Техника улучшения качества природных вод (стр. 2 из 5)

Д_к – доза коагулянта, мг/л;

е_к – эквивалентная масса коагулянта (безводного) в мг/мг-экв., принимается для Al₂(SO₄)₃ – 57;

Щ_о – щелочность воды (карбонатная жесткость воды), мг-экв/л.

Д_щ = 28 (38 / 57 – 3,49) + 1 = – 78,05

Так как получился отрицательный результат, то подщелачивание не требуется.

Уточненная мутность воды С_и, мг/л, подлежащей осветлению с учетом ее реагентной обработки (с коагулянтом и известью вносятся дополнительные взвешенные вещества за счет недостаточной чистоты применяемых реагентов), определяется по п. 6.64 [2].

С_и = М + К_к х Д_к + 0,25Ц + В_и,

где М – количество взвешенных веществ в исходной воде, г/м³; принимается равным мутности воды;

К_к – коэффициент, принимаемый для очищенного сернокислого алюминия – 0,5, для неочищенного коагулянта – 1,2.

В_и – количество нерастворенных веществ, вводимых с известью, г/м³. Не требуется.

С_и = 140 + 0,5 х 38 + 0,25 х 90 = 181,5 (мг/л);

3.2 Хозяйство приготовления раствора коагулянта

Коагулянт подается в обрабатываемую воду в виде раствора определенной концентрации, для чего в реагентном хозяйстве предусматриваются растворные (затворные), расходные баки и дозирующие устройства. Расчет растворных и расходных баков заключается в определении их емкости, подборе воздуходувок и диаметра воздуховодов [2].

Объем растворного бака W_р, м³:

W_p = (q_расч х nx Д_к) / (10000 х

х b_p),

где q_расч – расчетная часовая производительность ВОС, м³/ч;

n – время полного цикла приготовления раствора коагулянта принимается по п. 6.22 [2] равной 10 часам;

Д_к – максимальная доза коагулянта;

– объемная масса раствора коагулянта в растворном баке, %, принимаем 24% (для гранулированного коагулянта).

W_p =

= 48.8 (м³).

Количество растворных баков надлежит принимать с учетом объема разовой поставки, способа доставки и разгрузки коагулянта, его вида, а также времени растворения (п. 6.22 [2]). Растворных баков должно быть не менее трех.

Конструктивно, растворные баки в нижней части следует проектировать с наклонными стенками под углом

к горизонтали для неочищенного и – для очищенного коагулянта. Для опорожнения баков предусматриваются трубопроводы диаметром не менее 150 мм. При применении кускового коагулянта в баках устанавливаются съемные колосниковые решетки с прозорами 10–15 мм (п. 6.24).

Для ускорения процесса растворения рекомендуется использовать воду, подогретую до

С. Схема растворного бака представлена на рисунке 3.

Объем растворного бака W_расх, м³ определяют по формуле:

W_расх = (b_pxW_p) / b,

где b – концентрация раствора коагулянта в расходном баке до 12%.

W_расх = (0,24 * 48.8) / 0,12 = 97.6 (м³).

1 – колосниковая решетка; 2 – коагулянт; 3, 4 – верхняя и нижняя распределительная система для подачи сжатого воздуха; 5 – поплавок; 6 – подача воды для растворения коагулянта (подогретой до

С); 7 – подача сжатого воздуха; 8 – отбор раствора коагулянта; 9 – сброс осадка.

Рисунок 3 – Схема растворного бака

Количество расходных баков должно быть не менее двух (п. 6.2 [2]). Днища расходных баков имеют уклон не менее 0,01 к сбросному трубопроводу диаметром не менее 100 мм. При применении неочищенного коагулянта забор раствора следует выполнять из верхнего слоя шлангом с поплавком.

Внутренняя поверхность баков (растворных и расходных) покрывается кислостойкими материалами (п. 6.27 [2]). Принимаем растворные и расходные баки кубической формы в плане, глубиной 0,6 – 0,25 м и определяем площади F_р и F_расх, м.

Ускорение растворения коагулянта и перемешивание его в баках обеспечивается подачей сжатого воздуха с интенсивностью: для растворения

_р = 8 – 10 л/с*м², для перемешивания в расходных баках _расх = 3 – 5 л/с*м² п. 6.23 [2], для чего в реагентном хозяйстве устанавливаются воздуходувки.

Общее количество сжатого воздуха, Q_воз, л/с:

Q_воз = Q_воз^р + Q_воз^расх

Количество сжатого воздуха, необходимое для растворения коагулянта, Q_воз^р, л/с, определяем по формуле:

Q_воз^р =

_р х F_р

Количество сжатого воздуха, необходимое для перемешивания коагулянта, Q_воз^расх, л/с, определяем по формуле:

Q_воз^расх =

_расх х F_расх

Распределение воздуха следует производить с использованием дырчатых труб из кислотостойких материалов (полиэтилен). Расчет распределительной системы заключается в подборе диаметров воздуховодов по расходу и скорости движения воздуха в трубах; подборе их перфорации. Скорость движения воздуха в трубах принимается V_ВОЗ = 10–15 м/с. Скорость выхода воздуха из отверстий 20–30 м/с; диаметр отверстий 3–4 мм. Отверстия направлены вниз.

3.3 Выбор дозирующих устройств

Дозирование раствора коагулянта на ВОС предусматривается дозатором. Количество дозаторов принимается в зависимости от числа точек ввода и производительности дозатора, но не менее двух (один резервный).

Подбор насоса-дозатора выполняется по таблице 6 в зависимости от расчетной его производительности, q_Н-Д, м³/ч, определяемой по формуле:

q_Н-Д = (Q_РАСЧ х Д_К) / (Р_С х 24 х 1000),

где Р_С – содержание безводного продукта в товарном коагулянте в%. Принимается по паспорту коагулянта, для предварительных расчетов 33,5%.

q_Н-Д = (308.75 x 38) / (0.335 x 24 x 1000) = 1.46 (м³/ч)

Таблица 6 – Характеристика насосов-дозаторов типа НД

Характеристика	Марка насоса-дозатора
	НД‑120/6	НД‑400/6	НД‑800/би	НД‑1200/би
Производительность (номинальная) в л/ч	120	400	800	1200
Мощность электродвигателя в кВт	0,6	1,0	1,0	1,7
Размеры в ммдлинаширинавысота	680272540	840300634	847300634	875319672
Вес дозатора с электродвигателем в кг	78	108	115	135

Реагенты следует вводить одновременно с вводом коагулянта в смеситель или трубопровод перед ним (п. 6.19 [2]).

3.4 Приготовление известкового молока

В качестве подщелачивающего реагента на станции осветления воды чаще всего применяется известь Са (ОН)₂. Ввиду низкой растворимости извести, на станции готовится известковое молоко концентрацией до 5%, для чего в реагентном хозяйстве устанавливается сатуратор.

Расчет сатуратора заключается в определении его производительности и габаритных размеров.

Производительность сатуратора q_САТ, м³/ч определяется по формуле:

q_САТ = q_СаО / С_СаО,

где q_СаО – количество вводимого СаО, г;

С_СаО – содержание СаО в насыщенном растворе, г/м³, принимается для предварительных расчетов 15%.

3.5 Расчет складских помещений реагентного хозяйства

На ВОС применяется сухое и мокрое складирование. Сухое складирование надлежит производить в закрытых складах, примыкающих к помещению, где устанавливаются баки для приготовления раствора коагулянта.

При мокром хранении коагулянта емкость баков и их количество определяется согласно п. 6.205, 6.206 [2].

Сухое складирование реагентов. Площадь склада для коагулянтаF_КОАГ, в м² определяем по формуле:

F_КОАГ = (Q_РАСЧ х Д_К х Т х α) / (10000 х G_О х Р_С х h_К),

где Т – продолжительность хранения коагулянта на складе, сут., Т=15–30 дней (п. 6.202 [2]);

α – коэффициент для учета дополнительной площадки для проходов на складе, равный 1,15;

G_О – объемная масса коагулянта при загрузке склада навалом 1,1 т/м³;

h_К – допустимая высота слоя коагулянта на складе, h_К=2 м (п. 6.204 [2]);

Р_С – содержание безводного продукта в коагулянте, для неочищенного Al₂(SO₄)₃, Р_С=33,5%.

F_КОАГ = (308.75 х 38 х 30 х 1,15) / (10000 х 1,1 х 0,335 х 2) = 404771.25/ 7370 = 54.92 (м²)

Площадь склада для извести F_ИЗВ в м² определяется по формуле:

F_ИЗВ = (Q_РАСЧ х Д_ИЗВ х Т х α) / (10000 х G_О^ИЗВ х Р_С^ИЗВ х h_К^ИЗВ),

Д_ИЗВ – максимальная доза для подщелачивания воды, г/м³;

G_О^ИЗВ – объемная масса извести при загрузке 1 т/м³;

Р_С^ИЗВ – содержание безводного продукта в товарной извести, 15%;

h_К^ИЗВ – допустимая высота слоя извести в м, h_К^ИЗВ=1,5 м (п. 6.204 [2]).

Т.к. подщелачивание не требуется, то склад для извести не нужен.

4. Обеззараживание воды

Обеззараживание воды на станции осветления предусматривается хлором, который поставляется в стальных баллонах вместимостью до 100 кг жидкого хлора.