Безреагентные методы осветления питьевой воды. Виды установок, их устройство и принципы работы.

Первым этапом осветления водопроводной воды, прошедшей или не прошедшей коагуляцию, является осаждение взвешенных веществ в отстойниках. В отстойнике движение воды замедлено при увели­чении сечения потока. Осаждением удается удалить из воды грубо­дисперсные примеси (частицы размером до 0,01 мм). В зависимости от направления движения воды различают горизонтальные и верти­кальные отстойники.

Горизонтальный отстойник (рис. 2) представляет собой прямо­угольный, вытянутый в направлении движения воды резервуар, снаб­женный приспособлениями для сообщения воде ламинарного тече­ния. Дно горизонтального отстойника имеет наклон в сторону вход­ной части, где находится приямок для сбора осадка. Осветляемая вода поступает через водосливной лоток и далее через дырчатую пере­городку с одной из торцовых сторон отстойника, а выходит с дру­гой торцовой стороны также через дырчатую перегородку и затем

Рис. 2. Горизонтальный отстойник.

U — гидравлическая постоянная, V — скорость потока.

через лоток. Обычно отстойник разбивают на ряд параллельно рабо­тающих коридоров шириной не более 6 м. Горизонтальные отстой­ники применяют на станциях водоподготовки производительностью 30 ООО м³/сут и более.

Перспективным методом интенсификации осаждения примесей воды является отстаивание в тонком слое. Этот прием используют в отстойниках с тонкослойными модулями. Тонкослойный модуль представляет собой блок из металла, напоминающий пчелиные соты, размером 1x1,5 м. Соты имеют сечение 0,15x0,005 м, длина канала 1,2-1,5 м. Тонкослойный модуль помещается в зоне осаждения го­ризонтального отстойника под углом до 40° к горизонтали. Произво­дительность отстойника с тонкослойным модулем возрастает пропор­ционально внесенной площади пластин модуля.

Вертикальный отстойник (рис. 3) — резервуар конической или пирамидальной формы. В центре резервуара помещается металличес­кая труба, в верхнюю часть которой поступает осветляемая вода. При включении в схему обработки воды процесса коагуляции централь­ная труба служит камерой хлопьеобразования. Пройдя ее сверху вниз, осветляемая вода поступает в зону осаждения, которую проходит по всему ее сечению снизу вверх с небольшой скоростью.

Рис. 3. Вертикальный отстойник.

1,2- соответственно подача сырой и отвод обработанной воды; 3 - сброс осадка, 4 — камера хлопьеобразования, 5 — кольцевой сборный лоток.

Осветленная вода переливается через борт отстойника в круговой желоб. Осадок, накапливающийся в нижней части отстойника, пе­риодически (1-2 раза в сутки) удаляют без выключения отстойника из работы, открывая задвижку на выпускной трубе. Скорость восхо­дящего потока воды в вертикальном отстойнике определяется по дан­ным лабораторного эксперимента с водой источника или по данным эксплуатации отстойников, работающих в аналогичных условиях; обычно она составляет 0,4-0,6 мм/с. Преимуществом вертикальных отстойников является малая площадь; их рекомендуется применять на водопроводах небольшой производительности (до 3000 м³/сут).

Осветление коагулированной воды происходит значительно ин­тенсивнее, если осветляемая вода проходит через слой ранее образо­ванного осадка, находящегося во взвешенном состоянии. Контакт воды с осадком способствует получению более крупных и плотных хлопьев, чем в отстойниках, резко улучшает гидравлическую характеристику взвеси. Это свойство взвешенного осадка было использовано отечест­венными инженерами для разработки принципиально новых типов водоочистных сооружений — осветлителей с взвешенным осадком. В таких осветлителях процесс осветления происходит значительно быстрее, снижается расход коагулянта. Осветлители в настоящее время успешно вытесняют отстойники, особенно при осветлении мутных вод с концентрацией взвешенных веществ от 500 до 5000 мг/л. Изве­стно несколько конструкций осветлителей с взвешенным осадком, но все они дают примерно одинаковое качество осветляемой воды. При правильно выбранных сооружениях для осаждения взвешенных веществ их содержание в обработанной воде составляет 8—12 мг/л.

Остаточная взвесь представлена в основном тонкодисперсными суспензиями минеральных веществ, бактериями и вирусами.

Несмотря на высокую техническую эффективность осаждения (процент удаления взвеси), такая вода не соответствует гигиеничес­ким требованиям или, другими словами, отстойники и осветлители не могут дать достаточно гигиенически эффективную очистку (дости­жение уровня гигиенических требований). В связи с этим следующим этапом осветления воды на водопроводе становится ее фильтрова­ние через фильтры с зернистой загрузкой.