Установка для осветления природной воды с переменной мутностью Советский патент 1991 года по МПК B01D21/00 B01D21/01 

Изобретение относится к очистке поверхностных вод, характерной особенностью которых является повышение мутности до 2-3 мес в течение года, и может быть использовано в системах подготовки природных вод для хозяйственно-питьевого назначения,

Цель изобретения - повышение эффективности очистки воды с переменной мутностью.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема глубокого осветления воды с переменной мутностью; на фиг. 2 - схема горизонтального отстойника, совмещенного с вихревой камерой хлопьеобразования с приемным резервуаром; на фиг. 3 - схема контактного осветлителя; на фиг. 4 - эпюры распределения отложений коагулированной взвеси в фильтрующем слое контактных осветлителей предлагаемой конструкции; на фиг. 5 - график зависимости мутности и эффекта осветления от времени отстаивания в горизонтальном отстойнике.

Установка для глубокого осветления природной воды с переменной мутностью содержит смеситель 1 с дозаторами реагентов:

хлора 2, коагулянта 3, флокулянта 4 и щелочи 5 и последовательно с ним установленные горизонтальный отстойник 6, освещенный с вихревой камерой хлопьеобразования 7 и приемным резервуаром 8, смеситель коагулянта и флокулянта 9 с дозаторами 10 и 11, насос 12, контактный осветлитель 13 смеситель хлора 14 с дозатором 15, резервуар очищенной воды 16, соединенный трубопроводами 15, резервуар очищенной воды 16, соединенный трубопроводами через насос 17с контактным осветлителем и через него - с резервуаром-усреднителем промывной воды 18, который, всвоюочередь, через насос 19 соединен с трубопроводом подачи речной воды 20. Горизонтальный отстойник 6 (фиг, 2), совмещенный с камерой хлопьеобразования 7 и приемным резервуаром 8 через заднюю торцовую стенку 21, содержит трубчатый перфорированный водосборник 22, расположенный на глубине 0,1Н, имеющий длину 0,5-0,67 I. Длина отстойника состоит из начального участка ly, расположенного между передней торцовой

О

ел ел ел со

00

стенкой отстойника и струенаправляющей дырчатой перегородкой 23 (ly 0,5-0,75 м) основного участка, определяемого по формуле

0 у Но Ко,

где KO VO/UO - коэффициент, учитывающий условия качества исходной воды и условия отстаивания, равный ,5 для вод средней мутности, ,9 - для мутных вод;

I - длина отстойника;

Но - высота отстойной части, м;

V0 - начальная скорость горизонтального потока воды, мм/с;

U0 - гидравлическая крупность взвешенных частиц, мм/с;

0- длина начального участка до распределительной перегородки;

у - параметр, учитывающий условия попутного отбора осветленной воды, равный 0,5-0,65 длины отстойника, при этом Uo 1,1-1,2 мм/с при т 45мин.

При этих условиях относительная длина отстойника L/H лежит в пределах ,7- 8,1. Без попутного отбора при ,5 м, мм/с и времени пребывания в отстойнике 45 мин относительная длина отстойника ,2-9,2.

Совмещение задней торцовой стенки отстойника с приемным резервуаром позволяет осуществить отбор жидкости из отстойника одновременно переливом и попутным отбором. Поскольку задняя торцовая стенка является водосливом, уровень в отстойнике устанавливается постоянным, а трубчатые водосборники находятся также под постоянным уровнем воды, равным 0,1 отстоен- ной части воды. При меньших глубинах экспериментально показано, что происходит подсос воздуха, а при больших - коагулированной взвеси. Приемный резервуар позволяет обеспечить самостоятельный режим работы контактных осветлителей, не зависящий от режима работы отстойника. В горизонтальном отстойнике используют зону наиболее интенсивного гравитационного осаждения, и заканчивается этот процесс при мутности 100-120 г/м , на который затрачивают 30-45 мин. В обычном горизонтальном отстойнике, в котором процесс ведут до концентрации взвеси до 15 г/м3, времени затрачивают в 3-5 раз больше, значительная часть длины отстойника используется для осаждения мелких частиц. Мутность воды от времени выражается зависимостью (например, фиг. 5), в которой крутая кривая спада мутности приходится на первые 30-45 мин, при этом конечная мутность составляет 120 г/м . Фильтрование воды с такой мутностью в скорых фильтрах при подаче жидкости сверху вниз привело бы к быстрой забиваемости фильтраг к частным промывкам и расходам на нее осветленной воды. Поэтому в предлагаемом устройстве установлен контактный осветлитель с большой грязеемкостью.

Контактный осветлитель (фиг. 3) оборудуется дренажной распределительной систе0 мой 24, воздушной системой для взрыхления загрузки при промывке 25, напорно-всасы- вающей системой для отвода промывной воды 26 и желобами для отвода фильтрата 27. Контактный осветлитель работает без внутрен5 него коридора, а все коммуникации сборно- распределительных систем выводятся через боковую стенку и подсоединяются к внешним магистральным коллекторам, что позволяет значительно увеличить полезную площадь фильтру0 ющей поверхности контактного осветлителя.

Фильтрующая загрузка 28 состоит из неоднородной кварцевой загрузки крупностью 0,7-4,0 мм и высотой слоя 2,5-3,0 м, которая обладает взвесеемкостью в 5,0-5,5

5 раза больше, чем в прототипе соответственно 2 кг/м3 до 10-12 кг/м3. При подаче воды снизу вверх обеспечивается снижение концентрации взвеси с 100-120 до 1,0-1,5 г/м3, при этом фильтроцикл по сравнению со ско0 рыми фильтрами увеличивается в 3,5-4 раза. Применение воздушной системы для взрыхления загрузки при промывке, расположенной на границе гравийного и песчаного слоев, а также напорно-всасывающей

5 системы для отвода промывной воды обеспечивает эффективную отмывку загрузки от отложений коагулированной взвеси и экономию промывной воды с 8-10% (в прототипе) до 3-5%. На фиг. 4 показаны эпюры

0 распределения отложений задержанной взвеси в зависимости от высоты фильтрующего сдоя, крупности зерен в направлении подачи воды на фильтр: I-для скорого фильтра с однослойной загрузкой (прототип), II 5 для скорого фильтра с двухслойной загрузкой, III -для контактного осветлителя обычной конструкции по СНиП 2.64.02-84 и IV- для предлагаемого контактного осветлителя, из которых наглядно видно преимущест0 во контактного осветлителя предлагаемой конструкции по взвесеемкости.

Установка работает следующим образом.

В смеситель 1 в исходную речную воду

5 дозируют реагенты в количестве согласно СНиП или определяемом пробной обработкой речной воды. Затем вода подается в камеру хлопьеобразования 7 и горизонтальный отстойник 6, после которого вода поступает в приемный резервуар 8. В смеситель

9 добавляют коагулянт и флокулянт дозаторами 10 и 11, затем насосом 12 воду направляют на контактный осветлитель 13 снизу вверх. В фильтрованную воду ДО бавляют хлор в смеситель 14 дозатором хлора 15 и собирают ее в резервуар очищенной воды 16, из которого направляют воду потребителю. Промывку контактных осветлителей осуществляют очищенный водой с предварительным взрыхлением загрузки воздуха, для чего насосом 17 ее подают на контактный осветлитель, после него собирают в резервуар-усреднитель промывной воды 18 и насосом 19 промывную воду подают в трубопровод подачи речной воды 20 перед смесителем.V

0

5

Формула изобретения 1. Установка для осветления природной воды с переменной мутностью, включающая смеситель с дозаторами реагентов, горизонтальный отстойник, ступеньтонкой очистки воды, трубопроводы, резервуар для очищенной воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воды с переменной мутностью, ступень тонко и очистки выполнена в виде контактного осветлителя, при этом горизонтальный отстойник выполнен длиной, равной 5,5-6,1 его высоты.

,2. Установка по п. 1,отличающаяся тем, что загрузка в контактном осветлителе имеет высоту 2,5-3,0 м, а крупность зерен составляет 0,7-4,0 мм.

Изобретение относится к очистке природной воды с переменной мутностью и может быть использовано в системах подготовки природных вод для хозяйственно-питьевого назначения. Цель изобретения - повышение эффективности очистки воды с переменной мутностью. Установка содержит горизонтальный отстойник длиной, равной 5,5-6,1 высоты зоны осаждения, что позволяет снижать высокие показатели мутности воды с сезонными колебаниями в 3-5 раз быстрее, чем в обычном Горизонтальном отстойнике, а в качестве ступени тонкой очистки применен контактный осветлитель с более мощным слоем фильтрующей загрузки высотой 2,5-3,0 м и крупностью зерен 0,7-4,0 мм. 1 з. п. ф-лы, 5 ил

S 3 4 S

TTJ

Фиг.2

Фиг.З

S, /«