Методические рекомендации по обеспечению выполнения требований санитарных правил и норм санпин 1 559-96 (стр. 10 из 20)
- Впредь до проведения таких изысканий могут быть даны лишь следующие ориентировочные параметры метода озонирования и сорбции.
• Расчетные дозы озона изменяются в диапазоне от 1—1,5 до 20 мг/л. Меньшие дозы озона относятся к первичному озонированию и они характерны для зимнего периода. Средние значения доз озона (3—5 мг/л) относятся к периодам паводков и к летнему периоду. Большая доза озона относится к очистке высокоцветных вод.
• Удельный расход электроэнергии озонаторной станции при нормальном режиме не более 23 кВт/ч на 1 кг озона.
• Концентрация озона в озоновоздушной смеси изменяется от 15 до 22 мг/л в зависимости от требуемой эффективности и глубины очистки, а также уровня загрязнений водоисточника.
• Контактные камеры состоят из 3 реакционных отделений и воздухоотделителя. В камерах осуществляется смешение озоновоздушной смеси с обрабатываемой водой; смешение производится по принципу барботирования в противотоке. Для создания противоточного движения камеры разделены между собой струенаправляющими перегородками, обеспечивающими движение воды в направлении сверху—вниз.
• Для расчета контактных камер возможны следующие параметры:
- продолжительность контакта воды с озоном — 5—15 мин, считая суммарное время пребывания воды в 3 отделениях;
- продолжительность пребывания воды в воздухоотделителе — 2—30 мин в зависимости от места расположения контактной камеры;
- высота слоя воды в камере — не менее 4,5 м.
• В качестве диспергаторов озоновоздушной смеси целесообразно использовать мелкопузырчатые аэраторы.
• Для расчета угольных фильтров рекомендуется следующий диапазон величин:
- скорость фильтрации — 5—15 м/ч;
- высота слоя активного угля — 1—2,5м;
- время контакта обрабатываемой воды с углем —6—15 мин;
- интенсивность промывки — 10 л/(с×м2) (для углей АГМ и АГОВ) и 14 -15 л/(с×м2) (для углей марок АГ-3 и ДАУ);
- промывку угольной загрузки производить не реже одного раза в 2—3 суток. Продолжительность промывки —7—10 мин.
- Как известно из зарубежной практики и результатов исследований НИИ КВОВ, в процессе окислительно-сорбционной очистки совместного применения озона и активных углей) имеет место сопутствующий процесс биологической очистки воды на активных углях, что приводит к повышению эффективности метода, а также существенному увеличению межреактивационного срока работы угольной загрузки.
4.2. Обработка и утилизация осадков водоочистных станций
Подготовка воды из природных источников в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения обычно связана с применением реагентов (в основном солей алюминия) и образованием значительных количеств осадков.
Наиболее распространенными в отечественной практике приемами обработки осадков являются их естественная сушка на специальных площадках, сброс в искусственные накопители или водоисточники. Материальный и социальный ущерб, наносимый народному хозяйству России за счет отчуждения значительных площадей, создания антисанитарных условий вблизи городов, ухудшения качества исходной воды, огромен и не поддается точной оценке.
В связи с вышеизложенным необходим переход на интенсивные методы обработки осадков в целях уменьшения их объемов, предотвращения загрязнения окружающей среды, получения вторичных продуктов, пригодных для утилизации. Обработка осадков природных вод связана со значительными техническими трудностями и материальными затратами, которые обусловлены весьма низкой водоотдающей способностью, а также широким диапазоном колебаний исходных свойств осадков,, что связано с качеством воды в водоисточнике и технологией ее очистки.
4.2.1. Состав, свойства и количество образующихся осадков
Осадки, образующиеся в процессе водоподготовки, разнообразны по составу и свойствам и зависят от качества воды в водоисточнике: осадки маломутных цветных вод (Ц/М — более 10 град × л/мг), осадки вод средней цветности и мутности (Ц/М 5—10 град × л/мг), осадки вод повышенной мутности (Ц/М < 5 град × л/мг).
• Основными компонентами осадков являются продукты гидролиза коагулянта и загрязнения, содержащиеся в исходной воде минерального и органического происхождения.
Осадки, образующиеся при очистке маломутных цветных вод, характеризуются более высокой влажностью, более высоким содержанием органики и гидроксида алюминия и низкими водоотдающими свойствами, чем осадки вод повышенной мутности.
• Водоотдаюшую способность (фильтруемость) осадка принято характеризовать удельным сопротивлением фильтрации, оказываемым единицей массы твердой фазы, равномерно отлагающейся на единице площади фильтра при фильтрации осадка, вязкость жидкой фазы которого равна единице, и коэффициентом сжимаемости.
Осадки цветных вод пониженной мутности имеют высокое удельное сопротивление фильтрации (r = 500¸1200)×10-10 см/г) и высокий коэффициент сжимаемости (s = 0,85¸0,96).
Для улучшения фильтрационных характеристик осадков требуется их предварительная подготовка.
4.2.2. Способы обработки осадков
Отечественная практика промышленной обработки осадков природных вод находится в стадии освоения технологических процессов, поэтому в настоящее время готовых типовых решений не существует. Выбор оптимальной технологии должен основываться на экспериментальных исследованиях с реальным осадком и с учетом существующей технологической схемы обработки воды и образования осадка, а также других факторов.
Можно выделить несколько основных способов обработки осадков:
- механическое обезвоживание осадков с реагентами на камерных и ленточных фильтрах-прессах, центрифугах и других аппаратах;
- обработка осадка природных вод совместно с осадками сточных вод на станциях очистки сточных вод;
- обработка осадка с одновременной регенерацией коагулянта;
- естественное замораживание и оттаивание осадка на площадках замораживания в соответствии с климатическими условиями и др.
Наиболее широко применяемым способом обработки осадков за рубежом и отработанным в опытно-промышленных условиях на некоторых российских станциях является их механическое обезвоживание с предварительным кондиционированием различными реагентами: известью, флокулянтами анионного, неионогенного и катионного типов; коагулянтами.
Исследования показали, что известь при введении в осадок выполняет двойную функцию: как химический реагент, частично растворяющий гелеобразный гидроксид алюминия, и как присадочный материал, снижающий величину показателя сжимаемости. Эта совокупность действий приводит к улучшению фильтрационных свойств осадка, и, кроме того, известь оказывает обеззараживающее действие.
4.2.2.1. Механическое обезвоживание осадков
Механическое обезвоживание осадков природных вод на станциях водоподготовки может осуществляться на камерных и ленточных фильтрах-прессах. Принципиальная технологическая схема обработки осадков на камерных фильтрах-прессах приводится на рис. 10 и включает в себя следующие операции:
- усреднение и уплотнение осадков;
- приготовление растворов известкового молока и флокулянта;
- дозированное введение химических реагентов в осадок;
- дозированная подача кондиционированного осадка в аппараты механического обезвоживания;
- механическое обезвоживание;
- выгрузка и транспортирование обезвоженного осадка.
В зависимости от технологических схем очистки воды усреднению и уплотнению подвергаются осадки из отстойников и осадки, образующиеся при усреднении и отстаивании промывных вод фильтров и контактных осветителей.
Уплотнение осадков является необходимым приемом, так как исходный осадок, особенно маломутных цветных вод, имеет высокую влажность (99 % и выше). В процессе гравитационного уплотнения влажность осадков снижается до 92—98 % в зависимости от их исходного качества. Для интенсификации уплотнения возможны медленное перемешивание и обработка флокулянтами.
Для кондиционирования осадков наиболее целесообразно использовать сочетание извести с флокулянтами, преимущественно анионного типа. Известь используется в виде 10%-го известкового молока; флокулянт в виде (0,1¸0,2)%-го рабочего раствора, приготовление которого осуществляется в специальных установках или баках с диспергаторами и мешалками. Первоначально в осадок вводится известь (в количестве 20—80 % от массы сухого вещества), а затем раствор флокулянта (до 2 кт/т), который целесообразно дозировать винтовым насосом-дозатором.
• Камерные фильтры-прессы (см. рис. 10) типа ФПАКМ и некоторые конструкции зарубежных фирм являются наиболее распространенными аппаратами.
Режим их работы включает следующие операции: подачу кондиционированного осадка под давлением в фильтр-пресс; фильтрование под давлением; отжим; выгрузку кека и регенерацию ткани.
Влажность обезвоженного осадка после обработки составляет 60—75 %. Для предварительных расчетов, связанных с использованием фильтров-прессов типа ФПАКМ, для обезвоживания осадков природных вод различного качества могут быть рекомендованы исходные данные, приведенные в таблице.
| Отношение Ц/М исходной воды, град × л/м | Доза извести (в пересчете на СаО от массы сухого вещества), % | Давление, МПа | Продолжи-тельность фильтровального цикла, с | Влажность обезвожен-ного осадка, % | Производи-тельность, кг/(м2×ч) | |
| фильтрации | отжима | |||||
| Более 10 | 60-80 | 0,45 | 1,08 | 1500 | 75 | 6,2-7,9 |
| 5-10 | 40-60 | 0,57 | 1,14 | 1000 | 65 | 7,9-10,1 |
| Менее 5 | 20-40 | 0,68 | 1,26 | 900 | 60 | 10,1-10,9 |
