Модернизация сооружений водоподготовки
Основной сложностью при модернизации существующих станций водоподготовки является улучшение работы сооружений первой ступени обработки воды.
Целью проводимых нами работ по реконструкции различного типа сооружений (камер хлопьеобразования, отстойников ,осветлителей со слоем взвешенного осадка) является повышение их производительности, эффективности и стабильности работы и, соответственно, обеспечение высокого, требуемого современными нормами, качества очистки воды.
Проведённые специалистами Группы Компаний «ЭКОХОЛДИНГ» научно- исследовательские и практические работы позволили разработать и испытать на действующих водоочистных сооружениях современные методы их эффективной модернизации.
Предлагаемые технические решения направлены на устранение следующих недостатков:
- неустойчивый, турбулентный режим осаждения в слоях большой высоты;
- неравномерность сбора и распределения воды во всём объёме отстойного сооружения;
- низкие коэффициенты объемного использования и, как следствие, время пребывания воды в сооружениях значительно ниже проектного.
Разработанные нами методы модернизации камер хлопьеобразования, отстойников и осветлителей позволяют при любом качестве исходной воды поднять их производительность (согласно высотной схеме) и повысить степень её очистки.
Особенно актуальными проблемы модернизации являются для станций водоочистки, работающих на водоисточниках, характеризующихся маломутными, цветными водами, с низкой щёлочностью и длительными периодами низких температур.
Известно, что осветление таких вод связано со значительными трудностями. В свободных объёмах камер хлопьеобразования и соответствующих им зонах осветлителей образуются мелкие, лёгкие, с низкой гидравлической крупностью хлопья, которые при скоростях, даже в несколько раз ниже рекомендуемых нормами, не осаждаются в отстойниках или осветлителях и выносятся на фильтры.
Разработанные нами технические решения позволяют комплексно одновременно улучшить гидродинамические условия проведения всех процессов водоочистки, в том числе: хлопьеобразования, осаждения, гравитационного уплотнения и обезвоживания выпавшего осадка, увеличить равномерность распределения и сбора воды по всей площади сооружений и, соответственно, увеличить фактическое время пребывания в них воды и коэффициенты их объёмного использования, приближая эти показатели к расчётным значениям.
Важным условием эффективной работы модернизированных сооружений являются разработанные нами методы, позволяющие учитывать не только конструктивные особенности каждого отстойного сооружения, но и специфические характеристики различных водоисточников.
Предлагаемые технические решения являются оригинальными современными разработками, защищёнными патентами, прошедшими многолетние успешные производственные испытания на станциях водоподготовки, работающих в условиях качественного разнообразия природных вод и методов их обработки.
Отстойники со встроенными камерами хлопьеобразования
Модернизация горизонтальных и вертикальных отстойников со встроенными камерами хлопьеобразования осуществляется с помощью тонкослойных отстойных сотоблоков, устанавливаемых на определённой высоте в зонах осаждения.
При этом, для обеспечения равномерного распределения воды по всей площади тонкослойного осаждения, должен быть организован равномерный, рассредоточенный сбор осветлённой воды по всей отстойной площади, занятой тонкослойными блоками. Горизонтальные отстойники должны быть оборудованы гидравлической рассредоточенной системой удаления осадка по всей длине расположения тонкослойных модулей.
Камеры хлопьеобразования водоворотного типа, встроенные в вертикальные отстойники
Камеры хлопьеобразования, встроенные в вертикальные отстойники, чаще всего имеют круглую форму. Подача воды в них осуществляется в верхней части по трубе, раздваивающейся в виде неподвижного Сегнерова колеса. Выходя со значительной скоростью из сопел, вода приобретает вращательное движение вдоль периферии камер, которое сохраняется и при выходе воды в отстойник. Для гашения этой скорости перед отстойниками, внизу камер хлопьеобразования установлены гасители, состоящие из деревянных струенаправляющих перегородок. Модернизация камер хлопьеобразования водоворотного типа осуществляется путём использования метода контактной коагуляции на зернистой плавающей загрузке из гранул вспененного пенополистирола, на который имеется экспертное заключение для использования в питьевом водоснабжении. Контактные камеры хлопьеобразования с плавающей загрузкой являются самопромывающимися. При значительном заилении плавающей загрузки происходит её расширение, в которое устремляется поток воды, вымывая накопившуюся взвесь. Для задержания контактной плавающей загрузки от всплывания и её выноса при опорожнении, нами разработана простая в изготовлении и надёжная в эксплуатации сетчатая конструкция, которая крепится по окружности на стенках камеры хлопьеобразования. Контактная плавающая загрузка гасит вращательное движение воды перед отстойниками, поэтому деревянные гасители должны быть демонтированы, и эта часть вертикальных отстойников (высотой не менее 0,8-1,0м.) используется в качестве дополнительной зоны осаждения.
Тонкослойный вертикальный отстойник
- Камера хлопьеобразования вихревого типа
- Вертикальный отстойник
- Дырчатая система распределения исходной воды
- Плавающая контактная загрузка (вспененный полистирол)
- Удерживающая конструкция
- Отстойные сотоблоки
Камеры хлопьеобразования, встроенные в горизонтальные отстойники
Принцип работы тонкослойно-рециркуляционных камер хлопьеобразования заключается в следующем: исходная вода, смешанная с реагентами, подается в нижнюю часть камер по рециркуляторам, сконструированным по принципу работы эжекторов, и затем поступает в тонкослойные блоки, расположенные под углом 70 градусов на определенном расстоянии над рециркуляторами. При движении смешанной с реагентами воды в тонкослойных элементах создаются наиболее благоприятные условия для процессов хлопьеобразования, поэтому часть образовавшихся крупных хлопьев осаждается и сползает по нижней грани тонкослойного элемента и в концентрированном состоянии встречается с вновь образующимися хлопьями, являясь для них адгезионно-активной контактной средой. Наиболее тяжёлая взвесь осаждается на дно камеры, и с помощью рециркуляторов возвращается в исходную воду. С целью возврата осевшей взвеси рециркуляторы устанавливаются таким образом, чтобы сопло было направлено вниз. Для активного участия эжектируемой взвеси в процессе коагуляции и укрупнения коллоидных и взвешенных веществ важно избегать ее диспергирования при прохождении через рециркулятор. Для рассматриваемых целей могут быть использованы только низкоскоростные и низконапорные струйные рециркуляторы, рассчитанные на скорости поступления хлопьевидной взвеси не более 0,05м/сек. и обеспечивающие потери напора в них воды в диапазоне не более 0,3-0,4м. Отличительной важной особенностью разработанной нами конструкции рециркуляторов является то, что для их устройства можно использовать традиционно расположенные продольные распределительные трубы, подняв их на высоту не менее 1 м. над днищем камеры, и не изменяя существующую традиционную высотную схему расположения сооружений станции водоочистки, т.е. смеситель – отстойник – фильтр.
Тонкослойный горизонтальный отстойник со встроенной тонкослойно-рециркуляционной камерой
- Хлопьеобразующие сотоблоки
- Струйные низконапорные рециркуляторы
- Отстойные сотоблоки
- Рассредоточенный сбор осветленной воды
- Опоры и кронштейны для подвешивания сотоблоков
Осветлители со слоем взвешенного осадка коридорного типа, с поддонными и центральными шламоуплотнителями
В зоне осаждения, ниже сбора осветленной воды, устанавливаются тонкослойные сотоблоки, обеспечивающие устойчивый, близкий к ламинарному, режим осаждения в слоях небольшой высоты.
В зоне взвешенного слоя ниже шламоотводящих окон (или шламоотводящих труб) устанавливаются тонкослойные хлопьеобразующие сотоблоки. Проведение процессов хлопьеобразования в замкнутом пространстве ячеистой конструкции повышает эффективность процессов коагуляции и хлопьеобразования.
Разработанные нами технологии широко применяются для модернизации распространённых в топливно-энергетическом комплексе осветлителей конструкций ВТИ и ЦНИИ различных типов и размеров.
Схема модернизации осветлителей конструкции ВТИ
Элементы модернизации:
- Тонкослойные отстойные сотоблоки
- Тонкослойные хлопьеобразующие сотоблоки
- Струйный низкоскоростной, низконапорный рециркулятор
- Рассредоточенная система сбора осветленной воды
Схема расположения сотоблоков для круглого в плане осветлителя
Схема модернизации осветлителей со слоем взвешенного осадка коридорного типа
- Подача воды в осветлитель.(Трубопроводы подачи исходной воды внутри осветлителя поднять на 700мм-1000мм по сравнению с типовым проектом)
- Рециркуляторы располагаются по длине коридора осветлителя
- Хлопьеобразующие сотоблоки в рабочих коридорах осветлителей
- Тонкослойные отстойные сотоблоки в рабочих коридорах осветлителей Тонкослойные отстойные сотоблоки в шламоуплотнителе
- Сбор осветленной воды в рабочих коридорах
- Сбор осветленной воды в шламоуплотнителе
