Рисунок 14.1— График для определения коэффициента с

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 30Следующая ⇒

Таблица 14.1

Элементы
методов

Варианты

Важное воздействие или подварианты

Обогащение кислородом

Открытая аэрация (упрощенная или интенсивная)

Обогащение кислородом; удаление растворенных газов: диоксида углерода (повышение pH), сероводорода, метана

Напорная аэрация (одно- или двухступенчатая )

Обогащение кислородом

Аэрация техническим кис­ло­родом

Обогащение кислородом

Реагентная обработка

Щелочные реагенты

Известь (известковое молоко, известковая вода), едкий натр, сода

Сильные окислители

Перманганат калия, озон

Коагулянты

Синтетические полимеры, неорганичес­кие коагулянты

Осаждение, коагуляция, отстаивание

Отстойники, осветлители со слоем взвешенного осадка, сооружения с рециркуляцией осадка

Раздельные или комбинированные сооружения для смешения воды с реагентами, хлопьеобразования, а также отстаивания в различном строительном исполнении

Фильтрование

Типы фильтров

Однослойные фильтры

Многослойные фильтры

Сухие фильтры

Конструктивные типы фильтров

Открытые фильтры.

Закрытые (напорные) фильтры

Организация работы фильтров

Параллельная работа

Последовательная работа (две отдельные ступени фильтрования или двухступенчатый фильтр)

Фильтрующий материал

Инертный материал (например, кварцевый песок)

Щелочной материал (например, полуобожженный доломит, карбонат кальция и др.)

14.1.4Обезжелезивание подземных вод, содержащих железо в двухвалентной форме и не содержащих кислород (или содержащих его в небольших концентрациях), в большинстве случаев следует предусматривать фильтрованием с предварительной аэрацией (упрощенной или интенсивной).

14.1.5Упрощенную аэрацию с последующим фильтрованием допускается применять при следующих показателях качества воды, поступающей на фильтры:

— содержание железа (общего) — до 10 мг/л, в том числе двухвалентного (Fe²⁺) — не менее 70 %;

— pH — не менее 6,8;

— окислительно-восстановительный потенциал — более 100 мВ;

— щелочность — более 2 ммоль/л;

— содержание сероводорода — не более 0,5 мг/л;

— содержание аммония — до 1,5 мг/л;

— содержание метана — до 0,5 мг/л.

14.1.6Упрощенная аэрация должна осуществляться изливом воды в карман или центральный канал открытых фильтров из воронки на подающем трубопроводе (высота излива над уровнем воды — 0,5 м
и более). Для увеличения концентрации растворенного кислорода в воде вместо воронки допускается использование перфорированного лотка с круглыми или щелевидными отверстиями и треугольными водо­сливами вдоль верхних образующих и расположенного параллельно одной из сторон фильтра.

Необходимо соблюдать возможно малое время между введением кислорода и поступлением воды в фильтрующую загрузку. При устройстве приемной (входной) камеры фильтров продолжительность пребывания воды в ней должна приниматься не более 3 мин.

При применении напорных фильтров должен предусматриваться ввод воздуха в подающий трубо­провод компрессором или воздуходувкой перед смесителем-оксидатором (расход воздуха — в среднем 2 л на 1 г двухвалентного железа), рассчитываемым на время пребывания воды в нем
от нескольких секунд до 2 мин. Следует применять безмасляные воздуходувные устройства во избежание попадания масла в обрабатываемую воду.

14.1.7Следует учитывать также наличие в воде, помимо железа, других веществ, на окисление которых расходуется кислород. Предварительный расчет потребного количества кислорода для окисления ингредиентов, содержащихся в воде, следует производить по стехиометрическим данным
(округленным), приведенным в таблице 14.2, и уточнять в процессе технологических исследований.

Таблица 14.2

Ингредиент

Удельная потребность в кислороде, мг/(л · мг)

Железо (Fe²⁺)

0,14

Марганец (Mn²⁺)

0,29

Аммоний (NH₄⁺)

3,6

Сероводород (H₂S)

2,0

Метан (CH₄)

4,0

Следует также учесть, что для эффективного протекания реакции окисления ингредиентов требуется значительный избыток растворенного кислорода по сравнению со стехиометрической удельной потребностью, например для двухвалентного железа — от 0,6 до 1,0 мг/л на 1 мг/л Fe²⁺.

14.1.8 При наличии в воде значительных концентраций аммонийных соединений, сероводорода
и метана вместо упрощенной аэрации следует применять интенсивную аэрацию-дегазацию, что обеспечивает не только более высокую степень обогащения воды кислородом воздуха, но и удаление из нее избытка газов. Для одновременного осуществления аэрации и дегазации воды необходимо преду­сматривать ее дождевание, разбрызгивание с использованием специальных насадок или применение аэраторов-дегазаторов — градирен, каскадных аэраторов и др.

14.1.9В отдельных случаях, при обосновании, для аэрации воды допускается применение чистого кислорода (поставка в баллонах), что обеспечивает точную дозировку окислителя.

14.1.10 Фильтрующий слой должен быть вработан, т. е. на зернах загрузки должна быть сформирована пленка из гидроксида трехвалентного железа, железобактерий и продуктов их жизнедеятельности, влияющая на процесс окисления железа. Период вработки загрузки, в зависимости от качества воды, составляет от нескольких часов до нескольких суток, в отдельных случаях — до нескольких недель. Для ускорения процесса вработки при пуске обезжелезивающих фильтров в эксплуатацию
к новому фильтрующему материалу допускается добавлять часть вработанного материала из фильтров действующих станций.

Пленка, образованная на зернах фильтрующего материала, обладает адсорбционно-катали­тическими свойствами и существенно ускоряет процесс окисления двухвалентного железа и его задержание фильтрующей загрузкой. Промывка не должна удалять сформировавшуюся пленку.

14.1.11 В качестве фильтрующих загрузок следует применять кварцевый песок, керамзит, антрацит, пемзу, колотый гранитный щебень и другие, относящиеся к инертным, материалы. В зависимости от свойств воды допускается применение щелочных, каталитических, сорбционных или иных материалов, обеспечивающих технологический процесс водоподготовки и разрешенных Министерством здравоохранения Республики Беларусь.

14.1.12Конструкция фильтров для обезжелезивания подземных вод и их расчет должны приниматься аналогично фильтрам для осветления воды; характеристики фильтрующего слоя, скорость фильтрования и параметры промывки следует принимать на основании результатов технологических исследований. Для предварительных расчетов допускается принимать большие значения скорости фильтрования и высоты слоя фильтрующей загрузки — до 15 м/ч и 2 м соответственно, по сравнению с значениями, приведенными в таблице 8.1. Для напорных фильтров скорость фильтрования допускается до 20 м/ч, а высота слоя фильтрующего материала — до 3 м. В отдельных случаях скорость фильтрования может превышать указанные значения. Ориентировочно скорость фильтрования через кварцевый песок v_ф, м/ч, может быть определена по формуле

                                                       (14.1)

где — высота слоя загрузки, м;

— среднее содержание кислорода, мг/л;

c — коэффициент, определяемый по графику на рисунке 14.1;

— средний диаметр зерен материала загрузки, мм;

t  — температура воды, °С.

14.1.13Как правило, следует принимать однослойные фильтры с однородной песчаной загрузкой, отличающиеся стабильностью работы в течение длительного времени.

Для повышения эффективности работы фильтров, увеличения продолжительности фильтроцикла и возможности применения более высоких скоростей фильтрования допускается применять много­слойные фильтры, например двухслойные — с нижним слоем из кварцевого песка и верхним —
из антрацита или керамзита (см. таблицу 8.1) или трехслойные, с использованием антрацита, пиролюзита, кварцевого песка (сверху вниз). При обосновании, допускается использование других материалов и их сочетаний с соблюдением следующих требований:

— крупность зерен материалов слоев должна увеличиваться в направлении снизу вверх;

— плотность материалов должна уменьшаться в этом же направлении;

— взаимное расположение слоев не должно существенно нарушаться в результате промывки.

14.1.14Количество фильтров на станции обезжелезивания следует принимать не менее двух. Для станций производительностью до 100 м³/сут с напорными фильтрами, при обосновании, допускается применение одного фильтра.

14.1.15 Для возможности осуществления аэробного биологического окисления железа (при условии получения положительного гигиенического заключения) содержание растворенного кислорода
в воде следует поддерживать в интервале от 4 до 11 мг/л. Если упрощенная аэрация не обеспечивает такой концентрации кислорода, необходимо применять интенсивную аэрацию.

14.1.16 При биологическом протекании процесса для промывки фильтров не следует применять хлорированную воду.

14.1.17 При наличии в воде железоорганических соединений воду предварительно следует обрабатывать реагентами (окислителями, коагулянтами, флокулянтами, щелочными реагентами) в соответствии с таблицей 14.1. Сооружения реагентного хозяйства необходимо проектировать в соответствии с требованиями раздела 7. Использование в качестве окислителя хлора недопустимо, так как это может привести к образованию хлорорганических соединений. Перед фильтрованием необходимо предусматривать сооружения, обеспечивающие смешение воды с реагентами, при применении коагулянтов — камеры хлопьеобразования, с последующим отделением хлопьев в отстойниках. Использование осветлителей не требует наличия камеры хлопьеобразования. Вместо отстойников могут быть предусмотрены также контактные резервуары, рассчитываемые на продолжительность пребывания воды в них в течение не менее 1 ч.

14.1.18 При использовании щелочных реагентов, продолжительной аэрации, а также после отстаивания коагулированной воды трехвалентное железо следует отделять фильтрованием. Биологических и каталитических реакций окисления при этом не происходит. Вработанный материал не требуется, а промывка может осуществляться хлорированной водой.

14.1.19 При высоком содержании железа (более 10 мг/л), необходимости удаления из воды других веществ в повышенных количествах, вводе коагулянтов и флокулянтов должно предусматриваться отстаивание воды или ее осветление в слое взвешенного осадка с последующим фильтрованием. При положительных результатах технологических исследований допускается использование двухступенчатого фильтрования, которое может осуществляться по напорной, безнапорной или комбинированной схеме — напорный фильтр на первой ступени фильтрования, безнапорный — на второй ступени в соответствии с таблицей 5.5.

14.1.20Во всех методах обезжелезивания (и обезмарганцевания) после промывки фильтров
(и в результате удаления осадка из отстойников или осветлителей) образуются шламсодержащие воды в количестве от 0,5 % до 5 % от объема исходной воды. Система повторного использования промывных вод и устройства для обработки осадка станций обезжелезивания должны приниматься в соответ­ствии с разделом 16 и приложением В. При этом следует учитывать, что в осадке, образующемся при отстаивании промывных вод, помимо железа и марганца, могут находиться определенные концентрации фосфатов, мышьяка, цинка, никеля и меди, так как эти вещества при обезжелезивании и обезмарганцевании частично или полностью удаляются из воды.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману