Основні схеми поліпшення якості природної води

Найбільше розповсюдження у практиці водоочистки, особливо в міських водопроводах, мають схеми очисних споруд з самопливним рухом води. Вода, подана НС 1-го підйому, самопливом проходить послідовно всі очисні споруди і поступає у збірні РЧВ, з яких забирається насосами станції 2-го підйому. Та­ким чином, РЧВ безпосередньо пов'язані з комплексом очисних споруд і по­винні розташовуватися поблизу них, як і НС 2-го підйому.

У табл. 15 [15] наведені рекомендації з вибору споруд станції очищення води, призначеної для господарсько-питних цілей. Основні вживані схеми і принцип їх роботи наведені нижче.

Очищення води за схемою, що включає відстійники і фільтри (рис. 3.1), ві­дбувається таким чином. Вихідна вода (з поверхневого джерела водопостачан­ня) насосами НС 1-го підйому подається у змішувач. Сюди ж подаються розчи­ни необхідних реагентів, що приготовані в реагентному господарстві (коагуля­нти, флокулянти, розчини лугів - вапняне молоко, знезаражувальні реагенти - хлорна вода). Призначення змішувача - швидке і повне змішання розчинів реа­гентів з оброблюваною водою. Фізико-хімічні процеси взаємодії реагентів з домішками протікають в камерах утворення пластівців, найчастіше вбудованих в горизонтальні відстійники. Крупні пластівці, що утворилися при коагуляції і флокуляції в камерах утворення пластівців, осідають у відстійниках під дією сили тяжіння. Дрібні домішки, що не осіли у відстійниках, затримуються при фільтруванні води через зернисте завантаження фільтрів. Далі вода прямує в РЧВ, перед яким відбувається вторинна обробка її знезаражувальними реаген­тами. З РЧВ очищена вода насосами НС 2-го підйому прямує споживачу.

Ця схема є двоступеневою, оскільки двічі здійснюється освітлення води (відстоюванням і фільтруванням), і двопроцесною, оскільки освітлюється вода двома способами.

 

 

 

Рис. 3.1 - Технологічна схема очищення води з поверхневого джерела, що включає відстійники і фільтри: 1 - подача вихідної води від водозабору; 2 - НС 1-го підйому; 3 - змішувач; 4 - каме­ра утворення пластівців; 5 - горизонтальний відстійник; 6 - швидкий фільтр; 7 - РЧВ; 8 - НС 2-го підйому; 9 - подача води питної якості споживачу; 10 - подача розчину коагулянта; 11 - подача вапняного молока; 12 - реагентне господарство; 13, 14 - пер­винне і вторинне хлорування; 15 - хлораторна; 16 - подача очищеної води для проми­вки фільтрів; 17 - скидання забрудненої промивної води фільтрів

 

Введення хлорвмісного реагенту здійснюється двічі - на початку і в кінці технологічної схеми. При первинному хлоруванні використовують властивості хлору як окислювача, що руйнує розчинені органічні сполуки для знебарвлення і дезодорації води, а також забезпечення оптимальних умов протікання проце­сів подальшого очищення. Вторинне хлорування води направлене на доведення її санітарно-бактеріологічних показників до значень, що регламентуються, тоб­то на знезараження води.

Осад, що збирається на дні відстійника, періодично видаляється. Забруд­нення, що накопичуються в товщі завантаження фільтрів, з часом погіршують їх роботу. Тому періодично (1-2 рази на добу) фільтри промивають чистою во­дою. Забруднену промивну воду скидати в каналізацію неекономічно, тому її частково освітлюють на спорудах повторного використання промивної води і повертають в початок технологічної схеми для обробки із загальним об'ємом води (таким чином можуть бути знижені втрати води на власні потреби стан­ції).

За схемою, що включає освітлювачі із завислим осадом і фільтри (рис. 3.2), вода після змішування з розчинами реагентів поступає в нижню частину робочої камери освітлювача із завислим осадом. Пластівці коагулянта і частин­ки суспензії підіймаються висхідним потоком води до тих пір, поки швидкість випадання їх в осад під дією сили тяжіння не стане рівною висхідній швидкості потоку. Таким чином, частинки утворюють завислий шар осаду, через який не­мовби фільтрується вода. Далі вода, частково освітлена при проходженні через такий своєрідний «завислий фільтр», збирається у верхній частині споруди. У шарі завислого осаду відбувається процес прилипання частинок суспензії до пластівців коагулянта, що утворилися у воді, тобто своєрідний процес контак­тної коагуляції. Нові порції оброблюваної води приносять нові порції пластів­ців і частинок суспензії, внасідок чого висота завислого шару збільшується. При досягненні верхньою межею шару осадкоприймальних вікон частина зави­слої маси поступає в осадкоущільнювач, де під дією сили тяжіння осад ущіль­нюється (суспензія осідає) і видаляється, а освітлена вода, що утворилася, пря­мує у змішувач.

Остаточне освітлення оброблюваної води відбувається шляхом фільтру­вання. Ця схема є двоступеневою і двопроцесною (використовується освітлення води в шарі завислого осаду і фільтрування).

Процеси, пов'язані з перекачуванням і збором води, обробкою її реагента­ми, знезараженням, аналогічні вищеописаним для попередньої схеми.

Схема, що наведена на рис. 3.3, є одноступеневою, оскільки очищення во­ди здійснюється в одній споруді - контактному освітлювачі, який поєднує фу­нкції споруд утворення пластівців, відстоювання і фільтрування. Конструктив­но принципова відмінність контактних освітлювачів від звичайних фільтрів по­лягає в тому, що оброблювана вода фільтрується від низу до верху. Процес очищення води здійснюється за рахунок фільтрування і контактної коагуляції, при якій колоїдні частинки прилипають до зерен завантаження, на поверхні яких при пропуску коагульованої води утворюється плівка.

 

 

Рис. 3.3 - Технологічна схема очищення води з поверхневого джерела, що включає

контактні освітлювачі: 1 - вихідна вода від водозабору; 2 - НС 1-го підйому; 3 - змішувач; 4 - контактний освітлювач; 5 - РЧВ; 6 - НС 2-го підйому; 7 - подача очищеної води споживачам; 8 -подача розчину коагулянту; 9 - подача розчину флокулянта; 10 - реагентне господар­ство; 11, 12 - первинне і вторинне хлорування; 13 - хлораторна; 14 - подача очищеної води для промивки контактних освітлювачів; 15 - скидання забрудненої промивної води після промивки контактних освітлювачів

 

Аналогічно вищеописаній схемі на рис. 3.1 показані процеси перекачуван­ня води, обробки реагентами, знезараження, збору очищеної води, подачі й об­робки промивної води для контактних освітлювачів.

Схема, яка наведена на рис. 3.4, є двоступеневою і однопроцесною (вода освітлюється двічі і в обох випадках фільтруванням). Відмінність її від достат­ньо описаної схеми на рис. 3.1 полягає в тому, що перший ступінь освітлення

води протікає у фільтрах, в яких разом з власне фільтруванням протікає і кон­тактна коагуляція.

Рис. 3.4 - Технологічна схема очищення води поверхневого джерела з двоступінчатим фільтруванням:

1 - оброблювана вода від водозабору; 2 - НС 1-го підйому; 3 - змішувач; 4 - контакт­ний попередній фільтр (фільтр 1 ступеня); 5 - швидкий фільтр; 6 - РЧВ; 7 - НС 2-го підйому; 8 - подача очищеної води споживачам; 9 - подача необхідних реагентів; 10 -реагентне господарство; 11, 12 - первинне і вторинне хлорування; 13 - хлораторна; 14 - подача чистої води для промивки фільтрів; 15 - відведення забрудненої промив­ної води фільтрів

 

В окремих випадках (при необхідності) схеми очисних споруд господарсь­ко-питних водопроводів можуть бути доповнені пристроями для зм'якшування, знезалізнення, знефторювання або фторування води, обробки активованим ву­гіллям або іншими реагентами.

Схеми обробки підземних вод для господарсько-питних цілей, як правило, простіші, оскільки часто включають тільки споруди для знезараження води.

Схеми очищення і обробки води для потреб виробництва дуже різноманіт­ні, як і вимоги до якості води, що ставлять різні виробничі споживачі. Для ряду споживачів ці схеми досить прості (наприклад, грубе освітлення води); для ін­ших споживачів потрібна вода такої якості, якої взагалі не існує в природних джерелах, і в цих випадках застосовують складні схеми, в яких використовують різні фізичні й хімічні процеси для досягнення необхідного результату.

Контрольні запитання

1. Що розуміють під якістю води?

2. Які показники визначають якість води?

3. Назвіть органолептичні показники якості води.

4. Як органолептичні показники якості впливають на стан питної води?

5. Назвіть хімічні показники якості води.

6. Як хімічні показники якості впливають на стан питної води?

7. Назвіть санітарно-бактеріологічні показники якості води.

8. Як санітарно-бактеріологічні показники якості впливають на стан питної

води?

9. Які вимоги ставляться до якості господарсько-питної води?

10. Які документи регламентують якість питної води?

11. Назвіть основні показники питної води згідно з ДержСанПіН України.

12. У чому різниця між водопідготовкою і водоочисткою?

1З. Назвіть основні методи очистки питної води.

14. В яких випадках можна вживати природну воду без очищення?

15. Які споруди входять до складу очисної станції підготовки господарсько-питної води?

16. Які є способи прояснення води? В яких апаратах вони здійснюються?

17. Які є способи знебарвлення води? Як вони здійснюються?

18. Які є способи знезараження води? Як вони здійснюються?

19. Охарактеризуйте схему очистки природної води з горизонтальними відстійниками і фільтрами.

20. Охарактеризуйте схему очистки природної води з освітлювачами із завислим осадом і фільтрами.

21. Охарактеризуйте схему очистки природної води з контактними освітлювачами.

22. Охарактеризуйте схему очистки природної води з подвійним фільтруванням.