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;

Д_к – 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; Д_к1 =30мг/л;

для пробы 2: 30-45 мг/л; Д_к2= 37,5мг/л

Доза коагулянта, необходимая для обесцвечивания воды определяется по формуле:

(9.2)

Тогда Д_к1 = ; Д_к2= 4 .

При обработке цветных и мутных вод принимается большая из доз, определенных расчетом, поэтому в первом случае принимается доза: Д_к1 = 32мг/л, а во втором случае: Д_к2= 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 Д_к– 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 Д_щоказалась 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

Продолжительность фильтроцикла, т

Продолжительность промывки,мин.

Расход воды на одну промывку, м³

Мутность перед фильтр., мг/л

Мутность фильтр мг/л

0,9

2,0

1,7

1,3

1,1

2,5

1,5

0,7

2,3

2,1

1,6

0,6

1,3

0,8

1,8

1,0

2,0

1,2

1,4

Цветность перед фильтром, град.

Цветность фильтр, град.

Фитопланктон перед фильтром, мл

Фитопланктон фильтр

Число видимых микроорганизм. перед фильтр.

нет

Число видимых микроорганизм. в фильтре

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.