Качество воды
вие обеспечивает надежность работы установки
для малых и средних станций ; оно обычно оказывается решающим и при
определении общего числа фильтров для полного развития станции. так как
размеры фильтров на обоих этапах строительства должны быть одинаковыми.
Надежность работы установки обеспечивается не только
определенным минимумом параллельно работающих фильтров, но и созданием
условий для качественного функционирования таких ответственных элементов
скорых фильтров, как распределительная, сборная системы и т.п.
Поэтому максимальная площадь отдельных фильтров обычно
не превышает 100 – 120 м2, а фильтры площадью более 30 – 40 м2 выполняются
с центральным каналом ( шириной 0,7 – 0,8 м), разделяющим фильтр на две
равные части.
Высотное решение фильтров. Высота фильтра Нф
складывается из высот слоев загрузки, слоя воды над загрузкой и высоты
бортов.
Высота поддерживающего слоя ( Lгр ), размещаемого на дне фильтра и
состоящего из слоев гравия или щебня, определяется суммой высот его слоев
из зерен различной крупности, а именно ( считая сверху ) : слоя зерен
крупностью 2 – 4 мм – 50 мм ; слоев 4 – 8 мм и 8 – 16 мм по 100 мм ; слоя с
крупностью зерен 16 – 32 мм – высотой на 100 мм выше отверстий
распределительной системы, но не ниже верха распределительных труб.
Высота фильтрующего слоя ( Lо ) принимается по таблице 4.2
или на основании расчетов фильтрующей загрузки.
Слой воды над загрузкой фильтра принимается из условия
предупреждения воздушного засорения фильтра ; обычно его высота Lв > 2 м.
Высота бортов при стабильном расчетном горизонте воды (
как правило, когда число фильтров N > 6 ) должна быть равна Нб = 0,3 –
0,5м.
При работе фильтров с постоянной скоростью фильтрования
высота бортов увеличивается для периодического приема части поступающей на
станцию воды во время промывки одного из фильтров.
Необходимая дополнительная высота бортов в м
определяется из условия
[pic] ( 4.7 )
где W нак – объем воды в м3, накапливаемый за время промывки одного фильтра
W нак = F1vрн t2 ;
F1 – расчетная площадь одного фильтра в м2.
Расчет параметров и числа фильтров для проектируемой водоочистной станции :
а) необходимая площадь фильтров
[pic]
Расчетная производительность фильтров определяем по формуле 4.3
Qф = 24? 70 ? 6 = 10 080 м3 / сут
Число фильтров определяем по формуле 4.6
[pic] = 4 штуки
Глава 5
Физико-химические методы обеззараживания воды.
5.1 Общие положения
Тепловой способ. Кипячение воды в течение 12-20 мин убивает все
неспорообразующие микроорганизмы. Для уничтожения спор применяют нагрев
воды до 1200С под давлением или дробную стерилизацию воды – ее кипятят в
течение 15 мин, охлаждают до 350С, выдерживают при этой температуре 2ч для
прорастания спор и снова нагревают до кипения.
Действие ультрафиолетового излучения. Вода, длительное время
находящаяся на солнечном свету, освобождается от патогенных
микроорганизмов. Облучение воды ультрафиолетовыми лучами хорошо
обеззараживает воду, свободную от взвешенных и коллоидных примесей.
Действие ионизирующего излучения. По литературным данным, облучение
воды рентгеновскими лучами, ?- и ?- излучателями обеззараживает воду. Эти
методы обеззараживания воды пока не нашли практического применения.
Действие ультразвуковых колебаний убивает большинство
микроорганизмов. Интенсивность ультразвукового излучения должна быть не
менее 2 вт/см2 при продолжительности озвучивания не менее 5 мин.
Обеззараживание воды фильтрованием. Большинство патогенных
микроорганизмов (за исключением вирусов) имеет размер более 1-2 мк. Поэтому
фильтрованием воды через фильтры с размерами пор менее 1 мк можно
освободить ее от микроорганизмов. Метод этот пригоден только для
обеззараживания подземных или хорошо осветленных вод с содержанием
взвешенных веществ менее 2 мг/л, так как при большем содержании взвеси
последняя быстро закупоривает поры фильтра, что приводит к резкому снижению
его пропускной способности.
В качестве обеззараживающих используют так называемые ультрафильтры
из микропористой керамики или фарфора (фильтры Беркефельда, Шамберлена и
др.), фильтры с асбестоцеллюлозными фильтрующими пластинами (фильтры
Зейца), мембранные ультрафильтры и др.
Ниже рассматриваются методы обеззараживания, получившие наибольшее
распространение в практике очистки воды.
5.2 Обеззараживание воды озоном.
Это наиболее эффективный метод обеззараживания воды. Однако он весьма
дорог.
Схема современной озонаторной установки с глубоким осушением воздуха,
охлаждением, вымораживанием и поглощением оставшейся влаги абсорбентами
показана на рис. 5.1.
Воздух забирается через жалюзийную решетку и проходит через кассетный
воздушный фильтр 1. Очищенный от пыли воздух сжимается компрессором 2 и
направляется во второй кассетный фильтр 3, в котором очищается от
мельчайших капелек масла, попадающих в воздух в компрессоре. По выходе из
фильтра часть воздуха направляется в смеситель 4 фильтрованной станции для
интенсификации смешивания озона с водой; остальной воздух идет на осушку.
Первый этап осушки воздуха происходит в оросительном холодильнике 5
вследствие конденсации влаги. Компримированный воздух из компрессора имеет
температуру 40-500С. при его расширении и охлаждении в оросительном
холодильнике выделяется часть влаги. Вода, орошающая трубки холодильника,
по которым движется воздух, отводит выделившееся тепло.
Охлажденный воздух поступает в кожухотрубный холодильник 6, в котором
воздух поступает по трубам, охлаждаемым кипящим фреоном. Последний
поступает от специальной установки 7. Влага из воздуха осаждается в виде
инея на поверхности труб и удаляется при остановке и отогревании
холодильников. Затем воздух пропускается через абсорбер 8, где остатки
влаги сорбируются силикагелем или активной окисью алюминия. Для
предотвращения нагрева за счет тепла, выделяющегося при сорбции воды,
сорбент в абсорберах охлаждается водой, протекающей по змеевику, который
расположен в слое сорбента.
Регенерацию сорбента осуществляют продувкой его горячим воздухом (200-
2600С), подаваемым от электрокалорифера 9.
Обеспыливание осушенного воздуха после адсорберов достигается с
помощью тканевых фильтров 10, его окончательное охлаждение – в оросительных
холодильниках 11. Осушенный и охлажденный воздух поступает в озонаторы 12,
где часть кислорода воздуха под влиянием тихого электрического разряда
превращается в озон. Из озонаторов смесь воздуха с озоном поступает в
смеситель 4 для смешивания с обрабатываемой водой.
Расход электроэнергии на получение 1 кг озона из кислорода хорошо
осушенного воздуха колеблется для озонаторов различных типов в пределах от
13 до 29 квт ч, а при работе ни неосушенном воздухе – от 43 до 57 квт ч.
5.3 Обеззараживание воды с помощью бактерицидного излучения.
Специфичность биологического действия различных по длине волны
участков спектра лучистой энергии была установлена А.М. Маклаковым в 1889г.
Дальнейшими исследованиями было показано, что высокой бактерицидностью
обладает излучение с длиной волны от 2200 до 2800 А0. Этот участок
ультрафиолетового спектра называется бактерицидным. Наиболее бактерицидно
излучение с длинной волны около 2600 А0; излучение с длинами волн 2000 и
3100 А0 обладает бактерицидностью, уже в 100 раз меньшей.
Отечественной промышленностью выпускаются ртутно-кварцевые
бактерицидные лампы высокого давления (типа ПРК и РКС) и бактерицидные
аргоно-ртутные лампы низкого давления (типа БУВ), которые используются для
обеззараживания воды в практике водоснабжения.
Характеристики некоторых бактерицидных ламп.
|Тип лампы |Номинальная |Расчетный |Длина ламп в |Диаметр |
| |мощность лампы |бактерицидный |мм |трубки в |
| |в вт |поток в вт | |мм |
|БУВ – 60П |60 |3,9 |910 | 25|
| | | |380 | |
| | | |1200 | |
|ПРК - 7 |1000 |35 | | |
|РКС – 2,5 |2500 |60 | | |
Обеззараживание воды бактерицидным излучением может производиться
только тогда, когда подлежащая обеззараживанию вода обладает малой
цветностью и не содержит коллоидных и взвешенных веществ, поглощающих и
рассеивающих ультрафиолетовые лучи.
В установках лоткового типа бактерицидные лампы располагаются над
поверхностью воды, протекающей тонким слоем по дну лотка; в установках с
погруженными лампами обеззараживаемая вода обтекает бактерицидную лампу,
находящуюся в потоке воды (схема бактерицидной напорной установки типа ОВ-1-
П с одной лампой – представлена на рис. 5.2).
Расчет установок для обеззараживания воды бактерицидным излучением
сводится к определению числа ламп, которые необходимы для создания потока
бактерицидного излучения, достаточного для обеззараживания данной воды.
Требуемое количество ламп (камер) п в установке определяют по формуле
п = Fб/Fл,
где Fб – необходимый для обеззараживания бактерицидный поток в вт;
Fл – расчетный бактерицидный поток, создаваемый одной бактерицидной
лампой после 4000-5000 ч работы, в вт.
Необходимый для обе
| |  скачать работу |
Качество воды |
