Способ очистки воды Советский патент 1983 года по МПК C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/02 

(5) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано при осветлении воды для бытовых и промышленных нужд. Известен способ очистки воды с применением камер хлопьеобразования со слоем взвешенного осадка, он включает обработку воды реагентами, распределение по дырчатым трубам или коробам по дну прямоугольного резервуара, пропуск воды снизу вверх с малыми скоростями через слой выделяющегося из воды взвешенного осадка поддерживаемого во взвешенном состоя НИИ, передачу воды со всеми образовавшимися хлопьями в горизонтальный отстойник через водосливную стенку, где при горизонтальном движении к сборным системам происходит очистка воды за счет гравитационного осаждения частиц, имеющих плотность,большую чем плотность воды. В основу обеазоваиия хлопьев заложен принцип контактной коагуляции, которая протекает на поверхности сборбента При этом колоидные и взвешенные примеси воды сближаются с частицами сорбента и под действием молекулярных сил прилипают к их поверхности или к ранее осевшим на них примесям. Контактная коагуляция осуществляется в слое выделяющегося из воды осадка, поддерживаемого во взвешенном состоянии l , Однако в известном способе очистки воды при низких температурах и малой мутности обрабатываемой воды затруднено формирование взвешенного слоя и его сохранение вследствие малых критических концентраций выделяющегося осадка. Контактная коагуляция сменяется коагуляцией в свободном объеме, для успешного протекания которой в прямоугольной емкости с малыми скоростями восходящего потока не обеспечиваются нормальные гидродинамические условия переМешивания, способствующие созреванию и укрупнению хлопьев, и отсутст вует турбулентная диффузия. Аналогичная картина происходит при резком изменении расходов, качества обрабатываемой воды, вводимых доз реагентов. Через двагтри дня после пуска камер в работу на дне образуется слой плотного осадка, забивающего распределительные трубы и постепенно увеличивающегося по толщине к водосливной стенке. Достигнув через определенное время максимальной толщины, этот слой стабилизируется и становится как бы наклонной стенкой несовершенной вертикальной камеры хлопьеобразования, Возле подающих систем, где скорость выхода воды составляет 0,71,2 м/с (выше неразруиающих 0,05 м/с), происходит интенсивное разрушение хлопьев взвешенного слоя которые попадают в эту зону под воздействием нисходящих циркуляционных токов, образованных вследствие полиг дисперсного взвешенного слоя, различия прочностных и других показателей хлопьев, особенностью гидравлики подающих устройств. В результате завалов дна камеры .осадком и разрушения хлопьев возле . подающих устройств резко снижаются физико-технические показатели последних (размер твердых частиц, объе ный вес, массовая и объемная концент рация), что снижает эффект отстаивания воды в горизонтальном отстойнике Цель изобретения- повышение эффек та осветления путем предотвращения пр цессов разрушения хлопьев, устранения завалов осадком подающих устройств. Поставленная цель достигается тем что воду с введенными реагентами подают в выделенную .вихревую зону клопьеобразования со скоростью входа 0,7-112 м/с с постепенным снижением на выходе до 0,004-0,005 м/с, и посл формирования первичных хлопьев передают во взвешенный слой для последующего укрупнения через специальное распределительное устройство, позволякицее пропустить хлопья без.разруше ния и препятствующее их возврату в зону повышенных скоростей возле подающих систем. Пример. Для очистки воду, обработанную реагентами, подавали через трубу в нижнюю часть камеры хлопьеобразования со слоем взвешен524ного осадка, где выделялась вихревая зона для первичного хлопьеобразования. Скорость входа воды составляла 0,7 м/с, а скорость восходящего потока на выходе снижалась до 0,005 м/с. Время обработки воды в этой зоне составляло 6 мин. Гидродинамические условия работы выделенной вихревой зону хлопьеобразования исключали образование завалов осадков распределительных систем, что наблюдается в прототипе, а также позволяли в условиях турбулентной диффузии формировать хлопья при низких температурах и малой мутности исходной воды, что не обеспечивается при обычном способе обработки воды вследствие малых концентраций и отсутствии турбулентной диффузии. После обработки в выделенной вихревой зоне воду с образовавшимися первичными хлопьями направляли во взвешенный слой для дальнейшего укрупнения хлопьев через специальное распределительное устройство, устанавливаемое на границе выделенной зоны хлопьеобразования и взвешенного слоя. Гидродинамические условия работы этого устройства позволили передавать хлопья без разрушения и препятствовали возврату их из взвешенного слоя в зону повышенных скоростей возле подающих систем и тем самым предотвращали их разрушение. При этом производились замеры физических характеристик взвеси, которые сведены в таблицу. Для сравнения в таблицу внесены также характеристики традиционного способа очистки воды. Из результатов, приведенных в таблице видно, что при очистке воды предложенным способом улучшаются физические параметры взвешенного осадка, увеличиваются плотность, удельая .и объемная концентрации, гидравическая крупность. Увеличение плотости взвеси происходит в результате нтенсификации процессов адсорбции, то подтверждается снижением струкурно-механической гидратации взвеи - уменьшается объем воды, вклюенный в каркас хлопьев за счет увеичения объема твердой фазы. Предложенный способ очистки воды озволяет получить хлопьевидную звесь с улучшенными физико-химичесими параметрами, а следовательно.

повысить эффект отстаивания воды в горизонтальном отстойнике, что сни жает грязевую нагрузку на фильтры второй ступени очистки и повышает фильтрацию последних и снижает рас ход воды на промывку.

Гидродинамические условия в ниж

ней части камер позволяют не только Формула изобретения Способ очистки воды, включающий обработку воды реагентами до образования хлопьев и слоя взвешенного осад ка, а также последующее отстаивание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта осветления путем предотвращения процессов разрушения хлопьев и устранение завалов осадком подающих систем, воду с вве .денными реагентами подают в зону хлопьеобразования со скоростью 0,710022524

исключить завалы дна осадком, но и в условиях турбулентной диффузии обеспечивают формирование хлопьев при низких температурах резких колеS баниях расходов и качеств обрабатываемой воды, что очень важно при эксплуатации отстойниила. 1,2 м/с с постепенным снижением ее на выходе из этой зоны до O.OOi0,005 м/с, а затем без разрушения хлопьев пропускают через слой взвешенного осадка, препятствуя их возвращению в зону повышенных скоростей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Клячко В.А. и др. Очистка природных вод. М., Стройиздат, 1971, с. IS (прототип).