И осадка станций водоподготовки

Резервуары промывных вод

1. Резервуары промывных вод надлежит предусматривать на станциях подготовки воды с отстаиванием и последующим фильтрованием для приема воды от промывки фильтров и ее равномерной перекачки без отстаивания в трубопроводы перед смесителями или в смесители.

Примечание. Следует предусматривать возможность сброса в эти резервуары воды над осадком в отстойниках при их опорожнении.

2. Количество резервуаров надлежит принимать не менее двух. Объем каждого резервуара следует определять по графику поступления и равномерной перекачки промывной воды и принимать не менее объема воды от одной промывки фильтра.

3. Насосы и трубопроводы перекачки промывной воды должны проверяться на работу фильтров при форсированном режиме.

Отстойники промывных вод

4. Отстойники промывных вод надлежит предусматривать при одноступенчатом фильтровании (фильтры, контактные осветлители) и обезжелезивание воды.

5.Отстойники промывных вод, насосы и трубопроводы следует рассчитывать, исходя из периодического поступления промывных вод, отстаивания и равномерного перекачивания осветленной воды в трубопроводы перед смесителями или в смесители с учетом требований п. 3.

Накопившийся осадок следует направлять в сгустители на дополнительное уплотнение или на сооружения обезвоживания осадка.

6. Продолжительность отстаивания промывных вод надлежит принимать для станций безреагентного обезжелезивания воды — 4 ч, для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания — 2 ч.

Примечание. При применении полиакриламида дозой 0,08—0,16 мг/л продолжительность отстаивания вод следует снижать до 1 ч.

7. При определении объема зоны накопления осадка в отстойниках влажность осадка следует принимать 99 % для станций осветления воды и реагентного обезжелезивания и 96,5 % — для станций безреагентного обезжелезивания.

Общую продолжительность накопления осадка при многократном периодическом наполнении отстойников надлежит принимать не менее 8 ч.

Сгустители

8. Сгустители с медленным механическим перемешиванием надлежит применять для ускорения уплотнения осадка из горизонтальных и вертикальных отстойников, осветлителей, реагентного хозяйства и осадка из отстойников промывных вод на станциях водоподготовки при среднегодовой мутности исходной воды до 300 мг/л.

Примечание. При обосновании осадок допускается направлять на сооружения обезвоживания без предварительного уплотнения в сгустителях.

9. Для сгустителей надлежит принимать: диаметр —до 18 м; среднюю рабочую глубину — не менее 3,5 м; уклон дна к центральному приямку — 8°; вращающуюся ферму — с вертикальными лопастями треугольного или круглого сечения и скребками для перемещения уплотненного осадка к центральному приямку; лобовую поверхность лопастей — от 25 до 30% площади поперечного сечения перемешиваемого объема осадка; верх лопастей - на отметке, равной половине слоя воды в середине вращающейся фермы; подачу осадка в сгуститель — периодическую по графику удаления осадка из сооружений; ввод осадка — на 1 м выше отметки дна в центре сгустителя; забор осветленной воды — устройствами, не зависящими от уровня воды в сгустителях (через плавающий шланг и т.п.).

10. Продолжительность цикла сгущения осадка следует определять по общей длительности следующих операций: наполнения сгустителя — от 10 до 30 мин в зависимости от длительности удаления осадка из сооружений; сгущения — по данным технологических изысканий или аналогичных станций водоподготовки, а при их отсутствии по таблице; последовательной перекачки осветленной воды и сгущенного осадка — от 30 до 40 мин.

Перекачку осадка допускается предусматривать через несколько циклов сгущения.

11. Наибольшую скорость движения вращающейся фермы и среднюю влажность осадка после сгущения следует определять технологическими изысканиями, а при их отсутствии по таблице.

Таблица

Характеристика обрабатываемой воды и способ обработки	Наибольшая скорость движения конца вращающейся фермы, м/с	Продолжительность цикла сгущения, ч	Средняя влажность осадка на выпуске из сгустителя, %
Маломутные воды, обрабатываемые коагулянтом	0,015		97,7¾98,2
Воды средней мутности, обрабатываемые коагулянтом	0,025		96,8¾97,3
Мутные воды, обрабатываемые коагулянтом	0,03		85,5¾91,8
Умягчение при магниевой жесткости до 25 %	0,025		80¾82,7
Умягчение при магниевой жесткости более 25 %	0,015		87,3¾90,9
Обезжелезивание без применения реагентов	0,015		91,4¾93,2
Обезжелезивание с применением реагентов (коагулянта, извести, перманганата калия и др.)	0,025		96,8¾97,7

12. Объем сгустителя W_сг, м³, следует определять по формуле

W_сг = 1,3К_р.оW_ос.ч, (1)

К_р.о — коэффициент разбавления осадка при выпуске из сооружений подготовки воды, принимаемый по п. 6.74;

W_ос.ч — объем осадочной части сооружения подготовки воды, м³.

13. Число сгустителей необходимо принимать из условий обеспечения периодического приема осадка в соответствии с режимом удаления его из сооружений и длительностью цикла сгущения.

14. На станциях одноступенчатого фильтрования и обезжелезивания воды сгустители допускается применять в качестве отстойников промывных вод.

15. Подачу осадка к сгустителям, как правило, следует предусматривать самотеком. Для подачи сгущенного осадка на сооружения механического обезвоживания рекомендуется принимать монжусы или насосы плунжерного типа.

16. Гидравлический расчет трубопроводов следует производить с учетом свойств транспортируемого осадка.

Накопители

17. Накопители следует предусматривать для обезвоживания и складирования осадка с удалением осветленной воды и воды, выделившейся при его уплотнении. Расчетный период подачи осадка в накопитель следует принимать не менее пяти лет.

В качестве накопителей надлежит использовать овраги, отработавшие карьеры или обвалованные грунтом спланированные площадки на естественном основании глубиной не менее 2 м. При наличии в осадке токсичных веществ в накопителях следует предусматривать противофильтрационные экраны.

18. Объем накопителя W_нак, м³, надлежит определять по формуле

W_нак = 0,876qС_в/[1/(100 - Р_ос1)r₁ + 1/(100 - Р_ос2)r₂ +…+ 1/(100 - Р_осn)r_n], (2)

где q — расчетный расход воды станции водоподготовки, м³/ч;

С_в — среднегодовая концентрация взвешенных веществ в исходной воде, г/м³, определяемая по формуле (11) п. 6.65;

Р_ос1, Р_ос2,..., Р_осn ¾ соответственно средние значения влажности в процентах r₁, r₂,..., r_n и плотности т/м³ осадка первого, второго, ..., n года уплотнения осадка, принимаемые по данным эксплуатации накопителей в аналогичных условиях, а при их отсутствии по рис. 1 и 2.

Рис. 1. Средние значения влажности и плотности осадка станций осветления и обесцвечивания воды при многолетнем уплотнении

Количество взвешенных веществ в исходной воде — М, мг/л; реагенты — R:

1 ¾ М < 50; R ¾ Аl₂(SO₄)₃; 2 ¾ М < 50; R ¾ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА;

3 ¾ М <50; R ¾ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА + Са(ОН)₂; 4 ¾ М = 50 – 250;

R ¾ Аl₂(SO₄)₃; 5 ¾ М = 250 – 1000; R ¾ Аl₂(SO₄)₃; 6 ¾ М = 1000 – 1500;

R ¾ Аl₂(SO₄)₃; 7— М > 1500; R — ПАА или безреагентная очистка

Примечание. Влажность дана сплошной линией, плотность — пунктиром.

Рис. 2. Средние значения влажности и плотности осадка станций обезжелезивания или реагентного умягчения воды при многолетнем уплотнении

1 — реагентное обезжелезивание; 2 — безреагентное обезжелезивание; 3 — реагентное умягчение при магниевой жесткости более 25%; 4 — реагентное умягчение при магниевой жесткости менее 25 %

Примечание. Влажность дана сплошной линией, плотность пунктиром.

19. Число секций накопителя должно приниматься не менее двух, работающих попеременно по годам, при этом напуск осадка следует предусматривать в одну секцию в течение года с удалением осветленной воды. В остальных секциях в это время будет происходить обезвоживание и уплотнение ранее поданного осадка замораживанием в зимний период и подсушиванием в летний период с удалением воды, выделившейся при его уплотнении.

20. Устройства для подачи осадка и отвода воды следует предусматривать на противоположных сторонах накопителей.

Расстояния между устройствами для подачи осадка надлежит принимать не более 60 м.

Конструкция устройств для отвода воды должна обеспечивать ее отвод с любого уровня по глубине накопителей.

Площадки замораживания

21. Площадки замораживания для обезвоживания осадка следует предусматривать в районах с периодом устойчивого мороза не менее 2 мес в году с последующим вывозом осадка через 1—3 года в места складирования.

22. Общую полезную площадь площадок замораживания F_пл.з, м², следует определять по формуле

F_пл.з = F_в + F_л.о + F_з, (3)

где F_в, F_л.о, F_з — площадь площадок, м², определяемая по зеркалу осадка при заполнении площадок на половину глубины, соответственно для весеннего, летне-осеннего и зимнего напуска осадка.

23. Полезную площадь площадок для весеннего и летне-осеннего напусков следует определять из условия образования на площадках за эти периоды слоя осадка, равного глубине его промерзания Н_пр, м, в зимний период, определяемой по формуле

Н_пр = 0,017 (4)

где åt — сумма абсолютных значений отрицательных среднесуточных температур воздуха за период устойчивого мороза, °С, принимаемая по данным ближайшей метеорологической станции.

Примечание. В зависимости от местных условий и размеров площадок допускается предусматривать их секционирование.

Рис. 3. Средние значения влажности осадка станций осветления и обесцвечивания воды при уплотнении до одного года

Количество взвешенных веществ в исходной воде — М, мг/л; реагенты — R:

1 ¾ М < 50; R ¾ Al₂(SO₄)₃; 2 ¾ М <50; R ¾ Аl₂(SO₄)₃ + ПАА;

3 ¾ М <50; R ¾ Al₂(SO₄)₃ + ПАА + Са(ОН)₂; 4 ¾ М = 50 – 250;

R ¾ Al₂(SO₄)₃; 5 ¾ М = 250 – 1000; R ¾ Al₂(SO₄)₃;

6 ¾ M = 1000 – 1500; R ¾ Al₂(SO₄)₃; 7 ¾ M > 1500;

R ¾ ПАА или безреагентная очистка

Рис. 4. Средние значения влажности осадка станции обезжелезивания и реагентного умягчения воды при уплотнении до одного года

1 — реагентное обезжелезивание; 2 — безреагентное обезжелезивание; 3 — реагентное умягчение при магниевой жесткости более 25 %, 4 — реагентное смягчение при магниевой жесткости менее 25 %

Рис. 5. Значения плотности в зависимости от влажности осадка станции осветления и обесцвечивания воды

Количество взвешенных веществ в исходной воде — M, мг/л; реагенты — R:

1 ¾ М < 50; R ¾ Al₂(SO₄)₃; 2 ¾ M < 50; (М = 50 – 250).

R ¾ Al₂(SO₄)₃ + ПАА; R ¾ Al₂(SO₄)₃; 3 ¾ M < 250- 1000;

R ¾ Al₂(SO₄)₃; 4 ¾ M = 1000 – 1500; R ¾ Al₂(SO₄)₃;

Рис. 6. Значения плотности в зависимости от влажности осадка станции обезжелезивания и реагентного умягчения воды

1 — реагентное умягчение воды при магниевой жесткости более 25 %; 2 — реагентное умягчение воды при магниевой жесткости менее 25 %; 3 — реагентное и безреагентное обезжелезивание воды

24. Объем уплотненного осадка , м³, на площадках весеннего и летне-осеннего напусков следует определять по формуле

(5)

где q — расчетный расход воды станции водоподготовки, м³/ч;

С_в — средняя за расчетный период концентрация взвешенных веществ в воде, г/м³, определяемая по формуле (11) п. 6.65;

Т_у — продолжительность расчетного периода, сут, принимаемая: для весеннего периода — от окончания периода устойчивого мороза до наступления периода положительной температуры (через 1 мес после наступления среднесуточной температуры воздуха выше 0 °С для районов с периодом устойчивого мороза менее 3 мес и через 2 мес — для районов с периодом устойчивого мороза более 3 мес); для летне-осеннего периода — до наступления периода устойчивого мороза;

Р_ос, r — средние значения влажности в процентах и плотности, т/м³, осадка весеннего или летне-осеннего периодов, принимаемые по рис. 3, 4, 5 и 6 в зависимости от продолжительности уплотнения осадка, определяемой от середины весеннего или летне-осеннего периодов до наступления периода устойчивого мороза.

25. Полезную площадь площадки для зимнего напуска следует определять из условия размещения объема осадка, поступившего в период устойчивого мороза, без учета уплотнения осадка на площадке.

Площадку для зимнего напуска осадка надлежит предусматривать секционной.

Площадь одной секции следует принимать в зависимости от объема осадка, выпускаемого из сооружений, и слоя осадка Н_н при одном напуске, принимаемого равным 0,07—0,1 м.

Число секций надлежит принимать в зависимости от продолжительности промораживания принятого слоя осадка и числа выпусков осадка из сооружений за время промораживания.

Расчетная температура воздуха для определения продолжительности промораживания слоя осадка (рис. 7) должна приниматься по месяцу с наиболее высокой среднесуточной температурой в период устойчивого мороза.

Слой осадка на каждой секции площадки зимнего напуска Н_зим, м, надлежит определять как сумму последовательно намороженных слоев осадка за период устойчивого мороза.

Н_зим = Н_нn_н, (6)

где n_н — число напусков осадка на одну секцию за период устойчивого мороза, определяемое по формуле

n_н = К_мS/t_п, (7)

где К_м — коэффициент, учитывающий неполное использование периода устойчивого мороза, принимаемый равным 0,8;

S — количество суток в периоде устойчивого мороза;

t_п — продолжительность промораживания слоя осадка в сутках, определяемая по рис. 7 в зависимости от среднесуточной отрицательной температуры воздуха t, °С, за каждый месяц периода устойчивого мороза.

Рис. 7. Зависимость глубины промораживания слоя осадка от среднесуточной температуры воздуха и продолжительности промораживания

26. Площадки замораживания допускается проектировать при условии залегания грунтовых вод на глубине не менее 1,5 м от основания площадок.

При необходимости следует предусматривать устройство для отвода грунтовых вод и поверхностных вод.

27. Подачу осадка к площадкам и секциям надлежит предусматривать по трубопроводам.

Напуск осадка на площадки и секции следует предусматривать открытыми лотками, проложенными вдоль их длинной стороны. Уклон лотков надлежит принимать не менее 0,01.

Устройства для напуска осадка на площадки (секции) и отвода осветленной воды следует предусматривать на противоположных сторонах на расстоянии не более 40 м. Расстояния между устройствами для напуска осадка, а также отвода осветленной воды, должны быть не более 30 м.

28. Устройства для подачи осадка не должны допускать размывания основания площадок или слоя замерзшего осадка.

Устройства для отвода осветленной воды должны обеспечивать удаление воды с любого уровня по глубине площадок.

29. Строительную высоту оградительных валиков площадок (секций) замораживания Н_стр, м, надлежит определять по формуле

Н_стр = N_нак /F_пл.з + Н_г + 0,2, (8)

где N_нак — число лет накапливания уплотненного осадка;

— годовой объем уплотненного осадка, м³, влажностью 70 %;

F_пл.з — общая площадь площадок замораживания, м²;

Н_г — слой неуплотненного осадка, м, за последний год передвывозом осадка.

Площадки подсушивания

30. В южных районах, где в период устойчивого дефицита влажности величина дефицита составляет 800 мм и более, обезвоживание осадка допускается предусматривать на площадках подсушивания путем уплотнения его под действием силы собственной массы и высушивания на открытом воздухе с последующим вывозом осадка через 1—3 года в места складирования.

Общая полезная площадь площадок подсушивания осадка F_пл.п, м², должна определяться по формуле

F_пл.п = F_з.в + F_л, (9)

где F_з.в и F_л — площади площадок подсушивания соответственно для зимне-весеннего и летнего напусков осадка, м².

31. Полезную площадь площадок для напуска осадка в зимне-весенний период F_з.в, м², следует определять по формуле

(10)

где E_г — количество воды, испарившейся за год со свободной водной поверхности, мм;

А_г — годовое количество осадков, мм;

— объем осадка в зимне-весенний период, м³, определяемый по формуле

(11)

где — объем осадка, м³, выпускаемого на площадки подсушивания в течение зимне-весеннего периода со средней влажностью , %,

W_в — объем воды, м³, выделившийся из осадка в результате его уплотнения на площадках, определяемый по формуле

(12)

где P_ос — влажность осадка, уплотнившегося на площадках подсушивания за время зимне-весеннего периода, определяемая по рис. 3 и 4;

— влажность осадка, %, принимаемая при выпуске осадка из сгустителей по таблице п. 11, из отстойников и осветлителей по формуле

(13)

где r_тв — средняя платность твердой фазы в осадке, принимаемая от 2,2 до 2,6 т/м³;

d — концентрация твердой фазы в осадке, т/м³, принимаемая по табл. 19 п. 6.65 с учетом разбавления осадка при его выпуске по п. 6.74.

Значение Е_г, мм, следует определять по формуле

Е_г = 0,15Т_д(l_о - l₂₀₀) (1 + 0,72v₂₀₀), (14)

где Т_д — суммарное число дней в году, характеризующихся дефицитом влажности;

l_о — средняя упругость насыщенных водяных паров, соответствующая температуре осадка, миллибар;

l₂₀₀ — средняя упругость водяных паров, соответствующая абсолютной влажности воздуха на высоте 200 см от водной поверхности, миллибар, принимается по данным метеорологической станции;

v₂₀₀ — средняя скорость ветра на высоте 200 см, м/с.

32. Полезную площадь площадок для напуска осадка в летний период следует определять по формуле (10) п. 31, при этом значения Е_г и А_г надлежит принимать усредненными за период устойчивого дефицита влажности.

Время от момента напуска осадка на площадку до начала удаления выделившейся из осадка воды следует принимать 4—5 сут.

Объем уплотненного осадка летнего напуска надлежит определять по формуле (11) п. 31 аналогично для зимне-весеннего напуска, принимая влажность и плотность осадка по рис. 3-6.

33. В зависимости от местных условий и размеров площадок подсушивания допускается их секционирование.

Устройства для напуска осадка следует проектировать согласно п. 27.

34. Строительную высоту оградительных валиков площадок подсушивания следует определять по формуле (8) п. 29.

Приложение 10

Обязательное