Методы очистки воды
Другие рефераты
Министерство образования Российской Федерации
Камский государственный политехнический институт
Реферат
по дисциплине «инженерные сети»
на тему:
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Выполнил: студент гр. 3305-У
Акатьев И.В.
Проверил: преподаватель
Безбородова И.Н.
Набережные Челны, 2003 г.
Проблема очистки воды охватывает вопросы физических, химических и
биологических ее изменений в процессе обработки с целью сделать ее
пригодной для питья, т. е. очистки и улучшения ее природных свойств.
Основными методами очистки воды для хозяйственно-питьевого
водоснабжения являются осветление, обесцвечивание и обеззараживание.
Осветление воды путем осаждения взвешенных веществ. Эту функцию
выполняют осветлители, отстойники и фильтры. В осветлителях и отстойниках
вода движется с замедленной скоростью, вследствие чего происходит выпадение
в осадок взвешенных частиц. В целях осаждения мельчайших коллоидных частиц,
которые могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое
время, к воде прибавляют раствор коагулянта (обычно сернокислый алюминий,
железный купорос или хлорное железо). В результате реакции коагулянта с
солями многовалентных металлов, содержащимися в воде, образуются хлопья,
увлекающие при осаждении взвеси и коллоидные вещества.
Коагуляцией примесей воды называют процесс укрупнения мельчайших
коллоидных и взвешенных частиц, происходящий вследствие их взаимного
слипания под действием сил молекулярного притяжения.
Фильтрование — самый распространенный метод отделения твердых частиц
от жидкости. При этом из раствора могут быть выделены не только
диспергированные частицы, но и коллоиды.
В процессе фильтрования происходит задержание взвешенных веществ в
порах фильтрующей среды и в биологической пленке, окружающей частицы
фильтрующего материала. Вода освобождается от взвешенных частиц, хлопьев
коагулянта и большей части бактерий.
Обесцвечивание воды, т. е. устранение или обесцвечивание различных
окрашенных коллоидов или полностью растворенных веществ может быть
достигнуто коагулированием, применением различных окислителей (хлор и его
производные, озон, перманганат калия) и сорбентов (активный уголь,
искусственные смолы).
Обеззараживание воды, или ее дезинфекция, заключается в полном
освобождении воды от болезнетворных бактерий. Так как полного освобождения
ни отстаивание, ни фильтрование не дают, с целью дезинфекции воды применяют
хлорирование и другие способы, описанные ниже.
На примере типовой схемы очистной станции водопровода показан комплекс
составляющих ее элементов (рис. 1.1).
Главнейшие из этих элементов следующие:
Насосная станция первого подъема, подающая воду на очистные
сооружения.
Смеситель 2, обеспечивающий перемешивание раствора коагулянта,
поступающего из реагентного хозяйства 3, с обрабатываемой водой. В практике
применяют гидравлические и механические типы смесителей. На схеме показан
дырчатый смеситель, представляющий собой лоток с дырчатыми перегородками, в
котором происходит перемешивание воды с раствором коагулянта.
[pic]
Рис. 1.1
Камера реакции 4, в которой завершается химическая реакция и
образуются хлопья коагулянта. На схеме приводится камера реакции,
помещаемая внутрь вертикального отстойника. Хлопьеобразование в ней
завершается в течение 10...15 мин.
Отстойники 5, которые в зависимости от направления движения воды
подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные. Горизонтальный
отстойник в плане — прямоугольник. Глубина его 3...5 м. Вода движется через
отстойник со скоростью, не превышающей 5 мм/с, а при коагулировании — 10
мм/с. В целях равномерного распределения потока в поперечном сечении
отстойника предусматривается конструктивная деталь, обеспечивающая
равномерное поступление воды в отстойник и отвод ее, например дырчатая
стенка.
На станциях меньшей производительности применяют вертикальные
отстойники, состоящие из двух цилиндров, вложенных один в другой. Диаметр
внешнего цилиндра — не больше 12 м. Отношение диаметра к высоте отстойника
(D/H) принимают в пределах 1,2...2. Вода поступает во внутренний цилиндр, в
котором находится камера реакции, опускается вниз, затем осветляется,
поднимаясь в вертикальном направлении вверх по среднему кольцевому
пространству со скоростью 0,5...0,75 мм/с. Осветленная вода через отводящие
желоба отводится трубой или по каналу на фильтр.
Радиальные отстойники диаметром от 5 до 60 м занимают среднее
положение между горизонтальными и вертикальными отстойниками. Вода попадает
в центральную часть отстойника и, постепенно уменьшая скорость, движется в
радиальном направлении к лотку, расположенному вдоль периферийной части, из
которого отводится.
Дно отстойника устраивают с уклоном к грязевому приямку или лотку,
откуда выпавший осадок непрерывно или периодически удаляется насосом или
самотеком сбрасывается в водосток.
Осветлители, конструкция которых в основном не отличается от
конструкции вертикального отстойника, дают значительный эффект осветления,
позволяя при этом снизить расход коагулянта и сократить размер сооружений.
Осветляемая вода проходит в восходящем движении слой осадка высотой 2...2,5
м, находящегося во взвешенном состоянии (так называемая суспензионная
сепарация).
В процессе работы осветлителя происходит укрупнение хлопьев
коагулянта, задерживающих часть взвеси. В настоящее время осветлители
широко применяют как в городских, так и в промышленных водопроводах. В
некоторых случаях вертикальные отстойники переоборудуют на осветлители.
Фильтрование состоит в пропуске воды через фильтр 6, заполненный
фильтрующим материалом (обычно кварцевым песком), уложенным слоями
возрастающей сверху вниз крупности. Вода поступает на поверхность фильтра,
движется сквозь слои фильтрующего материала и дренажным устройством
отводится в резервуар чистой воды. В процессе работы фильтр заполнен водой
до уровня 1...1.5 м над поверхностью фильтрующего материала.
Фильтры делаются открытыми безнапорными и закрытыми напорными.
Напорные фильтры представляют собой закрытые стальные резервуары.
В применяемых в настоящее время скорых фильтрах скорость прохождения
водой фильтрующего материала, или скорость фильтрации, равна 6...7 м/ч в
отличие от громоздких медленных фильтров, применявшихся ранее, в которых
скорость фильтрации была меньше в 50...60 раз.
В предложенных институтом Вод-гео двухслойных фильтрах поверх слоя
кварцевого песка укладывают слой дробленого антрацита, что позволяет
увеличить скорость фильтрации до 9... 10 м/ч и соответственно удлинить
рабочий период фильтра.
Количество фильтров на очистной станции — не менее двух. Площадь
одного фильтра от 10...20 м2 на малых и средних станциях, до 100 м2 и более
— на больших.
После фильтров вода может поступать непосредственно потребителю.
Способы обеззараживания воды.
Среди оставшихся в воде после фильтрования бактерий могут быть
болезнетворные. Уничтожение их может быть достигнуто: введением в воду
сильных окислителей, способных убивать ферменты бактериальных клеток;
нагреванием воды до температуры 80 °С (пастеризация) — 100 °С
(стерилизация); облучением воды ультрафиолетовыми лучами; озонированием;
воздействием ультразвуком; введением в воду серебра или других металлов,
обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы. Практическое
применение нашли 1, 3 и 4-й методы.
В качестве окислителей можно использовать хлор, йод, марганцево-кислый
калий, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция. Чаще всего применяют
жидкий хлор и хлорную известь. Газообразный хлор сжижают под давлением
0,6...0,8 Па и в жидком виде доставляют на водопроводную станцию в стальных
баллонах весом 25 кг. Посредством особых приборов — хлораторов хлор
дозируют и смешивают с водой. Полученная в установке для обеззараживания 7
хлорная вода (рис. 11.1) поступает в резервуар чистой воды 8. Обычная доза
хлора 1,0...1,5 мг/л в случае предварительного хлорирования до очистных
сооружений и 0,3...0,5 мг/л при хлорировании после фильтров. В малых
установках применяют хлорную известь. Для устранения запаха хлора к
обрабатываемой воде прибавляют одновременно с хлором в небольших
количествах аммиак (аммонизация воды). Хлор, введенный в воду, образует
хлорноватистую кислоту и соляную кислоту по уравнению С12 + Н2О = = НОС1 +
НС1. Хлорноватистая кислота НОС1 — соединение нестойкое, диссоциирующее с
образованием гипохлоритного иона ОС1. При этом окислительное действие на
органические вещества, в том числе и бактерии, проявляют как хлорноватистая
кислота, так и гипохлоритный ион. Соляная кислота соединяется с
карбонатами, находящимися в воде.
Установка для дезодорации воды проектируется перед фильтрами. Привкусы
и запахи природных вод бывают природного и искусственного происхождения,
что обусловливает различие их химического состава
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
