Методи очищення води

року міністерство освіти Російської Федерации.

Камський державний політехнічний институт.

Реферат.

з дисципліни «інженерні сети».

на тему:

МЕТОДИ ОЧИЩЕННЯ ВОДЫ.

Виконав: студент грн. 3305-У.

Акатьев И.В.

Перевірив: преподаватель.

Безбородова И.Н.

Набережні Човни, 2003 г.

Проблема очищення води охоплює питання фізичних, хімічних і біологічних її змін — у процесі обробки із єдиною метою зробити його придатної для пиття, т. е. очищення поліпшення її природних свойств.

Основними методами очищення води для господарсько-питного водопостачання є очищення, знебарвлення і обеззараживание.

Очищення води шляхом осадження зважених речовин. Цю функцію виконують осветлители, відстійники і фільтри. У осветлителях і відстійниках вода з уповільненій швидкістю, унаслідок чого відбувається випадання в осад зважених частинок. З метою осадження дрібних колоїдних частинок, які можуть перебувати в підвішеному стані невизначено довге час, до води додають розчин коагулянта (зазвичай сірчанокислий алюміній, купорос чи хлорне залізо). Через війну реакції коагулянта з солями многовалентных металів, які у воді, утворюються пластівці, захопливі при осадженні суспензії і колоїдні вещества.

Коагуляцией домішок води називають процес укрупнення дрібних колоїдних і зважених частинок, що відбувається унаслідок їх взаємного злипання під впливом сил молекулярного притяжения.

Фільтрування — найпоширеніший метод відділення твердих частинок від рідини. У цьому з розчину можна виділити як диспергированные частки, а й коллоиды.

У процесі фільтрування відбувається затримання зважених речовин, у порах фільтруючій середовища проживання і в біологічної плівці, оточуючої частки фільтруючого матеріалу. Вода звільняється з зважених частинок, пластівців коагулянта і більшості бактерий.

Знебарвлення води, т. е. усунення чи знебарвлення різних забарвлених колоїдів чи цілком розчинених речовин то, можливо досягнуто коагулированием, застосуванням різних окислювачів (хлор та її похідні, озон, перманганат калію) і сорбентів (активний вугілля, штучні смолы).

Знезаражування води, чи його дезинфекція, залежить від повному звільнення води від хвороботворних бактерій. Оскільки повного звільнення ні відстоювання, ні фільтрування не дають, з єдиною метою дезінфекції води застосовують хлорування й інші способи, описані ниже.

Приклад типовий схеми очисний станції водогону показаний комплекс з яких складається елементів (рис. 1.1).

Найголовніші з цих елементів следующие:

Насосна станція першого підйому, подає воду на очисні сооружения.

Змішувач 2, який би перемішування розчину коагулянта, що надходить з реагентного господарства 3, з оброблюваної водою. У практиці застосовують гідравлічні і механічні типи змішувачів. На схемою показаний дырчатый змішувач, являє собою лоток з дырчатыми перегородками, в якому розгортається перемішування води з розчином коагулянта.

[pic].

Рис. 1.1.

Камера реакції 4, у якій завершується хімічна реакція і утворюються пластівці коагулянта. На схемою наводиться камера реакції, що міститься всередину вертикального відстійника. Хлопьеобразование у ній спливає протягом 10…15 мин.

Відстійники 5, які залежно від напрямку руху води поділяються на горизонтальні, вертикальні і радіальні. Горизонтальний відстійник у плані — прямокутник. Глибина його 3…5 м. Вода рухається через відстійник зі швидкістю, який перевищує 5 мм/с, а при коагулировании — 10 мм/с. З метою рівномірного розподілу потоку в поперечному сечении відстійника передбачається конструктивна деталь, забезпечує рівномірний надходження води в відстійник і відвід її, наприклад дырчатая стенка.

На станціях меншою продуктивності застосовують вертикальні відстійники, які з двох циліндрів, вкладених як інший. Діаметр зовнішнього циліндра — максимум 12 м. Ставлення діаметра до висоті відстійника (D/H) беруть у межах 1,2…2. Вода надходить у внутрішній циліндр, в яку повергнута камера реакції, опускається вниз, потім осветляется, підіймаючись у вертикальному напрямі вгору за середнім кільцевому простору зі швидкістю 0,5…0,75 мм/с. Осветленная вода через відводять жолоба відводиться трубою чи з каналу на фильтр.

Радіальні відстійники діаметром від 5 до 60 м займають середнє становище між горизонтальними і вертикальними відстійниками. Вода потрапляє в центральну частина відстійника та поступово зменшуючи швидкість, рухається в радіальному напрямі до ятки, розташованому вздовж периферійної частини, з якого отводится.

Дно відстійника створюють із ухилом до грязьовому приямку чи ятки, звідки який випав осад безупинно чи періодично видаляється насосом чи самопливом скидається в водосток.

Осветлители, конструкція яких здебільшого не відрізняється від конструкції вертикального відстійника, дають значний ефект освітління, дозволяючи у своїй знизити витрата коагулянта і скоротити розмір споруд. Осветляемая вода відбувається на висхідному русі шар осаду заввишки 2…2,5 м, який би в підвішеному стані (так звана суспензионная сепарация).

У процесі роботи освітлювача відбувається укрупнення пластівців коагулянта, затримуючих частина суспензії. Нині осветлители широко застосовують як і міських, і у промислових водогонах. У окремих випадках вертикальні відстійники переобладнують на осветлители.

Фільтрування полягає у пропуску води через фільтр 6, заповнений фильтрующим матеріалом (зазвичай кварцовим піском), покладеним верствами зростаючій згори донизу крупности. Вода надходить на поверхню фільтра, рухається крізь верстви фільтруючого матеріалу і дренажним пристроєм відводиться в резервуар чиста. У процесі роботи фільтр заповнений водою рівня 1…1.5 м вище над поверхнею фільтруючого материала.

Фільтри робляться відкритими безнапорными і закритими напорными. Напірні фільтри є закриті сталеві резервуары.

У застосовуваних час швидких фільтрах швидкість проходження водою фільтруючого матеріалу, чи швидкість фільтрації, дорівнює 6…7 м/ч в на відміну від громіздких повільних фільтрів, які застосовувались раніше, у яких швидкість фільтрації була за в 50…60 раз.

У запропонованих інститутом Вод-гео двошарових фільтрах поверх шару кварцевого піску вкладають шар дробленого антрациту, що дозволяє збільшити швидкість фільтрації до 9… 10 м/ч і подовжити робочий період фильтра.

Кількість фільтрів на очисний станції — щонайменше двох. Площа одного фільтра від 10…20 м2 на малих та середніх станціях, до 100 м² і більше — на больших.

Після фільтрів вода може надходити безпосередньо потребителю.

Способи знезараження воды.

Серед у питній воді після фільтрування бактерій може бути хвороботворні. Знищення їх можна досягнути: введенням у воду сильних окислювачів, здатних вбивати ферменти бактеріальних клітин; нагріванням води до температури 80 °З (пастеризація) — 100 °З (стерилізація); опроміненням води ультрафіолетовими променями; озонуванням; впливом ультразвуком; введенням у воду срібла чи інших металів, які мають олигодинамическим дією на мікроорганізми. Практичне застосування знайшли 1, 3 і 4-й методы.

Як окислювачів можна використовувати хлор, йод, марганцево-кислый калій, перекис водню, гіпохлорит натрію і кальцію. Найчастіше застосовують рідкий хлор і хлорну вапно. Газоподібний хлор сжижают під тиском 0,6…0,8 Па й у рідкому вигляді доставляють на водопровідну станцію в сталевих балонах вагою 25 кг. З допомогою особливих приладів — хлораторов хлор дозируют і змішують із жовтою водою. Отримана встановленні для знезараження 7 хлорне вода (рис. 11.1) вступає у резервуар чиста 8. Звичайна доза хлору 1,0…1,5 мг/л у разі попереднього хлорування до очисних споруд й 0,3…0,5 мг/л під час хлорування після фільтрів. У малих установках застосовують хлорну вапно. Для усунення запаху хлору до оброблюваної воді додають разом з хлором у невеликих кількостях аміак (аммонизация води). Хлор, введений воду, утворює хлорноватистую кислоту і соляну кислоту по рівнянню С12 + Н2О = = НОС1 + НС1. Хлорнуватиста кислота НОС1 — з'єднання нестійке, диссоциирующее з освітою гипохлоритного іона ОС1. У цьому окислительное дію на органічні речовини, зокрема і бактерії, виявляють як хлорнуватиста кислота, і гипохлоритный іон. Соляна кислота сполучається з карбонатами, які у воде.

Установка для дезодорації води проектується перед фільтрами. Присмаки і запахи природних вод бувають природного і штучного походження, що зумовлює відмінність їх хімічного складу і розмаїття методів обробки води їхнього локализации.

Для видалення із води речовин, викликають небажані присмаки і запахи, застосовують такі методи її обробки: аерацію, окислювання хлором, озоном, перманганатом калію та інші окислювачами; сорбцію активним вугіллям. Аерація води є найпростішим способом її дезодорації, заснованим на летючості більшості речовин, які обумовлюють присмаки і запахи. Аерацію води здійснюють на градирнях, в брызгальных басейнах (див. гол. 12) до запровадження неї окислювачів щоб уникнути їх потерь.

Для видалення із води запахів, обумовлених життєдіяльністю мікроорганізмів і водоростей, успішно застосовують хлор і озон. З метою запобігання появі хлорфенольного запаху під час хлорування води рекомендується застосовувати: перхлорирование води (для окислення фенолів), преаммонизацию (запровадження солей аміаку для зв’язування хлору) і комбіновану обробку води що з марганцевокислым калием.

Активний вугілля є найбільш універсальним засобом дезодорації воды.

ВИБІР МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ОЧИСНИХ СПОРУД І ВИЗНАЧЕННЯ ТРЕБУЕМЫХ.

ПЛОЩАДЕЙ.

При устрої господарсько-питного водопостачання важливого значення має питання про вибір місця розташування водогінних станцій, які включають водозабірні і водоочисні споруди, насосні станції і водогони. Місце розташування водозабірних споруд має вибиратися можливо ближчі один до водопотребителю. З використанням поверхового джерела водозабір може бути розташований вище котрий обслуговується назви населеного пункту за течією річки, щоб поверховий стік і вышерасположенные населених пунктів не надавали впливу якість води. З використанням підземного джерела водопостачання місце розташування криниць чи каптажных споруд призначають з урахуванням можливих джерел забруднення підземних вод, напряму, і швидкості підземного потока.

Майданчик розміщувати водоочисної станції має забезпечити не тільки організації зони санітарної охорони, а й мати зручний рельєф і надійні під'їзди до станції. Бажано, щоб рельєф території у межах водогінної станції забезпечував рух води самопливом через все очисні споруди з мінімальним обсягом земляних робіт, за мінімальному заглублении споруджень за землю. При виборі майданчика очисних споруд необхідно враховувати рівень грунтових вод, оскільки високий рівень грунтових вод, на майданчику розміщення водоочисної станції може вирішальним чином уплинув на ступінь заглубления основних споруд станції і просить викликати значне збільшення обсягу земляний подсыпки споруд, наявних поза зданий.

При визначенні необхідної площі розміщувати станції поліпшення якості води слід керуватися СНіПом, враховує як продуктивність станції, який визначає габарити водоочисних споруд, а й можливість подальшого його розширення відповідно до розвитком водоспоживання міста (табл. 1.1). У цьому важливого значення має компонування основних та допоміжних споруд станції, мінімальна протяжність внутристанционных коммуникаций.

Розміри земельних ділянок станцій очищення води систем господарськимпитного водопровода.

Таблиця 1.1 |Продуктивність станцій |Розміри земельних | |очищення води, тис. м3/сут. |ділянок, га | |До 0,8 |1 | |Більше 0,8 до 12 |2 | |" 12 «32 |3 | |» 32 «80 |4 | |» 80 «125 |5 | |» 125 «250 |7 | |» 250 «450 |10 | |» 400 «800 |14 |.