Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси Ганбаров Эльчин Сурхай оглы

Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси
<
Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Ганбаров Эльчин Сурхай оглы. Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси : диссертация ... доктора технических наук : 05.23.04 / Ганбаров Эльчин Сурхай оглы; [Место защиты: ФГУП "Комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии"].- Москва, 2006.- 295 с.: ил.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Формирование и трансформация качества вод поверхностных водоисточников азербайджан ской республики (на примере p.p. Куры и Аракса) 14

1.1. Исследования гидравлической крупности и агрегативной устойчивости минеральных и органических примесей в поверхностных водах 15

1.2. Гидрохимический и гидробиологический состав вод поверхностных водоисточников 33

1.3. Трансформация качества воды под воздействием антропогенных факторов 54

1.4. Определение видов извлекаемых ингредиентов и их расчетных концентраций для обосновании технологии водоочистки 62

Выводы по главе 1 68

ГЛАВА 2. Состояние и перспективы применения безреагентных методов очистки природных вод, содержащих техногенные примеси 70

2.1. Область применения различных безреагентных методов очистки поверхностных вод 70

2.2. Методы интенсификации безреагентной очистки высокомутных вод от минеральной взвеси 84

2.3. Современные методы удаления из воды примесей техногенного происхождения 90

2.4. Обоснование перспективы применения электрохимических методов очистки природных вод от техногенных загрязнений 98

Выводы по главе 2 109

ГЛАВА 3. Теоретические и экспериментальные исследования процессов безреагентной очистки высокомут ныхвод

3.1. Теоретические закономерности отстаивания воды в ковше-отстойнике с низовым входом и принудительной промывкой 111

3.2. Закономерности безреагентного отстаивания воды в тонкослойном плавучем модуле 124

3.3. Закономерности безреагентного фильтрования воды через зернистую среду 135

3.4. Экспериментальные стенды и методика проведения натурных исследований 142

3.5. Технологические параметры отстаивания вод с различной концентрацией и гидравлической крупностью взвеси в промываемом низовом ковше - отстойнике 149

3.6. Исследование закономерностей отстаивания воды в плавучем тонкослойном модуле после предварительного отстаивания в ковше 159

3.7. Исследование безреагентных режимов работы фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой в составе плавучей водоочистной установки 167

3.8. Процесс эффективности безреагентного осветления воды на установке «Плот-фильтр» 174

Выводы по главе 3 179

ГЛАВА 4. Исследование процессов электрохимической и сорбционной доочистки природных вод 182

4.1. Теоретическое обоснование применения электрохимического окисления органических соединений в электролизерах засыпного типа при малых концентрациях 182

4.2. Влияние гидравлических нагрузок и электрохимических характеристик электролизеров на эффективность окисления и извлечения техногенных примесей 191

4.3. Эффективность сорбционной доочистки после электролиза 200

4.4. Исследование режимов промывки электролизера 206

4.5. Исследования режимов промывки и регенерации сорбционных блоков водоочистки 210

Выводы по главе4 213

ГЛАВА 5. Разработка и испытания технологических схем безреагентной очистки высокомутных вод, содержащих техногенные загрязнения 214

5.1. Анализ компоновочных решений при глубокой очистке поверхностных вод, содержащих антропогенные примеси 214

5.2. Конструирование основных водоочистных блоков 2

5.2.1. Плавучая водоочистная установка 224

5.2.2. Установка для электрохимической очистки воды 229

5.2.3. Напорные фильтры БНФ-НИМИ-2 234

5.2.4. Адсорбционная очистка наугольных фильтрах 235

5.3. Технологические схемы водозаборных очистных станций блочного размещения в ковше - отстойнике 237

5.4. Результаты промышленных испытаний новых технологических схем водоочистки 245

5.5. Исследование совместной обработки осадков плавучих водоочистных станций и осадков сточных вод 251

Выводы по главе 5 262

ГЛАВА 6. Оптимизация технологических и конструктивных параметров управления водоочистной станции 264

6.1. Постановка задачи 264

6.2. Методика решения оптимизационной задачи 266

6.3. Структурная и математическая модели оптимизации 268

6.4. Численное решение задачи оптимизации 273

6.5. Оптимизация режимов управления установки «Плот-фильтр» 283

Выводы по главе 6 288

ГЛАВА 7. Технико-экономическая оценка эффективности применения предложенных технологических схем безреагентнои очистки высокомутных вод, содержащих техногенные загрязнения 290

7.1. Сравниваемые технологии и сооружения для технико-экономических расчетов 290

7.2. Определение капитальных, эксплуатационных и приведенных затрат 291

7.3. Экономический эффект от внедрения предложенных технологий 297

Выводы по главе 7 298

Общие выводы 300

Литература

Гидрохимический и гидробиологический состав вод поверхностных водоисточников

При разработке технологического процесса очистки высокомутных вод, используемых для питьевого и промышленного водоснабжения, необходимы данные о физико-химическом составе намеченных к использованию высокомутных вод рек, расположенных на территории Азербайджанской Республики, которые содержат растворенные, коллоидные и взвешенные вещества.

Проблема обеспечения сельских населенных пунктов централизованным водоснабжением особенно важна и актуальна для Кура-Араксинской низменности Азербайджанской Республики, где отсутствуют пресные подземные воды. Единственным источником водоснабжения здесь являются высокомутные воды рек Кура и Араке. Поэтому решение проблем, связанных с разработкой надежных технологических схем очистки воды и их гибкой эксплуатации, во многом зависит от изменения качества воды указанных рек.

Совокупность растворенных в водах рек минеральных солей, газов, а также взвешенных веществ и органики определяют качество воды, имеющее решающее значение при оценки пригодности воды для питьевого и промышленного водоснабжения.

В условиях постоянно изменяющегося качества воды, повышенной загрязненности водоисточников промышленными и бытовыми сточными водами и наличия в них широкого спектра загрязняющих веществ, в том числе и техногенного происхождения (нефтепродукты, фенолы, пестициды, соли тяжелых металлов, ПАВ и др.) с одной стороны, и ужесточение требований к качеству питьевой воды, подаваемой потребителям - с другой стороны, традиционные технологии не способны обеспечить нормативную степень очистки по отдельным показателям [54]. Поэтому разработка технологических схем очистки высокомутных вод, содержащих антропогенные загрязнения, обеспечивающие нормативную степень очистки по отдельным показателям, становится необходимой.

В соответствии с этим в первой главе диссертации были сформулированы и решены следующие задачи: оценить возможность очистки высокомутных вод p.p. Куры и Аракса безреагентными методами; установить максимальные (99%) и расчетные концентрации по взвешенным веществам, окисляемости, антропогенным загрязнениям для выбора технологической схемы; оценить устойчивость мелкодисперсных и коллоидных частиц; оценить бактериальную загрязненность воды для правильного выбора метода обеззараживания. 1.1. Исследования гидравлической крупности и агрегативной устойчивости минеральных и органических примесей в поверхностных водах При безреагентном осветлении воды решающую роль играют условия формирования взвешенных веществ, химико-минералогический состав взвеси и гидрохимический режим речного стока.

Реки Кура и Араке транспортируют большое количество взвешенных и донных наносов. Повышение концентрации взвешенных веществ происходит вследствие размыва дна и берегов рек, смыва грунта берегов талыми и ливневыми водами. Резкие сезонные изменения количества и качества взвешенных веществ значительно затрудняют нормальную работу водоочистных станций, нарушают технологический процесс очистки воды. В связи с этим регулирование качества исходной воды приобретает первостепенное значение. Регулирование концентрации взвешенных веществ в последовательно действующих установках осветления воды может быть осуществлено на ос нове изучения закономерностей изменения фракционного и гранулометрического составов взвеси, химических свойств примесей, содержащихся в очищаемой воде. Для установления этих показателей необходимо понимание условий, определяющих формирование взвеси в воде.

Формирование взвешенных наносов в руслах рек - весьма сложный процесс, обусловливаемый рядом факторов [4]: а) непостоянным характером питания реки водой и наносами (таяние снега и ледников, дожди); б) неравномерным течением воды по длине реки вследствие изменчивос ти профиля русла реки (изменчивость характера турбулентности); в) неоднородным по крупности составом взвешенных наносов; г) влиянием притоков реки; д) восходящими, нисходящими водоворотами в теле потока, образую щимися на границе различных преград. Под влиянием перечисленных явлений взвешенные вещества распределяются в потоке воды неравномерно: мутность воды увеличивается от поверхности ко дну за счет фракций взвешенных веществ как мелких ( 0,05 мм) и средних (0,05-0,25 мм), так и крупных ( 0,25 мм).

Для стоков рек Кура и Араке существует определенная закономерность изменения средней мутности - она увеличивается преимущественно по длине рек. В зонах наименьшей мутности, охватывающих верховья рек, содержание наносов с частицами размером менее 50 мкм составляет примерно 50%, а максимальное количество взвешенных веществ наблюдается в нижнем течении реки, отличающимся высокой мутностью. Это, в первую очередь, связано с особенностями формирования стока, с процессами смыва и размыва грунтов и другими природными условиями территории.

Состав взвешенных веществ изменяется по длине реки в зависимости от поступающего нового материала. Эти изменения наблюдаются и по сезонам года в различные фазы гидрогеологического режима рек (рис 1.1).

Современные методы удаления из воды примесей техногенного происхождения

Бассейн реки Куры охватывает большую территорию Центрального и Восточного Закавказья. Общая длина реки составляет 1515 км. По физико-географическим условиям бассейн реки Кура делится на три участка: верхний - от истоков до Боржомского ущелья; средний - до Мингечаурского водохранилища и нижний - до впадения в Каспийское море.

По водному режиму река Кура отражает особенности своих притоков и относится к группе рек с весенними паводками и осенними половодьями.

Кура имеет смешанное питание, слагающееся из таяния снегов и льдов (52%), весенне-летних и осенних дождей (18%) и подземных вод (30%). Максимальной высоты уровень воды в реке достигает, как правило, в середине мая. При задержке паводка максимальный уровень воды в реке наблюдается в начале июня, а спад заканчивается в августе-сентябре. В.пределах Грузинской территории на р. Куре расположены такие города как Боржоми, Гори, Тбилиси, Рустави, стоки которых являются основными источниками загрязнения воды этой реки. Так, от г.г. Тбилиси и Рустави в р. Куру поступают недостаточно очищенные и неочищенные сточные воды предприятий химической, машиностроительной, металлообрабатывающей, металлургической, текстильной, деревообрабатывающей, пищевой промыш-ленностей, от коммунального хозяйства и от сельскохозяйственных угодий. Общий сброс этих стоков составляет около 1300 тыс. м3 в сутки [2].

Загрязнение р. Куры имеет место и на территории Азербайджанской Республики, в основном, промышленными и хозяйственно-бытовыми водами г.г. Евлах, Зардоб, Сабирабад, Али-Байрамлы, Сальяны, а также промстоками НГДУ «Ширваннефть» и «Сальяннефть». От границы Грузинской территории до Мингечаурского водохранилища в р. Куру поступают загрязняющие вещества с водой некоторых её притоков. Вфеку Акстафачай сбрасываются сточные воды после механической очистки от ст. Акстафа и от г. Казах. У с. Еникенд в реку впадает р. Кошкарчай, которая загрязняется сточными водами Затдикского алунитового рудника. В Казахском районе сточные воды без какой - либо очистки сбрасываются в оросительные сети, а также масло-сыр заводом осуществляются залповые сбросы в р. Гасансу.

В Шамкирском районе из животноводческих комплексов выбрасываются сточные воды. Протекая по территории Закавказья, р. Кура принимает большое количество промышленных, сельских и хозяйственно - бытовых стоков, которые резко снижают качество ее воды. Только в Мингечаурском водохранилище происходит самоочищение, что восстанавливает хорошее качество воды в нижнем бьефе и позволяет использовать ее для водоснабжения г. Мингечаура. После водохранилища р. Кура вновь загрязняется. Ниже по течению от г. Евлах до устья, река загрязняется бытовыми сточными водами от судоходства и объектов Закавказской железной дороги, содержащей нефть и нефтепродукты, а также загрязняется при сбросе отработанных вод Али-Байрамлинской ГРЭС, что наносит определенный ущерб рыбному хозяйству. Периодически имеют место сбросы промышленных вод, содержащих примеси нефти в эмульсионном состоянии в р. Куру.

Проблема загрязнения реки Кура всегда является актуальной. С развитием промышленности, нефтяной отрасли и с ростом водопользования в сельской местности вопрос об ограничении и контроле поступления загрязнений в реку стал вопросом первоочередной важности. В настоящее время загрязнение поверхностных вод возрастает. Чтобы не ограничить водопользование и не погубить рыбное хозяйство, необходимо поднять экологическое состояния рек и провести исследования по изучению загрязненности реки Кура. При проведении настоящей работы перед нами были поставлены задачи: 1. установить характер, степень и причины загрязнения реки на различных ее участках (створах); 2. выявить связь между степенью загрязненности и общей минерализацией реки с водностью (по сезонам).

Для изучения изменений минерализации ионно-солевого состава, загрязняющих веществ и некоторых основных показателей воды р. Куры использован обширный материал УГМС с 1978-97 годы, данные АзНИИ Водных Проблем с 1977 г - по настоящее время.

Исследования качества вод р. Куры и ее притоков осуществлялись изучением изменений состава речной воды и выявлением условий формирования ее качества. Материалом для проведения исследований служили пробы природных вод, взятых в период экспедиции, на определение концентрации примесей: нефтепродуктов, фенолов, пестицидов; азота, общего фосфора, меди и СПАВ. Указанные пробы воды одновременно подвергались полному химическому анализу, включающему определение концентрации главных ионов, микрокомпонентов, биогенных и других органических веществ. Для сравнения в качестве наиболее характерных примеров были выбраны некоторые анализы, которые представлены в табл. 1.5-1.7. Из таблиц видно, что по течению реки Кура некоторые химические показатели по количеству резко меняются. Общая минерализация от начала по течению меняется в пределах 613-1213 мг/л, а общая жесткость - 3,5-13,1 мг-экв/л. В верхнем течении на гидрохимические свойства влияют впадающие реки.

Из таблицы 1.6 видно, что вода в створе г. Тбилиси отличается количеством аммонийных ионов и его значение достигает 1,85 мг/л. Это количество намного больше допустимой нормы. В табл. 1.6 приведены изменения некоторых свойств воды.

По показателям видно, что значения количества нефтепродуктов и Химическая Потребность Кислорода - ХПК (бихром.) в створе г. Тбилиси и после впадения реки Храми в р. Куру, увеличивается.

Из вышеуказанных таблиц ясно видно, что с территории Грузии р. Кура на территорию Азербайджана поступает в загрязненном виде.

Судя по таблицам можно сказать, что содержание каждого компонента в отдельности по сезонам и по длине реки Кура меняется.

Воды р. р. Куры и Аракса по химическому составу в зависимости от фаз водного режима относятся к гидрокарбонатному, хлоридному и сульфатному классам. Ионный состав воды не остается постоянным. Соотношение катионов также весьма нестабильно и характеризуется всеми возможными вариациями между натрием, кальцием и магнием.

По ионно-солевому составу воды р. Куры, по классификации О.А.Алекина - разносмешанные. В верхнем своем течении в пределах республики - створ Мингечаур - они относятся, в основном, к гидрокарбонатному классу, кальциевой группе, переходящие на створах Али-Байрамлы, Саль-яны в сульфатный класс, натриевую группу, на створе Банк в различные сезоны года характеризуются разными классами - сульфатными, хлорид-ными, натриевыми, реже кальциевыми группами.

Закономерности безреагентного фильтрования воды через зернистую среду

Процесс извлечения из высокомутной воды взвешенных веществ рассматривается как результат двух технологических приемов: в свободном объеме, но в тонком слое и фильтрования в высокопористой зернистой загрузке.

Применение метода тонкослойного осаждения позволяет значительно ускорить процесс извлечения из воды наиболее крупных тяжелых фракций, характеризующихся кинетической неустойчивостью. Это предопределило возможность создания малогабаритного водоочистного оборудования, размещаемого непосредственно на плавучем водозаборе. Благодаря конструктивному решению выделяющаяся в тонкослойных элементах взвесь непрерывно удаляется в речной поток. При этом исключается необходимость создания узла сбора и удаления осадка на первой ступени технологического процесса. Удовлетворяется также требование, предъявляемое к тонкослойным отстойникам в условиях обработки высокомутных вод, предотвращать образование слоев повышенной концентрации взвеси в потоке непосредственно перед тонкослойными элементами: речной поток смывает входные отверстия трубок и они всегда остаются чистыми, причем совмещение плавучего тонкослойного осветлителя с водозабором плавучей насосной станции полностью исключает энергозатраты на процесс предварительного осветления.

Количество выпавших частиц на первой стадии составляет порядка 40...60%. Процесс выделения этого количество взвеси в тонкослойных элементах глубиной 5...8 см происходит примерно в 8... 12 раз быстрее, чем в глубоких (2...2,5 м) горизонтальных и радиальных отстойниках. Выделение из воды подобной взвеси обеспечивается при достаточно высокой удельной гидравлической нагрузке -15...20 м3/(ч-м2). Это определило возможность создания малогабаритного и высокопроизводительного водоочи стного оборудования, и на его основе — плавучего, размещаемого непосредственно в водоисточнике. Процесс выделения взвеси на этой стадии сопровождается их непрерывным удалением в речной поток. Поскольку скорость движения потока в реке в сотни раз больше скорости потока во входных каналах наклонных тонкослойных элементов, создается возможность непрерывного и рассредоточенного уноса речным потоком твердых частиц, удаляемых из тонкослойных каналов.

Увеличение мутности речного потока (Cz ) за счет взвеси, сползающей из тонкослойного осветлителя, определялось по зависимости [5, 6]:

Зависимость (3.16) проверялась в натурных исследованиях на участке реки в зоне расположения осветлителя. Полученные эпюры распределения мутности по глубине потока показали, что под осветлителем на глубине ниже 3 м изменения естественной мутности речной воды не наблюдались. Незначительное увеличение мутности наблюдается лишь в экстремальных условиях в зоне рассеяния сползающих с тонкослойных элементов взвешенных частиц. При этом повышение мутности составляет порядка 0,05...0,06%. Максимальное отклонение расчетного значения величины С от натурного составило 2,8% [6].

Плавучим водозабором - осветлителем задерживались частицы крупностью более 25...30 мкм Що 0,12...0,16мм/с).

Полностью извлекались из воды песчаные частицы, благодаря чему рабочие колеса насосов не подвергаются абразивному износу. В осветлен 131 ной воде не обнаруживались мальки рыб и плавающие предметы. Независимо от колебаний мутности и уровня воды в p.p. Куры и Аракса фракционный состав взвешенных веществ в осветленной воде практически сохранял стабильность, что обеспечивает устойчивый режим работы водоочистной станции на береговых сооружениях.

По принципу действия плавучие тонкослойные осветлительные элементы являются противоточными, т.е. в них происходит групповое осаждение взвеси при непрерывном движении потока от входа к выходу, а придонные течения осадка — против течения жидкости. При этом скорость потока весьма мала и измеряется несколькими мм/с с незначительной высотой осаждения. Осаждение взвеси в потоке, движущемся с весьма малой скоростью и практически лишенном транспортирующей способности, с известным приближением подчиняется законам осаждения в неподвижном объеме жидкости. Это дает возможность для определения основных расчетных и технологических параметров тонкослойных отстойников использовать результаты лабораторных опытов по гравитационному осаждению взвешенных частиц в неподвижном объеме воды.

Схема движения высокомутной воды в наклонном тонкослойном элементе, составленная по результатам исследований, может быть представлена в виде, изображенном на рис. 3.8.

При движении высококонцентрированной суспензии через наклонные тонкослойные каналы образуются два слоя потока с различными гидравлическими сопротивлениями: слои жидкости и взвешенных частиц.

Скорость движения жидкости всегда больше скорости частиц. Оседающие по пути движения частицы играют роль местного гидравлического сопротивления. Процесс группового выделения частиц (эффект осветления) и их удаление путем сползания по нижней образующей тонкослойных элементов является одновременно функцией угла наклона модуля.

Установлено, что при меньших значениях гидравлической нагрузки влияние угла наклона тонкослойных элементов охватывает почти все фракции частиц взвеси [6, 7]. При повышенных гидравлических нагрузках (g=10...20 м3/(ч-м") и выше) определяющее влияние угла наклона трубок на эффект выпадения зерен оказывает крупнозернистая фракция. Удовлетворительное очищение - удаление осадка обеспечивается при углах наклона а 30, наиболее эффективно протекает при а = 45...60. При сс 60 наблюдается явное падение эффекта осветления обрабатываемой воды. Поэтому изучение закономерности осаждения полидисперсной взвеси в наклонных отстойниках рекомендуется рассматривать при углах наклона а = 45\..60\

При движении агрегативно неустойчивой высокомутной взвеси в тонкослойном элементе неизбежно образование местных гидравлических сопротивлений - чем больше количество взвешенных веществ, тем значительнее местные гидравлические сопротивления. Основными факторами, влияющими на сопротивление частиц при их выделении- из жидкости, является скорость потока в тонкослойном элементе (V), вязкость среды (v), гидравлическая крупность частиц (U0), а также параметры, характеризующие геометрический размер частиц: относительная длина тонкослойных элементов (L/H) и дисперсность (разнозернистость) частиц (ст).

Параметр ст, характеризующий меру дисперсности взвешенных частиц, определен из закона нормального распределения плотности вероятности гидравлической крупности полидисперсных частиц.

Комплексный учет этих величин позволяет более точно определить эффективность безреагентного осветления (Р) высокомутной воды при заданных значениях L/H.

Влияние гидравлических нагрузок и электрохимических характеристик электролизеров на эффективность окисления и извлечения техногенных примесей

Установка включает в себя несколько технологических процессов: удаление грубодисперсных частиц гидравлической крупностью Щ О,12 мм/с в тонкослойных элементах (отстаивание), задержание мелкодисперсных частиц в слое плавающей фильтрующей загрузки (фильтрование) и очистка воды от растворенных минеральных и органических примесей (электрохимическое окисление) с получением дезинфектанта для осуществления процесса обеззараживания воды (очистка воды от бактерий).

В зависимости от количества взвешенных веществ в водоисточнике и производительности водоочистной станции плавучая водоочистная установка может функционировать как отдельно, так и в составе комплекса водоочистного оборудования, которое может быть использовано для систем малого водоснабжения, а также на многих других коммунальных и промышленных объектах с небольшим водопотреблением: - при мутности исходной воды до 3500 мг/л, производительности водоочистной станции Q 200 м3/сут и удельной гидравлической нагрузке на тонкослойные модули q = 0,6-1,5 м3/(ч-м2) предлагается весь технологический цикл - от забора воды до доведения ее до питьевой кондиции - осуществлять в одном устройстве на плавучей водоочистной установке, размещаемой в русле водотока. При этом отпадает необходимость решения вопросов, связанных со строительством сооружений для сбора, обработки и утилизации промывных вод и осадка; - при мутности исходной воды до 3500 мг/л, производительности водоочистной станции 200 Q 500 м /сут и увеличении удельной гидравлической нагрузки на первой ступени до q = 1,5-2,5 м3/(ч-м2) предложена двухступенчатая схема - плавучая водоочистная установка, размещаемая в водоисточнике или в ковшовом отстойнике, и фильтр с загрузкой из гранулированного активного угля, расположенный на берегу; - при мутности исходной воды до 5000 мг/л, производительности водоочистной станции до 1000 м3/сут и увеличении удельной гидравлической на 99? грузки на первой ступени до q = 2,5-5 м3/(ч-м2) для предварительного осветления воды от взвешенных и коллоидных частиц, а также для снижения антропогенной нагрузки на береговые сооружения за счет частичного удаления из воды загрязнений техногенного происхождения, находящихся в растворенном состоянии, предлагается плавучая водоочистная установка, расположенная непосредственно в ковшовом отстойнике. Доочистку от оставшихся взвешенных и коллоидных частиц производят на фильтре с инертной загрузкой, а от растворенных минеральных и органических соединений - путем электрохимического окисления с применением сорбционной доочистки на фильтрах из гранулированного активного угля, расположенных на берегу водоисточника. Применение электрохимической обработки воды на третьей ступени в сочетании с сорбционным фильтрованием позволяет выполнять не только осветление и обесцвечивание воды, но и обеззараживание и дезодорацию; - при мутности воды М 3500 мг/л и производительности водоочистной станции Q 200 м3/сут (при удельной гидравлической нагрузке q=0,6... 1,5 м3/(ч-м2) предлагается одноступенчатая схема - плавучая водоочистная установка. При таком подходе весь технологический цикл - от забора воды до доведения ее до питьевой кондиции - происходит в одном устройстве на плавучей водоочистной установке непосредственно на водоисточнике. При этом полностью исключается необходимость решения вопросов, связанных со строительством сооружений для сбора, обработки и утилизации осадка.

Главным преимуществом предложенных технологических схем является то, что на эффект очистки практически не оказывают влияние колебания уровней загрязнений в обрабатываемой воде. Тем самым гранулированные активные угли могут обеспечить более надежную защиту питьевой воды от вредных примесей, т.е. фильтр с загрузкой из гранулированного активного угля служит постоянно действующим барьером для различных загрязнений. Немаловажным преимуществом использования активного угля в процессе 223 очистки воды является достижение очищающего эффекта без применения химикатов, которые часто образуют нежелательные биопродукты.

Конструкция плавучей водоочистной установки в плане и в различных разрезах представлены на рис. 5.4 и 5.5, а основные параметры установки и ее отдельных элементов ранее приведены в табл. 5.1.

Угол наклона тонкослойных элементов задается наклоном двух противолежащих граней рамы (а = 45). Такая конструкция модуля позволяет производить монтаж - демонтаж тонкослойных элементов, в частности трубок, для ремонта и очистки.

Блок - фильтр выполняется из тонкого листа: алюминиевого, оцинкованного железа и др.

Отдельные конструктивные элементы из листа соединяются путем клепки в единый блок из камер фильтра, имеющих форму усеченных пирамид. В щели вершины пирамиды установлена промывная труба с перфорацией. Жесткость блока обеспечивается в нижней части вертикальными стойками, в верхней части - сквозными горизонтальными стяжками и промежуточными дистанционными трубками.

К открытой нижней водоприемной части блок - фильтра и открытым торцам камер прилегает сетка (сечения отверстий 0,5 х 0,5 мм). Свободные концы сетки закрепляются проволокой к стяжкам, с помощью которых также производится установка блок - фильтра в соответствующий отсек рамы. Фильтрующая загрузка засыпается через торец в каждую из камер в отдельности при отведенной сетке (блок - фильтр при этом извлекается из отсека рамы).

Похожие диссертации на Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси