Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Кафедра природообустройства и экологии

Пояснительная записка к курсовому проекту

По теме

«Комплекс очистки питьевой и технической воды»

Вариант 2

Выполнил

Проверил

Принял

2007

Содержание

Введение

1 Исходные данные

2 Природно климатические условия области

3 Выбор технологической схемы осветления и обесцвечивания воды

4 Расчет радиального отстойника

5 Расчет доз реагентов для осветления и обесцвечивания воды

6 Расчет смесителя

7 Расчет камеры хлопьеобразования

8 Расчет основных сооружений технологической схемы

9 Расчет скорого фильтра

10 Расчет установки для обезжелезивания воды

11 Расчет установки для фторирования воды

12 Обеззараживание воды. Расчет озонирующей установки

13 Подготовка технической воды. Расчет установки для умягчения воды

14 Расчет резервуаров чистой воды

15 Высотная схема водоочистного комплекса

16 Компоновка

Заключение

Список использованных источников

Введение

Водные ресурсы являются важнейшим компонентом природной среды. Степень загрязнения водных объектов определяется концентрацией в воде вредных примесей и оценивается требованиями различных отраслей народного хозяйства. Наиболее жесткими являются требования хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования в связи с опасностью для здоровья населения и ухудшением санитарных условий жизни. На очистные сооружения возлагается задача устранения какого-либо определенного недостатка природной воды или целого комплекса недостатков, иногда - задача искусственного придания воде новых свойств, требуемых потребителем. Степень очистки воды и состав сооружений зависят от требований, предъявляемых к качеству воды, и от качества воды в источнике водоснабжения.

Качество воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874--82.

При подготовке, транспортировании и хранении воды, используемой на хозяйственно-питьевые нужды, следует применять реагенты, внутренние антикоррозионные покрытия, а также фильтрующие материалы, соответствующие требованиям Госкомсанэпиднадзора для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.

К воде, подаваемой системами водоснабжения и предназначенной для потребления населением в питьевых и бытовых целях, для использования в процессах переработки продовольственного сырья и производства пищевых продуктов, их хранения и торговли, а также для производства продукции, требующей применения воды питьевого качества применяются санитарные правила (Сан ПиН 2.1.4.1074 - 01).

Требования настоящих Санитарных правил должны выполняться при разработке государственных стандартов, строительных норм и правил в области питьевого водоснабжения населения, проектной и технической документации систем водоснабжения, а также при строительстве и эксплуатации систем водоснабжения.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Качество питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

В соответствии с Законом РФ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" за качеством питьевой воды должен осуществляться производственный контроль, государственный и ведомственный санитарно-эпидемиологический надзор.

Производственный контроль качества питьевой воды обеспечивается организацией, осуществляющей эксплуатацию системы водоснабжения по рабочей программе.

Организация, осуществляющая эксплуатацию системы водоснабжения в соответствии с рабочей программой постоянно контролирует качество воды в местах водозабора, перед поступлением в распределительную сеть, а также в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети.

Важнейшими показателями состояния вод являются:

- предельная концентрация вредных веществ (ПДК) - максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья человека (при воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические условия водопотребления;

- биохимическая потребность в кислороде (БПК) показывает, какое количество кислорода в миллиграммах необходимо затратить на биологическое окисление органических веществ в 1 л стоков при температуре 20 С. полное окисление этих веществ протекает очень долго, поэтому обычно ограничиваются определением 5-суточной потребности в кислороде и обозначают ее БПК₅. окисление в течение 20 суток считается полным, и потребность в кислороде для этого обозначается БПК_п;

- водородный показатель (рН);

- органолептические свойства воды;

- бактериальное загрязнение воды.

Целью данной курсовой работы является осуществление расчёта водоочистного комплекса для очистки природной воды согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 и СниП 2.04.02-84.

1 Исходные данные

1. Область: Брянская

2. Расход воды ( в тыс.м³/сутки): 6

3. Мутность (мг/дм³):

а) исходная: 2100

б) кондиционная: 3,0

4. Цветность (в градусах):

а) исходная: 115

б) кондиционная: 28

5. Содержание фтора в исходной воде (мг/дм³): 2,2

6. Содержание железа в исходной воде (мг/дм³): 8

7. Отметка поверхности у резервуара чистой воды (м): 110

8. Расход умягченной воды (м³/час): 110

9. Щелочность (мг-экв/дм³):

а) исходная вода: 1,3

б) остаточная: 0,94

10. Ионный состав воды для умягчения (мг/дм³):

а) сульфаты: 20

б) хлориды: 22

в) натрий: 12

г) калий: 2,5

11. Жесткость общая (мг-экв/дм³):

а) исходная вода: 4,2

б) фильтрата: 0,04

12. Содержание натрия в фильтрате (мг/дм³): 1,2

2 Природноклиматические условия области

Брянск -- город в Российской Федерации, центр Брянской области. Расположен на обоих берегах реки Десна при впадении в неё Болвы и Снежети. Разделён на четыре городских района: Бежицкий, Володарский (включает посёлок Большое Полпино), Советский, Фокинский (включает посёлок городского типа Белые Берега). Население составляет 442,5 тысячи человек (данные на 1 октября 2006 года)

Площадь составляет 34,900 км², а % водной поверхности 0,1. Плотность населения составляет 39,5 /км² при численности 1378941 чел. Город Брянск при населении в 450 000 человек занимает гораздо большую территорию, чем другие города такой же людности. Его четыре района (Советский, Бежицкий, Володарский, Фокинский) отделены друг от друга речками и оврагами, а протяженность города с запада на восток составляет более 20 км.

Брянская область лежит в западной части Восточно-Европейской равнины, занимая среднюю часть бассейна Десны и лесистый водораздел между нею и Окой.

Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января 11° 15° ниже нуля, средняя температура июля 13° -- 19°.

Значительная часть области (около четверти общей площади) покрыта лесами. Леса самых разнообразных типов: хвойные, смешанные и широколиственные, а также лесостепь.

Полезные ископаемые: месторождения песков, глин, мела, мергеля и др. стройматериалов, а также фосфоритов.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 часть территории Брянской области была загрязнена долгоживущими радионуклидами (главным образом Климовский, Клинцовский, Красногорский, Суражский и Новозыбковский районы см.). В 1999 на территории с уровнем загрязнения выше 5 Ки/кмІ проживало 226 тыс. человек, что составляет примерно 16 % населения области.

В дальнейшем будут представлены некоторые необходимые данные, характеризующие климатические условия области (в табличной форме).

Средняя месячная температура воздуха Таблица 2.1

Месяц	Температура 0С	Месяц	Температура 0С	Месяц	Температура 0С
Январь Февраль Март Апрель	-13,3 -12,4 -8,1 -1,1	Май Июнь Июль Август	5,2 11,5 15,3 12,9	Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь	7,6 1,0 -5,9 -11,0

Средняя многолетняя сумма осадков за год: 591 мм.

Средняя декадная относительная влажность воздуха, % Таблица 2.1

Месяц	Время, час	Месяц	Время, час
	7,00	13,00	21,00		7,00	13,00	21,00
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь	88 88 88 84 79 74	88 84 76 68 66 61	88 88 84 76 77 70	Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь	78 88 92 90 91 90	64 70 76 82 88 88	78 83 86 88 90 90

3 Выбор технологической схемы осветления и обесцвечивания воды

В данном разделе курсового проекта обосновывается выбор оптимальной технологической схемы для осветления и обесцвечивания природной воды

Состав очистных сооружений определяют исходя из результатов анализов исходной воды и тех требований, которые предъявляются к качеству очищенной воды. При устройстве питьевого водоснабжения сооружения для очистки воды должны обеспечивать доведение качества воды до требований СанПиН.

В процесс очистки воды входят следующие технологические операции:

1) предварительное отстаивание в тех случаях, когда вода забирается из водоема, представляющего собой естественный отстойник (водохранилище, озеро, пруд), а также если мутность исходной воды составляет более 1500 мг/дм³; предварительное осветление проводится в радиальных отстойниках, крупнозернистых фильтрах, медленных фильтрах;

2) обработка растворами реагентов с целью коагулирования взвеси, содержащейся в воде; при низком значении щелочности исходной воды, не обеспечивающем нормальное протекание процееса коагуляции, воду искусственно подщелачивают путем добавления в нее щелочи (обычно извести);

3) смешение реагентов с очищаемой водой, которое производится в смесителе в течении 1 - 2 мин;

4) хлопьеобразование - создание хлопьев коагулянта, происходящее в камере хлопьеобразования в течении 6 - 30 мин (в зависимости от типа камеры);

5)осветление воды путем осаждения из нее основной массы взвешенных веществ и частично бактерий; осветление воды производится в отстойниках - вертикальных или горизонтальных - или же в осветлителях;

6)фильтрование через скорые песчаные фильтры для окончательного осветления воды и задерживания бактерий;

7)обеззараживание воды до полного уничтожения бактерий, которое проводится методом хлорирования, озонирования воды, либо обеззараживанием бактерицидными лучами;

8)удаление привкусов и запахов путем добавки в профильтрованную воду аммиака при помощи аммонизаторов (при наличии особенно хлорфенольных запахов), добавлением порошкообразного активированного угля (при наличии привкусов и запахов, вызванных гидробиологическими факторами) непосредственно перед фильтрами; кроме того, привкусы и запахи устраняются при озонировании воды.

Таким образом, водоочистная станция представляет собой объединенную систему сооружений, на которой проводится ряд последовательных операций по очистке воды.

Очистные станции рассчитываются на равномерную работу в течение суток. Для установок производительностью менее 3000 м³/сут может допускаться работа станции в течение части суток.

Выбор состава очистных сооружений водоочистной станции зависит от её производительности, количества взвешенных веществ в исходной воде и цветности обрабатываемой воды. При принятии решения по выбору схемы обработки воды на станции используется таблица 3.1.

Таблица 3.1 - Схемы обработки воды

Очистные сооружения	Мутность, мг/дм3	Цветность, град	Расход воды, м3/сут
	Исходная вода	Очищенная вода	Исходная вода	Очищенная вода
Схемы без применения реагентов
1.Радиальный отстойник	>1500	30-50 %	?120	120	любая
Схемы с применением реагентов
2.Горизонтальный отстойник - скорый фильтр	?1500	1,5	?120	20	?30000
3.Контактный осветлитель	?1500	1,5	?120	20	любая

Согласно исходным данным: расход воды - 6000 м³/сут

Мутность воды:

- исходная вода - 2100 мг/дм³

- кондиционная вода - 3 мг/дм³

Цветность воды:

- исходная вода - 115 градусов

- кондиционная вода - 28 градусов

Исходная мутность превышает 1500 мг/дм³, поэтому выбираем наиболее эффективную реагентную схему обработки воды, представленных в таблице 3.1.

Для выбора подходящей схемы используем шкалу мутности и шкалу цветности.

Рисунок 3.1 - Шкала мутности

М^т_оч - мутность воды, очищенной по технологической схеме;

М_оч - кондиционная мутность;

М_исх - исходная мутность;

М^т_исх - исходная нормативная мутность по технологической схеме.

Так как мутность составляет 2100 мг/дм³, тогда в качестве реагентной схемы обработки воды можно выбрать схему №1 (см. табл.3.1). Используя радиальный отстойник можно добиться 30-50% очистки воды от взвешенных веществ путем предварительное отстаивание. Таким образом на выходе из из радиального отстойника мутность будет составлять от 1470 мг/дм³ до 1050 мг/дм³



Рисунок 3.2 - Шкала цветности

Ц^т_оч - цветность воды, очищенной по технологической схеме;

Ц_оч - кондиционная цветность;

Ц_исх - исходная тветность;

Ц^т_исх - исходная нормативная цветность по технологической схеме.

Очищение воды от цветности происходит в контактном- скором фильтре.

Но ешё одним параметром, определяющим выбор схемы обработки воды, является её производительность (расход воды). Так как в нашем случае расход воды составляет 6000 м³/сут, то в качестве реагентной схемы очистки воды рациональнее выбрать схему №1 и №3

Таким образом будем использовать сооружение №1:радиальный отстойник и №3: контактный осветлители- скорые фильтры.

Рисунок 3.3 - Схема обработки воды на водоочистной станции

1 - радиальный отстойник; 2 - реагентное хозяйство; 3 - смеситель; 4 - контактный осветлитель; 5 - скорый фильтр; 6 - установка для обезжелезивания воды; 7 - установка для умягчения воды; 8 - установка для обесфторивания воды; 9 - установка для озонирования воды; 10 - резервуар чистой воды.

4. Расчет радиальных отстойников

Применение радиальных отстойников с вращающимися скребковыми фермами целесообразно при осветлении воды с высоким содержанием взвеси (более 2000 мг/л). Кроме того, радиальные отстойники используются для осветления воды в оборотной системе водоснабжения некоторых промышленных предприятий (например, на металлургических заводах), а также в качестве сгустителей в угле- и рудообогащении.

Особенностью работы радиальных отстойников является изменение скорости движения воды от максимального значения в центре до минимального у периферии. К преимуществам радиальных отстойников относится их незначительная глубина, даже при большой производительности.

Рассчитаем радиальный отстойник при заданном расходе воды Q_час= 250 м³/ч, или q_сек = 0,07 м³/с, если мутность исходной воды составляет М_исх = 2100 мг/дм³

Площадь радиального отстойника в плане

F_р._o = 0,2(Q_час / u_o)^1.07 + f м²,

где Q_час - расчетный расход воды в м³/ч;

u₀ - скорость выпадения взвеси, задерживаемой отстой-ником, в мм/сек;

f -- площадь вихревой зоны радиального отстойника в м².

Величина u₀ устанавливается на основе технологического ана-лиза или же по эксплуатационным данным для аналогичных условий (обычно u₀ = 0,4 - 1,5 мм/сек).

Радиус вихревой зоны

r_в.з = r_р.у + 1 м

где r_р.у - радиус цилиндрического водораспределительного устройства, величина которого должна быть в пределах 2-4 м (большая величина относится к отстойникам производительностью более 5000 м³/ч) .

Принимаем

r_р._у = 2 м, тогда r_в.з = 3 м и f = рr_в.з = 9,42 м².

Следовательно:

F_р._o = 0,2(250 / 0,4) ^1.07 + 9,42 = 205,58 м²

Внутренний радиус отстойника

R_отс = F_р._o /р ? 9 м

откуда D = 18 м.

Применительно к типовому оборудованию, выпускаемому оте-чественной промышленностью (табл. 2), диаметр радиального от-стойника D принимаем равным 18 м.

Таблица 2. Основные данные по радиальным отстойникам

Внутренний диаметр отстойника D в м	Глубина отстойника hп в м	Продолжительность одного оборота скребковой фермы в мин	Число оборотов фермы за 1 ч	Мощность электро двигателя в квт
15	3	8	7,5	2,8
18	3,6	10	6	2,8
24	3,6	12	5	4,5
30	3,6	16	3,75	4,5
50	4,5	26	2,3	7
75	6	39	1,54	10
100	7	52	1,15	14

Принимаем глубину отстойника у периферии h_n = 2,5 м (рекомендуется h_п =1,5-2,5 м).

Дну отстойника придается уклон i = 0,04-0,05 от периферии к центру.

Тогда глубина отстойника в центральной части

h_ц = h_п + R_отс i = 2,5 + 90,05 = 2,95 м.

В типовых сооружениях уклон дна i принимают равным 0,08, откуда h_ц = 3,22 ? 3,6 м (см. табл. 2).

Скребковая ферма делает 1,5 оборота за 1 ч.

Распределительное устройство радиального отстойника разме-щается в центре и представляет собой цилиндрическую дырчатую перегородку. Нижняя кромка перегородки опущена ниже уровня воды в отстойнике на глубину, которая равна глубине отстойника у периферии. В данном случае эта величина составляет 2,5 м.

Боковая поверхность водораспределительного цилиндра

F_ц = р d h_ц = 3,142,53,6 = 28,5 м².

Суммарная площадь отверстий на боковой поверхности водо-распределительного цилиндра

?f₀ = q_сек / v₀ =0,07 / 1 = 0,07 м²

где v₀ = 1 м/сек - скорость воды в отверстиях цилиндра.

Необходимое количество отверстий диаметром d₀ = 40 мм и площадью fо = 0,00126 м² составляет

n₀ = ?f₀ / f₀ = 0,07 / 0,00126 = 56 шт.

Отверстия размещаем в 11 вертикальных рядах по окружности цилиндра с расстоянием между осями отверстий

е_верт = h_п / 11 = 2500 / 12 = 208 мм.

Расстояния между осями отверстий в горизонтальных рядах при длине окружности цилиндра l₀ = 3,146 = 11,304 м составят:

e_гор = l₀ / (n₀ / 11) = 11304 / (56 / 11) = 222 мм

Осветленная вода собирается периферийным кольцевым жело-бом, имеющим затопленные отверстия.

Необходимая площадь затопленных отверстий при скорости прохода через них воды v_3.0 =0,8 м/сек будет:

?f_3.0 = q_сек / v_3.0 =0,07/ 0,8 = 0,09 м²

Принимаем отверстия диаметром 40 мм и площадью f_з.о = 0,001256 м². Тогда потребное число затопленных отверстий в желобе

n _з.о = ?f_3.0 / f_з.о = 0,09/ 0,001256 = 72 шт.

При длине кольцевого желоба

l_ж = 2р R_отс = 23,149= 56,52 м

Расстояние между осями отверстий будет:

е =1_ж / n_3.0 = 56520 / 72= 785 мм.

5 Расчет доз реагентов для осветления и обесцвечивания воды

Для ускорения выпадения взвеси применяется коагулирование, осуществляемое путем добавки в обрабатываемую воду химических реагентов (коагулянтов), образующих хлопья, которые, оседая, увлекают за собой взвесь.

В качестве коагулянта обычно используется сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃, сернокислое железо Fe₂(SO₄)₃, хлорное железо FeCl₃, железный купорос FeSO₄•7H₂O.

Расчетные дозы реагентов следует устанавливать для различных периодов года в зависимости от качества исходной воды и корректировать в период наладки и эксплуатации сооружений. При этом надлежит учитывать допустимые их остаточные концентрации в обработанной воде, предусмотренные СанПиН и технологическими требованиями.

Дозу коагулянта Д_к, мг/л, в расчете на Al₂(SO₄)₃, Fe₂(SO₄)₃, FeCl₃ (по безводному веществу) допускается определять:

а) по мутности воды, используя таблицу 5.1

Таблица 5.1 - Дозы коагулянта

Мутность воды, мг/л	Доза безводного коагулянта для обработки мутных вод, мг/л
До 100	25 -35
100…200	30 - 40
200…400	35 - 45
400…600	45 - 50
600…800	50 - 60
800…1000	60 - 70
1000…1500	70 - 80

Так как исходная мутность воды равна 1100 мг/дм³, то доза безводного коагулянта для обработки воды будет составлять 72 мг/дм³.

б) по цветности воды, используя формулу:

(5.1)

где Ц - исходная цветность воды, град.

Д_к =

Принимаем наибольшую из доз коагулянта, определенных по таблице 5.1 и формуле 5.1:

Д_к = 55 мг/дм³.

При недостаточной щелочности воды необходимо искусственно подщелачивать воду гашеной известью Ca(OH)₂, едким натром NaOH или кальцинированной содой Na₂CO₃. Расчет дозы щелочного реагента проводят по формуле:

 (5.2)

где Д_щ - доза щелочного реагента, добавляемой для подщелачивания воды, мг/л;

К - количество щелочи, мг/л;

е - эквивалентный вес коагулянта (безводного), мг-экв/дм³, равный для

Al₂(SO₄)₃ - 57, Fe₂(SO₄)₃ - 67, FeCl₃ - 54;

Д_к - максимальная доза коагулянта, мг/л;

Щ - исходная щелочность воды, мг-экв/дм³.

Количество щелочи: СаО (известь) = 28 мг/л;

Эквивалентный вес коагулянта 57 мг экв/л.

Так как доза подщелачивающего реагента получилась меньше нуля, то подщелачивания воды не требуется.

Процесс осветления (коагулирования и осаждения взвеси) можно интенсифицировать при помощи флокулянтов. При добавлении флокулянтов происходит ускорение слипания агрегативно неустойчивых твердых частиц. Интенсифицирующее действие флокулянта вызвано адсорбцией его молекул на частицах взвеси и хлопьях коагулянта, что ведет к их быстрейшему укрупнению и ускоряет осаждение. В качестве флокулянтов могут применяться крахмал, сополимер винилацетата, активная кремникислота, полиакриламид (ПАА).

Дозу флокулянтов (в дополнение к дозам коагулянтов) следует принимать (полиакримид (ПАА) по безводному продукту) по таблице 5.2:

Таблица 5.2 - Дозы безводного ПАА

Мутность воды, мг/л	Цветность воды, град	Доза безводного ПАА, мг/л
До 10	Св. 50	1,0 - 1,5
10…100	30 - 100	0,3 - 0,6
100…500	20 - 60	0,2 - 0,5
500…1500	---	0,2 - 1

Исходная мутность составляет 1100 мг/дм³, поэтому доза флокулянта будет равна 0,8 мг/дм³.

6 Расчет смесителя

Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций. Смешение должно быть быстрым и осуществляться в течение 1-2 минут. Смесители должны включать устройства ввода реагентов, они должны обеспечивать последовательный с необходимым разрывом во времени ввод реагентов с учётом длительности пребывания воды в трубопроводах или каналах между устройствами ввода реагентов. Смесители подразделяют на гидравлические и механические. В отечественной практике применяют следующие типы гидравлических смесителей:

шайбовый. Ввод раствора реагента в напорный трубопровод достигается при помощи шайбового смесителя, т.е. вставки-диафрагмы, в которой создается пониженное давление. Смеситель этого типа пригоден к установке на водоочистных станциях практически любой производительности.

дырчатый выполняют в виде железобетонного или металлического лотка с дырчатыми перегородками. Дырчатый смеситель применяется на водоочистных станциях производительностью до 1000 м³/ ч.

перегородчатый представляет собой прямоугольный лоток, в котором последовательно установлено несколько перегородок с проемами, расположенными таким образом, что они обеспечивают непрерывное изменение направления струй воды и скорости движения. Смеситель данного типа может быть применен на водоочистных станциях производительностью не более 500 - 600 м³/ ч.

вертикальный (вихревой) основан на принципе турбулизации потока, создающейся в результате значительного изменения его живого сечения и соответствующего изменения скорости. Вертикальный смеситель может быть применен на водоочистных станциях как средней, так и большой производительности при условии, что на один смеситель будет приходиться расход воды не свыше 1200 - 1500 м³/ч.

Выбор типа смесителя обосновывается компоновкой водоочистной установки с учётом её производительности и метода обработки воды, а также конструктивными соображениями.

Смесительные устройства должны включать устройства ввода реагентов, обеспечивающие быстрое равномерное распределение реагентов в трубопроводе или канале подачи воды на сооружения водоподготовки, и смесители, обеспечивающие последующее интенсивное смешение реагентов с обрабатываемой водой.

Число смесителей (секций) надлежит принимать не менее двух с возможностью отключения их в периоды интенсивного хлопьеобразования. Резервные смесители (секции) принимать не следует, но необходимо предусматривать обводной трубопровод в обход смесителей с размещением в нем резервных устройств ввода реагентов [5].

На основании СниП 2.04.02 - 84 принимаю перегородчатый смеситель (рисунок 6.1)



Рисунок6.1 - Перегородчатый смеситель

Смеситель состоит из лотка с тремя поперечными вертикальными перегородками. Сечение лотка при допустимой скорости движения воды х_л=0,6 м/сек:

F_л=q_сек/ х_л=0,07/0,6=0,12 м²

Принимаем высоту слоя воды в конце смесителя после перегородок Н=0,5м (минимально допустимые величины

Н=0,4 ч0,5м).

Тогда ширина лотка:

b_л= F_л/Н=0,12/0,5=0,24м

Потеря напора в каждом сужении перегородчатого смесителя при скорости движения в них воды х_с=1 м/сек составит:

Hс= х_с²/м²2g=1²/0,62²*2*9,81=0,13 м

При наличии трех перегородок общая потеря напора в сужениях составит

? Hс=0,39м.

Размеры суженных проходов для воды:

А) в центральной перегородке, где имеется два боковых сужения,

F_с.ц.=0,5q/ х_с=0,5*0,07/1=0,035 м²

Высота слоя воды ниже центральной (второй) перегородки

H₂=0,5+0,13=0,63 м

Глубина затопления проходов от уровня воды до верха должна быть не меньше0,1 ч0,15м, тогда высота в свету каждого из двух боковых проходов в центральной перегородке составит:

Нп=0,63-0,15=0,5м

Следовательно, необходимая ширина каждого суженного бокового прохода

Bп= F_с.ц./ Нп=0,035/0,5=7 см

В первой и третей перегородках устраивается по одному центральному суженному прходу. Площадь одного прохода

F_1,3=q/ х_с=0,07/1=0,07м²

Высота слоя воды ниже третей перегородки Н₃=0,5м, глубина затопления принята 0,13м. высота в свету суженного прохода:

Нп=0,5-0,13=0,37м

Следовательно ширина центрального прохода в третьей перегородке

B₃= F_3./ Нп=0,07/0,37=0,2 м=20 см

Высота слоя ниже первой перегородки

Н1=0,5+2*0,13=0,76 м

Глубина затопления принята0,16 м. Высота в свету сужения прохода

Нп=0,76-0,16=0,6м

Ширина прохода в первой перегородке

B₁=0,15/0,6=25 см

Расстояние между перегородками по длине смесителя принимают

L=2 B_c=0.75*2=1.5м, где Вс- ширина смесителя.

7 Расчет камеры хлопьеобразования

Камеры хлопьеобразования служат для перемешивания воды и обеспечения более полной агломерации мелких хлопьев коагулянта в крупные хлопья.

Установка камеры хлопьеобразования необходима перед горизонтальными и вертикальными отстойниками. В тех случаях, когда вместо отстойников применяются осветлители с взвешенным слоем осадка, устройство камер хлопьеобразования излишне, так как процесс образования хлопьев протекает в самом осветлителе, непосредственно в слое взвешенного осадка.

Так как мы приняли за основное сооружение осветлитель со взвешенным слоем осадка - скорый фильтр, то нет необходимости устанавливать камере хлопьеобразования, потому,что процесс образования хлопьев протекает в самом осветлителе, непосредственно в слое взвешенного осадка.

8.Расчет основных сооружений технологической схемы

Эффект осветления воды, достигаемый на вертикальных отстойниках, может быть повышен, если воду, подаваемую в отстойник пропускать через выпавший ранее осадок, используя его как взвешенный фильтр. Это явление обнаружил и исследовал в 1930-1931 г.г проф. С.Х. Азерьев.

В 1936 г. Е.И. Тетеркин на базе дальнейших опытов впервые разработал конструкцию осветлителя со взвешенным осадком и метод его расчета.

Предложенные в последующие годы различные конструктивные решения (ВНИИ ВОДГЕО, ВНИИГС, ЦНИИ МПС и др.) показали что осветлители обеспечивают более высокие результаты обработки воды, чем вертикальные отстойники. К тому же осветлители меньше по объёму, требуют меньшего расхода коагулянта, но сложнее в строительстве и эксплуатации.

Осветлители целесообразны к применению при производительности очистных сооружений от 3 до 50 тыс.м³/сут и при мутности исходной воды болеет 150 мг/л, а так же при любой цветности воды.

Рисунок 8. - Осветлитель конструкции ВНИИ ВОДГЕО с вертикальным осадкоуплотнителем и распределение воды опускными трубами.

Действие осветлителя (рис.8) происходит следующим образом. Вода из смесителя поступает по горизонтальной трубе 1 в воздухоотделитель 2. где она освобождается от пузырьков.

Воздухоотделитель находится в центральной части осветлителя, низ воздухоотделителя должен быть расположен на 0,5 м ниже уровня воды в осветлителе. Далее вода поступает в распределительную коробку, откуда по четырем опускным наклонным трубкам подводится к желобчатому днищу. Далее вода проходит через 2-2,5 м слой взвешенного осадка с восходящей скоростью х=0,5-1,2 мм/сек в зависимости от содержания взвеси и времени года. Над слоем взвешенного осадка находится зона осветления слоем 1,5-2м.

Осветленная вода поднимается к кольцевому сборному желобу и отводится к фильтрам по трубе 5. частицы взвеси при прохождении через слой взвешенного осадка задерживаются в нем, увеличивая его объем, а следовательно и, высоту слоя, осуществляется непрерывный отвод дырчатым трубопроводом 3 в осадкоуплотнитель 6 через осадкоприемные окна 9.

Контактные осветлители применяют в одноступенчатых установках для очистки цветных и маломутных вод при содержании в них взвеси на более 120 мг/дм³, включая образовавшуюся в результате коагуляции.

Расчет входной камеры контактного осветлителя

Устройство входной камеры необходимо для того, чтобы исключить попадание в распределительную систему и зернистую загрузку контактного осветлителя, водорослей и крупной взвеси.

Объем входной камеры определяется по формуле:

W_вх.к = Q_сут·t / (24·60) = 6000?· 2/ (24?· 60) = 8.33 м³,

где t - продолжительность пребывания во входной камере, равная 2 минутам.

Принимая 3 входных камеры с глубиной h = 3,5 метра, тогда площадь одной камеры контактного осветлителя равна:

F_вх.к = W_вх.к / h = 8.33 / 3,5 = 2.38 м².

Принимаем площадь одной камеры 2.5 м², размером в плане 1.58 1.58 м (т.е. со стороной в плане b = 1.58 м). В камерах устанавливаются вертикальные сетки с отверстиями 2 - 4 мм. Рабочая площадь сеток рассчитывается по формуле:

F_с = Q_час / 3600·v_с = 250 / 3600 · 0,25 = 0,28 м²,

где v_с - скорость прохода воды через сетки, м/с (рекомендуется 0,2 - 0,3 м/с; принимается v_с = 0,25 м/с).

Входная камера оборудуется устройствами для промывки сеток, спускной и переливной трубами. Нижняя часть камеры имеет наклонные стенки под углом 50⁰ к горизонту. Высота конической части камеры:

h_кон =

Полная высота камеры:

H = h + h_кон= 3,5 + 1 = 4,5 м.

Определение площади контактного осветлителя

Необходимая площадь контактных осветлителей определяется по формуле:

F_к.о = Q_сут / (T·v_р.н - 3,6·n w t₁ - n t₂ v_р.н - n t₃ v_р.н),

Где Т - продолжительность работы станции в течение суток, ч;

v_p.н - расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации, м/ч (принимается согласно таблице 8.1);

n - количество промывок за сутки, равное n = 3;

w - интенсивность промывки осветлителя, принимаемая 15 - 18 дм³/с м² (таблица 8.2);

t₁ - продолжительность промывки, принимаемая 7 - 8 мин или 0,117 - 0,133ч (таблица 8.2);

t₂ - время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,33 ч;

t₃ - продолжительность сброса первого фильтрата, равное 10 мин или 0,17ч (таблица 8.2).

Таблица 8.1 - Расчетная скорость восходящего потока воды

Количество осветлителей	4	4	5	6 и более
Расчетная скорость восходящего потока, м/ч	4,0	4,5	4,8	5,0

Таблица 8.2 - Интенсивность и продолжительность промывки контактного осветлителя

Показатель	Единица измерения	Количество
продолжительность промывки	мин	7 - 8
интенсивность подачи воды	дм3/(с м2)	15 - 18
продолжительность сброса первого фильтрата при промывке водой: - очищенной - неочищенной	мин	10 - 12
		12 - 15

Принимая Т = 24 ч; v_р.н. = 4,8 м/ч (при количестве контактных осветлителей пять);

w = 15 дм³/(с м²); n = 3; t₁ = 8 мин (0,133 ч); t₂ = 20 мин (0,33 ч); t₃ = 10

мин (0,17 ч), рассчитаем общую площадь контактных осветлителей:

Количество контактных осветлителей на станции

Площадь одного контактного осветлителя f_к.о определим по формуле:

f_к.о. = F_к.о. / N_к.о. = 69,4 / 5 = 13,88 м².

Примем длину осветлителя L = 3 м, тогда размеры осветлителя в плане: 3 м 4,6 м.

Скорость восходящего потока воды при форсированном режиме эксплуатации, принимая количество осветлителей находящихся в ремонте N₁ = 1, cоставит:

v_р.ф. = v_р.н. · N_к.о. / (N_к.о. - N₁) = 4,8 · 5 / (5 - 1) = 6 м/с.

Так как площадь одного контактного осветлителя менее 40 м² (и соответственно скорость в форсированном режиме не превышает предельную 6 м/с), то необходимость проектирования осветлителя с центральным сборным каналом, разделяющим его на два отделения, отсутствует.

Расчет трубчатой распределительной системы

Расход промывной воды q_пр, приходящейся на один контактный осветлитель:

q_пр = f_к.о. · w = 13,88 · 15 = 208,2 дм³/с = 0,208 м³/с,

где w - интенсивность промывки, дм³/ (см²) (принимается w = 15 согласно таблице 8.3).

Таблица 8.3 - Интенсивность и продолжительность промывки скорых фильтров

Фильтры и их загрузка	Интенсивность промывки, дм3/ (см2)	Продолжительность промывки, мин	Величина относительного расширения загрузки, %
скорые с однослойной загрузкой диаметром d, мм:		6 - 5
0,7 - 0,8	12 - 14		45
0,8 - 1,0	14 - 16		30
1,0 - 1,2	16 - 18		25
скорые с двухслойной загрузкой	14 - 16	7 - 6	50

Принимая скорость движения воды при промывке не более 0,8 - 1,2 м/с, находим диаметр коллектора d_кол , отвечающий скорости движения воды v_кол = 0,97 м/c:



Наружный диаметр стальной трубы по СНиП 2.04.02 - 84 равен D = 500 мм. Длина одного ответвления осветлителя:

l_отв = L - D = 3 - 0,5= 2,5 м.

Шаг ответвлений должен быть е = 0,25 - 0,35 м (принимаем e = 0,25 м), поэтому количество ответвлений контактного осветлителя будет равно:

m = L /е = 3 / 0,25 = 12 штук.

Расход промывной воды, приходящийся на одно ответвление:

q_отв = q_пр /m = 0,208 / 12 = 0,01733 м³/с = 17,33 дм³/с.

Диаметр отверстий в ответвлениях распределительной системы d_о рекомендуется принимать 10 - 12 мм (принимаем d_о = 0,01 м, тогда площадь отверстия f_о=), а отношение б площади всех отверстий распределительной системы к площади осветлителя принимается равным 0,2 %. Количество отверстий на каждом ответвлении:

n=б·f_к.о./ (m·f_о) = 0,002 · 13,88 / (12 · 0,0000785) = 30 штук.

Расстояния между осями отверстий при размещении их в один ряд: е_о = 3/30 100мм.

9. Расчет скорого фильтра

Фильтры, работающие по принципу скорого фильтрования, широко применяются при очистке воды. В практике работы очистных станций скорость фильтрования для этих фильтров чаще всего принимается от 5,5 - 15 м/ч в зависимости от типа фильтров и крупности загрузки. Скорые фильтры (рис. 9.1) используют для осветления мутных и цветных вод после коагулирования (и отстаивания), при реагентном умягчении, обезжелезивании и некоторых других случаях.

Вода, поступающая для окончательного осветления на фильтры, после выхода из отстойников должна содержать не более 8 - 12 мг/дм³ взвешенных веществ.

После фильтрования мутность воды, предназначенной для питьевых целей, не должна превышать 1,5 мг/л, цветность - 20⁰ (СанПиН 2.1.4.1074 - 01). Фильтры и их коммуникации должны быть рассчитаны на работу при нормальном и форсированном (часть фильтров находится в ремонте) режимах.

Для загрузки фильтров надлежит использовать кварцевый песок, дроблёные антрацит и керамзит, а также другие материалы. Все фильтрующие материалы должны обеспечивать технологический процесс и обладать требуемой химической стойкостью и механической прочностью.

Суммарная площадь скорых фильтров будет:

F_ф = Q_сут / (T х_p.н - 3,6 n щ t₁ - n t₂ х_p.н ), (9.1)

где Т - продолжительность работы станции в течение суток, 24ч;

х_p.н - расчётная скорость фильтрования при нормальном режиме эксплуатации, равная 6 м/ч (по табл. 21 СНиП [4]);

n - количество промывок за сутки, равное 2;

щ - интенсивность промывки фильтра, равная 12 л/с м² (табл. 10);

t₁ - продолжительность промывки, равная 0,1ч (6 мин.) (табл.10);

t₂ - время простоя фильтра в связи с промывкой, 0,33 ч.

F_Ф = Q_сут / (T х_p.н - 3,6 n щ t₁ - n t₂ х_p.н ) = 6000/(24•6 - 3,6•2•12•0,1 - 2•0,33•6) ? 46 м²

Количество фильтров должно быть:

(9.2)

N_Ф = 0,5• ? 4

Площадь одного фильтра по формуле:

f_ф = F_ф / N_ф = 46/4 ? 11,5 м².

Размер одного фильтра в плане 3,4 3,4 м.

Скорость фильтрования при форсированном режиме составит:

х_р.ф = х_p.н N_ф / (N_ф - N₁), (9.3)

где N₁ - количество фильтров, находящихся в ремонте (согласно СНиП [4] на станциях с количеством фильтров до 20 следует предусматривать выключение на ремонт одного фильтра).

х_рф = х_p.н N_ф / (N_ф - N₁) = 6•4/(4 - 1) = 8 м/ч < 10 м/ч.

Скорости фильтрования должны отвечать требованиям таблицы 9.1. Подбор состава загрузки фильтра проводится по данным таблиц 9.1 и 9.2.

Таблица 9.1 - Эквивалентные диаметры и коэффициент неоднородности для скорых фильтров

Тип фильтров	Эквивалентный диаметр зерен dэ, мм	Коэффициент неоднородности К	Скорость фильтрования, м/ч при режимах
			нормальном	форсированном
Скорые безнапорные с кварцевой загрузкой	0,7 - 0,8 0,9 - 1 1,1 - 1,2	2 - 2,2 1,8 - 2 1,5 - 1,7	6 8 10	7,5 10 12
Скорые с двухслойной загрузкой: антрацит (верхний слой) песок (нижний слой)	1,1 0,8	2 2	10 10	12 12
Скорые двухпоточные	0,9	2 - 2,2	12	15

Таблица 9.2 - Поддерживающие слои загрузки скорых фильтров

Крупность зерен, мм	Высота слоя, мм
2 - 4 4 - 8 8 - 16 16 - 32	50 - 100 100 - 150 100 - 150 Верхняя граница слоя на 100 мм выше отверстий труб распределительной системы. Расстояние от низа труб до дна фильтра должно быть 80 - 100 мм

Подбор состава загрузки фильтра. Загрузка фильтра принята согласно данным табл. 9.1. Высота фильтрующего слоя h_ф = 700 мм с минимальным диаметром зерен 0,5 мм и максимальным 1,25 мм. Эквивалентный диаметр зерен d_э = 0,9 мм, коэффициент неоднородности К = 2.

Поддерживающие слои имеют общую высоту 500 мм и крупность зерен 2 - 32 мм (см. табл. 9.2).

Важной деталью скорых фильтров является распределительная (дренажная) система (табл. 9.3) [4]. Дренаж обеспечивает равномерный по всей площади фильтра отвод фильтруемой воды, предотвращает унос зерен фильтруемого материала и обеспечивает равномерное распределение по всей площади фильтра промывной воды.

Таблица 9.3 - Распределительные (дренажные) системы скорых фильтров

Тип распределительной системы	Распределительная система (дренаж)	Конструкция распределительной системы фильтра
Большого сопротивления	Трубчатая с поддерживающими слоями гравия	Коллектор с трубчатыми ответвлениями, имеющими отверстия на нижней полуокружности трубы под углом 450 к вертикали
Большого сопротивления	Колпачковая	Дренажные фарфоровые колпачки ВТИ-5, укрепленные на штуцерах распределительных труб
Большого сопротивления, с горизонтальной компенсацией	Трубчато-брусчатая с поддерживающими слоями гравия	Дырчатые трубы, размещенные в поддоне фильтра, над которым находится верхняя решетчатая система из железобетонных брусков с прозорами 12-25 мм между ними в свету
Малого сопротивления	Брусчатая с поддерживающими слоями гравия	Колосниковая решетка из железобетонных брусков без распределительных труб

Расчет распределительной системы фильтра. В проектируемом фильтре распределительная система служит как для равномерного распределения промывной воды по площади фильтра, так и для сбора профильтрованной воды.

Количество промывной воды, необходимое для одного фильтра определяется по формуле:

q_пр = f_ф щ, (9.4)

где щ - интенсивность промывки, дм³/(с•м²). Интенсивность промывки принимаем щ = 12 дм³/(см²) (табл. 9.4).

q_пр = f_ф щ = 11,5•12 = 138 дм³/с

Таблица 9.4 - Интенсивность и продолжительность промывки скорых фильтров

Фильтры и их загрузка	Интенсивность промывки, дм3/ (с м2)	Продолжительность промывки, мин	Величина относительного расширения загрузки, %
Скорые с однослойной загрузкой диаметром D, мм:
0,7 - 0,8	12 -14		45
0,8 - 1	14 -16	6 - 5	30
1 - 1,2	16 -18		25
Скорые с двухслойной загрузкой	14 -16	7 - 6	50

Диаметр коллектора распределительной системы определяют по скорости входа промывной воды d_кол = 700 мм, что при расходе 138 дм³/с соответствует скорости х_кол = 1,18 м/c, согласно формуле: х = 4 q_пр / d². (9.5)

В начале коллектора рекомендуется х_кол = 0,8 - 1,2 м/c.

Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление распределительной системы при расстояниях между ними m = 0,27 м (рекомендуется m = 0,25 - 0,35 м) и наружном диаметре коллектора D_кол = 730 мм по формуле:

(9.6)

где l_ф - длина фильтра, м;

D_кол - диаметр коллектора, м;

m - расстояния между ответвлениями распределительной системы, м.

Расход промывной воды, поступающей через одно ответвление определяем по формуле:

q_отв = f_отв щ,

q_отв = f_отв щ = 0,36•12 4,3 дм³/с.

Диаметр труб ответвлений принимаем d_отв = 80 мм (согласно ГОСТ 3262 - 75), тогда скорость входа воды в ответвления будет по формуле (9.5) х = 1,8 м/с (что не превышает рекомендуемой скорости 1,6 - 2 м/с)

В нижней части ответвлений под углом 60^о к вертикали предусматриваются отверстия диаметром 10 - 14 мм.

Отношение площади всех отверстий в ответвлениях распределения системы f_о к площади фильтра F_ф принимается равным 0,25 - 0,5 %.

При площади одного фильтра F_ф = 11,5 м² суммарная площадь отверстий составит f_о = (0,25 11,5)/100 = 0,029 м², или 290 см².

При диаметре отверстий _о = 14 мм площадь отверстия:

f_о = р?d⁴/4 = 3,14•14²/4 = 1,54 см²

Следовательно, общее количество отверстий в распределительной системе каждого фильтра: n_о = f_о/f_о = 290/1,54 ? 189шт.

Общее количество ответвлений на каждом фильтре:

n_отв = 2b_ф/m,

где b_ф - ширина фильтра, м.

При расстоянии между осями ответвлений 0,27 м общее количество ответвлений на каждом фильтре составит: n_отв = 2b_ф/m = 2•(3,4/0,27) = 26

Количество отверстий, приходящееся на каждое ответвление: n_отв = n_о/n_отв = 189/26 8 шт.

При длине каждого ответвления , шаг оси отверстий на ответвлений будет е_о = l_отв/12 = 2,7/12 = 0,228 м, или 228 мм (рекомендуется е_о =200 - 250 мм).

Отверстия располагают в два ряда в шахматном порядке под углом 45^о к низу от вертикали.

Для удаления воздуха из трубопровода, подающего воду на промывку фильтра, в повышенных местах распределительной системы предусматривают установку стояков-воздушников диаметром 75 - 150 мм с автоматическим устройством для выпуска воздуха. На коллекторе фильтра также устанавливают стояки-воздушники.

Рис. 9.1. Схема скорого фильтра с кварцевой загрузкой

1 - дренажный коллектор (распределительный коллектор промывной воды); 2 - желоба; 3 - ответвления дренажной (распределительной) системы

10 Расчет установки для обезжелезивания воды

В природных водах может присутствовать двухвалентное (закисное) или трехвалентное (окисное) железо. Наиболее часто в подземных источников железо встречается в виде бикарбоната закиси железа Fе(НСО₃)₂, т. е. двууглекислого железа. В воде поверхностных источников железо содержится обычно в форме органических соединений, преимущественно коллоидных, например гуминовокислое железо.

Обезжелезивание воды для хозяйственно-питьевых нужд производят при содержании в исходной воде железа в количестве более 0,3 мг/л, при этом специальные установки предусматриваются только в тех случаях, когда железо не может быть удалено попутно при обработке воды на других очистных сооружениях.

При аэрации из воды удаляется углекислота, что ускоряет процесс окисления двухвалентного железа в трехвалентное и последующий гидролиз с образованием гидрата окиси железа. Для осуществления аэрации применяют: а) вентиляторные градирни (дегазаторы); б) контактные градирни с естественной вентиляцией, если производительность обезжелезивающих установок не более 50--75 м³/ч.

Схема установки для обезжелезивания воды аэрацией приведена на рис. 10.1. Вода направляется на вентиляторную градирню 1, загруженную насадкой из колец Рашига. Вентилятор 2 подает воздух во встречном направлении по отношению к потоку воды. При этом происходит выделение свободной углекислоты, и вода насыщается кислородом. После пропуска через градирню вода стекает в контактный резервуар 3. Отсюда насосом 4 вода подается в напорный (или открытый) фильтр 5, где заканчивается образование хлопьев гидроокиси и их задержание в слое кварцевой загрузки.



Рис. 10.1 . Схема установки для обезжелезивания воды аэрацией

Рассчитываем обезжелезивающую установку при исходной производительности Q_сут = 6000 м³/сут, или q_ч = 250 м³/ч. Содержание в исходной воде двууглекислого железа составляет 8 мг/дм³.

Для выделения свободной углекислоты применяем аэрацию воды на вентиляторной градирне.

Необходимая площадь вентиляторной градирни:

F_гр = q_час /Ф, (10.1)

где Ф -- удельный расход воды на 1 м² площади вентиляторной градирни, принимамый при насадке из колец Рашига 60 м³/ч и при деревянной хордовой насадке 40 м³/ч.

Тогда по формуле (10.1):

F_гр = 250 / 60 = 4,2 м²

Высота слоя насадки из колец Рашига при щелочности исходной воды 1,2 мг-экв/л принимается h_кр = 1,5 м.

Производительность вентиляторов градирни определим по формуле:

Q_вент = q_час• Q_о, (10.2)

где Q_о -- необходимая производительность вентилятора на 1 м³ пропускаемой воды, обычно принимается равной 10 м³.

Тогда производительность будет равна:

Q_вент = 250 • 10 =2500 м³/ч.

Напор, развиваемый вентилятором, рассчитается по формуле:

h_вент = h_кр • 30 = 1,5 • 30 = 45 мм вод. ст.

Емкость контактного резервуара:

, (10.3)

где t ? время пребывания воды в контактном резервуаре, t = 30 ч 40 мин (принимаем t равным 30 мин).

Рассчитаем по формуле (10.3) емкость резервуара:

Размер (в плане) контактного резервуара объемом 125 м³ при глубине слоя воды, равной 4 м, будет: 11,18 Ч 11,18 м.

В качестве осветлительного фильтра принимаем скорый напорный вертикальный фильтр с загрузкой из кварцевого песка диаметром зерен d = 0,5 - 1,2 мм и высотой фильтрующего слоя h_ф = 1200 мм.

При скорости фильтрования 6 м/ч необходимая площадь фильтров: ?f =250/6= 41,7 м².

Принимаем 5 рабочих фильтра и один резервный серийного изготовления диаметром D = 3,4 м и площадью каждый 9,07 м². Общая рабочая площадь фильтров 5 • 9,07 = 45,3 м².

При применении напорных фильтров следует предусматривать ввод воздуха в подающий трубопровод в количестве 2 л на 1 г двухвалентного железа.

11 Расчет установки для обесфторивания воды

Очистка от фтора (более 1,5 мг/л) фильтрованием воды через сорбент возможна при содержании в воде взвешенных веществ не более 8 мг/л и при общем солесодержании не выше 1000 мг/л.

При фильтровании воды через сорбент содержание фтора снижается вначале до 0,1 - 0,3 мг/л, а затем постепенно снова повышается вследствие истощения поглощающей способности сорбента. При увеличении концентрации фтора до 1 - 1,5 мг/л фильтр надо выключать для регенерации. Поглощающую способность сорбента восстанавливают раствором сернокислого алюминия. По окончании регенерации сорбент отмывают водой. При фильтровании через сорбент воды, содержащей фтор, происходит ионный обмен, в результате которого повышается концентрация ионов SO₄ в очищенной воде.

Поэтому, как указано в ГОСТ 2761 - 57, содержание сульфатов в питьевой воде не должно бать более 500 мг/л. исследования последнего времени показали, что это содержание не должно превышать 300 - 400 мг/л.

Устройства для очистки от фтора включают следующие сооружения и оборудования:

1. фильтры типа Н-катионитовых, но загруженные сорбентом, с дренажем из щелевых фарфоровых колпачков;

2. резервуар для воды, взрыхляющей загрузку фильтров;

3. баки для приготовления раствора сернокислого алюминия с концентрацией 8 -10%;

4. эжекторы для разбавления 8 - 10%-ного раствора до концентрации 1 - 1,5%; и подачи этого регенерационного раствора на фильтры;

5. воздуходувки для перемешивания раствора сернокислого алюминия в баках;

6. контрольно-измерительные приборы.

Площадь одного напорного фильтра с загрузкой сорбентом

, (11.1)