Принцип роботи контактних освітлювачів
Контактні освітлювачі є різновидом фільтрувальних апаратів, що працюють за принципом фільтрування води в напрямку спадання крупності зерен через шар завантаження великої товщини, який реалізується застосуванням висхідного фільтрування, від низу до верху. Оброблювана вода через розподільну систему, покладену на дні споруди, вводиться в нижні гравійні верстви (варіант) і потім фільтрується послідовно через шари завантаження, крупність зерен яких поступово зменшується.
При водообробці на контактних освітлювачах коагулянт вводять в воду безпосередньо перед її надходженням в завантаження освітлювачів, процес коагуляції відбувається в її товщі.
За короткий проміжок часу від моменту введення коагулянту до початку фільтрування у воді можуть утворюватися лише мікроагрегати коагулирующих частинок. Подальша агломерація домішок відбувається не у вільному об'ємі води, а на зернах завантаження контактних освітлювачів; частинки адсорбуються на поверхні зерен, утворюючи відкладення характерної для гелю сітчастої структури. Такий процес є контактною коагуляцией, що обумовлюється контактом води, що містить коагулювати домішки, з поверхнею зерен контактної маси.
Як показали дослідження і практика експлуатації, процес контактної коагуляції йде з найбільшою повнотою і у багато разів швидше, ніж при звичайній коагуляції в обсязі. Доза коагулянту для контактної коагуляції, як правило, менше, ніж доза, необхідна для коагулирования домішок у вільному обсязі. Для протікання процесу контактної коагуляції необхідно ввести в воду таку дозу коагулянту, при якій частинки домішок втрачають свою агрегатівную стійкість щодо прилипання до поверхні зерен контактної маси. Такі дози зазвичай недостатні для того, щоб забезпечити швидке пластівців у вільному обсязі з отриманням важких, добре декантирують пластівців. Крім того, при контактної коагуляції на процес майже не впливають температура води, її аніонний склад, наявність грубодисперсних суспензій і її лужність.
Відпадає необхідність в перемішуванні води для забезпечення протікання ортокінетіческой фази коагулирования домішок.
Однак, швидкість змішування і рівномірність розподілу коагулянту в оброблюваної воді, як показали дослідження Е. І. Апельцин, Е. Ю. Різдвяної, мають вирішальне значення.
Завдяки цим перевагам в умовах обробки маломутних вод контактні освітлювачі досить вдало замінюють звичайну двоступеневу очистку води, забезпечуючи високий ефект освітлення і знебарвлення при одночасному здешевленні вартості будівництва і експлуатації очисних споруд.
На водоочисних комплексах з контактними освітлювачами необхідно передбачати барабанні фільтри і вхідні камеру для відділення повітря і змішування реагентів з водою.
Обсяг камери розраховують на п'ятихвилинне перебування в ній води і секціонуючою на два відділення. Швидкість руху води в камері приймають 5 мм / с. Мікрофільтри або барабанні сита розташовують зазвичай над вхідними камерою.
Пристрій і розрахунок контактних освітлювачів
Контактні освітлювачі рекомендується використовувати без підтримуючих шарів при промиванні водою і з підтримуючими шарами при водовоздушной промиванні.
Контактний освітлювач КО-1 являє собою резервуар, заповнений завантаженням з піску і гравію (рис. 13.1). Пісок не повинен
Мал. 13.1. Контактні освітлювачі КО-1 (а) та КО-3 (б).
13,9 _ подача і відведення промивної води; 2, 7 - нижню і верхню відділення центрального каналу; 3 - водорозподільна система; 10 - шар гравію; 4 - шар піску; 5 - водозбірний жолоб; 8, 1 - відведення фільтрату і подача вихідної води; 11 - повітророзподільна система; 12 - подача повітря на промивку; 16 - струенаправлякдцій виступ; 14 - бічний кишеню; 15 - пескоулавлівающій жолоб містити фракції крупніше 2 мм і менше 4 0,8 мм.
Крупність зерен, мм
Висота шарів, м, в контактному освітлювачі
Розрахункову швидкість фільтрування для контактних освітлювачів КО-1 приймають 4,0. 5,5 м / ч (великі значення при форсованому режимі). Воду, що очищається, попередньо змішану з коагулянтом, подають в завантаження за допомогою розподільної системи дірчастих труб, покладеної на дні в шарі дрібного гравію. Розподільна система служить і для подачі промивної води. Промивання з інтенсивністю 15. 18 л / (с * м2) протягом 7. 8 хв виробляють так само, як і звичайних швидких фільтрів. Освітлена вода, як і промивна, відводиться за допомогою жолобів, розташованих над піском.
Важливим конструктивним елементом контактних освітлювачів є розподільна система, яка повинна забезпечити рівномірний розподіл промивної води по всій площі споруди. У безгравійних контактних освітлювачах (КО-1), що промиваються водою, повинні влаштовувати безгравійную трубчасту розподільну систему з привареними вздовж дірчастих труб бічними шторками (рис. 13.2), між якими приварюють поперечні перегородки, що розділяють подтрубное простір на комірки.
Робота розподільчої системи в контактних освітлювачах ускладнюється тим, що вона служить також і для подач неочищеної води і тому отвори в трубках можуть засмічуватися. У зв'язку з цим розподільна система повинна бути доступна для прочищення. Ця вимога виконується при влаштуванні магістралі розподільної системи у вигляді залізобетонного каналу досить великого перерізу, щоб в нього міг проникнути людина. Магістральний канал розташовується в центрі контактного освітлювача або уздовж його передньої стінки (див. Рис. 13.1). Всі інші розрахункові та конструктивні вимоги до розподільчої системи такі ж, як і для фільтрів.
Мал. 13.2. Безгравійная трубчаста розподільна система.
1 - водорозподільні труби; 2 - прохідні отвори; 3 - поперечні перегородки; 4 - бічні шторки; 5 - повітророзподільна труба
У контактних освітлювачах з підтримуючими шарами і водовоздушной промиванням слід застосовувати трубчасті розподільні системи для подачі води і повітря і систему горизонтального відводу промивної води.
У контактних освітлювачах без підтримуючих шарів отвори в дірчастих трубах повинні бути розташовані в два ряди в шаховому порядку в нижній частині і спрямовані вниз. Діаметр отворів 10. 12 мм, відстань між осями в ряду 150. 200 мм. Розподільну систему слід проектувати згідно з рекомендаціями Сніпа.
У контактних освітлювачах без підтримуючих шарів збір промивної води виробляють жолобами згідно Сніпу. Над крайками жолобів передбачають пластини з трикутними вирізами висотою і шириною по 50. 60 мм, відстанями між їх осями 100. 150 мм.
Для промивання слід застосовувати очищену воду. Допускається використання неочищеної води при її каламутності небільше 10 мг / л, колі-індекс - до 1000 од / л з попередньою обробкою води на барабанних сітках (або мікрофільтри) і знезараженні. При цьому повинен бути передбачений розрив струменя перед подачею води в ємність для зберігання промивної води. Безпосереднім впорскуванням води на промивку з. трубопроводів і резервуарів фільтрованої води не допускається.
Водоповітряних промивку контактних освітлювачів слід 'здійснювати з наступним режимом: розпушування завантаження повітрям інтенсивністю 18. 20 л / (с-м2) протягом 1. 2 хв; спільна водоповітряних промивка при подачі повітря 18. 20 л / (с * м2) і води 3. 3,5 л / (с-м2) при тривалості 6. 7 хв; додаткова промивка водою з інтенсівностью- 6. 7 л / (с * м2) тривалістю 5. 7 хв.
Тривалість скидання першого фільтрату при промиванні очищеною водою 5. 10, неочищеної - 10. 15 хв.
У контактних освітлювачах, на відміну від швидких фільтрів. шар води над завантаженням освітлений, так як вода вже профільтрувалася через завантаження. Отже, дзеркало освітленої води в контактних освітлювачах відкрито. Для запобігання вторинного забруднення води воно повинно бути ізольоване від приміщення обслуговування освітлювачів. Для цього освітлювачі групами або кожен окремо відокремлюють від коридору управління скляними перегородками заввишки не менше 2,5 м. Завдяки склінню можна вести прості візуальні спостереження за якістю осветляемой води.
Контактні освітлювачі типу КО-1 з безгравійной завантаженням слід застосовувати для вод з помірною кольоровістю і мутностью при невеликому вмісті планктону, в інших випадках - контактні освітлювачі типу КО-3 (рис. 13.1, б) з гравійно-піщаної завантаженням.
У контактних освітлювачах типу КО-3 передбачають дві-трубчасті розподільні системи: одна для подачі води, інша - повітря. Повітророзподільна система складається з дірчастих поліетиленових труб, розташованих у дна споруди точно посередині між розподільними трубами для води. У контактних освітлювачах типу КО-3 застосовують систему горизонтального відводу промивної води, основними елементами якої є пескоулавлівающій жолоб і струменеспрямовуючою виступ (див. Рис. 13.1, б).
Робота і промивка контактного освітлювача типу КО-3 здійснюється за наступною схемою. Під час роботи обробляється вода, змішана з реагентами, подається в нижнє відділення бокової кишені і далі по розподільчій системі надходить в завантаження. Фільтрат збирається в надзагрузочном обсязі і через водозлив пескоулавлівающего жолоби надходить в верхнє відділення бокової кишені, звідки по трубопроводу відводиться в збірний колектор очищеної води.
На початку промивання завантаження продувається повітрям для попереднього руйнування забруднень і вирівнювання гідравлічного опору завантаження по площі споруди. Потім в результаті одночасної подачі води і повітря забруднення повністю руйнуються і переміщаються догори, виходячи на поверхню завантаження, і далі в верхнє відділення бокової кишені і за межі апарату. Після закінчення спільної водовоздушной промивання подача повітря в завантаження припиняється і проводиться додаткова промивка завантаження водою. Таким чином, в кінці промивання з завантаження видаляється залишився в ній повітря, вона кілька розпушується і відновлюється її первісна пористість. Після закінчення промивання проводиться скидання першого фільтрату, а потім знову починається фильтроцикла.
Видалення забруднень при промиванні здійснюється за допомогою системи горизонтального (низького) відведення води. Промивна вода з надгрузочного обсягу, рухаючись горизонтальним потоком, проходить через пескоулавлівающій жолоб і зливається в верхнє відділення бокової кишені і далі в водостік. Необхідна швидкість горизонтального потоку в початковому перетині створюється за рахунок його сорому струменеспрямовуючою виступом (див. Рис. 13.1, б). Винесені потоком окремі зерна завантаження осідають на стінках жолоба і через щілину між стінками потрапляють назад в завантаження.
фільтрування вода контактний освітлювач
2. Алфьорова Л. А. Нечаєв А. П. Замкнені системи водного господарства промислових підприємств, комплексів та районів. М. 1984.
3. Аюка Р. І. Мельцер В. 3. Виробництво і застосування фільтруючих матеріалів для очищення води. Л. 1985.
4. Вейцер Ю. М. Мііц Д. М. Високомолекулярні флокулянти в процесах очищення води. М. 1984.
5. Єгоров А. І. Гідравліка напірних трубчастих систем в водопровідних очисних спорудах. М. 1984.
6. Журба М. Г. Очищення води на зернистих фільтрах. Львів, 1980.