Интенсификация водовоздушной промывкой

Водяная промывка - наиболее простой и в конструктивном оформлении самый распространенный способ восстановления фильтрующей способности зернистых загрузок. Однако он имеет ряд недостатков, так как при его применении:

· не всегда обеспечивается необходимая эффективность отмывка фильтрующего слоя;

· происходит гидравлическая сортировка загрузки, что ведет к сокращению продолжительности фильтроциклов и снижению производительности сооружений;

· расходуется большое количество воды (до 7…8 (м) на 1 (м²) поверхности фильтрующего слоя), что в свою очередь требует использования мощных насосов и больших емкостей для накопления запаса воды на промывку;

· требуются большие сооружения для обработки промывных вод при их повторном использовании.

Эффективность водяной промывки может быть повышена за счет увеличения интенсивности промывки. Однако, во-первых, возможности такого увеличения весьма ограничены, а во-вторых, значительно увеличиваются мощности промывного насосного оборудования, габариты сооружений повторного использования вода и обработки осадка, а также подводящих и отводящих коммуникаций. В то же время эффективность промывки можно улучшить за счет повышения локальных скоростей потока воды без увеличения общего расхода промывной воды. Такое повышение эффективности чаще всего достигается за счет использования водовоздушной промывки, дополнительной поверхностной промывки, а также путем чередования интенсивности промывки по площади фильтра.

Из числа упомянутых способов интенсификация промывки зернистых загрузок наибольшее распространение, особенно в странах Западной Европы, в последние годы получает водовоздушяая промывка.

Применение воздуха дает возможность резко сократить количество воды, необходимое для промывки фильтровальных сооружений, и соответственно уменьшить размеры подводящих и отводящих коммуникаций и задвижек, мощность насосного оборудования и объемы сооружений повторного использования промывной воды.

Истинная скорость движения воды в поровом пространстве при водяной промывке не превышает 2,5…3,5 (см/с). Скорость подъема воздушных пузырьков в водной среде по крайней мере на порядок выше и составляет 25…30 (см/с). При движении в фильтрующем слое пузыри воздуха увлекают за собой некоторую часть воды, поэтому местные скорости потока резко возрастают. Вследствие этого усиливается отрыв загрязнений от поверхности зерен фильтрующего слоя.

При водовоздушной промывке любой требуемый эффект отмывки может быть достигнут (в отличие от водяной промывки) даже при малом расходе воды.

Известно два основных режима водовоздущной промывки: раздельная и совместная (Рис. 2). При осуществлении раздельной водовоздушной промывки в воду сначала подают только воздух в течение 2…3 (мин) с интенсивностью 15…20 (л/с*м²). На втором этапе происходит отрыв накопившихся за фильтроцикл загрязнений от поверхности зерен загрузки, и вынос загрязнений из загрузки практически не происходит. На втором этапе подается вода с обычной интенсивностью, как и при чисто водяной промывке, в результате чего происходит удаление оторванных загрязнений из порового пространства загрузки и их транспортирование к отводящим желобам. Значительным преимуществом раздельной водовоздушной промывки является возможность подачи воды и воздуха по одной и той же распределительной системе, что существенно упрощает конструкцию фильтров. Однако этот режим водовоздушной промывки может быть применен только в фильтровальных сооружениях с нисходящим потоком воды, когда основная масса загрязнений накапливается в верхних слоях загрузки.

Более эффективной является совместная водовоздушная промывка, которая обычно проводится в три этапа. На первом этапе длительностью 1…2 (мин) подается только воздух интенсивностью 15…20 (л/с*м²). При такой предварительной промывке загрузки воздухом происходит выравнивание гидравлического сопротивления по площади фильтра, что способствует равномерному распределению промывной воды на последующих этапах промывки и исключает возможность перераспределения водяных потоков и соответственно смещение слоев загрузки.

На втором этапе осуществляется совместная водовоздушная промывка, когда в дополнение к воздуху подается промывная вода интенсивностью 2,5…4 (л/с*м²). Продолжительность этого этапа составляет 4…5 (мин) для скорых фильтров и 6…7 (мин) для контактных осветлителей. За счет совместного действия воды и воздуха на втором этапе промывки происходит полное разрушение структуры задержанных загрязнений и по поровым каналам они перемещаются вверх, выходя на поверхность загрузки; при этом из загрузки удаляется основная масса загрязнений.

Интенсивность подачи воды на основном (втором) этапе подобрана таким образом, чтобы загрузка не расширялась. Благодаря этому не происходит смещение и перемешивание слоев загрузки и обеспечивается заданное при первоначальной укладке загрузки распределение ее крупности по высоте слоя, т.е. используется принцип фильтрования в направлении убывающей крупности зерен загрузки, реализуемый в контактных осветлителях. На этапе совместной водовоздушной промывки происходит отмывка и гравийных поддерживающих слоев, что еще больше повышает грязеемкость контактных осветлителей. Фильтрующий слой на этом этапе совершенно не расширяется, более того, происходит его некоторое уплотнение.

По окончании совместной водовоздушной промывки подача воздуха прекращается и в течение 5…6 (мин) осуществляется подача только воды интенсивностью 6…7 (л/с*м²), т.е. несколько большей, чем на втором этапе, для удаления оставшихся в загрузке защемленных загрязнений, разрыхления фильтрующего слоя и удаления задержанного воздуха.

Характерный вид кривой отмывки фильтрующей загрузки при совместной трехэтапной водовоздушной промывке несколько отличается от водяной промывки (рис. 3). На графике имеет место второй небольшой пик, соответствующий началу третьего этапа промывки. Поскольку интенсивность подачи воды на третьем этапе недостаточна для транспортирования загрязнений вертикальным потоком воды, совместная водовоздушная промывка может быть эффективно использована только при одновременном устройстве системы горизонтального (низкого) отвода воды, в которой для транспортирования загрязнений не требуется подача большого расхода промывной воды.

Водовоздушная промывка фильтровальных сооружений на станциях водоподготовки является достаточно эффективным методом, используемым в существующих циклах очистки сточных вод, обеспечивающим требуемое для повторного использования качество очищенной воды.

Использование водовоздушной промывки позволяет уменьшить величину остаточных загрязнений в фильтрующей загрузке и снизить расход воды на промывку фильтров.

Водовоздушная промывка обладает более сильным действием, чем водяная, и это дает возможность получить высокий эффект отмывки загрузки при небольших расходах промывной воды, в том числе и таких, при которых взвешивания загрузки в восходящем потоке не происходит.

Эффективная промывка фильтровальных сооружений на станциях водоподготовки позволяет улучшить экологическую обстановку в местах расположения станций.

Для обеспечения требуемого качества воды обычно применяют несколько способов ее очистки, а в некоторых случаях применяют несколько ступеней одного и того же способа очистки. Таким образом, в процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые способы очистки. Намечаемая совокупность способов очистки (или сооружений) составляет технологическую схему очистки воды.

Технологическая схема, представленная на рис. 4, имеет лишь одно сооружение для осветления воды - контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу-вверх). В них коагуляция взвесей и осветление воды происходит одновременно. Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала, под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущим. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ-до 150-200 мг/л.

Рисунок 4. Схема осветления, обесцвечивания и обеззараживания воды с применением контактных осветлителей: 1 - насосы 1 подъема: 2 - реагентный цех; 3 - смеситель; 4 - контактный осветлитель; 5 - резервуар чистой воды; 6 - насосы II подъема

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: