Переоборудование медленных фильтров в контакные осветлители

ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ МЕДЛЕННЫХ ФИЛЬТРОВ В КОНТАКНЫЕ ОСВЕТЛИТЕЛИ

Научный руководитель , канд. техн. наук, доцент

Вологодский Государственный Университет

г. Вологда

В поверхностных  источниках Вологодской области воды являются маломутными (мутность до 2 – 3 мг/л, а в период паводка до 20 – 30 мг/л) и высокоцветными (цветность до 120 град. ПКШ, иногда до 200 град. ПКШ). Наилучшими конструкциями устройств для обесцвечивания и освеления этих вод являются контактные осветлители. При этом, во многих случаях (особенно это касается относительно небольших населённых пунктов) для подготовки питьевой воды применяют медленные фильтры. Привлекательностью медленных фильтров является то, что очистка воды на них не предусматривает использование реагентов. Однако, специалисты принимающие решение об использовании медленных фильтров, не учитывают то, что они практически не способны очищать воды малой мутности, и не предназначены для обесцвечивания воды. Тем не менее, в разных местах Вологодской  области  встречаются такие сооружения. Сложившуюся ситуацию необходимо исправлять. Мы предлагаем использовать новую технологию переоборудования медленных фильтров в контактные осветлители

Медленные фильтры представляют собой бетонные или кирпичные резервуары. Используются для очистки воды большой мутности и малой цветности. Строительные нормы рекомендуют их использование при относительно малой мутности исходной воды (до 50 мг/л), цветности до 50 град и отсутствии коагулирования.

Принцип действия медленных фильтров: при медленном (пленочном) фильтровании воды на поверхности песчаной загрузки образуется мелкопористая пленка из взвеси, обеспечивающая высокую степень осветления воды, затем очищенная вода из дренажа по трубе отводится в резервуар чистой воды. Для регенерации, то есть удаления из фильтра задержанных им загрязнений, закрывается задвижка на трубопроводе, открывается задвижка на канализационной трубе. Одновременно включается рыхлитель, который перемещается от одного края нижнего отсека и обратно разрезая мелкопористую пленку и взрыхляя песок. [1]

Недостатками медленных фильтров являются их значительная строительная стоимость, скорость фильтрования 0,3м/с, большие размеры требуемой для их устройства площади и, наконец, сложность очистки.

Рисунок 1.Схема медленного фильтра конструкции НИМИ[2]

1 – корпус фильтра; 2 – водонепроницаемые перегородки; 3 – карман для сбора промывной воды; 4 – подфильтровочное пространство для сбора и отвода фильтрата; 5 – дренажные плиты; 6 – карман для поступления промывной воды; 7 – поступление воды в резервуар чистой воды; 8 – регулятор скорости фильтрования; 9 – трубопровод промывной воды; 10 – трубопровод исходной воды; 11 – подача исходной воды на фильтр через поплавковый клапан; 12 – уровень воды в фильтре во время его промывки; 13 – поплавковый клапан; 14 – уровень воды во время фильтрования; 15 – фильтрующий слой; 16 – рыхлитель песка; 17 – сборный трубопровод фильтровальной воды; 18 – трубопровод отвода промывной воды

Для очищения маломутных высокоцветных вод являются контактные осветлители. По своей конструкции они близки к фильтрам с песчаной загрузкой, укладываемой на слой гравия или непосредственно на дренажную систему. Вода проходит загрузку снизу вверх, т. е. в направлении уменьшающихся размеров ее зерен. Коагулянт вводится в обрабатываемую воду непосредственно перед поступлением ее в фильтр. Таким образом, здесь имеет место контактная коагуляция, при которой коллоидные частицы прилипают к зернам загрузки. Это позволяет снизить дозу коагулянта и, следовательно, общий его расход.[3]

При расчете промывной системы следует учитывать, что использование неочищенной воды допускается только в тех случаях, когда мутность исходной воды не превышает 10 мг/л и перед контакным осветлителем  вода очищается на барабанных сетках или микрофильтрах, а также обеззараживается. В остальных случаях предусматривается для промывки использование очищенной воды. Ширина сборного канала принимается не менее 0,7 м, а его глубина – не менее 1,2 м.[2]

Преимущества контактных осветлителей: высокая скорость очистки воды до 5м/ч (относительно медленных фильтров), обеспечивают достаточный эффект очистки воды для Вологодской области.

Рисунок 2. Схема контактного осветлителя [2]

1,2 – трубопроводы для подачи промывной и осветляемой воды; 3,4 – трубопроводы для отвода промывной и осветленной воды; 5 –распределительная система из перфорированных труб; 6 – гравий; 7-песок; 8 – желоб.

В ВоГУ используется новая технология, по которой получен патент.  По этому мы  предлагаем незначительную, малозатратную реконструкцию очистных сооружений и перевод технологии очистки  для удаления цветности воды.

Примерная схема на рисунке:

       

Рисунок 3. Примерная схема медленного фильтра, переоборудованного в контакный осветлитель

КО-контакный осветлитель

Экономическая выгода этого устройства: скорость пропускания воды медленным фильтром – 0.3 м/с, а контакный осветлитель способен очищать воду со скоростью до 5 м/ч. На площади одного медленного фильтра можно разместить несколько  контакных осветлителей. При оборудовании 5 контакных осветлителей вода будет очищаться быстрее в 25 раз.

1. «Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение». – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1984. – 480 с.

2. «Улучшение качества природных вод»: учеб. пособие – Вологда: ВоГУ, 2014. – 182с.

3., , «Водоснабжение и водоотведение»: учебное пособие, 2002.

4.Патент  РФ № 000 «Способ регулирования процессов очистки воды в контактных осветлителях и устройство для его осуществления».