Эксплуатация сооружений водоподготовки
9.1Данные для выполнения расчетной работы студент принимает в соответствии с вариантом по таблице 9.1.
Таблица 9.1
Показатели качества воды.
| Наименование показателей ед. измерения | Варианты | |||||||||
| Начальн. мутн. , мг/л | ||||||||||
| Конечн. мутн., мг/л | ||||||||||
| Начальн. цветн. град. | ||||||||||
| Конечн. цветн. град. | ||||||||||
| Начальн. щелочн. мг- экв/ л | 2,8 | 3,6 | 3,0 | 3,4 | 3,8 | 2,2 | 3,2 | 3,4 | 2,4 | 2,6 |
| Конечн. щел. мг- экв/ л | 1,5 | 2,0 | 2,6 | 1,7 | 2,2 | 1,1 | 1,9 | 2,4 | 1,3 | |
| Концентрац. взвеси в отстян. воде, мг/л |
9.2 Необходимо определить, как изменится количество осадка, образующегося при коагулировании и отстаивании, если мутность воды увеличится с 50 до 200мг/л, цветность – 64 до 81 градуса, щелочность понизилась с 3 до 1,5 мг-экв/л, а концентрация взвеси в отстоянной воде в том и другом случае составляет 10мг/л.
Пример решения:
Количество образующего в отстойнике осадка зависит от качества исходной воды, эффективности работы отстойника, условий сброса осадка. Так как концентрация взвеси в отстойной воде осталась неизменной, то, приняв, что условия сброса осадка были идентичными, можно считать, что количество образующегося осадка будет определяться концентрацией взвеси в воде, поступающей на отстаивание.
Исходную концентрацию взвеси определяем по формуле:
(9.1)
где К – коэффициент перехода массы коагулянта в массу сухого осадка, образующегося при коагулировании; для очищенного сернокислого алюминия К= 0,55 для хлорного железа – К= 0,7;
М- мутность, мг/л;
Дк – доза коагулянта, мг/л;
Ц – цветность, град;
В – количество нерастворенных веществ, вводимых в воду с известью в процессе подщелачивания, мг/л.
Доза коагулянта определяется в соответствии с п. 6.16 1 .
Поскольку в условии ничего не говориться о характере взвеси в исходной воде, доза коагулянта по таблице 16 1 принимается равной среднему из значений:
для пробы 1: 25-35 мг/л; Дк1 =30мг/л;
для пробы 2: 30-45 мг/л; Дк2 = 37,5мг/л
Доза коагулянта, необходимая для обесцвечивания воды определяется по формуле:
(9.2)
Тогда Дк1 = 
; Дк2= 4 
.
При обработке цветных и мутных вод принимается большая из доз, определенных расчетом, поэтому в первом случае принимается доза: Дк1 = 32мг/л, а во втором случае: Дк2= 37,5мг/л.
Проверяем, требуется ли подщелачивание воды в процессе коагуляции. Для этого необходимо определить дозу подщелачивающих реагентов в соответствии с п.6.15 СНиП
В качестве подщелачивающих реагентов принимается известь с содержанием активной части 70% . Доза извести определяется по формуле:
(9.3)
где Дк – максимальная в период подщелачивания доза безводного коагулянта, мг/л
L – эквивалентный вес безводного коагулянта
Щ – минимальная щелочность воды, мг-экв/л
К – коэффициент, равный для извести 28
В первом случае:
Так как величина Дщ оказалась отрицательной, подщелачивание воды в этом случае не требуется.
Во втором случае:
Таким образом, для первого случая:
для второго случая:
( в данном случае принято количество нерастворимых примесей, вводимых с известью, равным 1).
Так как концентрация взвеси в воде, поступающей на отставание, увеличилась почти в три раза, можно утверждать, что и количество образующегося осадка увеличится пропорционально изменению исходной концентрации взвеси, т.е. примерно в три раза.
1. По результатам контроля, приведенным в таблице 9.2 дать технологическую оценку работы фильтра за два периода.
Таблица 9.2
Показатели процесса фильтрования.
| Показатели | Периоды работы | варианты | ||||||||||
| Скорость фильтрации м/ч | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Продолжительность фильтроцикла, т | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Продолжительность промывки,мин. | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Расход воды на одну промывку, м3 | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Мутность перед фильтр., мг/л | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Мутность фильтр мг/л | 0,9 | 2,0 | 1,7 | 1,3 | 1,1 | 2,5 | 1,5 | 0,7 | 2,3 | 2,1 | ||
| П | 2,1 | 1,6 | 0,6 | 1,3 | 0,8 | 1,8 | 1,0 | 2,0 | 1,2 | 1,4 | ||
| Цветность перед фильтром, град. | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Цветность фильтр, град. | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Фитопланктон перед фильтром, мл | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Фитопланктон фильтр | ||||||||||||
| П | ||||||||||||
| Число видимых микроорганизм. перед фильтр. | нет | нет | ||||||||||
| П | ||||||||||||
| Число видимых микроорганизм. в фильтре | нет | нет | нет | нет | ||||||||
| П | нет | нет | нет | нет | нет | |||||||
Пример решения:
Прежде всего, отмечаем отличая качества воды, на фильтр в эти периоды. В соответствии с п. 6.65 СПиН отстоянная вода должна иметь концентрацию взвешенных веществ, не превышающую 8 – 12 мг/л. Эти условия и в 1 и во 2 периодах соблюдаются, однако концентрация взвеси во 2 период увеличилась почти в 10 раз, по сравнению с 1 периодом.
Цветность в оба периода была достаточно низкой и удовлетворяла нормам ГОСТ 2874-82.
2 период характеризуется резким ухудшением качества воды по гидробиологическим показателям. Концентрация фитопланктона возросла более, чем в 10 раз.
Такое резкое изменение качества исходной воды сказалось на работе фильтра. Во второй период упала скорость фильтрования, сократилась продолжительность фильтроцикла. Основной причиной этого, несомненно явилось резкое увеличение в воде фитопланктона. Водоросли, забивая поры фильтра быстро приводят к увеличению потерь напораи необходимости отключения фильтра на промывку. Следствием изменения качества воды явилось также увеличение продолжительности промывки и расхода промывной воды.
Таким образом, в 1 период работа фильтра по всем показателям была хорошей. Во 2 период качество фильтрата не соответствовало установленным нормам для питьевой воды (например, мутность фильтрата превышает норму – 1,5 мг/л). Можно ожидать некоторого снижения мутности воды и концентраций в ней фитопланктона в результате последующего обеззараживания, однако, гарантировать обеспечения требуемого качества воды при такой работе фильтра нельзя. Следовательно, необходимы дополнительные мероприятия по борьбе с фитопланктоном.
2. По результатам гидробиологического анализа, приведенным в таблице 9.3, оценить эффективность работы отдельных сооружений по удалению из воды фитопланктона.
Пример решения:
Эффективность Э% удаления фитопланктона на отдельных этапах очистки может быть посчитана по формуле:
(9.4)
Таблица 9.3
Наличие клеток фитопланктона в 1 мл воды
| Вид пробы | вариант | |||||||||
| Вода источника | ||||||||||
| После предварит. хлорирования | ||||||||||
| После микрофильтров | ||||||||||
| После коагулирования и отстаиван. | ||||||||||
| После фильтрования | ||||||||||
| После вторичного хлорирования |
где С1 и С2 – концентрация клеток фитопланктона соответственно в ступающей на сооружения воде и в воде обработанной.
Одновременно можно оценить долю участия Д% каждого из сооружений в общем снижении концентрации фитопланктона по формуле:
(9.5)
где ∆С – снижение фитопланктона в сооружении;
С исх. – концентрация фитопланктона в воде источника.
Результаты расчетов для каждой стадии обработки воды сводятся в таблицу 9.4
Таблица 9.4
| Показатель | Предварительное хлорирование | микрофильтры | Коагулирование и отстаивание | фильтрование | Вторичное хлорирование |
| Э% | 87,5 | 45,3 | 58,6 | 55,2 | |
| Д% | 87,5 | 5,9 | 4,2 | 1,6 | 0,3 |
Выводы:
Большая часть фитопланктона (87,5%) задерживается на стадии предварительного хлорирования. В совокупности с микрофильтрацией предварительная обработка позволяет задержать 985-70=915 кл/мл, или 92,9% всего поступающего на стадию водоочистки фитопланктона. Это значительно облегчает работу остальных сооружений. Доля участия каждого из последующих сооружений в общем изъятии фитопланктона постепенно уменьшается.
В целом очистные сооружения обеспечивают гибель:
%
фитопланктона и очищенная вода содержит 9 кл/мл.
Расчетная работа №10.