7 основных этапов работы водоочистных сооружений

Водоподготовка — это процесс удаления всех тех веществ, будь то биологических, химических или физических, которые потенциально вредны для водоснабжения людей и бытового использования. Такая обработка помогает получить воду, которая является безопасной, приятной на вкус, прозрачной, бесцветной и не имеет запаха. Вода также должна быть неагрессивной, то есть не вызывать повреждения трубопроводов.

Этапы работы водоочистной станции Этапы работы станции водоподготовки

В крупномасштабной водоподготовке для городского коммунального водоснабжения участвуют семь основных этапов. Каждый из этих этапов описан в статье ниже,

1. Экранирование

Для защиты основных узлов очистных сооружений и обеспечения их эффективной работы необходимо использовать сетчатые фильтры для удаления крупных плавающих и взвешенных твердых частиц, присутствующих в поступающей воде. К таким материалам относятся листья, ветки, бумага, тряпки и другой мусор, который может препятствовать прохождению потока через установку или повредить оборудование.

Существуют грубые и тонкие сита.

  • Грубые сита изготовлены из прутьев из коррозионностойкой стали, расположенных на расстоянии 5-15 см друг от друга, которые используются для исключения попадания крупных материалов (таких как бревна и рыба) в очистные сооружения. Сита расположены под углом 60º, чтобы облегчить удаление собранного материала механическим сгребанием.
  • Мелкие сетки, которые устанавливаются после грубых сит, не пропускают материал, который может засорить трубопроводы на станции. Они состоят из стальных прутьев, расположенных на расстоянии 5-20 мм друг от друга. Разновидностью тонкого сита является микросито, состоящее из вращающегося барабана с сеткой из нержавеющей стали с очень маленьким размером ячеек (от 15 мкм до 64 мкм, т.е. 15-64 миллионных долей метра). Взвешенные частицы размером с водоросли и планктон (микроскопические организмы, плавающие в воде по течению) могут быть задержаны. Задержанные твердые частицы выбиваются из ткани струями воды под высоким давлением с использованием чистой воды и вывозятся для утилизации.
  • 2. Аэрация

    После просеивания вода аэрируется (насыщается воздухом), пропуская ее через ряд ступеней для поглощения кислорода из воздуха. Этот процесс способствует выведению растворимых газов, таких как углекислый газ и сероводород (оба эти вещества являются кислотными, поэтому данный процесс делает воду менее коррозийной), а также выводит любые газообразные органические соединения, придающие воде нежелательный вкус. Аэрация также удаляет железо и марганец путем окисления этих веществ до их нерастворимой формы. Железо и марганец могут вызывать специфический привкус и пачкать одежду. После перехода в нерастворимую форму эти вещества могут быть удалены путем фильтрации.

    В некоторых случаях избыток водорослей в сырой воде может привести к тому, что водорослевый рост заблокирует песчаный фильтр на более поздних этапах процесса очистки. В таких ситуациях вместо или в дополнение к аэрации для уничтожения водорослей используется хлорирование, называемое предварительным хлорированием. Этот процесс очистки воды происходит перед основными этапами очистки воды. Предварительное хлорирование также окисляет соединения, вызывающие вкус и запах.

    3. Коагуляция и флокуляция

    После аэрации происходит коагуляция для удаления мелких частиц (размером менее 1 мкм), взвешенных в воде. В этом процессе в воду добавляется химическое вещество — коагулянт (с положительным электрическим зарядом), который нейтрализует отрицательный электрический заряд мелких частиц. Добавление коагулянта происходит в резервуаре быстрого смешивания, где высокоскоростная крыльчатка быстро рассеивает коагулянт.

    Поскольку их заряды теперь нейтрализованы, мелкие частицы собираются вместе, образуя мягкие, пушистые частицы, называемые «флокулами». Два коагулянта, обычно используемые для очистки воды, — это сульфат алюминия и хлорид железа.

    процесс коагуляции-флокуляции Процесс коагуляции-флокуляции

    Следующим этапом является флокуляция. Здесь вода осторожно перемешивается лопастями в бассейне флокуляции, и флокулы вступают в контакт друг с другом, образуя более крупные флокулы.

    Флокуляционный бассейн часто имеет несколько отсеков с уменьшающейся скоростью перемешивания по мере продвижения воды через бассейн. Такая разделенная на отсеки камера позволяет образовываться все более крупным флокам, не разрушаясь под действием перемешивающих лопастей.

    4. Седиментация

    После образования крупных флокул их необходимо осадить, и это происходит в процессе, называемом седиментацией (когда частицы падают на дно отстойника). Вода (после коагуляции и флокуляции) выдерживается в резервуаре в течение нескольких часов для отстаивания. Материал, скопившийся на дне резервуара, называется осадком; он удаляется для утилизации.

    Осадочный резервуар Осадочный резервуар

    5. Фильтрация

    Фильтрация — это процесс, в ходе которого твердые частицы отделяются от жидкости. При очистке воды твердые частицы, которые не отделяются в отстойнике, удаляются путем пропускания воды через песчаные и гравийные слои. При скорости потока 4-8 кубических метров на квадратный метр фильтрующей поверхности в час часто используются скорые гравитационные фильтры.

    Когда фильтры заполняются задержанными твердыми частицами, они подвергаются обратной промывке. В этом процессе чистая вода и воздух закачиваются обратно в фильтр, чтобы вытеснить задержанные примеси, а вода с грязью (так называемая обратная промывка) откачивается в канализацию, если таковая имеется. В качестве альтернативы он может сбрасываться обратно в исходную реку после стадии отстаивания в отстойнике для удаления твердых частиц.

    Быстрый гравитационный песчаный фильтр. Быстрый гравитационный песчаный фильтр.

    6. Хлорирование

    После отстаивания вода подвергается дезинфекции для уничтожения любых оставшихся патогенных микроорганизмов. Наиболее часто используемым дезинфектантом (химическим веществом, используемым для дезинфекции) является хлор, жидкость (например, гипохлорит натрия, NaOCl) или газ. Он относительно дешев и прост в использовании. Когда хлор добавляется в воду, он вступает в реакцию с любыми присутствующими загрязняющими веществами, включая микроорганизмы, в течение определенного периода времени, называемого временем контакта. Количество хлора, оставшееся после этого, называется остаточным хлором. Он остается в воде в системе распределения, защищая ее от любых микроорганизмов, которые могут попасть в нее, пока вода не достигнет потребителей.

    Рекомендации Всемирной организации здравоохранения (WHO, 2003) предполагают максимальный уровень остаточного хлора в 5 мг л-1 воды. Минимальный уровень остаточного хлора должен составлять 0,5 мг л-1 воды после 30 минут контакта (WHO, n.d.). Существуют и другие способы дезинфекции воды (например, с помощью газообразного озона или ультрафиолетового излучения). Однако они не защищают ее от микробного загрязнения после того, как она покидает водоочистные сооружения. После дезинфекции очищенная вода подается в распределительную систему.

    7. Дополнительная обработка

    В интересах населения может потребоваться дополнительная очистка. Одним из таких случаев является фторирование воды, когда в воду добавляется фтор. Всемирная организация здравоохранения заявила, что «фторирование воды, где это возможно, является наиболее эффективной мерой общественного здравоохранения для профилактики кариеса зубов». Оптимальный уровень фтора составляет около 1 мг на литр воды (1 мг л-1).

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой