Что бы получить очищенную воду для хозяйственно-питьевых целей, необходимо выполнить технически грамотный расчет, состоящий из фильтрования воды и обеззараживания воды.
Фильтрование воды
В зависимости от количества и качества исходной и очищенной воды, назначения и требуемой степени очистки, местных технических и экономических условий применяются различного типа фильтры.
Расчет фильтров производится в следующем порядке. По принятым данным:
1) о полезном суточном расходе воды;
2) расчетной скорости фильтрования;
3) интенсивности промывки;
4) продолжительности промывки;
5) времени простоя фильтра при промывке (0,33 часа — для однопоточных; для фильтров АКХ— 0,5 часа);
6) продолжительности сброса первого фильтра (0,17 часа);
7) числа промывок каждого фильтра в сутки (2—3 раза при нормальном режиме и не более 4 раз при форсированном режиме);
8) при продолжительности работы станции в течение суток Т час. определяются:
- общая площадь фильтров;
- число фильтров;
- площадь одного фильтра;
- допустимая форсированная скорость фильтрации при форсированной работе фильтров;
- процент воды, расходуемой на промывку всех фильтров.
Следует также учесть, что при числе фильтров на станции более 6 шт. и при выходе одного из них на промывку в оставшихся фильтрах допускается увеличение скорости фильтрации на 15—20%.
Если число фильтров равно 6, то предусматривается работа только с постоянной скоростью фильтрации. В последнем случае необходимо предусмотреть над нормальным уровнем воды в сооружениях (фильтрах, отстойниках, осветлителях и др.) дополнительную высоту для избыточных объемов воды при выходе фильтров на промывку.
Вода для промывки подается в фильтры промывным насосом или из бака. Напор промывного насоса или отметка дна промывного бака определяется с учетом потерь напора в фильтре и коммуникациях. Потеря напора при промывке в загрузке равна примерно ее высоте.
Потери напора в трубах дренажной и распределительных систем определяются по формулам гидравлики. Отвод промывных вод производится желобами полукруглого, пятиугольного сечения. Расстояние между осями желобов — не более 2,2 м.
Обеззараживание воды
Обеззараживание воды для хозяйственно-питьевых целей в водопроводных сооружениях осуществляется хлорированием, озонированием и облучением ультрафиолетовыми лучами.
Хлорирование воды и преаммонизация
Доза активного хлора определяется лабораторным путем в зависимости от хлоропоглощаемости воды. Достаточной дозой хлора для обеззараживания данной воды для целей питьевого водоснабжения считается доза, дающая после 30-минутного контакта воды с хлором остаточный активный хлор не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л в ближайшей от насосной станции точке сети и не менее 0,1 мг/л — в наиболее удаленных участках водопроводной сети.
Примерные дозы активного хлора для предварительных подсче¬тов могут быть приняты в условиях хлорирования поверхностной воды до осветления — от 3 до 5 мг/л; после осветления - от 0,5 до 1 мг/л (последние дозы могут быть рекомендованы и для подземной воды). Отношение дозы вводимого перед хлором аммиака к дозе хлора может находиться в пределах от 1 : 4 до 1 : 10. Продолжительность контакта воды с хлором (перед подачей воды потребителю) в условиях преаммонизации воды повышается и принимается не менее 1 часа.
При обеззараживании воды газообразным хлором дозировка последнего осуществляется специальными приборами — газодозаторами или хлораторами. Жидкий хлор переводится и сохраняется в стандартных баллонах или в бочках. Съем хлора со стандартного баллона Е-25 — от 0,5 до 0,7 кг/час; при применении металлических бочек — до 3 кг/час с 1 м2 боковой поверхности бочки. На водопроводных станциях с расходом хлора более 15 кг/час рекомендуется устраивать станции перелива хлора из железнодорожных цистерн в большеемкую тару.
Оборудование для хлорирования воды хлорной известью аналогично оборудованию, применяемому для коагулирования, и состоит из баков для растворения, хранения рабочего раствора, дозирования. В данном случае при расчете оборудования необходимо учесть, что:
- в хлорной извести должно быть содержание активного хлора не менее 25—30%.
- крепость рабочего раствора принимается в пределах 1—2%.
Обеззараживание воды только хлорной известью может быть допущено для временных водопроводов, а также постоянных с производительностью до 3000 м3/сутки. Для очистных станций хозяйственно-питьевой воды, применяющих для обеззараживания воды хлор — газ, целесообразно иметь в качестве резерва устройства по хлорированию воды хлорной известью независимо от производительности станции.
Обеззараживание питьевой воды бактерицидными лучами
Основными факторами, влияющими на процесс обеззараживания воды бактерицидными лучами, помимо мощности бактерицидного потока, являются: степень поглощения излучения водой в зависимости от концентрации в ней грубодисперсных, коллоидных и растворенных примесей, их характер, а также сопротивляемость бактерий действию бактерицидных лучей.
Установки для облучения могут быть безнапорными с не погруженными в поток лампами (над открытой поверхностью воды) и напорными (с рабочим давлением до 5 ати), с погруженными в поток лампами, которые размещаются в кварцевых чехлах в нескольких герметических камерах (от 2 до 5), соединенных последовательно в секцию.
При облучении обработанной воды из поверхностных водоемов производительность одной секции рекомендуется принимать в пределах 30—150 м3/час; для подземных вод — несколько большую. Установки оборудуются шкафами управления и ящиком сигнализации; установки могут размещаться на напорном или всасывающем трубопроводах. Проход между секциями — не менее 0,7 м; расстояние от стенок до камер — не менее 1 м. При ярусном расположении секций расстояние между секциями по высоте — не менее 0,6 м.
Расчетный срок службы ламп, используемых в установках по обеззараживанию воды, составляет 4500 — 5000 час. (6—7 мес.) при непрерывном горении, после чего бактерицидное действие ламп уменьшается. Обеззараживание воды бактерицидным облучением рекомендуется на отдельных объектах и на централизованных водопроводах населенных мест сельского, районного и областного значения и, главным образом, для обеззараживания подземных вод.