- •1 Состав природных вод.
- •1. Физико-химические основы коагулирования примесей.
- •Строение коллоидной частицы
- •Основные функции водопроводных ос
- •Смесители
- •Механические смесители
- •Камеры хлопьеобразования
- •Камеры хлопьеобразования гидравлического типа
- •Водоворотная камера хлопьеобразования
- •Контактная камера хлопьеобразования стр. 416 Сомов Перегородочная камера хлопьеобразования
- •Вихревая камера хлопьеобразования
- •Механические камеры хлопьеобразования.
- •Аэрофлокулянты – камеры хлопьеобразования барботажного типа
- •Извлечение примесей воды осаждением
- •Теоретические основы процесса осаждения
- •2. Типы отстойников и область их применения.
- •Радиальные отстойники.
- •Отстойники с малой глубиной осаждения
- •Обработка воды в слое взвешенного осадка
- •Теоретические основы работы взвешенного слоя
- •Принципы работы осветлителя.
- •Контактный осветлитель с выносным осадкоуплотнителем.
- •Осветлитель с поддонным осадкоуплотнителем
- •Обработка воды флотацией
- •Фильтрование.
- •Теоретические основы процесса.
- •Теоретические основы очистки воды фильтрованием через зернистые материалы
- •Обработка воды фильтрованием
- •Фильтрующий слой
- •4. Схема скорого открытого фильтра
- •Каркасно-засыпные фильтры
- •Расчёт и проектирование скорых фильтров
- •Промывка скорых фильтров
- •Обеззараживание воды
- •Хлорирование воды
- •Озонирование воды (разлагается при транспорте воды)
- •Обеззараживание воды уф лучами.
- •Устранение запахов, привкусов и токсичных микрозагрязнений воды.
- •Аэрирование воды
- •Обработка воды окислителями.
- •Адсорбционные методы дезодорации воды.
- •5. Удаление из воды сероводорода .
- •Основы умягчения. Классификация методов.
- •Известковый
- •Известково-содовый
- •Содово-едконатриевый
- •Бариевый метод
- •Умягчение воды с применением натрий-катионитовых фильтров
- •Установки для умягчения воды
- •Натрий-катионовые установки для умягчения подземных
- •И поверхностных вод.
- •Технология обесфторивания воды
- •3. Метод катионного обмена.
- •Удаление марганца
- •Технологическая схема подготовки питьевой воды на Юго-Западной водопроводной станции , г. Москва.
Фильтрование.
Предварительная обработка воды.
Обработка воды фильтрованием через сетки, ткани и пористые перегородки.
При прохождении воды через сетки, ткани и пористые материалы достигается извлечение из нее ВВ.
Процесс осуществляется либо на поверхности, либо в глубине фильтрующего материала.
Выбор поверхностного или объемного метода обусловлен требованием к качеству фильтрата, свойствами воды , типом загрязнений и экономическим расчетом.
Различают 3 разновидности фильтрования
ВВ> 150мкм – макрофильтрование
ВВ=1-150 мкм – микрофильтрование
ВВ=0,004-0,4 мкм – ультрофильтрация
Теоретические основы процесса.
Макрофильтрование.
Процесс поверхностного фильтрования подчиняется закону Дарси.
Потери напора пропорциональны скорости фильтрования (υ )
коэффициентом пропорциональности K, зависит от динамической вязкости и сопротивления среды R , которое складывается из сопротивления осадка и сопротивления фильтрующей основы
Фильтрование через пористую основу сопровождается ростом сопротивления фильтрованию за счет отложений примесей на ее поверхности или внутри пор.
Уравнение фильтрования при постоянной разности давлений имеет вид:
Для определения сопротивления фильтрующей перегородки и удельного сопротивления осадка уравнение приводится к линейному виду:
.
где V – объем фильтрата, прошедшего через 1 м2 фильтрующей поверхности за время τ; C= – константа фильтрования, характеризующая гидравлическое сопротивление фильтрующей перегородки, м3/м2; – константа фильтрования, учитывающая режим процесса фильтрования и физико-химические свойства осадка и жидкости, м2/с.
При постоянных температуре и разности давлений все величины, входящие в правую часть уравнения, постоянны. Для определения констант фильтрования строится график в координатах Δτ/ΔV от V , на который наносятся значения величин измеренных в опыте.
Величины С и K находят из системы уравнений
,
где m – отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат; tg β – тангенс угла наклона прямой.
Тип фильтрования определяется критерием:
P – потери напора в фильтрующей основе
- сопротивление фильтрующей основы
- средний диаметр задержанных частиц
- поверхностное (плёночное фильтрование)
- объёмное фильтрование
- смешанное фильтрование
При извлечении из воды примесей фильтрованием через фильтрующую загрузку происходит уменьшение порового пространства фильтрующего материала , что приводит к увеличение истиной скорости потока.
В результате задержанные частицы примесей могут частично отрываться и перемещаться потоком в поры фильтрующего материала и даже выносится с фильтратом.
При макрофильтровании из воды извлекают грубодисперсные примеси размером min 0,2 мм.
Макрофильтрование осуществляют на вращающихся макроситах и ситах с закрепленным скребком; на самоочищающихся ситах и механических фильтрах, работающих под давлением.
Барабанные сита
Устанавливают на водозаборных сооружениях или на площадке ОС до ввода в воду реагентов, которые используют для глубокого осветления воды.
1- канал отвода фильтрованной воды
2- барабан с элементами фильтра
3- лоток сбора промывной воды
4- промывное устройство
5- глухая часть соосно расположенного трубопровода отвода промывной воды
6- камера барабанного сита
Интенсивность фильтрования на БС составляет 25-62 л/с×м² смоченной площади макросетки ( барабан на 2/3 Д погружен в воду), размеры сита 500 мкм.
Расход воды на промывку 0,5% обработанной воды под давлением р=0,2 МПа; потери напора ∆h= 0,1м.
Устанавливаются БС, как правило, перед контактными осветлителями
Вращающее сито - ряд чередующихся вертикальных полотен, выполненных из плетеных бронзовых или стальных прутьев d= 0,25 – 1мм, смонтированных на жестком каркасе; размер ячеек 0,3÷3мм, скважность 50-60%.
Скорость фильтрования 0,35÷0,4м/с по отношению площади сита, погруженного в воду; потери напора ∆h= 0,2-0,5м.
Рекомендуется фильтровать изнутри наружу, для облегчения промывки сита.
Задержанные взвешенные вещества удаляются скребком или щеткой, укрепленной на конце цепи.
Микрофильтрование.
Микрофильтрование под давлением осуществляется на фильтрах 3 видов: дисковых, каркаснонавитых и патронных фильтрах.
Цель микрофильтрования- удаление планктона и грубое осветление воды. Использование микрофильтрования обеспечивает снижение объема промывной воды в 2раза, снижение давления на фильтрах на 25%, увеличение фильтроцикла на 25-40%;
Эффективность очистки по ВВ составляет 30-40%, снижение Дк в 2,5 раза.
Микрофильтры конструктивно не отличаются от барабанных сит за исключением размеров сетки, натянутой по образующей барабана (40-50мкм)
Скорость вращения барабана υ=0,05÷0,3м/с
Барабаны погружены в воду на 2/3 диаметра.
Интенсивность фильтрования 10-25л/с∙м².
Потери напора на микросетке м
Общие потери на установке ∆h=0,5м
Расход воды на промывку 1,5- 2% общего расхода
Вода на промывку подается под давлением равным 0,15÷0,2МПа
Микрофильтры задерживают 75% диатомовых и 95% сине-зеленых водорослей, 100% зоопланктона.
Перед микрофильтрами нельзя использовать О3 ; Cl2 или другие окислители (KМO4) для предварительного окисления (коррозия).
Микрофильтры целесообразно использовать при содержании фитопланктона более 1000кл/см³
Не задерживают зародыши планктона, при увеличении температуры возможно активное развитие планктона.
Акустические фильтры
Рекомендуется устанавливать на водоочистных установках пропускной способностью до 5 тыс. м³/сут.
АФ состоит из круглого металлического корпуса с коническим днищем, внутри которого расположен фильтрующий элемент в виде металлического перфорированного стакана ( скважность 65%, H=0,3÷0,6м; Д=0,25÷0,5м) с круглыми отверстиями 4-5мм, обернутыми микросеткой размер ячеек100-125мкм
Скорость фильтрования 100÷360м/час., задерживаются примеси размером 20-25 мкм
Нижняя часть аппарата съемная, предназначена для удаления осадка, объем камеры рассчитывается на 5-8% от производительности .
При работе АФ вибратор создает возвратно-поступательные движения фильтрующего элемента, что обеспечивает задержание более мелких примесей чем размеры микросетки, которые не осаждаются на ее поверхности а оседают под воздействием силы тяжести.
Из конусной части осадок удаляется под давлением в сток.
Исходная вода, пройдя через фильтрующий элемент подается на ОС.
подача исходной воды
э/м вибратор
исток
плита
сильфонные уплотн.
сброс осадка
отвод осв. воды
фильтрующий э-т
гаситель