Осветлитель для коагуляции и известкования воды ВТИ

Над слоем взвешенного осадка находится зона осветления, представляющая собой водяную подушку высотой 1,5-2 м. Грубодисперсные примеси осаждаются в зоне, находящейся ниже патрубка ввода воды, шлам удаляется периодически продувкой. При обработке воды с небольшим содержанием взвеси продувка через грязевик не обязательна.

При конструировании осветлителей необходимо решать две основные задачи, связанные с отсутствием выноса взвешенной фазы из осветлителя и получением минимального остаточного содержания первично образующихся хлопьев. Первая задача решается выбором скорости потока. Скорость движения воды через взвешенный слой в осветлителе типа ВТИ принимают 1-1,5 мм/с в зависимости от состава осадка и производительности аппарата. Изменение производительности осветлителей типа ВТИ допускается не выше 125% расчетной. При хорошей работе осветлителя вода не должна содержать более 10 кг/л твердой фазы.

Вторая задача – повышение степени очистки воды от первичных хлопьев во взвешенном слое – связана с выбором его оптимальной высоты и концентрации. Степень очистки (критерий сепарации К_с) по Е.Ф. Кургаеву зависит от высоты взвешенного слоя и концентрации коагулированной взвеси в контактной среде осветлителя в соответствии с уравнением

где α и β – эмпирические коэффициенты, характеризующие влияние температуры и физико-химических свойств хлопьев на степень очистки;

L – высота взвешенного слоя хлопьев в осветлителе.

Линейная зависимость эффективности очистки от высоты взвешенного слоя сохраняется до некоторого значения L, а дальнейшее увеличение высоты практически не снижает остаточное содержание взвешенных веществ. Высокие коэффициенты очистки и жидкое содержание веществ в осветленной воде (10 мг/л) могут быть получены при высоте взвешенного слоя 3-4 м.

Осветлители располагаются обычно вне здания водоподготовки и покрываются тепловой изоляцией. Осветлители для коагуляции должны иметь внутреннее антикоррозионное покрытие. Дозирование известкового молока, растворов коагулянта и ПАА осуществляется насосами-дозаторами серии НД.

Коагуляция осуществляется не только при использовании осветлителей, но и по прямоточной схеме с отделением воды от взвешенных в ней хлопьев непосредственно на осветлительных фильтрах. (При содержании взвешенных веществ более 100 мг/кг коагуляция по прямоточной схеме вызывает частные промывки осветлительных фильтров.) Прямоточную коагуляцию используют только после практической проверки возможности ее применения.

Проектирование и расчет осветлителей могут быть выполнены по двум вариантам.

Вариант первый

Производительность осветлителя

[м³/ч],

где F_к.с. – площадь поперечного сечения зоны контактной среды, м²;

где F_ос. – соответственно площадь поперечного сечения осветлителя, м²;

где Д_ос. – диаметр осветлителя, м;

F_шу – площадь поперечного сечения шламоуплотнителя, м;

где Д_шу – диаметр шламоуплотнителя, м;

ν₀ – расчетная скорость восходящего движения воды на выходе из контактной зоны осветлителя, мм/с

где t – температура воды в интервале 1…30°С (допустимая по материалу, загружаемому в механические и ионообменные фильтры);

С₀ – объемная концентрация шлама в зоне контактной среды осветлителя, мг/см³;

ν_у – условная скорость свободного осаждения шлама, мм/с.

,

где П – прозрачность воды по кресту, см;

Принимают П = 300 см.

Усредненные значение α_с рекомендуется принимать в зависимости от диаметра осветлителя (табл. 7).

Таблица 7

Приведенная высота зоны контактной среды осветлителя рассчитывается по формуле

где Н₁ – высота контактной среды в верхней ее зоне, имеющая площадь F₁ (м²) поперечного сечения, см;

Н_n и F_n – другие зоны контактной среды, см.

При определении Н_с верхняя граница зоны контактной среды может быть принята в уровне верхней кромки верхнего шламоприемного окна, а также учитывается, что внизу осветлителя над водными соплами 0,5…0,7 м по высоте находится зона смещения воды и реагентов.

Величина α_κ рассчитывается

где D_k – доза коагулянта, мг·экв/дм³;

Э_к – эквивалент коагулятора для Fe(OH)₃ Э_к = 36;

ГДП^б.в. – суммарное количество грубодисперсных примесей, поступающих в осветлитель и образующихся в нем.

Таблица 8

Зависимость условной скорости свободного осаждения шлама от величины α_κ

Вариант второй

Суммарная площадь осветлителя вместе с шламоуплотнителем (м²) определяется по уравнению

Полная высота (м) и объем (м³) осветлителя находятся из зависимостей

где q_пол – полезная производительность осветлителя;

m₀ – количество взвешенных веществ, задерживаемое в осветлителе;

V₁ – скорость свободного осаждения взвеси при данной температуре;

K₀ – объемная концентрация суспензии во взвешенном слое (от 0 до 0,2);

γ₀ – удельная объемная масса той же суспензии;

0,5 – высота нижней части осветлителя для ввода и распределения воды, м;

Н_с – высота взвешенного слоя, м;

Н_э – высота защитной зоны, м.

Скорость свободного осаждения взвеси при данной температуре связана с условной скоростью свободного осаждения взвеси при температуре 20°С – V₁ и скоростью стесненного осаждения взвеси V_о следующими зависимостями:

[см/с],

[см/с],

где t – температура воды.

Величины V₁ и V_о зависят от условий мутности исходной воды (мг/л), определяемой из выражения

где Ц – цветность воды, град;

М – мутность воды, мг/л

10 – остаточная цветность воды, град. Зависимость эта приведена в таблице.

Высоту взвешенного слоя (м) находят по формуле

где П – прозрачность осветленной воды по кресту, см;

β – коэффициент, зависящий от температуры и равный 30 + 0,5t.

Высота защитной зоны (м) определяется по формулам

где D – диаметр осветлителя, м;

R – радиус отвода осветленной воды сборными желобами, равный половине расстояния между ними.

Таблица 9

Поиск по сайту: