14. УСТАНОВКИ ТИПА«СТРУЯ»
ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

14.1. Установки типа «Струя» представляют собойнабор элементов полной заводской готовности, монтируемых на местеприменения и серийно выпускаемых отечественной промышленностью. Онипредназначены для очистки (осветления и обесцвечивания) поверхностныхвод, а также для обезжелезивания, обесфторивания и умягченияподземных вод и могут быть использованы при водоснабжении сельских ималонаселенных мест, баз отдыха, вахтовых поселков и т. п.

14.2. При использовании установок исходная вода должнаотвечать следующим требованиям:

при очистке поверхностных вод исходное содержание взвешенных веществ— до 1000 мг/л, цветность — до 120 град. Использованиеустановок для очистки воды с более высоким содержанием взвешенныхвеществ возможно только при применении плавучихводозаборов-отстойников или сооружений и оборудования дляпредварительного осветления воды (ковшей, запруд, земляныхотстойников и др.) и с более высокой цветностью - при обоснованиитехнологическими изысканиями;

при обезжелезивании содержание железа - 10-50 мг/л, сероводорода -до 2-3 мг/л, свободной углекислоты - до 150 мг/л, окисляемость - до30-40 мг/л О₂, рН > 5,8;

при умягчении общая жесткость - до 12—18 мг-экв/л, карбонатнаяжесткость - до 8—10 мг-экв/л;

при обесфторивании содержание фтора — до 5 мг/л, сульфатов —до 350 мг/л.

По остальным физико-химическим показателям качество исходной водыдолжно соответствовать ГОСТ 2761—84.

14.3. При совместном содержании в обрабатываемой водеизбыточных концентраций солей жесткости и железа технология умягченияводы обеспечивает одновременно и ее обезжелезивание.

14.4. При выполнении условий, указанных в п. 14.2, применениеустановок позволяет получать воду, отвечающую ГОСТ 2874-82.

14.5. Производительность серийно выпускаемых установокприменительно к очистке поверхностных вод Q_тип равна 100,200, 400 и 800 м³/сут.

Производительность установок в режимах умягчения, обезжелезивания иобесфторивания воды рассчитывают по формуле

Q_расч= Q_типК_от , (51)

где К_от - коэффициент относительного измененияпроизводительности установок по сравнению с режимом очисткиповерхностных вод (см. пп. 14.23.3, 14.24.6, 14.25.4).

СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАБОТЫ
УСТАНОВОК

14.6. Основные элементы водоочистной установки для очисткиповерхностных вод представлены на черт. 42.

Черт. 42. Принципиальная схема работы установоктипа «Струя»

а - установка производительностью 100 и 400м³/сут; б - установка производительностью 200 и 800м³/сут; 1 - насос подачи воды; 2 - сетчатый фильтр; 3 -смесительная диафрагма; 4 - ввод коагулянта; 5 - блок коагулирования;6 - блок обеззараживания; 7 - насосы-дозаторы; 8 - операционнаязадвижка; 9 - отстойники; 10 - фильтры; 11 - ввод хлорреагента; 12 -водонапорная башня; 13 - промывной отсек; 14 - подача водыпотребителям

14.7. Схема работы установки в режиме очистки поверхностныхвод следующая. Исходная вода забирается из водоисточника насосами иподается на установку. Раствор коагулянта в требуемых дозах (приработе в реагентном режиме), выбранных на основании пробныхлабораторных испытаний, вводится во всасывающий или напорный патрубокнасоса. Обеззараживающий раствор хлорреагента вводится вфильтрованную воду, а при необходимости — также и в исходнуюводу.

Смешение реагентов с обрабатываемой водой следует осуществлятьнепосредственно в насосе или в напорном трубопроводе до камерыхлопьеобразования. Для задержания крупных плавающих примесей посленасоса устанавливается грубый фильтр. Пройдя грубый фильтр, водапоступает в камеру хлопьеобразования, в которой после вводакоагулянта образуются хлопья гидрата окиси алюминия с извлеченными изводы взвешенными и коллоидными частицами. Образовавшиеся в камерехлопья непосредственно поступают в отстойник. При движении воды вотстойнике в трубах и межтрубном его пространстве происходятвыпадание взвеси и интенсивное ее осветление. Одновременно производитсползание части осадка в камеру хлопьеобразования.

Отстоенная вода с остаточной мутностью проходит фильтр, в которомпроисходит ее окончательная очистка.

Пройдя фильтр, вода под остаточным напором поступает в бакводонапорной башни, откуда направляется в зависимости от условий вводопроводную сеть, в резервуар или к насосной станции (второгоподъема). В напорной башне предусматривается отбор воды на промывку собеспечением гарантированного запаса. Для удаления накапливающихся вустановке загрязнений предусмотрена ее периодическая промывка. Приэтом промывная вода из башни, поступая на фильтр снизу вверх,расширяет его фильтрующую загрузку, вынося накопившиеся зафильтроцикл загрязнения, а затем поступает в отстойник и смываетнакопившийся в нем осадок.

Оборудование для коагулирования воды включает двухсекционный бак спереносной электромешалкой и насос-дозатор для введения растворареагента. Для обеззараживания используются электролизные установкиЭН-1 или ЭН-5. При их отсутствии осуществляются приготовление идозирование хлорреагентов — гипохлорита кальция или хлорнойизвести.

14.8. Основными отличительными элементами установок дляочистки подземных вод (черт. 43) являются промежуточный бак-аэратор(газоотделитель) и блок для приготовления щелочных реагентов (приумягчении и обезжелезивании воды). В ряде случаев может потребоватьсяболее производительное дозировочное оборудование. Кроме того, приопределенных условиях для обеззараживания воды вместо хлорреагентовмогут быть использованы бактерицидные установки (см. п. 14.13) .

Черт. 43. Принципиальная схема обесфторивания,обезжелезивания
и умягчения воды на установках типа «Струя»

1 - водозабор; 2 - аэрационный бак; 3 - блокподщелачивания воды; 4 - блок коагулирования воды; 5 -насосы-дозаторы; 6 - насос исходной воды; 7 - тонкослойный отстойник;8 - скорый фильтр; 9 - баки обеззараживания воды хлорреагентом; 10 -блок обеззараживания воды на бактерицидном аппарате; 11 -водонапорная башня; 12 - подача воды потребителям

14.9. Схема работы установки в режиме обезжелезивания водыследующая. Исходная вода, поступающая от скважин, обогащаетсякислородом с помощью разбрызгивания ее через насадку с отражателем ваэрационном баке, где происходит также частичное выделение из нееуглекислоты и других растворенных газов. Затем воду с помощью насосовподают на основные технологические сооружения установки —тонкослойный трубчатый отстойник со встроенной камеройхлопьеобразования и скорый зернистый фильтр. Перед отстойником в водус помощью насосов-дозаторов дозируют раствор или суспензию щелочногореагента (извести или соды). В камере хлопьеобразования вода проходитчерез образующийся слой хлопьевидного высококонцентрированного осадкагидроокиси железа, который создает хорошие условия для ее осветленияв тонкослойных элементах отстойника. Окончательная очистка водыпроисходит в скором фильтре, после которого она поступает в бакводонапорной башни.

14.10. При умягчении воду также необходимо подвергать аэрациидля выделения углекислоты и других растворенных газов. Затем в неедобавляют необходимое количество щелочных реагентов (извести илисоды, а в ряде случаев — оба реагента одновременно) .

В камере хлопьеобразования отстойника происходит процесс образованиякарбоната кальция и гидроокиси магния. Выделение основного количестваобразующейся твердой фазы этих солей осуществляется в тонкослойномотстойнике, а окончательное осветление воды происходит в песчаномфильтре.

14.11. Для подщелачивания воды (при ее обезжелезивании иумягчении) следует в первую очередь применять известь в видепорошкообразного негашеного продукта (пушонки) или гашеную известь ввиде готового известкового молока или теста. Как исключение, присоответствующем технологическом и технико-экономическом обоснованиидля подщелачивания воды может быть использована сода. В случаеприменения гашеного продукта в реагентном хозяйстве следуетпредусматривать баки мокрого хранения с устройством для перемешиваниясуспензии сжатым воздухом. В качестве расходных баков следуетиспользовать баки реагентов с системой перемешивания сжатым воздухом,с использованием рециркуляционного насоса или стандартныепромышленные баки (с механическим или гидравлическим перемешиванием).Для перекачивания известкового продукта из баков мокрого хранения врасходные баки следует применять специальные насосы для суспензий.При использовании негашеной комовой извести следует предусматриватьстандартные серийно изготовленные механические известегасители илишаровые мельницы. Рекомендуется использовать мокрый помол извести,обеспечивающий крупность частиц извести до 0,03-0,04 мм, при этомготовое известковое молоко необходимо сливать в баки мокрогохранения. При соответствующем обосновании допускается принимать схемудля получения известкового молока в сатураторах двойного насыщения.

Подачу воздуха для перемешивания рекомендуется осуществлять с помощьюкомпактных компрессоров типа СО, оборудованных соответствующимиресиверами.

Дозирование щелочных реагентов следует осуществлятьнасосами-дозаторами типа НД или с помощью проточного дозированияцентробежным насосом и бачком постоянного уровня.

14.12. При обесфторивании вода из скважин поступает впромежуточный аэрационный бак, необходимый в данном случае дляпредотвращения возможной флотации растворенных газов в отстойникеустановки. Этот бак является также регулирующей емкостью междуподземным водозабором и установкой. Вода из бака забирается насосамиустановки и обрабатывается коагулянтом - сернокислым алюминием,обладающим фторселективными свойствами (фтор сорбируется наповерхности осадка солей алюминия, выделяющихся из воды прикоагуляции).

Для интенсификации выделения осадка при повышенном содержании фтора вводе (свыше 3—3,5 мг/л) необходимо дополнительно вводить в водуфлокулянт — полиакриламид (ПАА).

Осветление воды, как и в предыдущих случаях, следует осуществлять втрубчатом отстойнике и фильтре.

Приготовление раствора коагулянта не имеет принципиальных различий посравнению с принятым режимом работы установки для очисткиповерхностных вод.

14.13. Обеззараживание подземных вод осуществляют или вбактерицидной установке, или с использованием хлорреагентов. Методобеззараживания должен быть выбран с учетом местных условий исогласован с местными органами санитарного надзора.

ОСОБЕННОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПРИВЯЗКИ

14.14. Особенности размещения и привязки установкиопределяются расположением источника водоснабжения, водонапорнойбашни и установки, а также возможностью использования техническоговодопровода и величиной колебаний уровней воды в поверхностномводоисточнике. Ниже рассмотрены наиболее характерные случаи привязок.

14.15. В случае, когда установка и водонапорная башнярасполагаются в непосредственной близости к водозабору (при амплитудеколебания уровня воды в поверхностном водоисточнике менее 6 м),установку и насосы первого подъема следует размещать на площадке илив одном здании. Дополнительно необходимо предусматривать водоприемныеустройства и всасывающие линии.

Всасывающие линии могут быть заменены самотечными, подводящимиобрабатываемую воду в специальный приемный колодец (камеру), откудавода забирается насосами водоочистной установки.

14.16. В тех случаях, когда установка и водонапорная башняудалены от водозабора на значительное расстояние, а амплитудаколебания горизонта воды в поверхностном водоисточнике менее 6 м,насосы, комплектуемые с установкой, можно устанавливать в отдельномпомещении, расположенном вблизи водоисточника. Для очисткиповерхностные воды подбираются из условия обеспечения их подачи черезводоочистную установку непосредственно в башню.

Возможно размещение реагентного блока в помещениях насосной станцииили рядом с водоочистной установкой.

14.17. Если местные условия не позволяют обеспечить нормальнуюработу водопровода в связи с недостаточным напором насосов первогоподъема, насосы установки могут работать на дополнительную подкачку(для очистки подземных вод это обязательно во всех случаях),ограничив ее до суммарного давления перед установкой типа «Струя»до 0,3 МПа.

14.18. При амплитуде колебаний горизонта воды в поверхностномводоисточнике, превышающей 6 м, и содержании взвешенных веществ менее150 мг/л рекомендуется использование погружных насосов. Водозаборныесооружения будут иметь при этом следующий состав: оголовок,самотечный трубопровод, водоприемный колодец, погружные насосы.

14.19. При наличии на месте существующего технического илиполивочного водопровода целесообразно в первую очередь рассмотретьвозможность присоединения установок непосредственно к нему. В такихслучаях можно использовать как напор технического водопровода, так иустраивать промежуточный приемный колодец, резервуар или камеру. Впервом случае насосы установки можно и не использовать придостаточном для подачи в водопроводную башню давлении указанноготехнического водопровода. Применение рассматриваемой выше схемывозможно лишь при условии получения разрешения органов санитарногонадзора, соответствия источника исходной технической воды действующимнормам на источники хозяйственно-питьевого водоснабжения, а такжеобеспечения соответствующих зон санитарной охраны.

14.20. Если водонапорная башня расположена на значительномрасстоянии от водоочистной установки, рекомендуется устанавливатьрядом со зданием установки промывной бак соответствующей вместимости(например, водонапорную башню заводского изготовления типаРожновского). При отсутствии на объектах указанных водонапорных башенспециальные промывные баки установок могут быть изготовлены всоответствии с технической документацией Гипрокоммунводоканала.

При использовании указанных баков очищенная вода поступает транзитомот них либо в водонапорную башню водопровода, либо в резервуар илиприемный колодец насосной станции второго подъема. Высота башендолжна быть не менее 10-12 м. При высоте более 15 м расход воды дляпромывки установок регулируют степенью открытия ее операционнойзадвижки. Для большей надежности в этих случаях рекомендуетсяустанавливать специальную задвижку между установкой и башней ирегулировать степень постоянного открытия на требуемые параметрыпромывки. Возможна также установка диафрагмы, рассчитанной наостаточный напор при промывке, равный не более 15 м.

14.21. Емкости водонапорных башен должны быть рассчитаны какна регулирующий, так и на промывной объем. Регулирующий объемопределяется конкретными условиями работы системы водоснабжения.Промывной объем рассчитывается на одну промывку установки: 5 м³- для установок производительностью 100 и 200 м³/сут, 16м³ - 400-800 м³/сут (в расчете на условияочистки поверхностных вод). При этом конструкция узла подвода воды отустановки к башне должна обеспечивать постоянное сохранениетребуемого промывного объема.

14.22. В тех случаях, когда установки находятся в эксплуатациитолько в период плюсовых температур, их можно размещать не впомещении, а непосредственно на открытых площадках. При этом могутбыть выполнены только легкое ограждение и навес.

ВЫБОР ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВРАБОТЫ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

14.23. Обезжелезивание воды:

14.23.1. Окисление железа, находящегося в воде, осуществляюткислородом воздуха при изливе ее из насадки через отражатель впромежуточный аэрационный бак. Скорость выхода воды из насадки —1,5-2 м/с. Расстояние от насадки до отражателя — 0,2-0,3 м, ототражателя до уровня воды в баке — 0,7-1,0 м. Время пребыванияводы в баке — 0,5-1 мин. Бак снабжают коммуникациями подачи иотвода исходной воды, перелива и опорожнения. Содержание кислорода вводе после аэрации должно составлять не менее 5—8 мг/л.

14.23.2. Требуемую дозу щелочного реагента при обезжелезиванииводы определяют пробным путем с помощью технологического анализа.Указанная доза соответствует значениям рН обработанной воды.

При невозможности проведения технологических изысканий на местахрекомендуется использовать ориентировочные данные табл. 18.

Таблица 18

14.23.3. Выбор производительности установки зависит отпоказателей качества исходной воды, типа применяемого щелочногореагента (известь или сода) и особенностей эксплуатации установки.Производительность установки следует определять с учетом данных табл.19.

Таблица 19

П р и м е ч а н и е. Нижние значения коэффициентов измененияпроизводительности установок необходимо принимать для более высокихконцентраций железа в воде, при использовании в качестве реагентовкальцинированной соды и межпромывочном цикле работы установки неменее 24 ч.

14.23.4. Толщину слоя песчаной загрузки рекомендуетсяпринимать равной 1,5-1,8 м; крупность зерен загрузки 0,6-2,0 мм приэквивалентном диаметре 0,8-0,9 мм и коэффициенте неоднородности2,0-3,0.

Параметры промывки, интенсивность и продолжительность принимаютсятакими же, как для установок, применяемых для очистки поверхностныхвод.

14.24. Умягчение воды:

14.24.1. Определение необходимых доз щелочных реагентовследует производить в соответствии с качеством обрабатываемой воды, взависимости от соотношения между основными компонентами жесткости ихарактеристикой ее солевого состава. Целесообразно предварительносоставить ионную диаграмму гипотетического состава основных солей,находящихся в воде.

Для облегчения выполнения расчетов на черт. 44 приведены диаграммыхарактерных типов жестких вод. Диаграммы характеризуют воды,содержащие как кальциевую, так и магниевую жесткость бикарбонатного исульфатно-хлоридного типов, умягчение которых требует проведениядекарбонизации или известково-содовой обработки.

Черт. 44. Характерные диаграммы ионного составаподземных вод
повышенной жесткости

а - удаление кальциевой жесткости карбонизацией;б - удаление кальциевой и магниевой жесткостей карбонизацией; в -удаление кальциевой жесткости известково-содовой обработкой; г -удаление кальциевой и магниевой жесткостей известково-содовойобработкой

14.24.2. Из воды удаляется только карбонатная кальциеваяжесткость (черт. 44, а), определяемая по формуле

Ж_о- [Са²⁺]< Ж_т>Ж_о- Ж_к, (51)

где Ж_т, Ж_о, Ж_к - требуемая(стандартная для коммунального водоснабжения), общая и карбонатнаяжесткости исходной воды, мг-экв/л;

[Са²⁺] - исходная концентрация ионов кальция, мг-экв/л.

Необходимая доза извести Д_и по СаО, мг-экв/л, определяетсястехиометрической зависимостью

Д_и = [СО₂]+ Ж_о- Ж_т, (52)

где [СО₂] - концентрация свободной углекислоты, мг-экв/л.

При удалении из воды не только кальциевой, но и частично магниевойкарбонатной жесткости (черт. 44, б) дозу извести для декарбонизацииопределяют по формулам:

Ж_о- [Са²⁺]> Ж_т>Ж_о- Ж_к ; (53)

Д_и= [СО₂]+ 2 (Ж_о- Ж_к)- [Са²⁺] . (54)

14.24.3. При необходимости удаления не только карбонатной, нои некарбонатной жесткости необходимо производить обработку водыодновременно известью и содой.

В случае, если требуется удалить из воды только кальциевую жесткость(черт. 44, в), характеризуемую соотношением

Ж_о- [Са²⁺]< Ж_т<Ж_о- Ж_к, (55)

расчет доз реагентов производится по формулам:

Д_и = [СО₂]+ Ж_к ; (56)

Д_с= Ж_о- Ж_к-Ж_т , (57)

где Д_с— доза кальцинированной соды по Na₂CО₃,мг-экв/л.

14.24.4. При удалении из воды как кальциевой, так и частичномагниевой карбонатной и некарбонатной жесткостей (черт. 44 г),соответствующих соотношению

Ж_о- [Са²⁺]> Ж_т<Ж_о- Ж_к, (58)

дозыщелочных реагентов определяют по формулам:

Д_и = [СО₂]+ 2 (Ж_о- Ж_т)- [Са²⁺] ; (59)

Д_с= (Ж_о- Ж_к-Ж_т) . (60)

14.24.5. В тех случаях, когда требуется понизить жесткостьводы более чем на 6—8 мг-экв/л (соответственно приизвестково-содовой и известковой обработке), рекомендуетсяпредварительно произвести пробное умягчение в лабораторных условиях сцелью корректировки значений рН обработанной воды. Если величина рНводы превысит требования действующего стандарта с учетом местныхусловий и рекомендаций санитарных органов, следует произвестиподкисление воды.

Расчет дозы кислоты Д_кт, мг/л, производят по формуле

, (61)

где е - эквивалентный вес кислоты: для H₂SO₄- 49 мг/л, для НС1 - 36,5 мг/л;

Щ_ф — щелочность исходной воды пофенолфталеину, мг-экв/л;

S -содержание в технической кислоте чистого продукта H₂SO₄или НС1,%.

При выборе типа кислоты, при прочих равных условиях, предпочтениеследует отдавать соляной кислоте как более безопасной и удобной вэксплуатационном отношении.

14.24.6. Производительность установок в технологии умягченияводы рекомендуется принимать с учетом данных табл. 20.

Таблица 20

П р и м е ч а н и я: 1 Данные табл. 20 характеризуют условиядекарбонизации воды (см. черт. 44, а, б) .

2. Приизвестково-содовой обработке воды (см. черт. 44, в, г) значенияотносительной производительности следует уменьшать соответственно на10 и 20 %.

14.24.7. Толщину слоя песчаной загрузки фильтра рекомендуетсяпринимать равной 1,5—1,8 м, крупность зерен загрузки —0,8-2,0 мм при эквивалентном диаметре 1,0-1,2 мм и коэффициентенеоднородности 2,0-3,0.

14.24.8. Промывку фильтра следует осуществлять не реже одногораза в 2 сут.

Параметры промывки, интенсивность и продолжительность принимаютсятакими же, как в установках для очистки поверхностных вод.

14.25. Обесфторивание воды:

14.25.1. Технология обесфторивания воды предусматриваетобработку ее коагулянтом, поэтому режим работы установки в этомслучае в основном аналогичен режиму осветления поверхностных вод.

14.25.2. Дозы коагулянта, необходимые для обесфторивания воды,определяют пробным коагулированием. При отсутствии данных пробногокоагулирования их определяют величиной требуемого остаточного фтора.

При значении остаточного фтора 1,5 мг/л (IV климатическая зона) дозакоагулянта Д_к, мг/л по Аl₂О₃,определяется по формуле

Д_к = 9,2 (Ф_исх-1,5) , (62)

где Ф_исх- исходное содержание фтора в воде, мг/л;

при значении остаточного фтора 1,2 мг/л (II и IIIклиматические зоны) - по формуле

Д_к = 12,9 (Ф_исх-1,2) , (63)

при значении остаточного фтора 0,7 мг/л (Iклиматическая зона) -по формуле

Д_к = 23?3 (Ф_исх-0,7) . (64)

14.25.3. Для интенсификации процесса коагуляции следуетприменять флокулянт - полиакриламид. Дозы ПАА при отсутствии данныхпробного флокулирования рекомендуется принимать 0,3—0,5 мг/л(большие - при более высоких значениях исходного фтора в воде).

ПАА следует вводить после сетчатого фильтра установки с разрывом вовремени от ввода коагулянта 0,5—1 мин.

14.25.4. Производительность установок, работающих в режимеобесфторивания воды, определяют в зависимости от значений исходного итребуемого остаточного фтора в воде с учетом данных табл. 21.

Таблица 21

14.25.5. Толщину слоя песчаной загрузки фильтра рекомендуетсяпринимать равной 1,5-1,8 м, крупность загрузки — 0,5-1,5 мм приэквивалентном диаметре 0,7-0,8 мм и коэффициенте неоднородности2,0-3,0.

Параметры промывки принимают аналогичными режиму работы установок приочистке поверхностных вод.

14.25.6. Определение расхода растворов реагентовq_p, л/ч, и подбор требуемыхдозировочных устройств следует выполнять по формуле

, (65)

где Q_расч- производительность установки, м/ч;

Д_р - доза реагента, г/м ;

Р - концентрация раствора (суспензии) реагента, %.

При дозировании реагентов в обрабатываемую воду рекомендуетсяпринимать следующие концентрации растворов или суспензий, %:

раствора коагулянта по Аl₂О₃- 1-2;

суспензии известкового молока по СаО - 3-5;

раствора кальцинированной соды по Na₂CO₃- 5-8;

раствора хлорной извести по активному хлору (или гипохлорита кальция)- 0,5-2;

электролитического хлорреагента по активному хлору - 1.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
ИАВТОМАТИКА

14.26. Контрольно-измерительная аппаратура установки включает:манометры для измерения потери напора в загрузке, пробоотборникиисходной, осветленной и фильтрованной воды; ротаметры для измерения ирегулирования подачи исходной воды и воздуха (при работе в режимеобезжелезивания воды); водомер и ротаметр для измерения и регистрациипроизводительности установки; поплавковые устройства баков. Присоответствующем обосновании рекомендуется устанавливать натрубопроводе фильтрата рН-метры.

14.27. Для обеспечения работы установки в автоматическомрежиме следует предусматривать устройство перед фильтрами контактныхманометров и электрифицированных задвижек с реле времени промывки, атакже устанавливать в водонапорной башне и промежуточном бакеуровнемеры, регулирующие периодическое включение и отключение насосови дозаторов реагентов в зависимости от режима работы системыводоснабжения.

Примеры расчета технологических режимов работыустановок
для очистки подземных вод

Пример 1. Расчет режима работы установки при обезжелезивании воды.Водопотребление объекта - 300 м³/сут. Подземная водахарактеризуется следующими основными показателями: рН — 6,1;железо общее — 19,6 мг/л, в том числе связанное (органическое)— 2,1 мг/л; окисляемость — 20,2 мг/л; содержаниесвободной углекислоты — 130 мг/л; общая жесткость — 3,4мг-экв/л. В качестве щелочного реагента предполагается использованиеизвести. Режим работы станции характеризуется промывкой не чащеодного раза в сутки.

В соответствии с табл. 18 принимаем дозу извести 3 мг-экв/л по СаО(78 мг/л).

В соответствии с табл. 19 принимаем коэффициент измененияпроизводительности установки 0,9. При использовании серийнойустановки «Струя-400» ее расчетная производительность приобезжелезивании данной воды равна:

Q_расч= 0,9 ×400 = 360 м³/сут> 300 м³/сут(13,5 м³/ч).

Производительность дозировочных насосов известкового молока (см. п.14.25.6) равна:

л/ч .

Принимаем для дозирования известкового молока насосы-дозаторыНД-25/40 или ПД-40/25.

Пример 2. Расчет режима работы установки при умягчении воды.Водопотребление объекта — 550 м³/сут. Подземная водахарактеризуется следующими основными показателями: рН — 7,2;вкус, запах — 3-4 балла (сероводород); общая жесткость —13,5 мг-экв/л; карбонатная жесткость — 6,85 мг-экв/л; кальций —80 мг-экв/л; магний - 5,5 мг-экв/л; свободная углекислота — 1,5мг-экв/л; общее солесодержание — 930 мг/л; железо общее —2,3 мг-экв/л; требуемая остаточная жесткость — 7 мг-экв/л.Режим работы станции с промывкой не чаще 2 раз в сутки.

В соответствии с черт. 44 (случай а) :

Ж_и = Ж_о- Ж_к = 13,5 — 6,8= 6,7 мг-экв/л;

Ж_о — [Ca²⁺]= 13,5 — 8,0 = 5,5 мг-экв/л ,

т.е. Ж_т> Ж_о — Ж_к; Ж_т> Ж_о— [Ca²⁺].

Таким образом, для умягчения воды до требуемой остаточной жесткостинеобходима декарбонизация ее известью.

Дозу извести по СаО определим по формуле (52) :

Д_и = [СО₂]+ Ж_о[Ca²⁺]— Ж_т = 1,5 + 13,5 — 7,0 = 8 мг-экв/л =

= 224мг/л по СаО.

В соответствии с табл. 20 коэффициент изменения производительностиустановки составляет 1,5. При использовании серийной установки«Струя-400» ее расчетная производительность при умягченииводы составит

Q_расч= 1,5 ×400 = 600м³/сут>550м³/сут.

Производительность дозировочных насосов известкового молока (см. п.14.25.6) равна:

q_р= 0,1 × 24,7 ×224 × 1/5 = 55,3 л/ч.

Принимаем для дозирования известкового молока насосы-дозаторыНД-63/16 или НД-100/10.

Пример 3. Расчет режима работы установки при обесфторивании воды.Водопотребление объекта — 240 м³/сут.Подземная вода характеризуется следующими основными показателями:исходное содержание фтора — 3,4 мг/л; необходимый остаточныйфтор — 1,2 мг/л.

В соответствии с табл. 21 коэффициент изменения производительностиустановки составляет 1,25. При использовании серийной установки«Струя-200» ее расчетная производительность приобесфторивании воды составит

Q_расч= 1,25 ×200 = 250м³/сут>240м³/сут(10,0 м³/ч).

Дозу коагулянта сернокислого алюминия определим по формуле (63):

Д= 12,9(3,4 -1,2) = 28мг/л.

Производительность дозировочных насосов коагулянта (см. п. 14.25.6)равна:

л/ч .

Следовательно, принимаем насосы-дозаторы НД-25/40 или НД-40/25.

15. ЭЛЕКТРОЛИЗНЫЕУСТАНОВКИ
ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ

УСТАНОВКИ ТИПА ЭН ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПОХЛОРИТАНАТРИЯ

15.1. Электролизные установки типа ЭН предназначены дляполучения обеззараживающего реагента - гипохлорита натрия путемэлектролиза раствора поваренной соли.

Гипохлорит натрия (NaClO) - сильныйокислитель, по своей бактерицидной эффективности и влиянию натехнологические показатели качества обрабатываемой воды равноценендействию жидкого хлора, хлорной извести и порошкообразногогипохлорита кальция.

Установки могут применяться для обеззараживания не только питьевойводы, но и промышленных и бытовых сточных вод, при обработке воды вплавательных бассейнах и т. п.

15.2. Отечественная иромышленность серийно выпускаетэлектролизные установки производительностью 1, 5 и 25 кг/сутактивного хлора (марки ЭН-1, ЭН-5, ЭН-25 соответственно). В составэлектролизной установки входят: узел для растворениясоли; электролизер с зонтом вытяжной вентиляции;бак-накопитель готового раствора; выпрямительный агрегат для питанияэлектролизера; шкаф управления и запорная арматура. Всетехнологическое оборудование поставляется заводом-изготовителем вкомплекте с установкой.

15.3. Электролизные установки типа ЭН работают по следующейсхеме. В растворный бак загружают поваренную соль, заливаютводопроводную воду и с помощью насоса перемешивают до получениянасыщенного раствора поваренной соли (230-310 г/лNaCl). Приготовленный раствор насосом по трубопроводу подают вэлектролизер, где разбавляют водой до рабочей концентрации 100—120г/л NaCl.Затем включают выпрямительный агрегат. Процесс электролиза ведут дополучения требуемой концентрации активного хлора, после чего готовыйраствор сливают в бак-накопитель и весь цикл повторяют.

15.4. Техническая характеристика установок приведена в табл.22.

Таблица 22

15.5. На каждом объекте целесообразно устанавливать не болеедвух-трех параллельно работающих установок, из которых одна должнабыть резервной.

15.6. При проектировании электролизно-хлораторной установкирекомендуется использовать типовые и технорабочие проекты,выполненные Гипрокоммунводоканалом и ЦНИИЭП инженерного оборудования.Проекты разработаны для очистных сооружений с расходом хлора 1-200кг/ч.

15.7. Установки с комплектом технологического оборудованияразмещают в здании, в котором предусмотрены помещение дляэлектролизеров, насосно-дозировочное отделение, электрощитовая,венткамера и служебное помещение.

В помещении для электролизеров располагаются электролизные установкис системой вытяжной вентиляции, в насосно-дозировочном отделенииразмещаются рабочие баки с дозирующими устройствами и насосноеоборудование.

Помещение электрохозяйства предназначено для систем управления иконтроля за работой электролизеров и насосов.

В проектах предусмотрено мокрое хранение соли с расположениемрастворных баков и баков-накопителей гипохлорита натрия вне зданий.

Допускается располагать установки на свободных площадях существующихпомещений. В этом случае растворный узел предпочтительно размещать напервом этаже здания или в подвальных помещениях вблизи от складахранения соли. Электролизер рекомендуется устанавливать в отдельномпомещении. Возможно совместное расположение в одном помещениирастворного узла, электролизера и бака-накопителя гипохлорита натрия.Раствор гипохлорита натрия должен поступать в бак-накопительсамотеком. Перепад высоты между сливным вентилем электролизера ивходным патрубком бака-накопителя должен быть не менее 0,3 м.

Помещения должны быть обеспечены подводкой водопроводной воды дляприготовления раствора соли и промывки растворного бака,электролизера, бака-накопителя и соединяющих их магистралей послеработы. Соответственно должен быть обеспечен слив промывной воды всистему водоотведения.

15.8. Выпрямительный агрегат, переполюсатор, шкаф управления исистему аварийной сигнализации целесообразно устанавливать вдиспетчерском пункте. Шкаф управления рекомендуется крепить на стенев зависимости от планировки помещения и размещения оборудования.

Монтаж электрооборудования следует производить согласно электрическойсхеме установки и «Правилам эксплуатации электрическихустановок».

15.9. Разводку трубопроводов необходимо выполнять изантикоррозионного материала, разрешенного Минздравом СССР кприменению в хозяйственно-питьевом водоснабжении.

УСТАНОВКИ ТИПА «ПОТОК»
ДЛЯОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ ПРЯМЫМ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

15.10. Обеззараживание воды прямым электролизом являетсяразновидностью хлорирования. Сущность этого метода состоит в том, чтопод действием электрического тока из хлоридов, находящихся вобрабатываемой воде, образуется в основном активный хлор, который иобеззараживает воду непосредственно в потоке.

Установки типа «Поток» предназначены для обеззараживанияприродных вод, отвечающих требованиям ГОСТ 2874-82 при содержаниихлоридов не менее 20 мг/л и жесткости не более 7 мг-экв/л.

15.11. Установка работает следующим образом. Обрабатываемуюводу под давлением подают снизу вверх в электролизер. Включаютвыпрямительный агрегат и на токоподводы электродов подают постоянноенапряжение. Силу тока подбирают таким образом, чтобы величинаостаточного хлора в обработанной воде соответствовала требованиямГОСТ 2874-82.

15.12. Техническая характеристика установки, серийновыпускаемой отечественной промышленностью, приведена в табл. 23.

Таблица 23

* Зависит от содержания хлоридов, сульфатов и требуемой дозы хлора наобеззараживание воды.

Для конкретного объекта производительность установки может бытьопределена по номограмме (черт. 45). Взаимное влияние сульфатов ихлоридов на процесс электролиза определяется коэффициентом К_с(точка 1). Данные по концентрации хлоридов и величине коэффициента К_спозволяют установить выход хлора по току (точка 2). Выход хлора потоку при заданной токовой нагрузке (точка 3)и требуемая доза хлора (точка 4) определяют максимально возможнуюпроизводительность установки (точка 5) наобъекте применения.

Черт. 45. Номограмма для определенияпроизводительности
установки типа «Поток»

15.13. Независимо от применяемых схем водоснабжения местарасположения установок для обеззараживания прямым электролизомобусловлены сущностью метода: они должны всегда располагаться передконтактными емкостями (резервуарами чистой воды, водонапорнымибашнями и т. п.), которые, так же как в случае обычного хлорирования,позволяют обеспечивать необходимое время контакта.

15.14. Установки должны эксплуатироваться в помещении стемпературой от 1 до 35 °С и относительной влажностью до 80 %. Наодном объекте целесообразно устанавливать не более 2—3параллельно работающих установок, из которых одна резервная.

15.15. При наличии в схеме водоснабжения установки для очисткиводы (типа «Струя», установки или станции дляобезжелезивания и др.) установки типа «Поток»целесообразно располагать в тех же помещениях.

15.16. При использовании подземных вод, не требующихспециальной очистки и подаваемых в сборные резервуары, возможныразличные варианты размещения аппаратуры. При наличии над скважинойпавильона установку наиболее целесообразно размещать именно в нем.Когда павильон отсутствует или вода подается в сборный резервуар отнескольких скважин, аппаратуру можно монтировать в насосной (второгоподъема) или в небольшом отдельно стоящем здании. В тех случаях,когда вода поступает в водонапорную башню, а у ее основания имеетсяпомещение, установку можно располагать на этих площадях.

Во всех случаях размещения установки электролизер необходимоустанавливать на обводной линии основной магистрали, подающей воду вконтактный резервуар.

На отрезке основной магистрали между подсоединениями обводной линиинеобходимо устанавливать задвижку. Подводящий трубопровод оборудуетсяизмерителем расхода подаваемой воды.

15.17. Монтаж блока электропитания установок следуетпроизводить в помещении согласно электрической схеме и ПУЭ. С цельюснижения падения напряжения в соединительных кабелях расстояние междувыпрямителем и электролизером должно быть по возможности минимальным.

15.18. При привязке и монтаже установок можно пользоваться«Схемами компоновок установок для обеззараживания природных источных вод прямым электролизом», разработаннымиГипрокоммунводоканалом.

16. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ,
ОБРАЗУЮЩИХСЯ НА СТАНЦИЯХ ВОДОПОДГОТОВКИ

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬПРИМЕНЕНИЯ

16.1. Рассматриваемые методы и устройства предназначены длямеханического обезвоживания осадков, образующихся на станцияхосветления, обезжелезивания и умягчения природных вод, сиспользованием серийно выпускаемого отечественного оборудования.

16.2. Механическое обезвоживание может найти применение приобработке осадков, образующихся на станциях осветления природных вод,характеризуемых мутностью до 400 мг/л.

16.3. Механическое обезвоживание осадков природных водрекомендуется применять для осадков:

образующихся на станциях обезжелезивания и умягчения подземных вод, -при отсутствии свободных территорий, высоком уровне грунтовых вод ибольшом количестве атмосферных осадков;

поверхностных природных вод - при отсутствии свободных территории иусловий для естественного замораживания и оттаивания осадков.

16.4. При дальнейшем рассмотрении технологических схем иустановок для обработки осадков принята следующая условнаяклассификация вод поверхностных водоисточников по их мутности ицветности (табл. 24) .

Таблица 24

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА И ОСОБЕННОСТИ УСТАНОВОК

16.5. Разбавленный осадок из отстойников или осветлителей совзвешенным осадком, а также промывные воды фильтровальных установокследует направлять в сооружения для их усреднения и осветления.

Осадок, выделенный в указанных сооружениях, надлежит направлять насооружения для его дальнейшего механического обезвоживания.

При необходимости следует предусматривать промежуточную емкость длявыравнивания расхода осадка.

16.6. С целью интенсификации процесса осветления промывных водследует добавлять полиакриламид (ПАА) из расчета 1—1,5 мг/л.

16.7. Выбор оборудования для механического обезвоживания осадковприродных вод определяется их исходным качеством. Для обезвоживаниягидроксидных осадков поверхностных вод следует в основном применятьфильтр-прессы типа ФПАКМ или ФПАВ. Вакуум-фильтры для обезвоживаниятаких осадков могут найти применение лишь для вод с мутностью ³100 мг/л.

Для обезвоживания осадков, образующихся на станциях обезжелези-ванияи умягчения подземных вод, следует использовать вакуум-фильтры иленточные фильтр-прессы.

При использовании вакуум-фильтров следует применять аппараты сосходящим полотном, обеспечивающие возможность регенерации фильтрующейткани.

16.8. Рекомендуется следующая технологическая схемамеханического обезвоживания гидроксидных осадков на фильтр-прессах(черт. 46).

Черт. 46. Технологическая схема обработки осадков
на камерном фильтр-прессе

1 - уплотнитель; 2 - дозатор ПАА; 3 -усреднитель-отстойник осадков из отстойников или осветлителей совзвешенным слоем осадка; 4 - усреднитель-отстойник промывных водфильтровальных сооружений; 5 - насос; 6 - сборник осадка; 7 - дозаторфлокулянтов и вспомогательных веществ; 8 - промежуточная емкость; 9 -нагревательный элемент; 10 - компрессор; 11 - монжус; 12 - камерныйфильтр-пресс; 13 - транспортер; 14 - бункер; 15 - автосамосвал

Осадок из усреднителей-отстойников непосредственно или черезпромежуточную емкость поступает в уплотнители. С целью интенсификациипроцесса уплотнения в осадок перед уплотнителями следует вводить ПАА.

Уплотненный осадок перелавливают из уплотнителей в емкость дляподготовки его к механическому обезвоживанию. В зависимости от видаосадка и способа его подготовки в емкость с помощью дозаторов могутподаваться известь, флокулянты и присадочные материалы. Помимо этого,емкость может быть оборудована системой подогрева осадка.Подготовленный к механическому обезвоживанию осадок отводится вмонжус, откуда с помощью компрессора передавливается в камерныйфильтр-пресс. Обезвоженный осадок с помощью транспортера через бункерудаляется автотранспортом с территории станции. Фильтрат послефильтр-прессов отводится в канализационные сети.

16.9. При использовании для механического обезвоживаниягидроксидных осадков вакуум-фильтров монжус следует заменитьплунжерными или шнековыми насосами.

16.10. В конструктивном отношении усреднители-отстойникидолжны обеспечивать возможность эффективного отведения осветленнойводы и осадка на дальнейшую обработку.

16.11. Конструкции уплотнителей зависят от качестваобрабатываемого осадка. Для осадков маломутных цветных вод следуетстремиться, чтобы отношение диаметра и глубины уплотнителя составляло1 : 2. С увеличением мутности исходной воды указанное отношение можноувеличивать, и при уплотнении осадков из вод с мутностью свыше 100мг/л в качестве уплотнителей могут быть использованы радиальныеотстойники диаметром до 18 м.

16.12. Подготовку уплотненного осадка к обезвоживанию можноосуществлять либо в специальной емкости, либо непосредственно вмонжусе.

ПОДГОТОВКА ОСАДКА К МЕХАНИЧЕСКОМУ
ОБЕЗВОЖИВАНИЮ

16.13. Механическое обезвоживание осадков, образующихся настанциях обезжелезивания и умягчения подземных вод, следуетосуществлять после их уплотнения без дополнительной подготовки.

16.14. Механическое обезвоживание гидроксидных осадковповерхностных природных вод следует осуществлять только послепредварительной подготовки, обеспечивающей изменение их исходнойфизико-химической структуры.

16.15. Предварительная подготовка гидроксидных осадков кобезвоживанию может включать их уплотнение в сооруженияхвертикального или радиального типа, коагуляцию химическимиреагентами, добавление вспомогательных веществ, нагрев до 60—98°С, замораживание-оттаивание.

П р и м е ч а н и я: 1. Замораживание-оттаивание следуетпредусматривать при подготовке к обезвоживанию осадков маломутныхцветных и высокоцветных вод, обладающих наиболее низкой водоотдающейспособностью.

2. Выбортемпературы нагрева осадка следует осуществлять с учетом возможностейобезвоживающих аппаратов.

16.16. Уплотнение гидроксидных осадков маломутных цветных водследует производить в уплотнителях вертикального типа, оборудованныхустройствами для непрерывного нарушения структуры осадка.

Уплотнение осадков, полученных из поверхностных вод с мутностью свыше100 мг/л, а также осадков, образующихся на станциях обезжелезивания иумягчения подземных вод, в зависимости от производительности станцииможно осуществлять в уплотнителях вертикального или радиального типа.

Для предварительных расчетов при проектировании влажностьуплотненного в течение 2 ч осадка Р_уплследует принимать, %:

для осадка железосодержащих подземных вод — 97,0; приувеличении продолжительности уплотнения до 24 ч влажностьуплотненного осадка снижается до 92—94;

для осадка, образующегося на станциях умягчения воды, — 92—94.

16.17. Для предварительных расчетов при проектированиивлажность уплотненного осадка поверхностных вод Р_упл,%, в зависимости от качественных показателей исходной воды можноопределять по следующему выражению:

Р_упл = 96,034 + 1,8 ×10^-2 Ц - 3 ×10^-2 М - 1,26 ×10^-4 М² , (66)

где Ц —цветность исходной воды, град;

М — мутность исходной воды, мг/л.

Продолжительность уплотнения осадков поверхностных вод следуетпринимать равной 6—10 ч в зависимости от качества осадков,причем с увеличением минеральных примесей в них продолжительностьуплотнения снижается.

16.18. Для интенсификации процесса уплотнения в осадокдобавляют ПАА из расчета 0,04 % массы сухого вещества осадка.Продолжительность уплотнения при этом следует принимать равной 2-4ч.

16.19. В качестве химических реагентов для коагуляции осадковперед их механическим обезвоживанием могут использоваться известь,минеральные железосодержащие коагулянты, флокулянты.

16.20. Известь при подготовке гидроксидных осадков кобезвоживанию может использоваться самостоятельно. Дляпредварительных расчетов дозу извести по СаО следует принимать дляосадков вод, % массы сухих веществ обрабатываемого осадка:

повышенной мутности — 10-15;

средней цветности и мутности — 20-30;

маломутных средней цветности — 30-50;

маломутных высокоцветных — 60-100.

При этом доза извести возрастает с увеличением цветности и снижениеммутности исходной воды.

16.21. Самостоятельное использование флокулянтов дляподготовки гидроксидных осадков к механическому обезвоживаниювозможно лишь при обезвоживании осадков вод повышенной мутности.

Флокулянты следует использовать для сокращения расхода извести. Приэтом для предварительных расчетов следует принимать дозу флокулянта0,2 % по активной части от массы сухих веществ и дозу извести по СаО— 20 % для маломутных цветных вод и 15 % для вод среднейцветности и мутности.

16.22. Для сокращения расхода извести при подготовкегидроксидных осадков к обезвоживанию можно использовать различныевспомогательные вещества, среди которых следует отметить золу-унос отсжигания торфа, угля и сланцев, диатомит, перлит, опилки, песчануюпыль и другие отходы.

Эффективность применения вспомогательных веществ необходимоподтвердить опытным путем. Обычно добавка вспомогательных веществ вколичестве 50—100% массы сухих веществ осадка позволяетсократить расход извести в 2 раза.

Совместное использование вспомогательных веществ и флокулянтовпозволяет полностью отказаться от применения извести приобезвоживании осадков, полученных из вод средней цветности имутности.

16.23. При перекачке осадка перед обезвоживанием и особеннопосле коагуляционной и флокуляционной обработки во избежаниеразрушения его структуры не допускается использование центробежныхнасосов, их следует заменять плунжерными или шнековыми.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ
ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ

16.24. Расчет уплотнителей следует осуществлять помаксимальному часовому количеству осадка, образующемуся в периодпаводка, с учетом сокращения периода уплотнения в 2 раза по сравнениюс указанным п. 16.17.

16.25. Расчет оборудования для обезвоживания осадка водповерхностных источников следует вести, принимая во вниманиесреднегодовые показатели качества исходной воды.

16.26. На период паводка необходимо предусматривать созданиеаккумулирующей емкости для уплотненного осадка, который не может бытьобезвожен на установленном оборудовании.

Аккумулирующую емкость следует оборудовать насосной станцией,обеспечивающей перекачку находящегося в ней осадка на обезвоживающиеаппараты в период межени.

16.27. Основные параметры работы фильтр-прессов:

толщина слоя обезвоженного осадка на фильтровальной перегородке приобезвоживании на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах барабанного типадолжна быть Н_ос³ 5мм;

объем осадка, подаваемого в фильтр-пресс, - не менее общего объемакамер, соответствующего паспортным данным;

удельный объем подаваемого осадка W_исх³ 0,04 м³/м²(приме­ни­тельно к фильтр-прессам типов ФПАКМ и ФПАВ) .

16.28. Производительность обезвоживающих аппаратов по сухомувеществу осадка Q, кг/(м² •ч), выраженная через массу твердой фазы осадка, может быть рассчитанапо формуле

, (67)

где m_тв— масса твердой фазы осадка, кг;

F — поверхность фильтрования, м;

t_ц —продолжительность фильтроцикла, ч;

К — коэффициент запаса, учитывающий колебание свойств осадка икольматацию фильтровальной перегородки, равный 0,6-0,8.

Продолжительность фильтроцикла t_ц,ч, при обезвоживании осадков на фильтр-прессах равна:

t_ц= t_ф + t_отж+ t_всп , (68)

где t_ф - продолжительность фильтрования, ч;

t_отж -продолжительность отжима, ч;

t_всп -продолжительность вспомогательных операций, включающая времязаполнения камер осадком в объеме, равном объему камер фильтр-пресса,время выгрузки осадка и регенерации ткани и принимаемая по паспортнымданным, ч.

Продолжительность фильтроцикла t_ц,ч, при обезвоживании осадков на вакуум-фильтрах равна:

, (69)

где a_ф- угол зоны фильтрования, град.

Масса твердой фазы осадка составляет

m_тв= W_исхС_исх , (70)

где W_исх- объем исходного осадка, м³ ;

C_исх - концентрация исходного осадка, кг/м³.

Подставляя значения из формул (68) - (70) в формулу (67), получимследующие зависимости для определения производительности:

фильтр-прессов

; (71)

вакуум-фильтров

. (72)

Если концентрацию исходного осадка в формулах (71) и (72) заменитьвлажностью исходного осадка, указанные зависимости соответственнопринимают следующий вид:

; (73)

, (74)

где Р_исх- влажность исходного осадка, %;

r_исх - плотностьисходного осадка, кг/м³.

Производительность обезвоживающих аппаратов может быть определенатакже по объему выделившегося фильтрата и влажности исходного иобезвоженного осадков из следующего соотношения:

W_исх(100 - Р_исх) = (W_исх- W_ф)(100 - Р_ос) , (75)

откуда . (76)

Подставив зависимость (76) в формулы (73) и (74), получим следующиевыражения:

; (77)

. (78)

16.29. Давления фильтрования G_фи отжима G_отж, поддерживаемые при работе фильтр-прессов,определяются сжимаемостью обезвоживаемых осадков. Однако учитывая,что в процессе подготовки осадков к обезвоживанию значениесжимаемости обрабатываемых осадков приводят к определенному уровню,при проектировании могут быть приняты следующие значения давлений взависимости от качества обрабатываемого осадка, которые будуткорректироваться в процессе эксплуатации:

для осадков маломутных цветных и высокоцветных вод

G_ф= 0,3-0,4 МПа; G_отж =0,8-1,0 МПа;

дляосадков вод средней цветности и мутности

G_ф= 0,4-0,5 МПа; G_отж =1,0-1,2 МПа;

дляосадков вод повышенной мутности

G_ф= 0,5 МПа; G_отж = 1,2 МПа;

16.30. Для предварительных расчетов при проектированиипроизводительность вакуум-фильтров при обезвоживании осадков,образующихся на станциях обезжелезивания, следует принимать равной80—100 кг/(м²×ч), влажность обезвоженного осадка - 60—70 %.

При обезвоживании на вакуум-фильтрах осадков, образующихся приумягчении подземных вод, производительность следует принять равной90-120 кг/(м²×ч), влажность обезвоженного осадка - 50-60%.

При обезвоживании гидроксидных осадков поверхностных природных водпроизводительность фильтр-прессов по сухому веществу следуетпринимать, кг/(м²×ч), для осадков вод:

маломутных цветных - 3-5;

средней цветности и мутности - 5—10;

повышенной мутности - 10—15.

При этом влажность обезвоженного осадка соответственно, %, дляосадков вод:

маломутных цветных - 70—75;

средней цветности и мутности - 60—70;

повышенной мутности - 55—65.