Для глубокого осветления воды применяют ее фильтрование через песчаные фильтры.

Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, а затем хлорированием воды применяют также для устранения цветности и снижения окисления воды.

Обеззараживание воды производят хлорированием, озонированием, ультрафиолетовым облучением.

Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания и дегазации воды применяют химические и физико-химические методы обработки воды. Их применяют одновременно с отстаиванием и фильтрованием.

2.2. Выбор технологической схемы очистки воды

В процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые методы очистки.

Наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды для хозяйственно-питьевых целей.

1. Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2. После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных (мутность) и коллоидальных (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы и промывают.

Осветленную воду обеззараживают и собирают в резервуарах чистой воды 7, где обеззараживание завершается в результате контакта с дезинфекторами (хлором, озоном).

Вода, подаваемая в сеть, не должна содержать озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. Поэтому воду, обработанную озоном, выдерживают в резервуарах до завершения расходования озона.

2. На рисунке 4 также показана схема глубокого осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды.

Отличие от ранее описанной схемы состоит в том, что в ней отстойники заменены осветлителями, при применении которых отпадает необходимость в устройстве камеры хлопьеобразования. Процесс коагуляции взвесей и осветления воды происходит во взвешенном слое осадка.

3. Технологическая схема, представленная на рисунке 5, имеет лишь одно сооружение для осветления воды – контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх).

В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ – до 150-200 мг/л.

По рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды.

При выборе сооружений для осветления и обесцвечивания воды рекомендуется руководствоваться данными.

В соответствии с моими исходными данными: мутность – 200 мг/л; цветность – 100 град; по приложению выбираем для обработки воды с применением коагулянтов и флокулянтов контактные осветлители

Как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивается непрерывность работы очистных станций при авариях и эксплуатационных отключениях сооружений.

Взаимное высотное расположение сооружений предусматривают с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным. Разность отметок уровней воды в расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях.

Общие потери напора по технологической схеме обычно составляют 3,5-6 м.

2.3. Реагентное хозяйство

Коагулирование осуществляют для ускорения процесса осветления и обесцвечивания воды.

Дозу коагулянта Дк, мг/л, в расчете на Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)2 (по безводному веществу) принимают для мутных вод по таблице, для цветных вод – по формуле.

Дк=4*Ц

Где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.

При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности принимают большую из доз коагулянта.

Дозу флокулянтов (в дополнение к дозам коагулянтов) слудует принимать:

полиакриламида (ППА) по безводному продукту при вводе перед отстойниками по таблице.

Флокулянт вводят в воду после коагулянта.

Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для улучшения санитарного состояния сооружений следует принимать 3-10 мг/л. Реагенты вводят за 1-3 мин до ввода коагулянтов.

Дозы подщелачивающих реагентов Дщ, мг/л, необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования, определяют по формуле:

Дщ=Кщ (Дк/ек – Що) + 1

Где Дк – максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагулянта, мг/л; ек – эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимаемая для Al2(SO4)3 - 57; , FeCl3 – 54; Fe2(SO4)2 – 67; Кщ – коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28; для соды (по Na2CO3) – 53; Що – минимальная щелочность воды, мг-экв/л.

Реагенты вводят одновременно с вводом коагулянтов.

Потребность в реагентах для моего примера:

Доза коагулянта Al2(SO4)3

- по таблице Дк =30-40 мг/л;

- по формуле Дк=4*100=400 мг/л,

принимаем Дк=400 мг/л

Потребность в сутки максимального водопотребления

Ск = 1,05 Qсут max Дк/1000=1,05*58500*400/1000=24570 кг.

Здесь 0,05 Qсут max – объем воды, необходимый для собственных нужд очистной станции.

Доза флокулянта (ПАА) – по таблице.

ДПАА=0,2-0,5 мг/л, принимаем ДПАА=0,4 мг/л.

Потребность в сутки максимального водопотребления

СПАА=1,05 Qсут max* ДПАА/1000=1,05*58500*0,4/1000=24,57 кг.

Доза хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании

ДCl=3-10 мг/л, принимаем ДCl=5 мг/л.

Потребность хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) в сутки максимального водопотребления:

СCl=1,05 Qсут max* ДCl/1000=1,05*58500*5/1000=307,13 кг

Доза подщелачиваемых реагентов (извести)

Дщ=28(30/57-0,2)+1=10 мг/л.

Потребность в сутки максимального водопотребления

Сщ=1,05 Qсут max* Дщ/1000=1,05*58500*10/1000=614,25 кг.

2.4. Обеззараживание воды

Методы обеззараживания воды составляют четыре основные группы: термический(кипячение), химический (хлор, озон), олигодинамический (воздействие ионов благородных металлов) и физический (ультразвук, ультрафиолетовые лучи).

Наибольшее распространение получили методы второй группы. В качестве окислителей используют хлор, двуокись хлора, озон, иод, перманганат калия, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция. Из перечисленных окислителей на практике отдают предпочтение хлору, озону, гипохлориту натрия.