- •8. Камеры хлопьеобразования, их назначение, классификация, устройство и принципы расчета.
- •9. Вертикальные отстойники, область их применения, особенности конструкции
- •10. Горизонтальные отстойники, их конструкция и принципы, лежащие в основе их расчета.
- •11. Тонкослойные отстойники, область их применения, особенности конструкции и расчета.
- •12. Радиальные отстойники, конструкция и принципы, лежащие в основе их расчета.
- •15. Осветление воды в поле центробежных сил. Основы процесса, применяемые аппараты и их классификация.
- •17. Осветление воды фильтрованием, классификация фильтров. Общие принципы, лежащие в основе их работы и конструкции.
- •19. Современные конструкции скорых фильтров.
- •21. Фильтроцикл. Принципы, лежащие в основе расчета его продолжительности. Промывка скорых фильтров и связанные с ней технологические операции.
- •Преимущества Сферическая форма и твердость гравия обеспечивают высокие скорости потока воды.
- •Преимущества Высокоэффективное удаление запаха, цвета и растворенных органических соединений,
- •24. Фильтры акх, принцип работы, особенности их конструкции и расчет.
- •25. Префильтры и контактные префильтры, особенности конструкции, область применения и принцип расчета.
- •26. Обеззараживание воды, целевое назначение операции. Методы обеззараживания
- •27 Озонирование воды, методы получения озона и химизм процесса озонирования
- •28 Хлорирование воды, химические процессы, протекающие при хлорировании. Реагенты, используемые для хлорирования. Электролизные установки для обеззараживания воды хлором
- •29. Обеззараживание воды облучением. Расчет и конструкция аппаратов для обеззараживания воды облучением.
- •30. Пути снижения собственного водопотребления станций водоподготовки.
12. Радиальные отстойники, конструкция и принципы, лежащие в основе их расчета.
Радиальный отстойник - круглый в плане железобетонный резервуар, высота которого невелика по сравнению с его диаметром. Вода в отстойнике движется от центра к периферии в радиальном направлении, близком к горизонтальному. Радиальные отстойники рекомендуется использовать при обработке высокомутных вод и в оборотном водоснабжении.
Для интенсификации процессов отстаивания в зоне осветления воды иногда устраивают спиралеобразные камеры (перегородки), позволяющие уменьшать скорости движения влды от начала выпуска до периферийных сборных желобоов.
Рис. 13.38. Радиальный отстойник:
1 - центральная подающая труба; 2 - приямок для сбора и удаления осадка; 3 - сборный желоб для сбора осветленной воды; 4 - отвод осветленной воды; 5 - скребок; 6 - ферма; 7 - решетки центрального распределительного устройства
Низ распределительного устройства делается глухим, его верх должен быть на глубине, равной высоте слоя воды у периферийной стенки; радиус его следует принимать равным 1,5+2,5 м.
Сбор осветленной воды в зоне осветления надлежит предусматривать желобами с треугольными водосливами высотой 40+60 мм, при расстоянии между осями водосливов - 100-Т-150 мм и угле между кромками водослива 60°. Расчетная скорость движения воды в желобах 0,5+0,6 м/с.
13. Конструкции осветлителей со взвешенным слоем осадка, принципы их расчета и проектирования.Осветлители со взвешенным осадком используются для удаления из воды коллоидных и взвешенных примесей после обработки воды коагулянтами и флокулянтами. Применение осветлителей вертикального типа со взвешенным осадком наиболее целесообразно на водоочистных станциях с производительностью не менее 5000 м3/сут для осветления и обесцвечивания воды с содержанием взвешенных веществ до 2500 мг/л и любой цветностью.
В основу работы осветлителей положен принцип контактной коагуляции в слое взвешенного осадка. При поддержании определенной скорости восходящего потока воды (0,5+1,2 мм/с) формируется слой взвешенного осадка из скоагулированной взвеси в виде мелких хлопьев. Этот слой играет роль фильтра, способствуя лучшему осветлению воды и обесцвечиванию за счет более полного использования адсорбционной емкости хлопьев.
По месту расположения осадкоуплотнителей различают осветлители с вертикальными, поддонными осадкоуплотнителями и осадкоуппотнителями в нижней части зоны осветления. Они выполняются открытыми или напорными.
Коридорный осветлитель со взвешенным осадком с вертикальным осадкоуплотнителем:
1- коридоры-осветлители; 2 - осадкоуп- лотнитель; 3 - подача исходной воды; 4 - сборные карманы для отвода осветленной воды; 5 - отвод осадка из осадкоуплот- иителя; 6 - отвод осветленной воды из осадкоуплотиителя; 7 - осадкоприемиые окиа с козырьками
Площадь одного осветлителя в плане не должна превышать 100-150 м2. В зависимости от этого принимается расчетное количество осветлителей.
Ширина коридора Втр принимается в соответствии с шагом балок (3 и 6 м). Зная ширину и площадь коридора можно определить его длину 1кор.
Удаление осадка следует производить без остановки осветлителя с помощью дыр- чаггых труб, расположенных по продольной оси дна осадкоуплотнителя.
При скорости движения разбавленного осадка в трубе v и расходе Qосад можно определить диаметр осадкосбросной трубы. Скорость в дырчатых отверстиях трубы v0 должна быть не более 3 м/сек, скорость движения разбавленного осадка в трубах -1 м/с. Диаметр одного отверстия в трубах принимается не менее 20 мм, расстояния между отверстиями - 300...500 мм.
Зная общую площадь отверстий и площадь одного отверстия, определяют их количество.
Подача воды в осветлитель осуществляется с помощью телескопического дырчатого коллектора, диаметр которого определяется исходя из расхода воды в одном коридоре осветлителе и скорости движения воды на входе в коллектор (равный 0,5-0,6 м/с). Отверстия в коллекторе принимаются диаметром не менее 15-25 мм и располагаются в нижней части трубы под углом 45° к ее оси.
Скорость выхода воды из отверстий 1,5-2,0 м/с.
Сбор осветленной воды в коридорах осветлителя осуществляется водосборными желобами с затопленными отверстиями.
Для отвода избыточного осадка из зоны осветления в осадкоуплотнитель служат осадкоприемные окна, площадь которых с каждой стороны осадкоуплотиителя определяется по скорости движения в них воды с осадком и расходу.Сбор осветленной воды из верхней части осадкоуплотнителя осуществляется с помощью дырчатых труб, располагаемых на 30 см ниже поверхности воды в осветлителе.
При малом содержании в воде механических примесей, плотность и скорость осаждения взвеси контактной среды значительно уменьшаются. Это отрицательно сказывается на эффективности и технико-экономических показателях осветлителей.
Одним из путей интенсификации работы осветлителей в таких случаях является рециркуляция их осадка.
Устройство для рециркуляции осадка в осветлителе ЦНИИ-3 с помощью эжектора показано на рис. 13.41. В современных осветлителях рециркуляторы располагаются в зонах осветления и работают за счёт небольшого перепада давления над и под рециркулятором.
14. Обработка воды в слое взвешенного осадка, принципы лежащие в основе процесса. Способы интенсификации работы осветлителей. Осветлители со взвешенным осадком, применяемые как сооружения первой ступени водоподготовки, могут успешно работать только при условии предварительной обработки примесей воды коагулянтом или флокулянтом. Осветлители обеспечивают , более высокий эффект осветления воды и имеют более высокую производительность, чем отстойники. Однако, конструкция осветлителей со взвешенным осадком и их эксплуатация более сложны.
Принцип работы осветлителей со взвешенным осадком показан на рис. 10.1. Обрабатываемая вода, смешанная с реагентами, вводится в осветлитель снизу и равномерно распределяется по площади рабочих коридоров. Далее вода движется снизу вверх и проходит через слой ранее сформированного взвешенного осадка, состоящего из массы взвешенных в восходящем потоке хлопьев, которые непрерывно хаотически движутся, но весь слой в целом неподвижен. Он находится в состоянии динамического равновесия, обусловленного равенством скорости восходящего потока воды и средней скорости осаждения хлопьев. Следует отметить, что средняя скорость осаждения хлопьев во взвешенном слое отлична от их гидравлической крупности. Это объясняется так называемым стесненным осаждением частиц, на котором основана работа осветлителей. Проходя через слой взвешенного осадка, вода осветляется в результате контактной коагуляции. Величина хлопьев взвешенного осадка постоянно меняется вследствие слипания взвешенных частиц, извлекаемых из воды, и разрушения образовавшихся агрегатов под влиянием гидродинамического воздействия потока. Следовательно, слой взвешенного осадка представляет собой полидисперсную среду. Однако, средний размер хлопьев во всей массе взвешенного осадка при неизменных условиях работы осветлителя (состав л свойства обрабатываемой воды, доза коагулянта, скорость восходящего потока) остается неизменным, так как он определяется соотношением между внутренними силами сцепления частиц, образующих структуру хлопьев, и внешними силами трения, действующими на поверхности хлопьев при их обтекании потоком воды. В следствие непрерывного хаотического движения и циркуляции хлопья различного размера довольно равномерно распределены по всей высоте взвешенного слоя.
При пропуске воды через взвешенный слой извлекаемые из лее примеси остаются в нем, при этом объем слоя должен непрерывно увеличиваться, но этого не происходит, так как предусматривается непрерывное удаление избыточного осадка из взвешенного слоя в осадкоуплотнитель, где он уплотняется и сбрасывается в водосток.
Во взвешенной контактной среде расстояние между частицами ее образующими несоизмеримо больше по сравнению с размерами удаляемых из воды примесей, имеющих коллоидную или ионную степень дисперсности. Их удаление из подобной гетерофазной системы происходит в результате адгезии и сорбции. При прохождении через взвешенный слой примеси воды сближаются с ранее сформированными хлопьями (сорбентом) и под действием молекулярных сил прилипают к их поверхности или ранее адсорбированных на них частицам примесей.
Стабильная работа осветлителей достигается при постоянстве расхода и температуры обрабатываемой воды. Спонтанные колебания расхода воды вызывают размыв взвешенного слоя и вынос хлопьев в зону осветления. Колебания температуры воды, в особенности поступления более теплой, чем находящаяся в осветлителе, влечет за собой возникновение конвективных токов, приводящих к нарушению взвешенного слоя и замутне- нню осветленной воды. Чтобы обеспечить нормальную работу осветлителя, допускаются в течение часа колебания температуры воды ± 1°С При седиментации концентрированной массы хлопьев наблюдается явление стесненного осаждения. Его характерная особенность в том, что скорость осаждения, которая всегда меньше скорости свободного падения, т. е. гидравлической крупности частиц, зависит не только от их размеров и массы, но и в значительной степени от их концентрации. Так, при объемной концентрации, равной 10%, скорость осаждения массы частиц вдвое меньше по сравнению с их гидравлической крупностью, при концентрации 25%—в 6 раз. Взвешенный в восходящем лотоке слой хлопьев находится в состоянии стесненного осаждения, причем скорость осаждения равна скорости восходящего потока, поэтому частицы не выносятся с потоком в зону осветления и не декантируют.
Это объясняется более высокой вязкостью fxM гетерофазной системы, которую можно найти из выражения
где [хм —молярная вязкость; [хд — динамическая вязкость жидкого компонента гетерофазной системы, м2/с; С0 — объемная концентрация твердой фазы в системе, %.
Непременным условием осветления и обесцвечивании воды s осветлителях является коагулирование ее примесей, при этом наличие минеральных частиц способствует увеличению плотности, прочности на сжатие и скорости седиментации образующихся хлопьев. С понижением температуры обрабатываемой воды силы взаимного притяжения частичек примесей уменьшаются, что влечет за собой уменьшение эффекта очистки воды