Sakarā ar to, ka ūdens patēriņa apjoms nepārtraukti pieaug un gruntsūdeņu avoti ir ierobežoti, ūdens trūkums tiek papildināts uz virszemes ūdensobjektu rēķina.
Dzeramā ūdens kvalitātei jāatbilst augstajām standarta prasībām. Un rūpnieciskiem mērķiem izmantotā ūdens kvalitāte ir atkarīga no ierīču un iekārtu normālas un stabilas darbības. Tāpēc šim ūdenim jābūt labi attīrītam un jāatbilst standartiem.

Taču vairumā gadījumu ūdens kvalitāte ir zema, un ūdens attīrīšanas problēma mūsdienās ir ļoti aktuāla.
Ir iespējams uzlabot notekūdeņu attīrīšanas kvalitāti, ko pēc tam plānots izmantot dzeršanai un sadzīves vajadzībām, to attīrīšanai izmantojot īpašas metodes. Šim nolūkam tiek būvēti attīrīšanas iekārtu kompleksi, kas pēc tam tiek apvienoti ūdens attīrīšanas iekārtās.

Bet uzmanība jāpievērš ne tikai ūdens attīrīšanas problēmai, kas pēc tam tiks ēst. Jebkuri notekūdeņi pēc noteiktas attīrīšanas stadijas tiek novadīti ūdenstilpēs vai zemē. Un, ja tie satur kaitīgus piemaisījumus un to koncentrācija ir lielāka par pieļaujamajām vērtībām, tad tiek dots nopietns trieciens vides stāvoklim. Tāpēc visi ūdenstilpju, upju un dabas aizsardzības pasākumi kopumā sākas ar notekūdeņu attīrīšanas kvalitātes uzlabošanu. Speciālie objekti, kas kalpo notekūdeņu attīrīšanai, papildus savai galvenajai funkcijai ļauj no notekūdeņiem iegūt arī noderīgus piemaisījumus, ko varēs izmantot nākotnē, iespējams, pat citās nozarēs.
Notekūdeņu attīrīšanas pakāpi regulē tiesību akti, proti, Noteikumi par virszemes ūdeņu aizsardzību pret notekūdeņu piesārņojumu un Krievijas Federācijas ūdens tiesību aktu pamati.
Visus attīrīšanas iekārtu kompleksus var iedalīt ūdens un kanalizācijas sistēmās. Katru sugu var iedalīt apakšsugās, kas atšķiras pēc struktūras īpatnībām, sastāva un tehnoloģiskajiem tīrīšanas procesiem.

Ūdens attīrīšanas iekārtas

Izmantotās ūdens attīrīšanas metodes un attiecīgi arī pašu attīrīšanas iekārtu sastāvu nosaka avota ūdens kvalitāte un prasības izejā iegūstamajam ūdenim.
Tīrīšanas tehnoloģija ietver dzidrināšanas, balināšanas un dezinfekcijas procesus. Tas notiek sedimentācijas, koagulācijas, filtrēšanas un hlora apstrādes procesos. Gadījumā, ja sākotnēji ūdens nav ļoti piesārņots, tad daži tehnoloģiskie procesi tiek izlaisti.

Visizplatītākās notekūdeņu attīrīšanas un balināšanas metodes ūdens attīrīšanas iekārtās ir koagulācija, filtrēšana un nostādināšana. Bieži vien ūdens tiek nosēdināts horizontālās nostādināšanas tvertnēs, un tas tiek filtrēts, izmantojot dažādas slodzes vai kontaktdzidrinātājus.
Ūdens attīrīšanas iekārtu būvniecības prakse mūsu valstī ir parādījusi, ka visplašāk tiek izmantotas tās iekārtas, kas ir konstruētas tā, ka horizontālās sedimentācijas tvertnes un ātrie filtri darbojas kā galvenie attīrīšanas elementi.

Vienotas prasības attīrītam dzeramajam ūdenim nosaka gandrīz identisku iekārtu sastāvu un struktūru. Ņemsim piemēru. Bez izņēmuma visas ūdens attīrīšanas iekārtas (neatkarīgi no to jaudas, veiktspējas, veida un citām īpašībām) ietver šādas sastāvdaļas:
- reaģentu ierīces ar maisītāju;
- flokulācijas kameras;
- horizontālās (retāk vertikālās) nostādināšanas kameras un dzidrinātāji;
- ;
- tvertnes attīrītam ūdenim;
- ;
- komunālās un palīgtelpas, administratīvās un sadzīves telpas.

kanalizācijas attīrīšanas iekārta

Notekūdeņu attīrīšanas iekārtām ir sarežģīta inženierbūve, kā arī ūdens attīrīšanas sistēmas. Šādās iekārtās notekūdeņi iziet mehāniskās, bioķīmiskās (to sauc arī) un ķīmiskās apstrādes posmus.

Mehāniskā notekūdeņu attīrīšana ļauj atdalīt suspendētās daļiņas, kā arī rupjus piemaisījumus, filtrējot, filtrējot un nostādinot. Dažās tīrīšanas iekārtās mehāniskā tīrīšana ir procesa pēdējais posms. Bet bieži vien tas ir tikai sagatavošanās posms bioķīmiskajai attīrīšanai.

Notekūdeņu attīrīšanas kompleksa mehāniskā sastāvdaļa sastāv no šādiem elementiem:
- režģi, kas aiztur lielus minerālu un organiskas izcelsmes piemaisījumus;
- smilšu slazdi, kas ļauj atdalīt smagos mehāniskos piemaisījumus (parasti smiltis);
- nostādināšanas tvertnes suspendētu daļiņu (bieži vien organiskas izcelsmes) atdalīšanai;
- hlorēšanas iekārtas ar kontakttvertnēm, kur hlora ietekmē tiek dezinficēti dzidrinātie notekūdeņi.
Šādus notekūdeņus pēc dezinfekcijas var novadīt rezervuārā.

Atšķirībā no mehāniskās tīrīšanas ar ķīmiskās tīrīšanas metodi nostādināšanas tvertņu priekšā tiek uzstādīti maisītāji un reaģentu iekārtas. Tādējādi, izejot cauri restei un smilšu slazdam, notekūdeņi nonāk maisītājā, kur tiem tiek pievienots īpašs koagulācijas līdzeklis. Un tad maisījumu nosūta uz tvertni precizēšanai. Pēc tvertnes ūdens tiek izlaists vai nu rezervuārā, vai arī nākošajā attīrīšanas posmā, kur notiek papildu attīrīšana, un pēc tam tie tiek izlaisti rezervuārā.

Bioķīmisko notekūdeņu attīrīšanas metodi bieži veic šādās iekārtās: filtrācijas laukos vai biofiltros.
Filtrācijas laukos notekūdeņi pēc tam, kad tie ir izgājuši cauri attīrīšanas stadijai režģos un smilšu slazdos, nonāk nostādināšanas tvertnēs dzidrināšanai un attārpošanai. Pēc tam tie nonāk apūdeņošanas vai filtrēšanas laukos un pēc tam tiek izmesti rezervuārā.
Tīrot biofiltros, notekūdeņi iziet mehāniskās apstrādes posmus un pēc tam tiek pakļauti piespiedu aerācijai. Tālāk skābekli saturošie notekūdeņi nonāk biofiltra iekārtās un pēc tam tiek nosūtīti uz sekundāro nostādināšanas tvertni, kur nogulsnējas suspendētās daļiņas un no biofiltra izņemtais pārpalikums. Pēc tam attīrītie notekūdeņi tiek dezinficēti un novadīti rezervuārā.
Notekūdeņu attīrīšana aerācijas tvertnēs iziet šādus posmus: režģi, smilšu uztvērēji, piespiedu aerācija, nostādināšana. Pēc tam iepriekš attīrītie notekūdeņi nonāk aerotankā un pēc tam sekundārajās nostādināšanas tvertnēs. Šī tīrīšanas metode beidzas tāpat kā iepriekšējā - ar dezinfekcijas procedūru, pēc kuras notekūdeņus var novadīt rezervuārā.

Viens no uzņēmuma galvenajiem uzdevumiem ir efektīva no dabīgiem virszemes avotiem iegūtā ūdens attīrīšana, lai nodrošinātu iedzīvotājus ar kvalitatīvu dzeramo ūdeni. Maskavas ūdens attīrīšanas iekārtās izmantotā klasiskā tehnoloģiskā shēma ļauj veikt šo uzdevumu. Tomēr joprojām pastāvošās tendences ūdens kvalitātes pasliktināšanās ūdens avotos antropogēnās ietekmes dēļ un stingrāki dzeramā ūdens kvalitātes standarti nosaka nepieciešamību paaugstināt attīrīšanas pakāpi.

Sākoties jaunajai tūkstošgadei Maskavā, pirmo reizi Krievijā papildus klasiskajai shēmai tiek izmantotas ļoti efektīvas inovatīvas tehnoloģijas jaunas paaudzes dzeramā ūdens pagatavošanai. 21. gadsimta projekti ir modernas attīrīšanas iekārtas, kurās klasisko tehnoloģiju papildina ozonēšanas un sorbcijas procesi uz aktīvās ogles. Pateicoties ozona sorbcijai, ūdens tiek labāk attīrīts no ķīmiskajiem piesārņotājiem, tiek novērsta nepatīkama smaka un garša, kā arī notiek papildu dezinfekcija.

Inovatīvu tehnoloģiju izmantošana novērš sezonālo izmaiņu ietekmi dabiskā ūdens kvalitātē, nodrošina drošu dzeramā ūdens dezodorāciju, tā garantētu epidēmisko drošību pat ūdens apgādes avota avārijas piesārņojuma gadījumos. Kopumā aptuveni 50% no visa attīrītā ūdens tiek sagatavoti, izmantojot jaunas tehnoloģijas.

Līdz ar jaunu ūdens attīrīšanas metožu ieviešanu tiek pilnveidoti dezinfekcijas procesi. Lai uzlabotu dzeramā ūdens ražošanas uzticamību un drošību, izslēdzot no aprites šķidro hloru, 2012. gadā visas ūdens attīrīšanas iekārtas tika pārvestas uz jaunu reaģentu - nātrija hipohlorītu, kas pēc 2018. gada vidējiem datiem hloroforma koncentrācija Maskavā. krāna ūdens nepārsniedza 5–13 µg/l, bet standarts bija 60 µg/l.

Artēziskā ūdens attīrīšanas tehnoloģiskās shēmas katram objektam ir individuālas, ņemot vērā izmantoto ūdens nesējslāņu ūdens kvalitātes īpašības, un ietver šādas darbības: atdzelžošana; mīkstināšana; ūdens kondicionēšana uz ogļu sorbcijas filtriem; smago metālu piemaisījumu noņemšana; dezinfekcija ar nātrija hipohlorītu vai izmantojot ultravioletās lampas.

Līdz šim Maskavas pilsētas Troickas un Novomoskovskas administratīvo rajonu teritorijā aptuveni puse no ūdens ņemšanas vienībām piegādā ūdeni, kas ir pakļauts tehnoloģiskai apstrādei.

Jaunu tehnoloģiju pakāpeniska ieviešana tiek veikta saskaņā ar Vispārējo shēmu ūdensapgādes sistēmas attīstībai, kas paredz, ka visu ūdens attīrīšanas iekārtu pilnīga rekonstrukcija nodrošinās visaugstākās kvalitātes ūdeni visiem Maskavas metropoles iedzīvotājiem.

Trešā josla aptver avota apkārtni, kas ietekmē ūdens kvalitātes veidošanos tajā. Trešās joslas teritorijas robežas tiek noteiktas, pamatojoties uz avota piesārņojuma iespējamību ar ķīmiskām vielām.

1.8. Ūdens attīrīšanas iekārtas

Ūdens kvalitātes rādītāji. Galvenais cenu avots

Lielākajā daļā Krievijas Federācijas reģionu sadzīves un dzeramā ūdens apgāde ar trali ir upju, rezervuāru un ezeru virszemes ūdeņi. Piesārņojuma daudzums, kas nonāk virszemes ūdeņu avotos, ir dažāds un ir atkarīgs no sateces baseinā esošo rūpniecības un lauksaimniecības uzņēmumu profila un apjoma.

Gruntsūdeņu kvalitāte ir diezgan daudzveidīga un atkarīga no pazemes ūdeņu atjaunošanās apstākļiem, ūdens nesējslāņa dziļuma, ūdeni nesošo iežu sastāva u.c.

Ūdens kvalitātes rādītājus iedala fizikālajos, ķīmiskajos, bioloģiskajos un bakteriālajos. Dabisko ūdeņu kvalitātes noteikšanai tiek veiktas atbilstošas ​​analīzes konkrētajam avotam raksturīgākajos gada periodos.

Uz fiziskajiem rādītājiem ietver temperatūru, caurspīdīgumu (vai duļķainību), krāsu, smaržu, garšu.

Pazemes avotu ūdens temperatūrai ir raksturīga noturība un tā ir robežās no 8 ... jābūt robežās t = 7…10 o C, pie t< 7 о C вода плохо очищается, при t >10 o C, tajā vairojas baktērijas.

Caurspīdīgumu (vai duļķainību) raksturo suspendētu cietvielu (smilšu, māla, dūņu daļiņu) klātbūtne ūdenī. Suspendēto vielu koncentrāciju nosaka pēc svara.

Maksimāli pieļaujamais suspendēto vielu saturs dzeramajā ūdenī nedrīkst pārsniegt 1,5 mg/l.

Ūdens krāsa ir saistīta ar humusvielu klātbūtni ūdenī. Ūdens krāsu mēra platīna-kobalta skalas grādos. Dzeramajam ūdenim ir pieļaujama krāsa ne vairāk kā 20 °.

Dabīgo ūdeņu garšas un smaržas var būt dabiskas un mākslīgas. Dabīgajam ūdenim ir trīs galvenās garšas: sāļa, rūgta, skāba. Garšas sajūtu nokrāsas, kas sastāv no galvenajām, sauc par garšām.

Uz dabiskas izcelsmes smakas ir zemes, zivju, puvušas, purva uc smakas. Mākslīgās izcelsmes smakas ir hlora, fenola, naftas produktu u.c.

Dabīgā ūdens smaržu un garšu intensitāti un raksturu nosaka organoleptiski, ar cilvēka maņu palīdzību piecu ballu skalā. Dzeramajam ūdenim var būt smarža un garša, kuras intensitāte nepārsniedz 2 balles.

Uz ķīmiskie rādītāji ietver: jonu sastāvu, cietību, sārmainību, oksidējamību, ūdeņraža jonu aktīvo koncentrāciju (pH), sauso atlikumu (kopējo sāļu saturu), kā arī izšķīdušā skābekļa, sulfātu un hlorīdu, slāpekli saturošu savienojumu, fluora un dzelzs saturu. ūdens.

Jonu sastāvs, (mg-ekv/l) ​​- dabīgie ūdeņi satur dažādus izšķīdušos sāļus, ko attēlo katjoni Ca + 2, Mg + 2, Na +, K + un anjoni HCO3 -, SO4 -2, Cl-. Jonu sastāva analīze ļauj identificēt citus ķīmiskos indikatorus.

Ūdens cietība (mg-ekv / l) - kalcija un magnija sāļu klātbūtnes dēļ tajā. Atšķirt karbonātu un nekarbonātu cieto

kauls, to summa nosaka kopējo ūdens cietību, Zho \u003d Zhk + Zhnk. Karbonāta cietība ir saistīta ar karbonātu saturu ūdenī.

kalcija un magnija nātrija un bikarbonāta sāļi. Nekarbonātu cietība ir saistīta ar sērskābes, sālsskābes, silīcija skābes un slāpekļskābes kalcija un magnija sāļiem.

Mājsaimniecības un dzeramā ūdens kopējai cietībai jābūt ne vairāk kā 7 mg-ekv / l.

Ūdens sārmainība, (mg-ekv/l) ​​- bikarbonātu un vāju organisko skābju sāļu klātbūtnes dēļ dabiskajā ūdenī.

Ūdens kopējo sārmainību nosaka kopējais anjonu saturs tajā: ​​HCO3 -, CO3 -2, OH-.

Dzeramajam ūdenim sārmainība nav ierobežota. Ūdens oksidējamība (mg / l) - sakarā ar vai-

organiskās vielas. Oksidējamību nosaka skābekļa daudzums, kas nepieciešams organisko vielu oksidēšanai 1 litrā ūdens. Straujš ūdens oksidējamības pieaugums (vairāk nekā 40 mg/l) norāda uz tā piesārņojumu ar sadzīves notekūdeņiem.

Ūdeņraža jonu aktīvā koncentrācija ūdenī ir indikators, kas raksturo tā skābuma vai sārmainības pakāpi. Kvantitatīvi to raksturo ūdeņraža jonu koncentrācija. Praksē ūdens aktīvo reakciju izsaka ar ūdeņraža indikatoru pH, kas ir ūdeņraža jonu koncentrācijas negatīvais decimāllogaritms: pH = - lg [Н + ]. Ūdens pH vērtība ir 1…14.

Dabiskos ūdeņus klasificē pēc pH vērtības: skābā pH< 7; нейтральные рН = 7; щелочные рН > 7.

Dzeršanai ūdeni uzskata par piemērotu, ja pH = 6,5 ... 8,5. Ūdens sāļumu nosaka pēc sausā atlikuma (mg/l): pirms

miegains100…1000; sālīti 3000…10000; stipri sālīti 10000 ... 50000.

Sadzīves dzeramā ūdens apgādes avotu ūdenī sausais atlikums nedrīkst pārsniegt 1000 mg/l. Ar lielāku ūdens mineralizāciju cilvēka organismā tiek novērota sāls nogulsnēšanās.

Izšķīdušais skābeklis nonāk ūdenī, saskaroties ar gaisu. Skābekļa saturs ūdenī ir atkarīgs no temperatūras un spiediena.

AT izšķīdušais skābeklis nav atrodams artēziskajos ūdeņos,

a tā koncentrācija virszemes ūdeņos ir ievērojama.

AT Virszemes ūdeņos izšķīdušā skābekļa saturs samazinās, kad ūdenī notiek fermentācijas vai organisko atlieku sabrukšanas procesi. Straujš izšķīdušā skābekļa satura samazinājums ūdenī norāda uz tā organisko piesārņojumu. Dabiskajā ūdenī izšķīdušā skābekļa saturam nevajadzētu būt

mazāk nekā 4 mg O2 / l.

Sulfāti un hlorīdi - to augstās šķīdības dēļ tie ir atrodami visos dabiskajos ūdeņos, parasti nātrija, kalcija veidā

kalcija un magnija sāļi: CaSO4, MgSO4, CaCI2, MgCl2, NaCl.

AT dzeramajā ūdenī sulfātu saturs vēlams ne lielāks par 500 mg/l, hlorīdi - līdz 350 mg/l.

Slāpekli saturoši savienojumi - atrodas ūdenī amonija jonu veidā NH4 +, nitrīti NO2 - un nitrāti NO3 -. Slāpekli saturošs piesārņojums norāda uz dabisko ūdeņu piesārņojumu ar sadzīves notekūdeņiem un ķīmisko rūpnīcu notekūdeņiem. Amonjaka trūkums ūdenī un tajā pašā laikā nitrītu un īpaši nitrātu klātbūtne liecina, ka rezervuāra piesārņojums noticis jau sen, un ūdens

pašattīrīšanās. Pie lielām ūdenī izšķīdušā skābekļa koncentrācijām visi slāpekļa savienojumi tiek oksidēti par NO3 – joniem.

Nitrātu NO3 klātbūtne dabiskajā ūdenī līdz 45 mg / l, amonija slāpeklis NH4 + tiek uzskatīts par pieņemamu.

Fluors - dabīgā ūdenī ir līdz 18 ml / l un vairāk. Tomēr lielāko daļu virszemes avotu raksturo fluora saturs ūdenī - jonu līdz 0,5 mg / l.

Fluors ir bioloģiski aktīvs mikroelements, kura daudzumam dzeramajā ūdenī, lai izvairītos no kariesa un fluorozes, jābūt robežās no 0,7 ... 1,5 mg/l.

Dzelzs - diezgan bieži atrodams pazemes avotu ūdenī, galvenokārt izšķīdušā dzelzs bikarbonāta Fe (HCO3) 2 veidā. Virszemes ūdeņos dzelzs ir retāk sastopams un parasti ir sarežģītu kompleksu savienojumu, koloīdu vai smalki izkliedētu suspensiju veidā. Dzelzs klātbūtne dabīgajā ūdenī padara to nepiemērotu dzeršanai un rūpnieciskiem mērķiem.

sērūdeņradis H2S.

Bakterioloģiskie rādītāji - Ir pieņemts ņemt vērā kopējo baktēriju skaitu un E. coli skaitu, ko satur 1 ml ūdens.

Ūdens sanitārajā novērtēšanā īpaši svarīga ir Escherichia coli grupas baktēriju definīcija. E. coli klātbūtne norāda uz ūdens piesārņojumu ar fekāliju notekūdeņiem un patogēno baktēriju, jo īpaši vēdertīfa baktēriju, iekļūšanas iespējamību ūdenī.

Bakterioloģiskie piesārņotāji ir patogēnas (patogēnas) baktērijas un vīrusi, kas dzīvo un attīstās ūdenī, kas var izraisīt vēdertīfu,

paratīfs, dizentērija, bruceloze, infekciozais hepatīts, Sibīrijas mēris, holēra, poliomielīts.

Ir divi bakterioloģiskā ūdens piesārņojuma rādītāji: koli-titrs un koli-indekss.

Coli titrs - ūdens daudzums ml uz vienu Escherichia coli.

Coli indekss - Escherichia coli skaits 1 litrā ūdens. Dzeramajam ūdenim, ja titram jābūt vismaz 300 ml, ja indekss nav lielāks par 3 Escherichia coli. Kopējais baktēriju skaits

1 ml ūdens ir atļauts ne vairāk kā 100.

Ūdens attīrīšanas iekārtu shematiskā diagramma

ny. Attīrīšanas iekārtas ir viens no ūdensapgādes sistēmu elementiem un ir cieši saistītas ar citiem tās elementiem. Attīrīšanas iekārtu atrašanās vieta tiek noteikta, izvēloties ūdens apgādes shēmu objektam. Bieži vien attīrīšanas iekārtas atrodas netālu no ūdens padeves avota un nelielā attālumā no pirmā lifta sūkņu stacijas.

Tradicionālās ūdens attīrīšanas tehnoloģijas paredz ūdens attīrīšanu pēc klasiskām divpakāpju vai vienpakāpju shēmām, kas balstītas uz mikrofiltrācijas izmantošanu (gadījumos, kad aļģes ūdenī ir vairāk nekā 1000 šūnu/ml), koagulāciju, kam seko koagulācija. sedimentācija vai dzidrināšana suspendētu nogulumu slānī, ātra filtrēšana vai kontaktdzidrināšana un dezinfekcija. Ūdens attīrīšanas praksē visizplatītākās ir shēmas ar ūdens gravitācijas plūsmu.

Divpakāpju shēma ūdens sagatavošanai sadzīves un dzeršanai ir parādīta attēlā. 1.8.1.

Pirmā lifta sūkņu stacijas piegādātais ūdens nonāk maisītājā, kur tiek ievadīts koagulanta šķīdums un kur tas tiek sajaukts ar ūdeni. No maisītāja ūdens nonāk flokulācijas kamerā un secīgi iziet cauri horizontālai tvertnei un ātrajam filtram. Dzidrinātais ūdens nonāk tīra ūdens tvertnē. Hloru no hloratora ievada caurulē, kas piegādā ūdeni tvertnei. Dezinfekcijai nepieciešamais kontakts ar hloru tiek nodrošināts tīra ūdens tvertnē. Dažos gadījumos hloru ūdenim pievieno divas reizes: pirms maisītāja (primārā hlorēšana) un pēc filtriem (sekundārā hlorēšana). Nepietiekamas avota ūdens sārmainības gadījumā maisītājā vienlaikus ar koagulantu

tiek piegādāts kaļķu šķīdums. Lai pastiprinātu koagulācijas procesus, flokulācijas kameras vai filtru priekšā tiek ievadīts flokulants.

Ja avota ūdenim ir garša un smarža, pirms tvertņu vai filtru nostādināšanas caur dozatoru ievada aktivēto ogli.

Reaģentus sagatavo speciālā aparātā, kas atrodas reaģentu telpu telpās.

No pirmā sūkņiem

Uz sūkņiem

Rīsi. 1.8.1. Attīrīšanas iekārtu shēma ūdens attīrīšanai sadzīves un dzeršanas vajadzībām: 1 - maisītājs; 2 - reaģentu iekārtas; 3 - flokulācijas kamera; 4 - karteris; 5 - filtri; 6 − tīra ūdens tvertne; 7 - hlorēšana

Ar vienpakāpes ūdens attīrīšanas shēmu tā dzidrināšana tiek veikta uz filtriem vai kontaktu dzidrinātājos. Apstrādājot krāsainus ūdeņus ar zemu duļķainību, tiek izmantota vienpakāpes shēma.

Ļaujiet mums sīkāk apsvērt galveno ūdens attīrīšanas procesu būtību. Piemaisījumu koagulācija ir mazāko koloidālo daļiņu palielināšanās process, kas rodas to savstarpējās saķeres rezultātā molekulārās pievilcības ietekmē.

Ūdenī esošajām koloidālajām daļiņām ir negatīvs lādiņš un tās savstarpēji atgrūž, tāpēc nenosēžas. Pievienotais koagulants veido pozitīvi lādētus jonus, kas veicina pretēji lādētu koloīdu savstarpēju pievilcību un noved pie rupju daļiņu (pārslu) veidošanās flokulācijas kamerās.

Kā koagulanti tiek izmantoti alumīnija sulfāts, dzelzs sulfāts, alumīnija polioksihlorīds.

Koagulācijas procesu apraksta šādas ķīmiskās reakcijas

Al2 (SO4 )3 → 2Al3+ + 3SO4 2– .

Pēc koagulanta ievadīšanas ūdenī alumīnija katjoni mijiedarbojas ar to

Al3+ + 3H2O =Al(OH)3 ↓+ 3H+ .

Ūdeņraža katjonus saista ūdenī esošie bikarbonāti:

H+ + HCO3 – → CO2 + H2O.

Ūdenim pievieno soda:

2H+ + CO3 –2 → H2O + CO2 .

Dzidrināšanas procesu var pastiprināt ar lielmolekulāro flokulantu (praestol, VPK - 402) palīdzību, kurus pēc maisītāja ievada ūdenī.

Rūpīga apstrādātā ūdens sajaukšana ar reaģentiem tiek veikta dažādu konstrukciju maisītājos. Reaģentu sajaukšanai ar ūdeni jābūt ātrai un jāveic 1–2 minūšu laikā. Tiek izmantoti šādi maisītāju veidi: perforētie (1.8.2. att.), kloisona (1.8.3. att.) un vertikālie (vortex) maisītāji.

+β h1

2bl

Rīsi. 1.8.2. perforēts maisītājs

Rīsi. 1.8.3. Starpsienu maisītājs

Perforētā tipa maisītājs tiek izmantots ūdens attīrīšanas iekārtās ar jaudu līdz 1000 m3 / h. Tas ir izgatavots dzelzsbetona paplātes formā ar vertikālām starpsienām, kas uzstādītas perpendikulāri ūdens kustībai un aprīkotas ar caurumiem, kas sakārtoti vairākās rindās.

Starpsienu maisītājs tiek izmantots ūdens attīrīšanas iekārtās ar jaudu ne vairāk kā 500–600 m3 / h. Mikseris sastāv no paplātes ar trim šķērsām vertikālām starpsienām. Pirmajā un trešajā starpsienā ir sakārtotas ūdens ejas, kas atrodas starpsienu centrālajā daļā. Vidējā starpsienā blakus ir divas sānu ejas ūdens

paplātes sienas. Pateicoties šādai maisītāja konstrukcijai, rodas kustīgās ūdens plūsmas turbulence, kas nodrošina pilnīgu reaģenta sajaukšanos ar ūdeni.

Stacijās, kur ūdeni apstrādā ar kaļķa pienu, nav ieteicams izmantot perforētus un starpsienu maisītājus, jo ūdens kustības ātrums šajos maisītājos nenodrošina kaļķa daļiņu saglabāšanos suspensijā, kas izraisa

	to novietošanai starpsienu priekšā.
	Ūdens attīrīšanas iekārtās lielākā daļa
	atrada vairāk pielietojumu vertikāli
	maisītāji (1.8.4. att.). Mikseris
	šis tips var būt kvadrātveida vai
	apaļš posms plānā, ar piramīdām -
	tāls vai konisks dibens.
	Starpsienu kamerās, pārslas
	veidojumi sakārto virkni starpsienu
	doks, kas liek mainīt ūdeni							Reaģenti
	kustības virziens vai
	vertikāli vai horizontāli
	plakne, kas nodrošina nepieciešamo
	regulējama ūdens sajaukšana.		Rīsi. 1.8.4. Vertikāli
	Ūdens sajaukšanai un nodrošināšanai
			rēkt) mikseris: 1 - padeve
		pilnīgāka aglomerācija	avota ūdens; 2 - ūdens izvads
	mazas koagulanta pārslas lielās				no miksera
	kalpo kā flokulācijas kameras. Viņi

uzstādīšana ir nepieciešama horizontālo un vertikālo sedimentācijas tvertņu priekšā. Ar horizontālām nostādināšanas tvertnēm ir jāiekārto šāda veida flokulācijas kameras: starpsienu, virpuļveida, iebūvētas ar suspendētu nogulumu slāni un lāpstiņu; ar vertikālām sedimentācijas tvertnēm - virpuļvanna.

Suspendēto daļiņu izvadīšana no ūdens (dzidrināšana) tiek veikta, nostādot nostādināšanas tvertnēs. Ūdens kustības virzienā sedimentācijas tvertnes ir horizontālas, radiālas un vertikālas.

Horizontālā nostādināšanas tvertne (1.8.5. att.) ir dzelzsbetona tvertne taisnstūrveida plānā. Tās apakšējā daļā ir nogulšņu uzkrāšanās tilpums, kas tiek noņemts caur kanālu. Lai efektīvāk noņemtu nogulsnes, tvertnes dibens ir izgatavots ar slīpumu. Attīrītais ūdens nonāk caur sadali

noteka (vai appludināts aizsprosts). Pēc tam, kad ūdens iziet cauri kartei, to savāc paplāte vai perforēta (perforēta) caurule. Pēdējā laikā tiek izmantotas nostādināšanas tvertnes ar izkliedētu dzidrinātā ūdens savākšanu, to augšējā daļā izkārtojot speciālas notekcaurules vai perforētas caurules, kas ļauj palielināt nostādināšanas tvertņu veiktspēju. Horizontālās nostādināšanas tvertnes tiek izmantotas attīrīšanas iekārtās ar jaudu virs 30 000 m3 / dienā.

Horizontālās nostādināšanas tvertnes ir radiālās nostādināšanas tvertnes ar mehānismu nogulumu grābšanai bedrē, kas atrodas konstrukcijas centrā. Dūņas tiek izsūknētas no bedres. Radiālo sedimentācijas tvertņu dizains ir sarežģītāks nekā horizontālo. Tos izmanto ūdeņu dzidrināšanai ar augstu suspendēto daļiņu saturu (vairāk nekā 2 g/l) un cirkulācijas ūdens apgādes sistēmās.

Vertikālās nostādināšanas tvertnes (1.8.6. att.) ir apaļas vai kvadrātveida plānā un tām ir konisks vai piramīdas dibens nogulumu uzkrāšanai. Šīs nostādināšanas tvertnes tiek izmantotas ar nosacījumu, ka ir veikta iepriekšēja ūdens sarecēšana. Flokulācijas kamera, galvenokārt virpuļvanna, atrodas struktūras centrā. Ūdens dzidrināšana notiek ar tā kustību uz augšu. Dzidrinātais ūdens tiek savākts apļveida un radiālās paplātēs. Dūņas no vertikālajām nostādināšanas tvertnēm tiek izvadītas zem hidrostatiskā ūdens spiediena, neizslēdzot iekārtu no darbības. Vertikālās nostādināšanas tvertnes galvenokārt tiek izmantotas ar plūsmas ātrumu 3000 m3 / dienā.

Dzidrinātāji ar suspendētu nogulumu slāni ir paredzēti iepriekšējai ūdens dzidrināšanai pirms filtrēšanas un tikai iepriekšējas koagulācijas gadījumā.

Dūņu slāņa dzidrinātāji var būt dažāda veida. Viens no izplatītākajiem ir in-line dzidrinātājs (1.8.7. att.), kas ir taisnstūrveida tvertne, kas sadalīta trīs daļās. Divas galējās sekcijas ir dzidrinātāja darba kameras, un vidējā daļa kalpo kā nogulumu biezinātājs. Dzidrinātais ūdens tiek piegādāts dzidrinātāja apakšā caur perforētām caurulēm un vienmērīgi tiek sadalīts pa dzidrinātāja laukumu. Pēc tam tas iziet cauri suspendēto nogulumu slānim, tiek notīrīts un tiek izvadīts uz filtriem caur perforētu paplāti vai cauruli, kas atrodas noteiktā attālumā virs suspendētā slāņa virsmas.

Dziļai ūdens dzidrināšanai tiek izmantoti filtri, kas spēj uztvert gandrīz visas suspensijas no tā. Ir tādi

tie paši filtri daļējai ūdens attīrīšanai. Atkarībā no filtra materiāla rakstura un veida izšķir šādus filtru veidus: granulveida (filtra slānis - kvarca smiltis, antracīts, keramzīts, dedzināti ieži, granodiarīts, putupolistirols u.c.); acs (filtra slānis - acs ar acu izmēru 20-60 mikroni); audums (filtra slānis - kokvilnas, lina, auduma, stikla vai neilona audumi); iepriekš mazgāts (filtra slānis - koksnes milti, diatomīts, azbesta skaidas un citi materiāli, ieputots plānas kārtas veidā uz rāmja, kas izgatavots no porainas keramikas, metāla sieta vai sintētiska auduma).

Rīsi. 1.8.5. Horizontālā karte: 1 - avota ūdens padeve; 2 - attīrīta ūdens noņemšana; 3 - nogulumu noņemšana; 4 - sadales kabatas; 5 - sadales režģi; 6 – nogulumu uzkrāšanās zona;

7 - nosēšanās zona

Rīsi. 1.8.6. Vertikālais nostādinātājs: 1 – flokulācijas kamera; 2 - Rochelle ritenis ar sprauslām; 3 - absorbētājs; 4 - sākotnējā ūdens padeve (no maisītāja); 5 - vertikālās tvertnes saliekamā tekne; 6 - caurule nogulumu noņemšanai no vertikālās tvertnes; 7 - filiāle

ūdens no tvertnes

Granulētos filtrus izmanto sadzīves un rūpnieciskā ūdens attīrīšanai no smalkām suspensijām un koloīdiem; siets - lai saglabātu rupjas suspendētās un peldošās daļiņas; audums - zema duļķainuma ūdeņu apstrādei mazas produktivitātes stacijās.

Graudu filtri tiek izmantoti ūdens attīrīšanai pašvaldības ūdensapgādē. Svarīgākais filtru darbības raksturlielums ir filtrēšanas ātrums, atkarībā no tā filtri tiek iedalīti lēnajos (0,1–0,2), ātrajos (5,5–12) un īpaši ātrajos filtros.

Rīsi. 1.8.7. Koridora dzidrinātājs ar suspendētajām dūņām ar vertikālo dūņu biezinātāju: 1 - dzidrinātāja koridori; 2 – nogulumu biezinātājs; 3 - sākotnējā ūdens padeve; 4 - saliekamās kabatas dzidrinātā ūdens izvadīšanai; 5 – dūņu izņemšana no dūņu biezinātāja; 6 - dzidrinātā ūdens noņemšana no nogulumu biezinātāja; 7 - sedimentācija

logi ar nojumēm

Visizplatītākie ir ātrie filtri, uz kuriem tiek attīrīts iepriekš sarecināts ūdens (1.8.8. att.).

Ūdenim, kas iekļūst ātrajos filtros pēc tvertnes vai dzidrinātāja, suspendēto vielu saturs nedrīkst pārsniegt 12–25 mg/l, un pēc filtrēšanas ūdens duļķainība nedrīkst pārsniegt 1,5 mg/l.

Kontaktu dzidrinātāji pēc konstrukcijas ir līdzīgi ātrajiem filtriem un ir to varianti. Ūdens dzidrināšana, pamatojoties uz kontakta koagulācijas fenomenu, notiek, kad tas virzās no apakšas uz augšu. Koagulants tiek ievadīts apstrādātajā ūdenī tieši pirms tā filtrēšanas caur smilšu gultni. Īsā laikā pirms filtrēšanas sākuma veidojas tikai mazākās suspensijas pārslas. Tālākais koagulācijas process notiek uz slodzes graudiņiem, pie kuriem pielīp mazākās iepriekš izveidojušās pārslas. Šis process, ko sauc par kontakta koagulāciju, ir ātrāks nekā parastā lielapjoma koagulācija un prasa mazāk koagulantu. Kontakta dzidrinātāji tiek mazgāti ar

Ūdens dezinfekcija. Mūsdienu attīrīšanas iekārtās ūdens dezinfekciju veic visos gadījumos, kad ūdens padeves avots no sanitārā viedokļa ir neuzticams. Dezinfekciju var veikt ar hlorēšanu, ozonēšanu un baktericīdu apstarošanu.

Ūdens hlorēšana. Hlorēšanas metode ir visizplatītākā ūdens dezinfekcijas metode. Parasti hlorēšanai izmanto šķidru vai gāzveida hloru. Hloram ir augsta dezinfekcijas spēja, tas ir relatīvi stabils un ilgstoši paliek aktīvs. To ir viegli dozēt un kontrolēt. Hlors iedarbojas uz organiskām vielām, tās oksidējot, un uz baktērijām, kuras iet bojā, oksidējoties vielām, kas veido šūnu protoplazmu. Ūdens dezinfekcijas ar hloru trūkums ir toksisku gaistošu halogēnorganisko savienojumu veidošanās.

Viena no daudzsološākajām ūdens hlorēšanas metodēm ir izmantošana nātrija hipohlorīts(NaClO), ko iegūst, elektrolīzē 2-4% nātrija hlorīda šķīdumu.

Hlora dioksīds (ClO2) palīdz samazināt blakusproduktu hlororganisko savienojumu veidošanās iespēju. Hlora dioksīda baktericīdā aktivitāte ir augstāka nekā hloram. Hlora dioksīds īpaši efektīvi dezinficē ūdeni ar augstu organisko vielu un amonija sāļu saturu.

Hlora atlikuma koncentrācija dzeramajā ūdenī nedrīkst pārsniegt 0,3–0,5 mg/l

Hlora mijiedarbība ar ūdeni tiek veikta kontakttvertnēs. Hlora saskares ar ūdeni ilgumam, pirms tas nonāk pie patērētājiem, jābūt vismaz 0,5 stundām.

Baktērijas iznīcinošā apstarošana. Ultravioleto staru (UV) baktericīdā īpašība ir saistīta ar ietekmi uz šūnu vielmaiņu un īpaši uz baktēriju šūnas enzīmu sistēmām, turklāt UV starojuma ietekmē DNS un RNS molekulu struktūrā notiek fotoķīmiskās reakcijas, izraisot to neatgriezeniskus bojājumus. UV stari iznīcina ne tikai veģetatīvās, bet arī sporu baktērijas, savukārt hlors iedarbojas tikai uz veģetatīvām. UV starojuma priekšrocības ietver nekādas ietekmes uz ūdens ķīmisko sastāvu neesamību.

Lai šādā veidā dezinficētu ūdeni, tas tiek izvadīts cauri iekārtai, kas sastāv no vairākām īpašām kamerām, kurās ir ievietotas dzīvsudraba-kvarca lampas, kas ir ievietotas kvarca apvalkos. Dzīvsudraba-kvarca lampas izstaro ultravioleto starojumu. Šādas iekārtas produktivitāte atkarībā no kameru skaita ir 30 ... 150 m3 / h.

Ekspluatācijas izmaksas ūdens dezinfekcijai ar apstarošanu un hlorēšanu ir aptuveni vienādas.

Tomēr jāņem vērā, ka ar baktericīdo ūdens apstarošanu ir grūti kontrolēt dezinfekcijas efektu, savukārt ar hlorēšanu šī kontrole tiek veikta gluži vienkārši ar hlora atlikuma klātbūtni ūdenī. Turklāt šo metodi nevar izmantot, lai dezinficētu ūdeni ar paaugstinātu duļķainību un krāsu.

Ūdens ozonēšana. Ozonu izmanto specifiska antropogēnas izcelsmes organiskā piesārņojuma (fenoli, naftas produkti, sintētiskās virsmaktīvās vielas, amīni utt.) dziļūdens attīrīšanai un oksidēšanai. Ozons uzlabo koagulācijas procesu gaitu, samazina hlora un koagulanta devu, samazina koncentrāciju

LGS devu, lai uzlabotu dzeramā ūdens kvalitāti mikrobioloģisko un organisko rādītāju ziņā.

Ozons ir vispiemērotākais lietošanai kopā ar aktīvās ogles sorbcijas attīrīšanu. Bez ozona daudzos gadījumos nav iespējams iegūt ūdeni, kas atbilst SanPiN. Kā galvenie produkti ozona reakcijai ar organiskām vielām tiek saukti tādi savienojumi kā formaldehīds un acetaldehīds, kuru saturs dzeramajā ūdenī tiek normalizēts attiecīgi 0,05 un 0,25 mg/l līmenī.

Ozonēšanas pamatā ir ozona īpašība ūdenī sadalīties, veidojoties atomu skābeklim, kas iznīcina mikrobu šūnu enzīmu sistēmas un oksidē dažus savienojumus. Dzeramā ūdens dezinfekcijai nepieciešamais ozona daudzums ir atkarīgs no ūdens piesārņojuma pakāpes un nav lielāks par 0,3–0,5 mg/l. Ozons ir toksisks. Maksimāli pieļaujamais šīs gāzes saturs ražošanas telpu gaisā ir 0,1 g/m3.

Ūdens dezinfekcija ar ozonēšanu saskaņā ar sanitārtehniskajiem standartiem ir vislabākā, taču salīdzinoši dārga. Ūdens ozonēšanas iekārta ir sarežģīts un dārgs mehānismu un aprīkojuma komplekts. Būtisks ozonatora iekārtas trūkums ir ievērojamais elektroenerģijas patēriņš, lai no gaisa iegūtu attīrītu ozonu un piegādātu to attīrītajam ūdenim.

Ozonu, būdams spēcīgākais oksidētājs, var izmantot ne tikai ūdens dezinfekcijai, bet arī tā atkrāsošanai, kā arī garšu un smaku likvidēšanai.

Tīra ūdens dezinfekcijai nepieciešamā ozona deva nepārsniedz 1 mg/l, organisko vielu oksidēšanai ūdens krāsas maiņas laikā - 4 mg/l.

Dezinficēta ūdens kontakta ilgums ar ozonu ir aptuveni 5 minūtes.

Pirms nonākšanas pilsētas ūdensvada tīklos un patērētāju krānos ūdenim tiek veikta rūpīga pirmapstrāde. Lai to nonāktu dzeramā stāvoklī, tiek uzstādītas ūdens attīrīšanas stacijas, kas ļauj noņemt visus kaitīgos piemaisījumus, atkritumus, ķīmiskos elementus, kas nav droši veselībai. Tomēr pat vismodernākās instalācijas negarantē tīrību, tāpēc bieži tiek izmantoti papildu mājas filtri.

Ierīces īpašības un veidi

Lielākā daļa pilsētu iedzīvotāju nav apmierināti ar ūdens kvalitāti, kas tiek piegādāta caur ūdensvadiem uz krāniem. Turklāt dažādos reģionos atšķiras šķidruma ķīmiskais sastāvs un piemaisījumu klātbūtne tajā. Kāds atzīmē paaugstinātu stingrību, kāds - baltas nogulsnes krīta dēļ, un dažreiz ir ļoti jūtama pelējuma vai citu nesaprotamu vielu smaka. Problēmas risinājums vairumā gadījumu ir uzglabāšanas vai plūsmas filtru uzstādīšana.

Faktiski, pirms nokļūšanas pie tiešajiem patērētājiem, apdzīvotu vietu, rūpniecības un citu objektu iedzīvotājiem, ūdens tiek rūpīgi attīrīts. Procedūru, kuras laikā tā tiek saskaņota ar sanitārajiem standartiem, sauc par ūdens attīrīšanu. Dzeramais ūdens stacijā tiek piegādāts no dabas rezervuāriem, krātuvēm, kanāliem. Tās apstrādes process ir atkarīgs no turpmākās izmantošanas: dzeršanas, mājas lietošanai, laistīšanas vai tehniskām vajadzībām.

Dažās apdzīvotās vietās vai reģionos darbojas pašvaldību ķīmiskās ūdens attīrīšanas iekārtas. Tie ir lieli stacionāra tipa objekti vai mobilie kompleksi, ko attēlo konteineru, moduļu un bloku sistēmas.

Katras iekārtas dizains ir atkarīgs no tā, no kā nepieciešams attīrīt ūdeni. Saskaņā ar filtrēšanas metodi izšķir šādus staciju veidus:

• ķīmiska - ietver apstrādi ar reaģentiem (hloru vai ozonu), lai neitralizētu visus neorganiskos piemaisījumus (šādā veidā tiek noņemti sulfāti, cianīda vielas, dzelzs, nitrāti, mangāns);
• mehāniski (fiziski) - tie izlaiž plūsmas caur membrānas vai sieta tipa filtru sistēmām, lai noturētu un izsijātu svešas daļiņas (baktērijas, suspensijas, smago metālu sāļus);
• bioloģisks - nodrošina īpašu mikroorganismu ievadīšanu šķidrumā, kas iznīcina kaitīgās un bīstamās organiskās vielas (metode attiecas uz notekūdeņu dezinfekciju);
• fizikāli ķīmiski - izmanto rūpniecības objektos un lielās ūdens attīrīšanas iekārtās;
• ultravioletais - paredzēts patogēnas mikrofloras un baktēriju iznīcināšanai.

Visas sistēmas tiek klasificētas arī sadzīves un rūpnieciskajās, atšķiras pēc veiktspējas un darbības principa. Daudzās pilsētas objektos ir uzstādītas vairākas filtru sistēmas, kas vienlaikus veic dažādas funkcijas.

Darbības princips

Ceļā no rezervuāra uz dzīvokli ūdens plūsmas iet cauri vairākiem attīrīšanas posmiem. Tomēr jums nevajadzētu būt pārliecinātiem, ka tas kļūst pilnīgi tīrs un drošs. Vasaras karstumā ievērojami palielinās kaitīgo baktēriju un mikroorganismu skaits. Tieši krāna ūdens izmantošanas dēļ palielinās zarnu slimību un saindēšanās gadījumu skaits. Salna laikā būtiski samazinās patogēnās mikrofloras skaits, bet cilvēciskais faktors un ūdens attīrīšanas iekārtu darbinieku nolaidība, iekārtu nolietojums un citas problēmas nav norakstāmas.

Standarta procedūra ūdens attīrīšanas iekārtā notiek vairākos posmos:

• mehāniskā apstrāde - vispirms no šķidruma jāizņem cietās, nešķīstošās daļiņas, piemaisījumi dūņu, smilšu, zāles un aļģu veidā, kā arī gruveši un cilvēka dzīvības atliekas;
• aerācija - saturošo gāzu, oksidējošā dzelzs šķīdināšanas process (tiek veikts ar aerācijas kolonnu un speciālu kompresoru);
• atdzelžošana ir vissarežģītākais un ilgstošākais posms, kurā tiek izmantota drenāžas sadales iekārta ar automātisko vadības bloku (ķermenī tiek ielej granulētu materiālu, uz kura vispirms tiek oksidēts dzelzs no divvērtīgā uz trīsvērtīgo, un pēc tam nogulsnējas);
• mīkstināšana - magnija un kalcija sāļu atdalīšana no ūdens, kas padara to cietu (tiek izmantots reģenerējošs sāls šķīdums un jonu apmaiņas sveķi).

Pēdējais posms ir izlaišana caur oglekļa filtriem. Tie ļauj uzlabot ūdens krāsu un smaržu, padara garšu patīkamāku.

Obligāta procedūra jebkurā ūdens attīrīšanas iekārtā ir dezinfekcija - bakterioloģisko piesārņotāju iznīcināšana . Hloru izmanto kā reaģentu vai ultravioletās sterilizācijas ierīces. Tomēr pirmajā gadījumā ir nepieciešama papildu procedūra, lai atbrīvotos no hlora atlikumiem, kas ir ārkārtīgi bīstami veselībai.

UV stari tiek uzskatīti par drošākiem. Viņi spēj iekļūt katrā mikroorganismu šūnā, iznīcināt tos un pilnībā iznīcināt. Tādējādi tiek sasniegts maksimālais dezinfekcijas efekts. Tomēr lielākajā daļā pilsētu priekšroka tiek dota pilsētas iekšējo tīklu skalošanai ar hloru. Par to liecina periodiski parādās raksturīga smaka vairākas dienas ar biežumu 2 reizes gadā.

Pilsētas tīklu tehniskais aprīkojums

Stacionārās stacijas ir milzīgas platformas ar daudziem mezgliem un mehānismiem. Modernās iekārtas darbojas pilnībā automātiski, līdz ar to cilvēka klātbūtne darba procesā tiek samazināta līdz minimumam. Ierīču standarta aprīkojumā ietilpst:

• galvenais rezervuārs šķidruma uzņemšanai - šeit tas iekļūst pa komunikāciju kanāliem sākotnējai uzkrāšanai un rupjai sākotnējai tīrīšanai;
• sūkņi - agregāti, kas nodrošina turpmāku ūdens kustību uz darba apakšstacijām;
• maisītāji - sistēmā integrētas virpuļvienības, kas ir atbildīgas par pievienoto koagulantu vienmērīgu sadalījumu visā masā (ātrums 1,2 m / s robežās);
• filtri - īpašas ierīces sorbcijas membrānu veidā;
• dezinfekcijas bloks - modernas sistēmas, kas maina kvalitatīvo sastāvu par 95%.

Ir vairāki staciju veidi. Primitīvākās ir bloka tipa konstrukcijas ar slēgtām sistēmām, kas darbojas pēc sūknēšanas iekārtu principa.

Mūsdienīgākās instalācijas ir sarežģītas, modulāras, daudzpakāpju konstrukcijas, kas ietver dezinfekciju, filtrēšanu un citus posmus, un ir aprīkotas ar sadales kanāliem un izvadiem. Būtiska šādu sistēmu īpašība ir iespēja tās integrēt lielās industriālās iekārtās, kā arī moduļu un komponentu komplekta maiņa.

Vēl viena šķirne ir specializētas, šauri fokusētas stacijas, kas iznīcina tikai baktērijas, sēnītes un aļģes.

Izvēloties aprīkojumu jābalstās uz dažādiem kritērijiem.. Piemēram, mājās pietiek ar instalācijām ar caurlaidspēju 2-3 m3/h. Rūpnieciskajām iekārtām šis rādītājs jāaprēķina no ikdienas nepieciešamības un jābūt līdz 1 tūkstotim m3/stundā. Par optimālo spiediena diapazonu tiek uzskatīts no 6 līdz 10 bāriem lielām hidroloģiskajām vienībām, sadzīves vajadzībām - tiek noteikts individuāli.

Pieteikuma nepieciešamība

Pēc pilsētas stacionārās iekārtās apstrādāta krāna ūdens lietošanas bieži tiek novērots aplikums, piemēram, tējkannā, uz izlietnēm vai veļas mašīnā. Tas ir viegls kaļķakmens, kas regulāri jātīra, lai tas nepārvērstos kaļķakmenī. Šādas kvalitātes dzeramais ūdens ir bīstams veselībai, jo agrāk vai vēlāk tas noved pie nierakmeņu veidošanās. Cieš no šī šķidruma sastāva un sadzīves tehnikas. Veļas un trauku mazgājamās mašīnas ātri sabojājas, kad uz sildelementiem regulāri uzkrājas katlakmens.

Tās ir tālu no visām problēmām, kas rodas sliktas kvalitātes ūdens izmantošanas rezultātā sadzīves apstākļos. Tādēļ ar tīrīšanas mini staciju uzstādīšanu jūsu mājā vai dzīvoklī ir saistītas papildu izmaksas.

Viena no ūdens attīrīšanas iekārtu pielietojuma jomām ir alus ražošanas uzņēmumi. Šeit šķidrumam tiek izvirzītas ļoti stingras prasības, tas ir galvenais izejmateriāls. Lai iegūtu 1 litru apreibinoša dzēriena, nepieciešami 20 litri ūdens. No tā kvalitātes ir atkarīga gatavā produkta garša, noturība, maigums, kā arī fermentācijas process.

Galvenās metodes dabiskā ūdens kvalitātes un būvju sastāva uzlabošanai ir atkarīgas no ūdens kvalitātes avotā, no ūdensapgādes mērķa. Galvenās ūdens attīrīšanas metodes ir:

1. noskaidrošana, ko panāk, nostādot ūdeni tvertnē vai dzidrinātājos, lai nosēdinātu ūdenī suspendētās daļiņas, un filtrējot ūdeni caur filtra materiālu;

2. dezinfekcija(dezinfekcija), lai iznīcinātu patogēnās baktērijas;

3. mīkstināšana– kalcija un magnija sāļu samazināšana ūdenī;

4. īpaša ūdens apstrāde- atsāļošana (atsāļošana), atdzelžošana, stabilizācija - izmanto galvenokārt ražošanas nolūkos.

Iekārtu shēma dzeramā ūdens sagatavošanai, izmantojot karteri un filtru, ir parādīta attēlā. 1.8.

Dzeramā dabīgā ūdens attīrīšana sastāv no šādām darbībām: koagulācija, dzidrināšana, filtrēšana, dezinfekcija ar hlorēšanu.

koagulācija izmanto, lai paātrinātu suspendēto vielu sedimentācijas procesu. Lai to izdarītu, ūdenim pievieno ķīmiskos reaģentus, tā sauktos koagulantus, kas reaģē ar ūdenī esošajiem sāļiem, veicinot suspendēto un koloidālo daļiņu nogulsnēšanos. Koagulanta šķīdumu sagatavo un dozē iekārtās, ko sauc par reaģentu iekārtām. Koagulācija ir ļoti sarežģīts process. Būtībā koagulanti rupjina suspendētās vielas, salīmējot tās kopā. Alumīnija vai dzelzs sāļi tiek ievadīti ūdenī kā koagulants. Biežāk tiek izmantots alumīnija sulfāts Al2(SO4)3, dzelzs sulfāts FeSO4, dzelzs hlorīds FeCl3. To skaits ir atkarīgs no ūdens pH (ūdens pH aktīvo reakciju nosaka ūdeņraža jonu koncentrācija: pH = 7 vide ir neitrāla, pH> 7-skāba, pH<7-щелочная). Доза коагулянта зависит от мутности и цветности воды и определяется согласно СНиП РК 04.01.02.–2001 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Для коагулирования используют мокрый способ дозирования реагентов. Коагулянт вводят в воду уже растворенный. Для этого имеется растворный бак, два расходных бака, где готовится раствор определенной концентрации путем добавления воды. Готовый раствор коагулянта подается в дозировочный бачок, имеющий поплавковый клапан, поддерживающий постоянный уровень воды. Затем из него раствор подается в смесители.

Rīsi. 1.8. Ūdens attīrīšanas staciju shēmas: ar flokulācijas kameru, sedimentācijas tvertnēm un filtriem (A); ar suspendēto dūņu dzidrinātāju un filtriem (B)

1 - pirmā pacelšanas sūknis; 2 - reaģentu veikals; 3 - maisītājs; 4 – flokulācijas kamera; 5 - karteris; 6 - filtrs; 7 - cauruļvads hlora ieplūdei; 8 – attīrīta ūdens tvertne; 9 - otrais pacelšanas sūknis; 10 - dzidrinātājs ar suspendētiem nogulumiem

Lai paātrinātu koagulācijas procesu, tiek ieviesti flokulanti: poliakrilamīds, silīcijskābe. Visizplatītākie ir šādi maisītāju dizaini: starpsienu, perforēti un virpuļi. Sajaukšanas procesam jānotiek pirms pārslu veidošanās, tāpēc ūdens uzturēšanās maisītājā nav ilgāka par 2 minūtēm. Starpsienu maisītājs - paplāte ar starpsienām 45 ° leņķī. Ūdens vairākas reizes maina virzienu, veidojot intensīvus virpuļus un veicina koagulanta sajaukšanos. Perforēti maisītāji - šķērseniskajās starpsienās ir caurumi, caur tiem plūstošais ūdens veido arī virpuļus, veicinot koagulanta sajaukšanos. Vortex maisītāji ir vertikāli maisītāji, kuros sajaukšanās notiek vertikālās plūsmas turbulences dēļ.

No maisītāja ūdens nonāk flokulācijas kamerā (reakcijas kamerā). Šeit ir 10 - 40 minūtes, lai iegūtu lielas pārslas. Kustības ātrums kamerā ir tāds, ka pārslas neizkrīt un notiek to iznīcināšana.

Atkarībā no sajaukšanas metodes ir flokulācijas kameras: virpuļvanna, kloziona, lāpstiņas, virpuļkameras. Starpsiena - dzelzsbetona tvertne ir sadalīta ar starpsienām (gareniski) koridoros. Ūdens caur tiem iet ar ātrumu 0,2 - 0,3 m / s. Koridoru skaits ir atkarīgs no ūdens duļķainības. Asmeņi - ar maisītāja vārpstas vertikālu vai horizontālu izvietojumu. Vortex - rezervuārs hidrociklona formā (konisks, izplešas uz augšu). Ūdens ieplūst no apakšas un kustas ar dilstošu ātrumu no 0,7 m/s līdz 4 - 5 mm/s, savukārt perifērie ūdens slāņi tiek ievilkti galvenajā, veidojas virpuļkustība, kas veicina labu sajaukšanos un flokulāciju. No flokulācijas kameras ūdens nonāk tvertnē vai dzidrinātājos dzidrināšanai.

Apgaismojums- tas ir suspendēto vielu atdalīšanas process no ūdens, kad tas pārvietojas ar mazu ātrumu caur īpašām iekārtām: nostādināšanas tvertnēm, dzidrinātājiem. Daļiņu sedimentācija notiek gravitācijas ietekmē, tk. daļiņu īpatnējais svars ir lielāks par ūdens īpatnējo svaru. Ūdens padeves avotiem ir atšķirīgs suspendēto daļiņu saturs, t.i. ir atšķirīgs duļķainums, tāpēc dzidrināšanas ilgums būs atšķirīgs.

Ir horizontālās, vertikālās un radiālās sedimentācijas tvertnes.

Horizontālās nostādināšanas tvertnes tiek izmantotas, ja rūpnīcas jauda ir lielāka par 30 000 m 3 /dienā, tās ir taisnstūrveida tvertne ar apgrieztu dibena slīpumu, lai noņemtu uzkrātos nosēdumus ar pretskalošanu. Ūdens padeve tiek veikta no gala. Salīdzinoši vienmērīgu kustību panāk ar perforētu starpsienu, aizsprostu, saliekamo kabatu, notekcauruļu ierīci. Karteris var būt divu sekciju, ar sekcijas platumu ne vairāk kā 6 m Nosēšanās laiks - 4 stundas.

Vertikālās nostādināšanas tvertnes - ar tīrīšanas stacijas jaudu līdz 3000 m 3 / dienā. Kartera centrā ir caurule, kur tiek piegādāts ūdens. Nostādināšanas tvertne ir apaļa vai kvadrātveida plānā ar konisku dibenu (a=50-70°). Caur cauruli ūdens nolaižas lejup pa karteri un pēc tam ar mazu ātrumu paceļas uz kartera darba daļu, kur tas tiek savākts apļveida paplātē caur aizsprostu. Augšupteces ātrums 0,5 – 0,75 mm/s, t.i. tam jābūt mazākam par suspendēto daļiņu sedimentācijas ātrumu. Tādā gadījumā kartera diametrs nav lielāks par 10 m, kartera diametra attiecība pret nosēšanās augstumu ir 1,5. Nostādināšanas tvertņu skaits ir vismaz 2. Dažreiz karteris tiek apvienots ar flokulācijas kameru, kas atrodas centrālās caurules vietā. Šajā gadījumā ūdens no sprauslas plūst tangenciāli ar ātrumu 2 - 3 m/s, radot apstākļus flokulācijai. Lai slāpētu rotācijas kustību, tvertnes apakšējā daļā ir izvietoti režģi. Nostādināšanas laiks vertikālajās nostādināšanas tvertnēs - 2 stundas.

Radiālās nostādināšanas tvertnes ir apaļas tvertnes ar nedaudz konisku dibenu, ko izmanto rūpnieciskajā ūdensapgādē, ar augstu suspendēto daļiņu saturu ar jaudu vairāk nekā 40 000 m 3 / dienā.

Ūdens tiek padots uz centru un pēc tam virzās radiālā virzienā uz savākšanas paplāti gar tvertnes perifēriju, no kuras tas tiek izvadīts pa cauruli. Apgaismojums rodas arī zema kustības ātruma radīšanas dēļ. Nostādināšanas tvertņu dziļums centrā ir 3–5 m, perifērijā 1,5–3 m, diametrs 20–60 m. Nosēdumus noņem mehāniski, ar skrāpjiem, neapturot nostādināšanas tvertnes darbību. .

Dzidrinātāji. Skaidrības process tajos ir intensīvāks, jo. ūdens pēc koagulācijas iziet cauri suspendētu nogulumu slānim, ko šādā stāvoklī uztur ūdens straume (1.9. att.).

Suspendēto nogulumu daļiņas veicina lielāku koagulantu pārslu rupjību. Lielās pārslas dzidrināmajā ūdenī var aizturēt vairāk suspendēto daļiņu. Šis princips ir pamatā suspendēto dūņu tīrītāju darbībai. Dzidrinātājiem ar vienādu tilpumu ar nostādināšanas tvertnēm ir lielāka produktivitāte, ir nepieciešams mazāk koagulantu. Lai noņemtu gaisu, kas var sajaukt suspendētās nogulsnes, ūdens vispirms tiek nosūtīts uz gaisa separatoru. Koridora tipa dzidrinātājā dzidrinātais ūdens tiek piegādāts pa cauruli no apakšas un tiek sadalīts pa perforētām caurulēm sānu nodalījumos (koridoros) apakšējā daļā.

Uz augšu plūsmas ātrumam darba daļā jābūt 1-1,2 mm/s, lai koagulanta pārslas būtu suspensijā. Izejot cauri suspendēto nogulumu slānim, suspendētās daļiņas tiek saglabātas, suspendēto nogulumu augstums ir 2 - 2,5 m.. Dzidrināšanas pakāpe ir augstāka nekā karterī. Virs darba daļas ir aizsargjosla, kurā nav suspendētu nogulumu. Tad dzidrinātais ūdens nonāk savākšanas paplātē, no kuras tas pa cauruļvadu tiek padots uz filtru. Darba daļas augstums (dzidrināšanas zona) ir 1,5-2 m.

Ūdens filtrēšana. Pēc dzidrināšanas ūdens tiek filtrēts, šim nolūkam tiek izmantoti filtri, kuriem ir filtrējoša smalkgraudaina materiāla slānis, kurā ūdens caurtecē tiek saglabātas smalkas suspensijas daļiņas. Filtra materiāls - kvarca smiltis, grants, šķembas antracīts. Filtri ir ātri, īpaši ātrdarbīgi, lēni: ātri - strādā ar koagulāciju; lēns - bez koagulācijas; ātrgaitas - ar un bez koagulācijas.

Ir spiediena filtri (īpaši ātrgaitas), bezspiediena (ātri un lēni). Spiediena filtros ūdens iziet cauri filtra slānim zem spiediena, ko rada sūkņi. Bez spiediena - zem spiediena, ko rada ūdens atzīmju atšķirība filtrā un tā izejā.

Rīsi. 1.9. In-line suspendēto dūņu tīrītājs

1 - darba kamera; 2 – nogulumu biezinātājs; 3 - logi aizsegti ar vizieriem; 4 - cauruļvadi dzidrinātā ūdens padevei; 5 - cauruļvadi nogulumu izdalīšanai; 6 - cauruļvadi ūdens izņemšanai no dūņu biezinātāja; 7 - vārsts; 8 - notekcaurules; 9 - savākšanas paplāte

Atvērtajos (bez spiediena) ātrajos filtros ūdens tiek padots no gala kabatā un iet no augšas uz leju caur filtra slāni un grants nesošo slāni, tad caur perforēto dibenu nonāk drenāžā, no turienes caur cauruļvadu tīrā ūdens tvertnē. Filtru mazgā ar reverso strāvu pa izplūdes cauruļvadu no apakšas uz augšu, ūdeni savāc mazgāšanas notekcaurulēs, pēc tam novada kanalizācijā. Filtra slodzes biezums ir atkarīgs no smilšu smalkuma un tiek pieņemts 0,7 - 2 m. Paredzamais filtrācijas ātrums ir 5,5-10 m / h. Mazgāšanas laiks - 5-8 minūtes. Drenāžas mērķis ir vienmērīga filtrētā ūdens noņemšana. Tagad tiek izmantoti divslāņu filtri, vispirms (no augšas uz leju) tiek iekrauts šķembas antracīts (400 - 500 mm), tad smiltis (600 - 700 mm), atbalstot grants slāni (650 mm). Pēdējais slānis kalpo, lai novērstu filtra materiāla izskalošanos.

Papildus vienplūsmas filtram (kas jau tika minēts) tiek izmantoti divu plūsmu filtri, kuros ūdens tiek piegādāts divās plūsmās: no augšas un apakšas filtrētais ūdens tiek noņemts pa vienu cauruli. Filtrēšanas ātrums - 12 m / h. Divplūsmas filtra veiktspēja ir 2 reizes lielāka nekā vienas plūsmas filtra veiktspēja.

Ūdens dezinfekcija. Nostādot un filtrējot, lielākā daļa baktēriju tiek saglabātas līdz 95%. Atlikušās baktērijas tiek iznīcinātas dezinfekcijas rezultātā.

Ūdens dezinfekcija tiek veikta šādos veidos:

1. Hlorēšanu veic ar šķidru hloru un balinātāju. Hlorēšanas efekts tiek panākts ar hlora sajaukšanas intensitāti ar ūdeni cauruļvadā vai speciālā tvertnē 30 minūtes. 1 litram filtrēta ūdens pievieno 2-3 mg hlora, bet 1 litram nefiltrēta ūdens pievieno 6 mg hlora. Patērētājam piegādātajam ūdenim uz 1 litru jāsatur 0,3 - 0,5 mg hlora, tā sauktā hlora atlikuma. Parasti tiek izmantota dubultā hlorēšana: pirms un pēc filtrēšanas.

Hloru dozē īpašos hloratoros, kas ir spiediens un vakuums. Spiediena hlorētājiem ir trūkums: šķidrais hlors ir zem atmosfēras spiediena, tāpēc iespējama gāzes noplūde, kas ir toksiska; vakuums - nav šī trūkuma. Hloru piegādā sašķidrinātā veidā cilindros, no kuriem hloru ielej starpproduktā, kur tas pāriet gāzveida stāvoklī. Gāze nonāk hlorētājā, kur izšķīst krāna ūdenī, veidojot hlora ūdeni, kas pēc tam tiek ievadīts cauruļvadā, kurā transportē hlorēšanai paredzēto ūdeni. Palielinoties hlora devai, ūdenī paliek nepatīkama smaka, šāds ūdens ir jāathlorē.

2. Ozonēšana ir ūdens dezinfekcija ar ozonu (baktēriju oksidēšana ar atomu skābekli, ko iegūst, sadalot ozonu). Ozons novērš ūdens krāsu, smakas un garšu. 1 litra pazemes avotu dezinfekcijai nepieciešams 0,75 - 1 mg ozona, 1 litrs filtrēta ūdens no virszemes avotiem - 1-3 mg ozona.

3. Ultravioleto starojumu rada, izmantojot ultravioletos starus. Šo metodi izmanto, lai dezinficētu pazemes avotus ar zemu plūsmas ātrumu un filtrētu ūdeni no virszemes avotiem. Augsta un zema spiediena dzīvsudraba kvarca lampas kalpo kā starojuma avoti. Ir spiediena agregāti, kas tiek uzstādīti spiediena cauruļvados, bezspiediena - uz horizontālajiem cauruļvadiem un īpašos kanālos. Dezinfekcijas efekts ir atkarīgs no starojuma ilguma un intensitātes. Šī metode nav piemērota ļoti duļķainiem ūdeņiem.

Ūdens tīkls

Ūdensapgādes tīkli ir sadalīti maģistrālajos un sadales tīklos. Maģistrāle - nogādājiet tranzīta ūdens masas uz patēriņa objektiem, sadaliet - piegādājiet ūdeni no maģistrāles atsevišķām ēkām.

Izsekojot ūdensapgādes tīklus, jāņem vērā ūdens apgādes iekārtas izkārtojums, patērētāju atrašanās vieta un reljefs.

Rīsi. 1.10. Ūdensapgādes tīklu shēmas

a - sazarots (strupceļš); atnest

Pēc kontūras plānā izšķir ūdensapgādes tīklus: strupceļu un gredzenu.

Strupceļu tīkli tiek izmantoti tiem ūdensapgādes objektiem, kas pieļauj ūdens padeves pārtraukumu (1.10. att., a). Gredzenu tīkli ir uzticamāki darbībā, jo negadījuma gadījumā vienā no līnijām patērētāji tiks piegādāti ar ūdeni pa citu līniju (1.10. att., b). Ugunsdzēsības ūdensapgādes tīkliem jābūt gredzenveida.

Ārējai ūdens apgādei tiek izmantotas čuguna, tērauda, ​​dzelzsbetona, azbestcementa, polietilēna caurules.

Čuguna caurules ar pretkorozijas pārklājumu ir izturīgi un plaši izmantoti. Trūkums ir slikta izturība pret dinamiskām slodzēm. Čuguna caurules ir ligzdas, diametrs 50 - 1200 mm un garums 2 - 7 m. Caurules asfaltētas no iekšpuses un ārpuses, lai novērstu koroziju. Savienojumi tiek noblīvēti ar darvotu šķipsnu, izmantojot blīvējumu, pēc tam savienojumu noblīvē ar azbestcementu ar blīvējumu, izmantojot āmuru un dzenu.

Tērauda caurules ar diametru 200 - 1400 mm tiek izmantoti, ieliekot ūdensvadus un sadales tīklus ar spiedienu, kas lielāks par 10 atm. Tērauda caurules tiek savienotas ar metināšanu. Ūdens un gāzes vadi - uz vītņotām uzmavām. Ārpusē tērauda caurules tiek pārklātas ar bitumena mastiku vai kraftpapīru 1 - 3 kārtās. Pēc cauruļu izgatavošanas metodes tie izšķir: gareniski metinātas caurules ar diametru 400 - 1400 mm, garumu 5 - 6 m; bezšuvju (karsti velmēti) ar diametru 200 - 800 mm.

Azbestcementa caurules tie tiek ražoti ar diametru 50 - 500 mm, garumā 3 - 4 m Priekšrocība ir dielektriskums (tie nav pakļauti klaiņojošām elektriskām strāvām). Trūkums: pakļauts mehāniskai slodzei, kas saistīta ar dinamiskām slodzēm. Tāpēc transportējot jābūt uzmanīgiem. Savienojums - sakabe ar gumijas gredzeniem.

Kā cauruļvadi tiek izmantotas dzelzsbetona caurules ar diametru 500 - 1600 mm, savienojums ir tapa.

Polietilēna caurules ir izturīgas pret koroziju, izturīgas, izturīgas, tām ir mazāka hidrauliskā pretestība. Trūkums ir liels lineārās izplešanās koeficients. Izvēloties caurules materiālu, jāņem vērā projektēšanas apstākļi un klimatiskie dati. Normālai darbībai ūdensapgādes tīklos tiek uzstādīti veidgabali: slēgšanas un regulēšanas vārsti (vārsti, vārsti), ūdens locīšanas vārsti (kolonnas, krāni, hidranti), drošības vārsti (pretvārsti, ventilācijas atveres). Armatūras un armatūras uzstādīšanas vietās tiek sakārtotas lūkas. Ūdens akas uz tīkliem ir izgatavotas no saliekamā betona.

Ūdensapgādes tīkla aprēķins sastāv no cauruļu diametra noteikšanas, kas ir pietiekams, lai izlaistu paredzamās izmaksas, un spiediena zudumu noteikšana tajās. Ūdensvadu ieguldīšanas dziļums ir atkarīgs no augsnes sasalšanas dziļuma, cauruļu materiāla. Cauruļu ieguldīšanas dziļumam (līdz caurules apakšai) jābūt 0,5 m zem paredzētā augsnes sasalšanas dziļuma konkrētajā klimatiskajā reģionā.