощью насоса откачивается в водоем.

Во всем этом деле есть один очень важный показатель, который, как говорят специалисты, является основополагающим. Это так называемая предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязнений, которые можно сбрасывать в водоемы. Дело в том, что сама природа может перерабатывать органику при определенной ее концентрации без вреда самой себе. Чуть этот показатель больше, и вы получаете огромное количество отложений, которые загрязняют окружающий мир.

Теперь о  требованиях, предъявляемых к сбрасываемой воде санитарно-эпидемическими нормами. Это тоже немаловажный фактор. Вся сбрасываемая вода из очистительных установок должна обрабатываться химическими реагентами. Обычно используют для этих целей хлор.

Не все сегодня еще понимают, как государство взялось за охрану окружающей среды. Нормативы в последнее время сильно ужесточились, соответственно, и юридические нормы усилились тоже. ПДК регламентируется нормативными государственными актами. За этим показателем осуществляется постоянный контроль, а нарушителей ожидает огромнейший штраф и судебные разбирательства вплоть до уголовной ответственности. Так что с этим шутить не рекомендуется.

И последнее в отношении сброса. В местах выпуска осветленной очищенной воды необходимо проводить специальные мероприятия, предупреждающие размыв берегов и дна водоема. Для этого обычно устанавливают гасители скорости движущегося потока, а  также проводят укрепление берегов каменными элементами, бетонными плитами и прочим.

kanalizaciyainfo.ru

Еще Гиппократ советовал кипятить воду перед употреблением, ибо точно знал, что многие болезни распространяются через воду. И только вначале 20 века стали обеззараживать воду химическим способом. Для этого использовался гипохлорит кальция или натрия, которые потом были заменены газообразным хлором. Еще водоочистка предназначена для того, чтобы сделать воду приятной на вкус.

Что же представляют собой очистные сооружения, которые используются сегодня? Это комплекс инженерных сооружений, который предназначен для очистки сточных вод от загрязнений.

Целью такой процедуры является подготовка вод для использования в производственных целях либо спуску в реки. Производственные сточные воды сначала очищаются на локальных станциях, а затем на общезаводских очистных сооружениях.

Очистные сооружения в зависимости от степени требуемой очистки могут включать в себя: механическую, биологическую, физико-химическую и дополнительную очистки.

На сооружениях механической очистки из сточных вод удаляют до 75% нерастворимых загрязнений (например, песок или нефтепродукты). С помощью решеток водоочистные сооружения задерживают вещества, которые всплывают на поверхность. Затем с помощью дробилок измельчают и сбрасывают обратно в поток воды.

Песок задерживается через песколовки. Осевший песок перемещается в специальный бункер и оттуда вывозится по назначению. Нерастворенные вещества имеют свойство задерживаться в отстойниках и септиках. Поэтому для удаления нефтепродуктов, жиров и других веществ с плотностью, аналогичной или близкой к составу и плотности воды, применяются так называемые нефтеловушки, а также жироловки. Биологическая очистка удаляет различные органические соединения, которые содержатся в сточных водах.

А химические методы очистки, прежде всего, основаны на введении в воду растворов некоторых реагентов, которые образуют хлопья, способствующие осаждению взвешенных веществ. Помимо этого, к таким методам относят электрохимические методы и гиперфильтрацию.

Дополнительной очистке сточные воды подвергаются после биологической очистки. Последним этапом обработки сточных вод считается обеззараживание под воздействием хлора. Сооружения, которые предназначены для дезинфекции, называются хлораторами.

А осадок, образующийся в процессе очистки сточных вод в отстойниках, затем обезвреживается посредством септиков.

www.region-market.org

Механический этап

Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

• решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;
• песколовки;
• первичные отстойники.

Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.

Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, бой стекла т. п.) под действием силы тяжести и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.

Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %.

В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.

Биологический этап

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими).

На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК5.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные организмы.

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).

Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные «тазики» глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения, в бункер.

Также в биологической очистке, после первичных отстойников, существует вторая линия радиальных отстойников. Это илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Физико-химический этап

Для улучшения параметров очистки могут быть применены различные химические методы, как, например, дополнительная седиментация фосфора солями Fe и Al, хлорирование, озонирование, а также физико-химические методы, такие как электрофлотация.

Дезинфекция сточных вод

Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначеных для сброса на рельеф местности или водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.

Для обеззараживания биологически очищеных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, применяется также обработка хлором в течении 30 мин. (хлорирование)

dic.academic.ru

Основными недостатками данной схемы очистки воды является более сложное устройство и эксплуатация осветлителей со взвешенным осадком, чем отстойников, кроме того применение осветлителей ограничивается мутностью и цветностью обрабатываемой воды.

Поэтому такая схема очистки применима при мутности обрабатываемой воды не менее 100 и не более 2500 мг/л и цветности не превышающей 150^о.

Схемы очистки подземных воддля хозяйственно-питьевого водоснабжения в ряде случаев более просты, чем поверхностных вод, так как включают в основном сооружения для обеззараживания воды. При использовании подземных вод с повышенной жесткостью или содержанием железа схемы их обработки включают сооружения для умягчения или обезжелезивания воды.

Комплекс очистных сооружений должен быть запроектирован на расчетный расход, включающий максимальное суточное водопотребление снабжаемого объекта и использование воды на собственные нужды станции.

Смесителипредназначены для ускорения реакции коагуляции. Из различных конструкций смесителей наибольшее применение получил вертикальный вихревой смеситель, который работает следующим образом.

Вода от насосов I-го подъема по трубопроводу подается в нижнюю часть смесителя, сюда же по трубам подаются реагенты (коагулянт, известь)

При прохождении потока воды через смеситель снизу вверх с убывающей скоростью в диффузоре создаются интенсивные вихри, интенсивно перемешивающие реагенты с водой. Продолжительность перемешивания реагентов с обрабатываемой водой составляет 1,5…2 мин.

Сбор и отвод воды из верхней части смесителя производится при помощи периферийного желоба с затопленными отверстиями. Восходящая скорость воды в верхней части смесителя должна быть в пределах 25…28 мм/с.

Схема устройства вертикального вихревого смесителя представлена на рис. 42.

Рис. 42. Схема устройства вертикального вихревого смесителя:

1 — трубопровод подачи воды; 2 и 5 – трубы подачи реагентов; 3 – диффузор; 4 – периферийный желоб.

Отстойники и камеры хлопьеобразования.Для осветления воды применяют вертикальные и горизонтальные отстойники с встроенными в них камерами хлопьеобразования.

Вертикальные отстойники применяют на очистных станциях небольшой производительности (3…5 тыс. м³/сут). Отстойники устраивают из железобетона, в плане круглой формы с коническим дном. Схема устройства вертикального отстойника представлена на рис. 43.

Вода из смесителя поступает в центральную трубу отстойника через два тангенциально расположенные сопла. Центральная труба размещается посередине отстойника и является водоворотной камерой хлопьеобразования.

Скорость воды при выходе из сопла составляет 2,5…3 м/с. При такой скорости в центральной трубе образуется спиралеобразный нисходящий поток воды. В результате происходит равномерное перемешивание потока воды и создаются благоприятные условия для образования хлопьев коагулянта.

При выходе из камеры хлопьеобразования вода медленно со скоростью 0,5…0,6 мм/с поднимается вверх через зону осаждения.

Укрупняющиеся в отстойнике хлопья взвеси осаждаются на дно в зону накопления осадка, а осветленная вода с некоторым остатком мелкой взвеси сливается в водосборные желоба и далее отводится на фильтры. Осадок из зоны накопления периодически отводится в водосток.

Рис. 43. Схема устройства вертикального отстойника:

1 — тангенциально расположенные сопла; 2 – центральная труба; 3 – водосборные желоба;

4 – зона осаждения; 5 – зона накопления осадка.

Горизонтальные отстойникиприменяют на очистных станциях производительностью более 30 тыс. м³/сут. Отстойники представляют собой прямоугольные в плане резервуары, устраиваемые из железобетона. Схема устройства горизонтального отстойника показана на рис. 44.

В горизонтальном отстойнике с встроенной камерой хлопьеобразования вода из смесителя поступает через дырчатые распределительные трубы в нижнюю часть камеры хлопьеобразования. Затем вода медленно со скоростью не более 3 мм/с поднимается вверх через слой взвешенного осадка, переливается через водослив и, пройдя под перегородку, выходит в зону осаждения отстойника.

Далее вода со скоростью 5…7 мм/с движется почти горизонтально вдоль отстойника и освобождается от взвеси, выпадающей в зону накопления и уплотнения осадка. Осветленная вода сливается в водосборный желоб и отводится на фильтры. Осадок из зоны накопления и уплотнения периодически удаляется в сток через систему дырчатых труб или лотков.

Рис. 44. Схема устройства горизонтального отстойника:

1 – дырчатые распределительные трубы; 2 – нижняя часть камеры хлопьеобразования; 3 – водослив; 4 – перегородка; 5 – зона осаждения; 6 – водосборный желоб; 7 — система дырчатых труб; 8 – зона накопления и удаления осадка.

Осветлители со взвешенным осадком применяются в большинстве случаев на водоочистных станциях производительностью до 50 тыс. м³/сут. Из различных конструкций осветлителей наибольшее распространение получил коридорный осветлитель с вертикальным осадкоуплотнителем, представленный на рис. 45.

Рис. 45. Схема осветлителя со взвешенным осадком:

1 – дырчатые распределительные трубы; 2 – зона реакции; 3 – зона взвешенного осадка; 4 – зона осветления; 5 – водосборные желоба; 6 – дырчатые трубы; 7 – зона отделения осадка; 8 – шламоотводные окна; 9 – дно зоны накопления; 10 – шламоотводные дырчатые трубы; 11 – задвижка; 12 – водосборный карман; 13 – трубопровод отвода осветленной воды.

Осветлитель с вертикальным осадкоуплотнителем представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, разделенный на три секции. Боковые секции являются рабочими камерами осветлителя, а центральная секция служит осадкоуплотнителем.

Вода из смесителя поступает через дырчатые распределительные трубы в рабочие камеры осветлителя. Пройдя снизу вверх через зону реакции, зону взвешенного осадка и зону осветления, обрабатываемая вода сливается в водосборные желоба и далее в водосборный карман, откуда по трубопроводу отводится на фильтры.

Фильтры.Наиболее часто в условиях железнодорожного водоснабжения для осветления воды применяются открытые (безнапорные) фильтры. Такой фильтр представляет собой прямоугольный железобетонный резервуар с фильтрующей загрузкой, оборудованный дренажно-распределительными и отводными устройствами.

В открытые скорые однослойные фильтры (рис.46)вода поступает по трубопроводу в боковой карман и через лотки равномерно распределяется над поверхностью фильтра. Вода просачиваясь через фильтрующую загрузку, очищается от взвеси и собирается дренажной системой, состоящей из дырчатых труб, в сборный центральный коллектор. Из коллектора вода отводится по трубопроводу в резервуар чистой воды.

В качестве фильтрующей загрузки в фильтрах такого типа чаще всего используется кварцевый песок крупностью 0,5..2 мм с высотой слоя от 0,7 до 2 м. Поддерживающий слой, предназначенный для предотвращения выноса песка из фильтра с водой, выполняется из гравия крупностью 2…32 мм и имеет толщину слоя около 0,35 м.

Скорость фильтрования воды через загрузку составляет 6…10 м/ч, следовательно, с каждого квадратного метра фильтрующей загрузки можно получить от 6 до 10 м³ очищенной воды в час.

По мере накопления задерживаемой взвеси производительность фильтра снижается. Поэтому необходимо периодически через каждые 8…12 часов производить промывку фильтров.

Промывка фильтров осуществляется обратным током чистой воды с интенсивностью 12…18 л/с на 1 м² площади фильтра. Вода от промывного насоса по трубе подается через дренажно-распределительную систему в фильтр и проходит снизу вверх через гравий и песок, вымывая из взрыхленного песка накопленные отложения взвеси. Затем промывная вода сливается в лотки и через боковой карман и трубу отводится в сток.

Для повышения эффекта промывки фильтров применяют предварительную или совместную с промывкой продувку фильтрующей загрузки сжатым воздухом. Сжатый воздух подается от воздуходувки через дырчатую распределительную систему, расположенную под фильтрующей загрузкой.

studopedia.ru

Документ без названия

Водоочистные сооружения

Водоочистные сооружения используются для очистки питьевой воды, обеспечения требуемых эпидемических и радиационных показателей, химического состава. Находятся на водопроводных станциях. Кроме того существуют технические системы для очистки сточных вод.
Водопроводные ВОС представляют собой оборудование, обеспечивающее ввод и смешение реагентов с обрабатываемой водой, хлопьеобразование, удаление примесей из воды и ее обеззараживание; сооружения для обработки промывных вод фильтров и контактных осветлителей; сооружения для обработки осадка; сооружения и оборудование реагентных хозяйств.

Сооружения ВОС для извлечения из воды примесей бывают одно-, двух- и многоступенчатые.
Одноступенчатые представляют собой фильтровальные водоочистные сооружения, предназначенные для осветления и обесцвечивания вод (напр., схемы с медленными фильтрами, контактными фильтрами и контактными осветлителями).
ВОС, работающие по двухступенчатой схеме, используются для получения воды питьевого качества при значительном колебании состава исходной воды. На первой ступени применяют грязеемкие сооружение (отстойники, осветлители со взвешенным осадком или флотаторы), на второй – скорые фильтры для полного осветления воды.
водоочистные сооружения, работающие по многоступенчатой схеме, состоят из нескольких ступеней фильтровальных сооружений.

Методы очистки воды

Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и биологических ее изменений в процессе обработки с целью сделать ее пригодной для питья, т. е. очистки и улучшения ее природных свойств.
Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.

— Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию выполняют осветлители, отстойники и фильтры, представляющие собой наиболее распространенные водоочистные сооружения. В осветлителях и отстойниках вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение в осадок взвешенных частиц.
В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц, которые мгут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий, железный купорос или хлорное железо). В результате реакции в емкостях ВОС коагулянта с солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья, увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.

Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.

Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только диспергированные частицы, но и коллоиды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев коагулянта и большей части бактерий.

— Обесцвечивание воды, т.е. устранение или обесцвечивание различных окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь, искусственные смолы).

— Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют хлорирование и другие способы, описанные ниже.

Этапы очистки воды

Чтобы очистка была полной, водоочистные сооружения должны устранить все категории загрязнителей.
Мусор и песок удаляются на этапе предочистки.Сочетание первичной и вторичной очистки, проводимое на ВОС, позволяет избавиться от коллоидного материала. Растворенные биогены устраняются при помощи доочистки.

Необходимо также иметь в виду, что обработка стоков, проходящих через водоочистные сооружения, в каждом конкретном случае не обязательно должна включать в себя все четыре этапа. Чаще всего они дополняют друг друга в зависимости от
обстоятельств. Следовательно, в некоторых местах в водоемы все еще сбрасывают просто исходные стоки, в других — осуществляют только первичную их очистку, кое-где проводят вторичную, и лишь немного городов осуществляет доочистку водостоков.

Предочистка. Мусор и песок обычно засоряют систему и тормозят дальнейшую очистку стоков. Поэтому их устранение считается ее предварительным этапом. От мусора избавляются, пропуская исходные стоки через стержневую решетку, присутствующую на любых ВОС, т.е. ряда стержней, расположенных на расстоянии около 2,5 см. друг от  руга. Затем мусор механически собирают с решетки и отправляют в специальную печь для сжигания. Очищенная от мусора вода попадает в песколовку, или пескоотстойник, — емкость, напоминающую плавательный бассейн, где движение воды замедляется настолько, что песок оседает; затем он механически извлекается оттуда и вывозится на свалку.

Первичная очистка. После предочистки вода проходит первичную очистку – медленно пропускается на водоочистных сооружениях через крупные баки, называемые первичными отстойниками. Здесь она в течение нескольких часов остается почти неподвижной. Это позволяет самым тяжелым частицам органического вещества, составляющим 30-50% его общего количества, осесть на дно, откуда их собирают. В то же самое время жирные и маслянистые вещества всплывают к поверхности, и их снимают как сливки. Весь этот материал называется ил-сырец.

При первичной очистке всего-навсего «заливают грязную воду в сосуд, дают отстояться и сливают». Тем не менее это позволяет устранить значительную часть органического вещества при минимальных затратах. Вода, покидающая первичные  отстойники, преходящая к другим водоочистным сооружениям, все еще содержит 50-70% не осевших органических коллоидов и почти все растворенные биогены.
Вторичная очистка предусматривает устранение оставшегося органического
вещества, но не растворенных питательных элементов.

Вторичная очистка. Эту очистку называют также биологической, так как в ней участвуют живые естественные редуценты и детритофаги, потребляющие органическое вещество и в процессе дыхания превращающие его в воду и углекислый газ. Обычно применяются два типа систем: капельные биофильтры и активный ил, придающие разные черты водоочистным сооружениям.

В системах с капельным биофильтром вода разбрызгивается и стекает струйками по слою камней величиной с кулак, толщина которого 2-3 м. Как и в естественных ручьях, в этих условиях функционирует сложная экосистема, включающая бактерии, простейших коловраток, различных мелких червей и других прикрепленных к камням детритофагов. Они буквально выедают из протекающей воды все органическое вещество, включая патогенов. Организмы, случайно смытые с биофильтров, позднее устраняются из воды, когда она попадает во вторичные отстойники-емкости, аналогичные первичным отстойникам, находящимс в общей структуре ВОС. С отстоявшимся в них материалом поступают, как и с илом-сырцом. Пройдя первичную очистку и капельные биофильтры, сточные воды теряют 85-90% органического вещества.

Все более широкое распространение получает еще один метод вторичной очистки – система активного ила. В этом случае вода после первичной очистки поступает в резервуар ВОС, где могли бы разместиться несколько припаркованных друг за другом трейлеров. Смесь детритофагов, называемая активным илом, добавляется в воду, когда та поступает в резервуар из предыдущих водоочистных сооружений. По мере движения по нему она интенсивно аэрируется, т.е. создается богатая кислородом среда, идеальная для развития этих организмов. В ходе их питания количество органического вещества, включая патогенные микроорганизмы, уменьшается.

Покидая аэрационный резервуар, стремясь в следующие водоочистные сооружения, вода содержит множество детритофагов, поэтому ее направляют во вторичные отстойники. Так как организмы обычно собираются в кусочках детрита,  осадить их относительно несложно; осадок представляет собой тот же самый активный ил, который снова закачивают в аэрационный резервуар. Таким образом, детритофаги рециклизуются, а вода очищается от органического вещества, проходя через указанные водоочистные сооружения, на 90-95%. Излишки активного ила, накапливающиеся в  процессе размножения организмов, обычно объединяют с илом-сырцом и в дальнейшем обрабатывают их вместе.
Системы вторичной очистки не устраняют растворенных биогенов. До двух последних десятилетий не ощущалось на водоочистных сооружениях острой необходимости осуществлять дополнительную очистку воды уже после вторичной. Воду после нее просто дезинфицировали хлоркой и сбрасывали в естественные водоемы.
Такая ситуация преобладает и сейчас. Однако по мере обострения проблемы эвтрофизации все больше городов вводят еще один этап — доочистку, устраняющую биогены.

Доочистка.

После вторичной очистки вода поступает на доочистку, устраняющую один или более биогенов. Для этого существует множество способов. На 100% воду можно очистить дистилляцией или микрофильтрованием. Однако это требует больших затрат. Суммарный объем стоков – около 150 галлонов в день на человека. Очистка такого количества воды названными методами на водоочистных сооружениях слишком расточительна, поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются более доступные способы.
Например, фосфаты можно устранить, добавив в воду известь (ионы кальция). Кальций вступает в химическую реакцию с фосфатом, образуя при этом нерастворимый фосфат кальция, который можно удалить фильтрованием.
Если избыток фосфата – основная причина эвтрофизации, этого уже достаточно.

При соответствующей доочистке, при качественной аппаратуре ВОС можно добиться того, что в конечном итоге получится вода, пригодная для питья. Многие люди бледнеют при мысли о вторичном использовании канализационных стоков, но стоит вспомнить о том, что в природе в любом случае вся вода совершает круговорот. Фактически соответствующая доочистка может обеспечить воду лучшего качества, нежели получаемая из рек и озер, не редко принимающих неочищенные канализационные стоки.

Выбор места расположения водоочистных сооружений и определение требуемых площадей.

При устройстве хозяйственно-питьевого водоснабжения важное значение имеет вопрос о выборе места расположения водопроводных станций, включающих водозаборные и водоочистные сооружения, насосные станции и водоводы.
Место расположения водозаборных сооружений должно выбираться возможно ближе к водопотребителю. При использовании поверхностного источника водозабор должен быть расположен выше обслуживаемого населенного пункта по течению реки, чтобы поверхностный сток и вышерасположенные населенные пункты не оказывали влияния на качество воды. При использовании подземного источника водоснабжения место расположения колодцев или каптажных сооружений назначают с учетом возможных источников загрязнения подземных вод, направления и скорости подземного потока.

Площадка для размещения водоочистных сооружений должна обеспечить не только возможность организации зоны санитарной охраны, но и иметь удобный рельеф и надежные подъезды к станции.
Желательно, чтобы рельеф территории в границах водопроводной станции обеспечивал движение воды самотеком через все водоочистные сооружения с минимальным объемом земляных работ при минимальном заглублении сооружений в землю.

При выборе площадки водоочистных сооружений необходимо учитывать уровень грунтовых вод, так как высокий уровень грунтовых вод на площадке размещения водоочистной станции может решающим образом повлиять на степень заглубления основных сооружений станции и вызвать значительное увеличение объема земляной подсыпки сооружений, располагаемых вне зданий.
При определении требуемой площади для размещения станции улучшения качества воды следует руководствоваться СНиПом, учитывающим не только производительность станции, что определяет габариты водоочистных сооружений, но и возможность дальнейшего ее расширения в соответствии с развитием водопотребления города. В этой связи важное значение имеет компоновка основных и вспомогательных сооружений станции, минимальная протяженность внутристанционных коммуникаций.

Эксплуатация водоочистных сооружений

Основными задачами при эксплуатации очистных сооружений систем водоснабжения являются:
•    производство питьевой воды, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 2874-82;
•    обеспечение надежности очистки и обеззараживания воды;
•    обеспечение эффективной бесперебойной и надежной работы водоочистных сооружений;
•    снижение себестоимости очистки и обеззараживания воды;
•    экономия реагентов, электроэнергии и воды на собственные нужды;
•    систематический лабораторно-производственный и технологический контроль работы водоочистных сооружений и качества производства воды.

На действующих водоочистных сооружениях хранится следующая техническая документация: схема зон санитарной охраны источника водоснабжения и очистных сооружений; генеральный план и высотная схема водоочистных сооружений с нанесением всех коммуникаций; оперативная технологическая схема очистных сооружений; схема автоматизации и телемеханизации.
После окончания строительства очистные комплексы или отдельные ВОС вводятся в постоянную эксплуатацию после проведения пробной эксплуатации и приемки их по акту приемочными комиссиями.

До проведения пробной эксплуатации комиссия устанавливает соответствие выстроенных сооружений с утвержденным проектом, проверяют размеры сооружений и их элементов, наличие и правильность установки приборов и устройств и т. п.
Перед началом пробной эксплуатации следует продезинфицировать все сооружения очистного комплекса и особенно загрузочный материал фильтров и. контактных осветлителей. Все бетонные сооружения и трубы необходимо обработать раствором, содержащим 50 мг/л активного хлора, а загрузочный материал — раствором, содержащим не менее 100 мг/л активного хлора. После проведения дезинфекции приступают к пробной эксплуатации, которая продолжается в течение 24 ч. Если получаемая после обработки вода отвечает всем требованиям ГОСТа, то очистные сооружения вводят в постоянную эксплуатацию.

Лабораторно-производственный контроль является необходимым условием организации рациональной эксплуатации водоочистных сооружений и обеспечения производства воды, удовлетворяющей по качеству требованиям ГОСТ 2874-82.
Лабораторно-производственный контроль организуют на всех этапах и стадиях очистки воды как для оценки количественных и качественных показателей работы водоочистных сооружений, так и для регистрации количества и качества обрабатываемой воды. В зависимости от производительности водоочистных сооружений и степени сложности применяемой технологии очистки воды для лабораторно-производственного контроля создают физико-химическую, бактериологическую, гидробиологическую, технологическую и другие лаборатории, а также отдел КИПиА.

Помимо лабораторно-производственного контроля на водоочистных комплексах осуществляют технологический контроль, основная задача которого состоит в оценке технологической эффективности работы сооружений и аппаратов для своевременного принятия мер по их бесперебойной работе при надлежащей степени улучшения качества воды при заданной производительности.
При этом эксплуатационный персонал обязан: вести контроль за ходом технологического процесса и качеством обработки воды; регулировать количество воды, подаваемой на водоочистные сооружения и отводимой в резервуары чистой воды; наблюдать за уровнями и равномерностью распределения воды между отдельными водоочистными сооружениями и их блоками, уровнями воды в резервуарах чистой воды, за осадками в камерах, отстойниках, осветлителях, реагентных баках, за потерями напора в фильтровальных сооружениях, за накоплением осадка и т. п.; проверять правильность переключения отдельных водоочистных сооружений, их секций, трубопроводов, а также реагентных установок; содержать в исправности механическое оборудование, КИП и автоматику, дроссельные и измерительные устройства и другое оборудование; удостовериться в наличии запаса и в качестве реагентов, фильтрующих материалов, вести наблюдение за правильностью их хранения; следить за своевременной заготовкой растворов реагентов требуемой концентрации; проверять горизонтальность перелива воды через кромки желобов, лотков, водоприемных и водораспределительных окон и т. п.; наблюдать за режимом дозирования реагентов.
Структура и состав водоочистных сооружений

На примере типовой схемы очистной станции водопровода показан комплекс составляющих ее элементов (рис.1).
Главнейшие из этих элементов следующие:

Насосная станция первого подъема, подающая воду на водоочистные сооружения.
Смеситель 2, обеспечивающий перемешивание раствора коагулянта, поступающего из реагентного хозяйства 3, с обрабатываемой водой.
В практике применяют гидравлические и механические типы смесителей. На схеме показан дырчатый смеситель, представляющий собой лоток с дырчатыми перегородками, в котором происходит перемешивание воды с раствором коагулянта.

 

Рис.1

Камера реакции 4, в которой завершается химическая реакция и образуются хлопья коагулянта. На схеме приводится камера реакции, помещаемая внутрь вертикального отстойника в структуре ВОС. Хлопьеобразование в ней завершается в течение 10…15 мин.
Отстойники 5, которые в зависимости от направления движения воды подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Горизонтальный отстойник в плане — прямоугольник. Глубина его 3…5 м. Вода движется через отстойник к другим ВОС со скоростью, не превышающей 5 мм/с, а при коагулировании — 10 мм/с. В целях равномерного распределения потока в поперечном сечении отстойника предусматривается конструктивная деталь, обеспечивающая равномерное поступление воды в отстойник и отвод ее, например дырчатая стенка.
На станциях меньшей производительности в составе ВОС применяют вертикальные отстойники, состоящие из двух цилиндров, вложенных один в другой. Диаметр внешнего цилиндра — не больше 12 м. Отношение диаметра к высоте отстойника (D/H) принимают в пределах 1,2…2. Вода поступает во внутренний цилиндр, в котором находится камера реакции, опускается вниз, затем осветляется, поднимаясь в вертикальном направлении вверх по среднему кольцевому пространству со скоростью 0,5…0,75 мм/с. Осветленная вода через отводящие желоба отводится трубой или по каналу на фильтр.

Радиальные отстойники диаметром от 5 до 60 м занимают среднее положение между горизонтальными и вертикальными отстойниками. Вода попадает в центральную часть отстойника и, постепенно уменьшая скорость, движется в радиальном направлении к лотку, расположенному вдоль периферийной части, из которого отводится.

Дно отстойника устраивают с уклоном к грязевому приямку или лотку, откуда выпавший осадок непрерывно или периодически удаляется насосом или самотеком сбрасывается в водосток.

Осветлители в составе ВОС, конструкция которых в основном не отличается от конструкции вертикального отстойника, дают значительный эффект осветления, позволяя при этом снизить расход коагулянта и сократить размер сооружений. Осветляемая вода проходит в восходящем движении слой осадка высотой 2…2,5 м, находящегося во взвешенном состоянии (так называемая суспензионная сепарация).
В процессе работы осветлителя происходит укрупнение хлопьев коагулянта, задерживающих часть взвеси. В настоящее время осветлители широко применяют как в городских, так и в промышленных водоочистных сооружениях. В некоторых случаях вертикальные отстойники переоборудуют на осветлители.

Фильтрование в типичных водоочистных сооружениях состоит в пропуске воды через фильтр 6, заполненный фильтрующим материалом (обычно кварцевым песком), уложенным слоями возрастающей сверху вниз крупности. Вода поступает на поверхность фильтра, движется сквозь слои фильтрующего материала и дренажным устройством отводится в резервуар чистой воды. В процессе работы фильтр заполнен водой до уровня 1…1.5 м над поверхностью фильтрующего материала.
Фильтры делаются в зависимости от типа ВОС открытыми безнапорными и закрытыми напорными.
Напорные фильтры представляют собой закрытые стальные резервуары. В применяемых в настоящее время скорых фильтрах скорость прохождения водой фильтрующего материала, или скорость фильтрации, равна 6…7 м/ч в отличие от громоздких медленных фильтров, применявшихся ранее, в которых скорость фильтрации была меньше в 50…60 раз.
Количество фильтров на очистной станции — не менее двух. Площадь одного фильтра от 10…20 м2 на малых и средних станциях, до 100 м2 и более — на больших.
После фильтров вода может поступать непосредственно потребителю.

spinoks72.ru

Другие статьи по теме:

Жесткая вода из скважины что делать Если в воде много железа Вода зеленеет Водохранилища московской области на карте Давление воды в квартире Buderus страна производитель