Реферат: Качество воды

   Если в воде кроме НСО3- и СО2 находятся анионы других слабых кислот ( НSiO3-, НS-, Н2РО4-, органических ) или анионы СО3, а также при наличии только СО2 ( тогда рН <4 ), изложенная методика неприемлема.

2) Если в результате анализа обнаружена высокая окисляемость воды, то нужно проверить, не связано ли это с повышенным содержанием легкоокисляющихся закисного железа или сероводорода. Наличие сероводорода требует дополнительного   количественного определения Н2S. 

Высокая окисляемость при повышенном содержании Сl- и при наличии NН2- и NН4+ , сопровождаемая бактериальным загрязнением, определенно говорит о санитарной недоброкачественности воды, связанной с бытовыми стоками.

         Например, сопоставление окисляемости воды в анализе из таблицы 1 с содержанием Сl-, NО2- и NН4+ говорит о благополучном санитарном состоянии воды: нормальные концентрации Сl-, SO42-, сочетаются с отсутствием ионов азотистой кислоты и аммиака. Если бы окисляемость была повышенной ( например, 50 – 100 мг /л О2 ), то при тех же показателях химического анализа можно было бы судить о вероятно высокой цветности воды за счет содержания в ней органических гуминовых кислот или же ( применительно к подземным водам ) о возможном наличии сероводорода.

3)   При отдельном определении общей жесткости воды дополнение следует сопоставить ее величину, полученную экспериментально, с суммой Са2+ + Мg2+. Так же нужно сопоставить значения карбонатной и устранимой жесткостей, если последняя дается в анализе. Устранимая жесткость, как правило, меньше карбонатной ( численно равной содержанию НСО3- ) на 0,3 – 0,6 мг – экв / л, а при высокой степени минерализации воды – и более.

         Если в распоряжении проектировщика имеется полный анализ воды  с определением содержания всех ионов, включая К+ и Nа+, то основной проверкой правильности анализа является сопоставление сумм мг – экв катионов и анионов ; при этом

                                                                                           ( 5 )

2.3      Использование анализов при проектировании.

           Анализы физических, химических и бактериальных свойств воды используются при проектировании водопроводных сооружений для выявления лучшего с санитарной точки зрения места водозабора. Для определения характера обработки воды и выполнения предъявляемых к ней требований. Данные анализов, кроме того позволяют рассчитать ориентировочные дозы реагентов, необходимых для обработки воды по проектируемой технологической схеме. Последняя возможность особенно важна при отсутствии технологических анализов, которых проектировщики часто не имеют.

           Сравнение химического и бактериального анализов воды с требованиями ГОСТ 2761 – 96 позволяет решить вопрос о возможности использования избираемого источника для хозяйственно – питьевого водоснабжения, следует однако, иметь ввиду, что превышение предельного содержания показателей, приведенных в ГОСТе, не исключает возможности использования источника в поставленных целях, но ставит перед проектировщиком дополнительные задачи по определению мер улучшения свойств воды. Эти меры в каждом случае должны согласовываться с органами Государственной санитарной инспекции.

          Окончательное решение о методах обработки принимается на основе сравнения физико – химических и бактериальных свойств воды с требованиями ГОСТ 2874 – 96, а также в зависимости от расхода обрабатываемой воды и местных условий.

          Следует заметить, что для выявления необходимых методов обработки воды используются не все показатели, характеризующие источник водоснабжения. Некоторые из них ( NО2-, NН4+, NО3-, окисляемость )были использованы раньше для предварительной оценки санитарного состояния источника, а НСО3-, СО32-, СО2, рН – для проверки анализа по сухому остатку и значению рН.  Кроме того, показатели НСО3, рН, а также окисляемость и температура используются для решения частных вопросов проектирования водоочистных сооружений.

              Содержание НСО3- для подавляющего большинства природных вод ( особенно в открытых водоемах ) при практическом отсутствии в них ионов СО32- и ОН- отождествляется со щелочностью воды ( мг – экв /л ) , т.е. концентрацией веществ, способных нейтрализовать кислоты. Контроль щелочности параллельно с контролем содержания СО2 и рН на последовательных этапах обработки воды позволяет при проектировании сооружений выявить необходимость подщелачивания и подкисления воды. Это обеспечивает наиболее выгодные условия прохождения проектируемых технологических процессов и позволяет ориентировочно определить дозы реагентов, необходимые для создания этих условий. Концентрация НСО3-, помимо этого, численно определяет карбонатную жестокость воды.

   При повышенной окисляемости воду нужно хлорировать перед введением раствора коагулянта для окисления и разрушения органических веществ, тормозящих процесс коагуляции. Температура воды является фактором, определяющим (наряду с характером загрязнений ) выбор коагулянта.

2.4.     Технологический анализ.

   Физико – химический и бактериальный анализы, как это было показано выше, дают основу для выявления необходимых методов обработки воды и содержат показатели, позволяющие решить некоторые задачи технологического характера. Однако для большей точности проектирование технологических схем обработки воды и расчет водоочистных устройств должны проводиться при помощи технологического анализа. Он позволяет выявить наиболее целесообразные методы обработки воды для осуществления намеченного процесса, определить оптимальные дозы реагентов, последовательность их введения, а также ряд других расчетных параметров.

   Технологические свойства воды рекомендуется исследовать по ГОСТ 2919 – 85, который предусматривает определение коагулируемости, обесцвечиваемости, осаждаемости взвеси и других показателей. Однако ГОСТ 2919 – 85 не содержит методов, с помощью которых можно было бы выбрать параметры фильтрующих загрузок фильтров и контактных осветлителей для заданной скорости фильтрования и качеств исходной воды. Также отсутствуют показатели, позволяющие решить вопрос о выборе расчетной скорости движения воды в осветлителях, высоте зоны взвешенного фильтра и ряде других параметров, знание которых могло бы повысить надежность расчета сооружений.

   В отношении осветлителей такое положение в известной мере исправляется разработанной ВНИИ Водгео методикой определения эталонной концентрации взвеси (при скорости восходящего потока 1,8 м /ч ), позволяющей, в частности, обоснованно подойти к выбору расчетной скорости и коэффициенту распределения воды в осветлителе.

   Для выбора расчетных параметров фильтров и контактных осветлителей может быть применен метод моделирования процесса фильтрации суспензий через зернистые слои.

2.5.     Выбор технологической схемы обработки воды

           Выбор метода обработки воды. основывается на сравнении показателей качества исходной воды с требованиями потребителя.

           Основными методами осветления и обесцвечивания воды на очистных сооружениях городских водопроводов являются отстаивание фильтрование с предварительной химической обработкой коагулянтами, известью, хлором и другими реагентами. Безреагентные методы (например, осаждение некоагулированной взвеси ) могут быть применены в качестве вспомогательных мер для облегчения работы основных сооружений. Устройства для простого отстаивания (искусственные водоемы, ковши и т.п. ) следует рассматривать как гидротехнические или водоприемные сооружения, предназначенные для выполнения частной задачи – удержания грубой взвеси. Вспомогательным следует считать и метод процеживания воды.

            Технологические схемы очистных станций городских водопроводов для осветления и обесцвечивания по характеру движения воды через сооружения относятся к самотечным. Эти схемы позволяют создавать крупные установки (отстойники, фильтры ) с ограждающими конструкциями из монолитного или сборного железобетона, что было бы практически невозможно при напорных схемах.

           В зависимости от качества исходной воды основным технологическим процессом может быть только фильтрование воды или отстаивание с последующим фильтрованием. О возможности безреагентного предварительного осаждения грубой извести было сказано выше.

           Для осуществления основных технологических процессов могут быть использованы вертикальные или горизонтальные отстойники, осветлители со взвешенным осадком, а для фильтрования – контактные осветлители или фильтры с различными видами фильтрующих загрузок. Чтобы обеспечить качественное проведение основных технологических процессов, используют смесители, камеры хлопьеобразования, входные камеры с грубыми ситами, микрофильтры.

          Для химической обработки воды коагулянты, известь, соду, хлор или его соединения, а для интенсификации основных процессов – кислоты, неорганические и органические флокулянты.

          Дезинфекция воды может быть достигнута введением хлора или его производных, бактерицидным облучением, озонированием.

          При проектировании технологической схемы решается важнейшая задача: выбор оптимального состава основных и вспомогательных сооружений. Ее сложность заключается в том, что  получение воды питьевого качества может быть достигнуто при различном составе элементов очистной станции.

   В настоящее время рекомендуется применять следующие технологические схемы для получения питьевой воды на городских водопроводах.    

   Схема 1. Одноступенчатая обработка воды. Основные устройства для осветления и обесцвечивания – контактные осветлители. Сооружения, обеспечивающие эффективное проведение основного технологического процесса: входные камеры с грубыми сетками, смеситель, реагентное хозяйство для заготовки растворов коагулянта, устройства для осуществления двойного хлорирования ( или озонирования ) воды.

               Схема пригодна для станций любой производительности при условии, что содержание взвешенных в воде после ее химической обработки не превышает 150 мг / л, а цветность – 150 град платиново – кобальтовой шкалы.

             При наличии в исходной воде планктона в схему перед смесителем могут быть введены микрофильтры.

   Схема2 Двухступенчатая обработка воды. Основные сооружения, в которых последовательно осуществляются процессы осаждения взвеси и фильтрования – горизонтальные отстойники и скорые фильтры. Устройства для обеспечения основных технологических процессов: смесители, камеры хлопьеобразования, установки для заготовки растворов коагулянтов, извести, для производства двойного хлорирования ( или озонирования ) воды.

              Схема экономически целесообразна для станции с расчетной производительностью более 50 000 м3 / сутки  и может быть применена в диапазоне от 30 до 50 тыс. м3 / сутки. В последнем случае на выбор между горизонтальными отстойниками и осветлителями, как правило, решающее влияние оказывают местные условия строительства и эксплуатации сооружений (климатические условия, рельеф площадки строительства, глубин залегания грунтовых вод, наличие квалифицированных кадров в периоды строительства и эксплуатации, снабжение станции реагентами и пр. ).

                 Содержание взвешенных веществ и цветность воды, поступающей на обработку, ограничиваются возможностями накопления осадка в горизонтальных отстойниках. Если будет установлено, что накопление осадка за расчётный период приведет к нарушению нормального режима работы отстойника (к чрезмерному повышению горизонтальной скорости ), то необходимо предусмотреть предварительное безреагентное осаждение крупной взвеси в устройствах типа ковшей или в специальных открытых водоемах, заполняемых в периоды наибольшей мутности воды.

                При механизированном удалении осадка из отстойников необходимость в предварительном отстаивании воды, как правило, отпадает, так как период накопления осадка может быть сокращен до 1 суток.

                Для дополнительного улучшения и интенсификации работы основных сооружений могут применяться микрофильтры (при значительном содержании планктона ), обработка воды флокулянтами и подкисление  (для создания оптимальных условий снятия цветности коагулированием ).

   Схема 3 Двухступенчатая обработка воды.   Для удержания и осаждения взвеси и фильтровании в схеме применены осветлители со взвешенным осадком и скорые фильтры. Для вспомогательных процессов используются смесители, воздухоотделители, устройства для заготовки растворов коагулянта, извести, производства двойного хлорирования или озонирования.

                  Экономическая целесообразность схемы проявляется на очистных станциях производительностью от 2000 до 30 000 м3 / сутки.

                   В отношении свойств воды, поступающей на обработку, применение схемы ограничивается содержанием взвешенных веществ (после введения реагентов ) от 100 до 2500 мг / л и цветность до 150 град. Дополнительными ограничениями являются круглосуточная работа станции, постоянная подача воды ( изменение расхода в ту или другую сторону не должно превышать в течение часа 15 % ) и повышенная стабильность температуры воды, поступающей на осветлители ( увеличение температуры воды в течение часа более чем на 1 не допускается).

                Эффект обработки воды в случае необходимости может быть повышен применением микрофильтров  (при наличии в воде планктона) и введением флокулянтов.

   Схема 4. Двухступенчатая обработка воды на вертикальных отстойниках и скорых фильтрах. Прочие устройства те же, что и в схеме 2. Область применения ограничена производительностью до 3000 м3 / сутки, но может быть расширена до 30 000 м3 / сутки, когда применение осветлителей со взвешенным не может обеспечить стабильного эффекта осветления. Содержание взвешенных веществ и цветность не ограничиваются

                Типы сооружений, включаемых в выбранную технологическую схему очистной станции, определяются особенностями их устройства и эксплуатации, условиями компактной и рациональной компоновки, возможностями размещения этих сооружений в соответствии с принятой общей высотной схемой станции и другими факторами, связанными со строительством и эксплуатацией. Эти вопросы рассматриваются в последующих главах.

Г Л А В А   3

Методы и сооружения осветления и обесцвечивания поверхностных вод.

3.1 Осветление и обесцвечивание воды коагулированием. Классификация взвешенных веществ. Устройства и расчет осветлителей.

             Обработка воды коагулянтами применяется для очистки воды от взвешенных веществ, снижения цветности, а также для интенсификации осаждения карбоната кальция и гидроокиси магния при реагентом умягчении воды.

            Наиболее часто обработка коагулянтами производится для очистки воды открытых водоемов. При этом наряду с освобождением воды от взвеси достигается удаление из воды коллоидных веществ, обусловливающих цветность воды, планктонных организмов, существенно снижается бактериальная загрязненность воды.

           Нередко при обработке коагулянтом уменьшаются также запахи и привкусы воды.

           В водах открытых водоемов взвешенные вещества чаще всего представляют собой частицы песка, глины, ила, планктонные организмы, продукты разрушения растений и т. п.

           Взвешенные частицы, удельный вес которых больше единицы, стремятся осаждаться на дно сосуда. Однако наиболее мелкие частицы суспензий размерами от 3 – 4 до 0,1 мк и коллоидные частицы размерами от 0,1 до 0,001 мк практически не осаждаются, оставаясь в воде во взвешенном состоянии.

           С приемлемой для техники отстаивания скоростью осаждаются только частицы крупнее 30 – 50 мк т.е не мельче илистых частиц. Мелкий ил, глинистые и коллоидные частицы без специальных мер выделить отстаиванием невозможно. Для их осаждения и применяют добавление к воде коагулянтов – веществ, образующих относительно крупные, быстро осаждающиеся хлопья, которые увлекают с собой при осуждении мелкодисперсную взвесь, загрязняющую воду.

             Скорости осаждения в воде частиц кварца крупности например 10 мк, с удельным весом γ = 2,65 при температуре 15С, равна 0,1 мм/сек.

             В таблице 3.1 приведена относительная коагулирующая способность катионов и анионов различной валентности. Следует иметь ввиду, что для положительно заряженных коллоидных частиц коагулирующими ионами являются анионы, а для отрицательно заряженных коллоидов – катионы.

Таблица 3.1

Относительная коагулирующая способность электролитов (коагулянтов ).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7