Тема 1.3.2 Споруди для очистки води. Споруди на водопровідних мережах

1. Технологічні процеси та схеми поліпшення якості води.

2. Конструктивні особливості очисних споруд.

1. Технологічні процеси та схеми поліпшення якості води. Основні технологічні процеси поліпшення якості води полягають у видаленні з неї домішок, кількість яких перевищує норми: прояснення, знебарвлення та знезаражування води. Воду очищають із застосуванням хімічних агентів (коагулянтів, хлору, озону), або без них. Вибір складу очисних споруд залежить від якості води у природному джерелі та вимог споживачів до її якості. Найбільш часто застосовують технологічну схему очистки, за якою передбачається попередня обробка хлором; механічна очистка; коагулювання з послідуючим відстоюванням; фільтрування; вторинна обробка хлором, амонізація. Очисна станція представляє собою об’єднану систему споруд, на яких виконується ряд послідовних дій для очищення води. Склад і технологічну схему роботи водоочисної станції представляють у вигляді висотної схеми основних споруд станції із взаємною ув’язкою висот їх розташування на місцевості. Для побудування висотної схеми руху води по очисним спорудам від змішувача до резервуара чистої води можна приймати орієнтовні втрати напору між спорудами та в самих спорудах за [2]. Висотна схема складається після накреслення водоочисної станції у плані. Визначення рівнів води у спорудах треба починати із споруди. що розташована нижче всіх– резервуара чистої води. Позначка найвищого рівня води в резервуарі приймається на 0,2 – 0,5 м вище позначки землі. Під час викреслювання схеми необхідно враховувати завищення стінок споруд відносно рівня води. У схемі необхідно витримати загальні розміри та форми окремих споруд і комунікацій. Розташування окремих споруд, по можливості, треба пристосовувати до рельєфу місцевості.

Технологічні схеми обробки підземних вод для господарсько-питних потреб значно простіші, ніж поверхневих, оскільки включають споруди лише для знезаражування води.

2. Конструктивні особливості очисних споруд. Для поліпшення процесів прояснення та знебарвлення води застосовується коагуляція – процес укрупнення (агломерації) колоїдних та завислих частинок за рахунок сил міжмолекулярної взаємодії і об’єднання їх у пластівці. Частинки, що злиплись, відділяють від води. Застосовують коагулянти Al₂(SO₄)₃∙18H₂O, FeSO₄, FeCl₃, Для інтенсифікації коагуляції воду інколи обробляють флокулянтами (поліакриламідом або кремнієвою кислотою). Перемішування розчинів реагентів з водою проводять у спеціальних пристроях – змішувачах. Перемішування відбувається за рахунок утворення вихрових потоків або в результаті перемішування мішалками. Змішувачі бувають вихрові та лоткового типу – з дірками і перегородками.

У вихрових змішувачах (рис. 1.6 , а) вода підводиться знизу зі швидкістю 1-1,2 м/с, в результаті її різкого падіння в конічній частині утворюються вихрові потоки, куди вводиться коагулянт.

Перегородки мають щілинні отвори, через них вода рухається зі швидкістю 1 м/с, за ними утворюються вихрові течії, що сприяє змішуванню реагентів з водою (рис. 1.6 , б).

Рисунок 1.6 - Змішувачі: а) вихрові; б) з перегородками; в) з водоворотною камерою; 1 – подача води; 2 – відвід води; 3 – водоворотна камера; 4 – труба з соплами по дотичній; 5 – вертикальний відстійник.

Камери пластівцеутворення призначені для створення сприятливих умов для другої стадії процесу коагуляції – пластівцеутворення. З камер пластівцеутворення води надходить у відстійники, де пластівці випадають в осад.

За конструкцією і рухом води відстійники бувають горизонтальні, вертикальні і радіальні. Горизонтальні відстійники – прямокутні залізобетонні резервуари, в яких вода рухається в горизонтальному напрямку від одного торца споруди до іншого (рис. 1.7, а). Вертикальні відстійники – залізобетонні резервуари круглої або квадратної форми у плані, в яких вода рухається знизу уверх вертикально (рис. 1.7, б). Радіальні відстійники – круглі залізобетонні резервуари з невеликою висотою порівняно з діаметром. Вода в ньому рухається в радіальному напрямку від центру до периферії.

Остаточне прояснення води досягається фільтруванням – пропусканням води через шар дрібнозернистого фільтруючого матеріалу (пісок, керамзіт, подрібнений антрацит, спінений полістирол). Для остаточного знищення у відфільтрованій воді живих організмів застосовують знезаражування хімічними та фізичними методами. При хімічному знезаражуванні використовують сильні окислювачі: хлор, гіпохлорит натрію, озон, йод, марганець, перекис водню. При фізичних методах знезаражування воду обробляють на електролізних, бактерицидних та термоустановках. Для регулювання роботи систем водопостачання та утворення недоторканого запасу на випадок пожежі або аварій влаштовують регулюючі та запасні споруди.

Рисунок 1.7 - Схеми відстійників: а) горизонтального; б) вертикального;

в) радіального: 1, 3 – трубопроводи подачі і відводу води; 2 – збірний лоток;

4 – трубопровід для видалення осаду; 5 – зона відстоювання; 6 – пристрої для рівномірного розподілу води; 7 – ферма для згрібання осаду