КАМЕРИХлопьеобразования
Місце камерхлопьеобразования в технологічній схемі, їх класифікація
Процес конвективноїкоагуляції в часі складається з двох етапів. Хід процесу перекінетіческойкоагуляції визначається інтенсивністю теплового броунівського руху. Вмомент введення і розподілу розчину коагулянту у воді іони алюмінію абозаліза починають взаємодіяти з гідроксильними іонами і через деякийчас з'являється опалесценція та вода каламутніє від формування величезногокількості первинних найдрібніших пластівців. Під дією броунівського рухупластівці контактують один з одним і укрупнюються, а їх число в одиниці об'ємузменшується. Настає момент, коли енергія броунівського руху недостатньодля переміщення первинних агрегатів з метою їх подальшої агломерації. На цьомузакінчується перекінетіческая фаза коагуляції і настає ортокінетіческая,для успішного протікання якої необхідно забезпечити подальшийконтактування вже сформованих агрегатів.
Таким чином, камерихлопьеобразования призначені для створення сприятливих умов назавершальній другій стадії процесу коагуляції - хлопьеобразования, чомусприяє плавне перемішування потоку. На розміри утворюються пластівців упроцесі повільного перемішування оброблюваної води впливає його інтенсивністьі тривалість, сольовий склад води, природа домішок (колоїдні абодисперговані), а також сили адгезії, що утримують частинки домішокпов'язаними між собою. Укрупнення утворюються в процесі гідролізу коагулянтупластівців відбувається поступово протягом деякого часу, варьируемогозгідно СНіПа в межах 6 ... 30 хв і більше. Спочатку протікає стадіяприхованої коагуляції, що характеризується формуванням первинних найдрібнішихпластівців, які потім укрупнюються і утворюють великі видимі агрегати. Прицьому структура утворюються пластівців гідроксиду заліза значно міцніше і вонимають велику щільність, ніж гідроксид алюмінію. На структуроутворенняпластівців впливає сольовий склад води. Так, зростання концентраціїгідрокарбонатів та хлоридів підвищує міцність формуються пластівців і,навпаки, збільшення вмісту сульфатів знижує її.
Як показали результатидосліджень, виконаних в МГСУ (Г. І. Николадзе, А. Мірзаєв та ін) і в НДІ КВОВАКХ (Г. Н. Луценко та ін), істотний вплив на процес утворення пластівцівнадають інтенсивність і тривалість перемішування оброблюваної води вкамерах хлопьеобразования. При цьому основоположною є інтенсивністьперемішування G = 50 ...60 з-1, вплив тривалості процесу виявляється меншою мірою.
Нижче наводяться формулидля визначення градієнта швидкості в камерах хлопьеобразования різних типів:
перегородчастої
Вихрова і водоворотних
флокулятор(Механічна)
в аерофлокуляторе
де n-число перегородок; П…1і П…2 -відповідно швидкості руху води в коридорі камери і на повороті, м/с; Q-витрата коагуліруемой води, м3/с; р - щільність води, кг/м3; V - об'єм камери,м3; т] - динамічна в'язкість води, Пас; про - швидкість входу води у камеру з подводящеготрубопроводу, м/с; т - частота обертання мішалки, с-1; N - початкова потужність,затрачиваемая обертання, Вт; q-витрата повітря, м3/с; ро - атмосферний тиск, Па; Л - висота шару води надповітророзподільною системою.
Інтенсивність перемішуванняводи в камерах хлопьеобразования не повинна бути занадто великою, щоб незруйнувати сформовані пластівці. Необхідна інтенсивність перемішування водидосягається шляхом зміни швидкості її руху або частоти обертання мішалкипід флокулятор, а оптимальна тривалість процесу забезпечуєтьсяналежним об'ємом споруди.
З практики відомо,що швидкість хлопьеобразования знижується при низькій температурі оброблюваноїводи, а також розмір та структура утворюються при цьому пластівців незадовільні.Це негативне явище вдається локалізувати шляхом збільшення інтенсивності ітривалості перемішування.
При обробцімаломутних кольорових вод прискорення утворення пластівців можна досягти штучнимзамутніння оброблюваної води, вводячи в неї осад з відстійників абосуспензію глини, частки яких є центром агрегації. Такий же результатдає застосування флокулятор в поєднанні з флокулянтами. Зі сказаногостає очевидною роль і призначення камер утворення пластівців.
Рис. 6.1.Камери хлопьеобразования вихрового (а) і зашламленного (б) типу, вбудовані вгоризонтальний відстійник.
1 - відведення освітленої іподача вихідної води; 2 - водозбірний кишеню; 3 - лотки децентралізованогозбору освітленої води; 4 - тонкошарові модулі; 5 - зона прояснення води; 6 -струменеспрямовуючу перегородка; 7 - лотки для збору та відведення води з камери;8 - камера хлопьеобразования; 10 - перфоровані водорозподільні труби;11 - видалення осаду з відстійника; 12 - короба для збору і видалення осаду звідстійника; 13 - затоплений водозлив; відокремлює камеру від відстійника.
У сучасній практицікамери хлопьеобразования вбудовують у відстійники або розташовують впритул до нихз тим, щоб уникнути руйнування пластівців при передачі води з камери ввідстійник. Згідно СНиП швидкість руху води з камери на відстійник не повиннаперевищувати 0,1 м/с для каламутних вод і 0,05 м/с для кольорових.
За принципом діїкамери хлопьеобразования підрозділяють на гідравлічні, механічні(Флокулятор) і аеро-флокулятор. З камер гідравлічного типу на практицівіддають перевагу вихровим (рис. 6.1, а) я зашламленного типу (рис. 6.1, б),водоворотних (рис. 6.2, а) і контактним (рис. 6.2, б), перебірчастої згоризонтальним або вертикальним рухом води, камерам з рециркуляцією опадів(Рис. 6.3). При числі камер утворення пластівців менше шести слід приймати однурезервну.
Рис. 6.2. Водоворотних(А) і контактна (б) камери хлопьеобразования, вбудовані в вертикальнийвідстійник.
1,5 - подача вихідної тавідведення освітленої води; 2 і 3 - кільцевої і радіальні водозбірні лотки; 4 -водоворотних камера; 6 - зона прояснення води; 7 - гаситель; 8 - зонанакопичення та ущільнення осаду; 9 - конусний відбивач; 10 - видалення осаду;11 - контактна завантаження зі спіненого полістиролу; 12 - • сітка; 13 -контактна камера
хлопьеобразованияконвективний коагуляція
Камерихлопьеобразования гідравлічного типу
При виборі типу камерихлопьеобразования слід керуватися продуктивністю водоочисногокомплексу, якістю вихідної води і конструкцією відстійника.
перегородчастої камерахлопьеобразования (застосовують з горизонтальнимивідстійниками) являє собою прямокутний залізобетонний резервуар зперегородками, що утворюють 9 ... 11 коридорів шириною не менше 0,7 м, черезякі послідовно проходить вода зі швидкістю 0,2 ... 0,3 м/с на початкукамери і 0,05 ... 0,1 м/с в кінці за рахунок збільшення ширини коридорів.Підключаючи до роботи те чи інше число коридорів, можна регулюватитривалість перебування оброблюваної води в камері в залежності від їїякості. Дно коридорів камери виконують з поздовжнім ухилом 0,02 ... 0,03 длявидалення осаду при чищенні. Середню глибину камери приймають 2 ... 2,5 м,тривалість перебування води в камері 20 ... 40 хв (мінімальний час-длякаламутних вод, максимальне - для кольорових зі зниженою температурою).
У перегородчастої (одно-або двоповерхових) камерах, впритул примикають до горизонтальних відстійників,перемішування води досягається багаторазовим зміною напрямку її рухуу вертикальній або горизонтальній площині. Перебірчасті камери застосовують навеликих водоочисних комплексах: з вертикальним рухом води до 60 тис.м3/сут; з горизонтальним - при більшій подачі.
Розрахунок камериперегородчастої типу полягає в знаходженні її обсягу, розмірів в плані,числа і ширини коридорів і загальної втрати напору в спорудженні.
Вихрова камерахлопьеобразования (рис. 6.1, а), запропонована Е.Н.Тетеркіним, виконана у вигляді залізобетонного конічного або пірамідальногорезервуара (з кутом конусності 50 ... 70 В°), зверненого вершиною вниз. Зазвичай їївбудовують в горизонтальний відстійник або розташовують вприту...
