Очистка систем водоснабжения

 

 

Рисунок 2.2 Схема очистки  сточных вод  и водооброт при  выделении каучука в крошке

1-вибросита; 2-вакуум фильтр; 3-дробилка; 4-сброник; 5-насос;6-отстойник;7-аппарат  для промывки крошки каучука; 8-фильтр.

 

  При продолжительности  отстаивания, равной I ч, концентрация  крошки каучука в сточных водах  снижается с 1000 до 15 мг/л. Хлопья ее обладают выраженными адгезионными свойствами; наличие их в сточных водах может вредно отражаться на работе биологических окислителей.

Более полное выделение взвесей  может быть достигнуто путем дополнительной фильтрации сточных вод через кварцевый песок. Для загрузки фильтров применяется песок диаметром 1-2 мм. Высота фильтрующего слоя обычно не превышает 1,5 м: скорость фильтрации -5 м/ч. Остаточная концентрация крошки каучука в фильтрате при этом не превышает 2 мг/л. Грязеемкость фильтра — около 12 кг/м³.

  Регенерация фильтра  производится путем его промывки  с одновременной подачей воздуха. Расход воды для регенерации —5 л/сек*м² ,расход воздуха — 25 л/сек*м².

  В отстоениой воде  после нейтрализации содержится  большое количество канифоли—до 500 мг/л. Извлечение ее может производиться методами коагуляции и экстракции. При коагуляции хлорным железом илн сернокислым алюминием (500—600 мг/л) в полиакриламидом (3— 5 мг/л) с последующим отстаиванием в течение двух часов концентрация канифоли снижается на 80—85%.

  Экстракцию канифоли  гексиловым спиртом целесообразно  производить при pH=2,8- 2,2г и при  соотношении экстрагента с водой  1:50. Таким путем извлекается 73—34% канифоли.

При производстве маслонаполненного  дивинилстирольиого каучука в каучук в процессе коагуляции латекса вводится масляная эмульсия в количестве 20% и более от суммы мономеров (дивинила и стирола). ^.[2]

 

 

 

3.Аэрируемые песколовки

 

Аэрируемые песколовки имеют  удлиненную форму в плане и  прямоугольное, полигональное или  близкое к эллиптическому поперечное сечение. На рис. 3.1 представлена аэрируемая песколовка с трапецеидальным поперечным сечением. Важнейшие элементы песколовок: входная и выходная части, бункер для сброса осадка и песковой лоток. Последний расположен вдоль одной из продольных стенок сооружения. Днище песколовки в поперечном сечении имеет уклон в сторону лотка. Вдоль одной из стенок на глубине 2/3 от общей гидравлической глубины расположен аэратор, выполненный из дырчатых труб. Песколовка оборудована гидромеханической системой удаления (смыва) осадка в бункер, которая представляет собой смывной трубопровод со спрысками, уложенный по днищу пескового лотка. Для удаления осадка можно применять и скребковые механизмы.

Рис. 3.1 Аэрируемая песколовка с гидромеханической системой удаления осадка:

а, б - продольный и поперечный разрез соответственно; 1 - трубопровод подачи Промывной воды; 2 - Песковой лоток; 3 - спрыски; 4 - аэратор; 5 - воздуховод; 6 – гидроэлеватор всплывающих загрязнений.

 

  Оно отделяется от пескоулавливающего отделения полу погруженной решетчатой перегородкой. В этом отделении из практически спокойного потока эффективно отделяются всплывающие загрязнения, а всплывшие не удаляются на последующие сооружения. Для их удаления отделение оборудуется периодически затопляемым бункером и отводящим трубопроводом. Аэрируемые песколовки можно использовать и как преаэраторы. Особенность аэрируемых песколовок заключается в том, что поток очищаемой воды непрерывно аэрируется. Благодаря расположению аэратора вдоль одной из стенок сооружения и над  Песковым лотком поток приобретает вращательное движение с перемещением его у днища от одной стенки к другой и к песковому лотку. Вращательное движение обеспечивает и концентрацию осадка в песковом лотке, расположенном с одной стороны сооружения. При интенсивности аэрации 3-5 м /(м ч) скорость движения воды на периферии потока равна около 0,3 м/с. Продольная скорость движения воды принимается равной 0,02-0,10 м/с. Суммирование поступательного и вращательного движений приводит к винтовому движению. Максимальная скорость его на периферии потока равна сумме двух векторов скоростей поступательного и вращательного движений и лишь незначительно превышает скорость вращательного движения - 0,3 м/с, так как она значительно больше поступательной. Даже значительное изменение расхода и Поступательной скорости приводит к весьма незначительному изменению максимальной скорости винтового движения, так как вращательная скорость практически не изменяется, значительно и всегда превышает скорость поступательного движения. Таким образом, в аэрируемых песколовках скорость движения воды остается практически постоянной при значительных изменениях расхода. Это в свою очередь обеспечивает поддержание в потоке во взвешенном состоянии органических включений.

  Аэрируемые песколовки одновременно могут использоваться для улавливания всплывающих загрязнений (жиров, нефтепродуктов и др.).

  При этом целесообразно вдоль всей песколовки пристраивать специальное отделение для выделения и накопления на поверхности воды.

Рис. 3.2. Поперечный разрез аэрируемой песколовки с насосом для удалении осадка из пескового лотка:1- зона улавливания  песка; 2 - щелевидная перегородка; 3 - зона улавливания жира и нефтепродуктов; 4 - подача воздуха; 5 - откачка песка насосом из пескового лотка; 6 - лоток отвода песковой пульпы; 7 - трубопровод отвода жира ^.[3]

 

4.Дезодорация вод хлором

 

Обеззараживание воды применяют  с целью уничтожения имеющихся  в ней бактерий. Оно достигается обычно путем хлорирования воды жидким (газообразным) хлором или раствором хлорной извести (в установках производительностью не более 3000 м/сутки). Обеззараживание воды может быть также достигнуто озонированием или действием на нее бактерицидных лучей, представляющих часть ультрафиолетового спектра.

^!В настоящее время резко изменилось представление о химизме процесса хлорирования воды. По прежней трактовке введение хлора в (воду вызывает образование соляной и хлорноватистой кислоты по уравнению:

Сl + Н₂О=НСl +НОСl.

Хлорноватистая кислота, будучи нестойким соединением, разлагается с выделением атомарного кислорода, т. е.

НОСl=НСl + О.

Таким образом, обеззараживающий эффект хлорирования объясняли окисляющим действием атомарного кислорода, разрушающим вещество бактерий.

  Теперь установлено, что бактерицидный эффект в малой степени зависит от атомарного кислорода.

  Полагают, что хлорноватистая кислота подвергается диссоциации -на ионы Н+ и гипохлористые ионы ОСl^-  по уравнению :

НОСl        Н ⁺ +ОСl^-

  При величине pH от 5 до 6 хлор присутствует в воде главным образом в виде хлорноватистой кислоты НОС1. С повышением pH до величины более 6 концентрация гипохлорит-ионов постепенно возрастает, достигая 21% при рН=7; 75% при рН= =8 и 97% при рН 9. Хлорноватистая кислота НОСl -наиболее сильный окислитель, а гипохлорит-ион - наиболее слабый.

  Наличие хлорноватистой кислоты НОС1 и гипохлоритионов рассматривается как присутствие в воде свободного активного хлора.

   Если в хлорируемой воде содержится природный аммиак или азотсодержащие органические соединения (например, аминокислоты), то свободный активный хлор вступает с ними во взаимодействие и образует хларамины и другие хлорпроизводные. Хлор, присутствующий в воде в виде соединений с указанными веществами, рассматривается как связанный активный хлор. Окислительная способность связанного активного хлора по сравнению со свободным активным хлором значительно ниже. Большое влияние на активность свободного и связанного хлора в воде оказывают температура и величина pH.

  С повышением температуры химические и бактерицидные реакции ускоряются; с повышением величины pH происходит их замедление.

  Имеется предположение, что бактерицидные реакции хлора и его соединений носят физиологический характер. Хлор вступает во взаимодействие с протеинами и аминосоединениямн, которые содержатся в оболочке бактерии и ее внутриклеточном веществе. В результате таких взаимодействий происходят химические изменения внутриклеточного вещества (распад структуры клетки и прекращение жизнедеятельности бактерии).

  Доза хлора для обеззараживания воды назначается с таким расчетом, чтобы обеспечить полное окисление содержащихся в воде органических веществ. Кроме того, принятая доза мюра должна обеопечиваггь в ггочке водопровода, наиболее близкой к насосной станции, наличие так называемого-остаточного хлора в количестве не менее 0,3 мг/л и не более 0,5 мг/л (ГОСТ 2674—54). Такое содержание остаточного хлора служит показателем достаточности принятой расчетной дозы для обеззараживания воды. С этой целью доза хлора назначается с некоторым избытком.

  Обычно хлор вводится дважды: в нефильтрованную воду из поверхностного источника в количестве до 3—5 мг/л и после фильтрования в количестве 0,75-2 мг/л. Эти величины могут служить лишь для ориентировочных расчетов. Точные дозы хлора должны определяться в каждом конкретном случае с учетом качества воды источника водоснабжения. Для вод, мутных и имеющих высокую цветность, дозу хлора следует увеличивать.

  Некоторые специалисты считают, что наличие остаточного хлора дает гарантию против повторного бактериального загрязнения воды после выхода ее с очистной станции в систему разводящих трубопроводов. Теперь это мнение многие гигиенисты не разделяют, так как остаточный хлор может в ряде случаев дать ложную оценку в отношении надежности обеззараживания воды.

Это вызвано тем, что остаточный хлор может присутствовать в виде свободного активного хлора или  в виде связанного активного хлора, или, наконец, оба вида могут существовать одновременно. В тех случаях когда обеззараживаемая вода не содержит природного аммиака или азотсодержащих органических веществ, остаточный хлор является свободным.

  Если в хлорируемой воде содержится аммиак или в нее специально добавляется аммиак, то при небольшой дозе вводимого хлора остаточный хлор будет связанным активным хлором.

  Следовательно, бактерицидное действие хлора и необходимая продолжительность контакта воды с хлором зависят от вида остаточного хлора, который образуется при хлорировании. Весьма значительное влияние оказывает также и величина pH.

  Выяснилось, что для полной гибели бактерий после 10-минутного контакта при рН=6\7 нужно не менее 0,2 мг/л свободного активного остаточного хлора, а при рН=8-9 требуется не менее 0,4 мг/л. Между тем связанного активного остаточного хлора при тех же условиях требуется соответственно 1 и 1,8 мг/л, но уже с 60-минутным контактом. Иначе говоря, для гибели бактерий в течение определенного времени контакта требуется связанного активного остаточного хлора в 25 раз больше, чем свободного. При применении равных количеств связанного и свободного активного остаточного хлора требуется примерно в 100 раз больший период контакта для связанного активного остаточного хлора, чем для свободного. Эти данные (табл.4.1) получены в результате экспериментальных исследований, выполненных Батерфельдом (США). Эксперименты проводились при температуре воды от 20 до 25°С.

 

 

 

Таблица 4.1 Дозы остаточного  хлора для полного обеззараживания  воды

	Минимальные дозы остаточного  активного хлора
Значение pH	свободного (10-минутный контакт)	связанного (60-мииутиый контакт)
6-7	0,2	1
7-8	0,2	1,5
8—9	0,4	1,8
9-10	0,8	Не определялось
Более 10	Более 1	То же

 

  Приведенные в табл. 4.1 величины остаточного хлора при разных значениях pH не могут быть признаны нормативными, так как они подвергаются значительным изменениям в зависимости от (качества воды, температуры, продолжительности контакта и условий обработки. Тем не менее эти данные отчетливо показывают, что контрольная величина остаточного хлора без определения содержания свободного и связанного активного остаточного хлора не может служить надежным измерителем.

  Неопределенным и неточным является и самый термин «остаточный хлор».

Все виды хлорирования надо классифицировать по двум основным признакам, определяемым терминами «связанный активный остаточный хлор» и «свободный активный остаточный хлор».

Таким образом, эффект обеззараживания  является функцией: только состава  остаточного хлора, а не процесса хлорирования.

  Необходимо иметь в виду, что применяемый в настоящее время колориметрический ортотолидиновый метод не обеспечивает такого дифференцированного определения содержания остаточного хлора. Вместо него следует использовать метод дифференцированного амперометрического титрования, позволяющий определить величины свободного и связанного остаточного хлора.

 

Рис. 4.2 Кривая остаточного хлора 1 — доза введенного хлора 2 — связанный активный хлор; 3 — свободный активный хлор: 4 — кривая разрушения

Дозы хлора, принимаемые  в соответствии с кривой остаточного хлора (хлорирование до «точки перелома»). Способ хлорирования «до точки перелома» предусматривает выявление дозы; хлора, которую надо вводить в воду для получения удовлетворительной величины остаточного- хлора.