Основные способы очистки воды

Степень очистки воды и состав сооружений для этой цели зависят от требований ГОСТа для питьевых целей.

Очистка воды для питьевых целей состоит из следующих операций: коагулирование, осветление, фильтрование и обеззараживание при помощи хлорирования.

Применяют следующие основные процессы очистки:

1)осветление, которое достигается путем отстаивания воды в отстойниках или осветлителях для выделения из воды взвешенных веществ и фильтрованием воды через фильтрующий материал;

2)обеззараживание для уничтожения болезнетворных бактерий, содержащихся в воде;

3)умягчение – уменьшение содержания в воде солей кальция и магния.

Насосы 1 подают исходную воду в смеситель 3 для её смешивания с реагентами (коагулянтами), которые поступают через дозатор из рабочих баков 2. Пройдя камеры реакций 4, вода переходит в отстойник 5. Освободившись от взвешенных веществ, вода поступает на фильтр 6. Перед резервуаром чистой воды 8 предусматривается хлорирование 7.

Рис. 1.1.14. Принципиальная схема станции для очистки воды с камерой образования хлопьев: 1 – насос первого подъёма; 2 – реагентный цех; 3 – смеситель; 4 – камера образования хлопьев; 5 – отстойник; 6 – фильтр; 7 – трубопровод для ввода хлора; 8 – резервуар очищенной воды; 9 – насос второго подъема.

Рис. 1.1.15. Принципиальная схема станции для очистки воды оборудованная осветлителями со взвешенным осадком и фильтрами: 1 – насос первого подъёма; 2 – реагентный цех; 3 – смеситель; 4 – осветлитель; 5 - фильтр; 6 – трубопровод для ввода хлора; 7 – резервуар очищенной воды; 8 – насос второго подъема.

Для ускорения процесса осаждения взвешенных веществ производят коагулирование воды, для чего в воду добавляют химические реагенты (коагулянты), которые вступая в реакцию с содержащимися в воде солями, способствуют осаждению взвешенных веществ. В качестве коагулянта в воду вводят соли алюминия или железо.

Для ускорения реакции коагулянт необходимо тщательно смешать с водой. Смешивание происходит в смесителях, которые бывают: перегородчатые, дырчатые, вертикальные (вихревые).

Камеры хлопьеобразования необходимы для получения достаточно крупных хлопьев за счет 30-минутного контакта взвешенных веществ с коагулянтами.

Под осветлением воды понимают выделение из неё взвешенных веществ при непрерывном движении воды через отстойники или осветлители с малыми скоростями. При малых скоростях движения воды содержащиеся в ней взвешенные вещества, удельный вес которых больше удельного веса воды, под действием силы тяжести осаждаются, образуя в отстойнике осадок.

В зависимости от направления движения воды отстойники разделяют на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Горизонтальный отстойник представляет собой резервуар прямоугольного сечения. Осветляемая вода по трубе 1 направляется в распределительный желоб 2, имеющий ряд отверстий, служащих для более равномерного распределения потока воды по сечению отстойника. Осветленная вода поступает в другой желоб 3 и из него по трубе 4 отводится на фильтры.

Рис. 1.1.16. Горизонтальный отстойник: 1 – лоток; 2 – распределительный желоб; 3 – приёмный желоб; 4 – трубопровод на фильтры; 5 – трубопровод осадка.

Вертикальные отстойники представляют собой круглый в плане, иногда квадратный резервуар с коническим днищем и центральной трубой, в которую подается осветляемая вода из камеры хлопьеобразования. По выходе из центральной трубы в отстойник вода движется вверх с малой скоростью и сливается уже осветленной через борт концентрически расположенного желоба, откуда отводится на фильтр. Выпадающий на дно отстойника осадок периодически удаляется.

Рис. 1.1.17. Вертикальный отстойник: 1 – центральная труба; 2 – лоток осветленной воды; 3 – отводящая труба; 4 – трубопровод осадка.

Процесс осветления протекает значительно интенсивнее, если осветляемая вода после коагулирования пропускается через массу ранее образованного осадка, поддерживаемого во взвешенном состоянии током воды.

Осветлитель коридорного типа представляет собой прямоугольный резервуар. Коагулированная вода поступает в осветлитель через дырчатые трубы 1 распределяется в нижней части 2 осветлителя. Скорость движения воды в рабочей части должна быть такой, чтобы хлопья коагулянта находились во взвешенном состоянии. Этот слой способствует задержанию взвешенных частиц. Степень осветления воды при этом значительно выше, чем в обычном отстойнике. Над рабочей частью находится защитная зона 3, где взвешенного слоя нет. Осветлённая вода отводится лотком 4 для последующей обработки. Избыточное количество осадка за счет отсоса в трубу 5, отводится через окна 6 в осадкоуплотнитель 7, где осадок уплотняется и периодически сбрасывается в канализацию по трубам 8.

Рис. 1.1.18. Осветлители со взвешенным осадком: 1 – дырчатые трубы; 2 – рабочая часть; 3 – защитная зона; 4 – лоток отвода; 5 – труба для подсоса; 6 – осадкоприёмные окна; 7 – уплотнитель осадка; 8 – трубы для сброса осадка.

Фильтрование составляет последний этап осветления воды. Процесс заключается в пропускании воды через слой мелкозернистого фильтрующего материала ( речного или карьерного песка, дробленного антрацита).

Для очистки применяют скорые фильтры – с коагулированием воды и медленные фильтры - для обработки её без коагулирования.

а)

б)

Рис. 1.1.19. Безнапорный скорый фильтр: а) при фильтровании; б) при промывке: 1 – подающий трубопровод; 2 – подводящий лоток; 3 – дырчатое днище; 4 – отводящий трубопровод; 5 – трубопровод промывной воды; 6 – желоб, через который переливается промывная вода; 7 – трубопровод, отводящий загрязненную промывную воду.

Обеззараживание воды.

При отстаивании и фильтровании воды задерживается большая часть бактерий (98-99%). Среди оставшихся в воде бактерий могут бактерий могут быть и болезнетворные; поэтому воду после фильтрования, если она предназначается для хозяйственно-питьевых целей, необходимо обеззараживать.

Обеззараживание воды – уничтожение содержащихся в воде болезнетворных бактерий – может быть достигнуто:

1)введением в воду сильных окислителей, способных разрушать ферменты бактериальных клеток;

2) облучением воды ультрафиолетовыми лучами;

3) нагреванием воды до температуры 80 (пастеризация) – 100 (стерилизация);

4) воздействием ультразвуком;

5)введением в воду серебра или других металлов, обладающих олигодинамическим действием на микроорганизмы/

Практическое применение в практике водоснабжения пока нашли первые два метода.

В качестве окислителей применяют жидкий хлор и хлорную известь.

Водоотведение города