Отстаивание, фильтрование и коагуляция воды
Природная вода содержит минеральные и органические примеси с различной крупностью частиц. При размере частиц более 0,1 мкм их называют грубодисперсными или механическими; при размере частиц в пределах 0,1...0,001 мкм - коллоидными. Механические и коллоидные частицы удаляют отстаиванием, коагуляцией и фильтрованием.
Отстаивание воды производят в отстойнике, объем которого должен быть равен полуторной или двойной часовой производительности теплогенерирующей установки по воде. Сам процесс осаждения частиц будет зависеть от плотности частиц, их величины и формы.
Фильтрование обычно осуществляют в осветлительных фильтрах после отстаивания воды. При этом вода пропускается через слой фильтрующего зернистого материала с размером частиц 0,6... 1 мм (дробленый антрацит, кварцевый песок, мрамор). При нормальной работе осветлителя концентрация взвешенных веществ должна составлять до фильтрации 10...12 мг/кг, после фильтрации - не более 5 мг/кг.
Для более быстрого и полного процесса отстаивания и фильтрования применяют коагуляцию - укрупнение коллоидных частиц и выделение их в осадок при добавке к воде специальных реагентов (коагулянтов). Коагуляцию исходной воды проводят также и в осветлителях. В качестве коагулянта применяют сернокислые соли алюминия (Al2(SO4)3), железа (FeSO4 • 7H2O), хлорного железа (FeCl3 • 6H2O) при рН воды, равном 4...10. В результате обработки воды образуется осадок в виде шлама, который оседает в фильтре. Коагуляция протекает наиболее интенсивно при температуре 35...40 °С, при этом содержание органических веществ может быть снижено на 60...80%, а содержание кремниевой кислоты на 25...40%. Поэтому воду перед подачей ее в осветлительные фильтры, где используется коагуляция, следует подогревать до указанных выше температур.
Принципиальная схема прямоточной установки для осветления воды показана на рис. 3.1. Исходная вода насосом 1 подается в схему. Коагулянт, находящийся в баке 3 в виде раствора, подается дозатором 2 в трубопровод. В смесительном баке 4 происходит коагуляция коллоидных частиц, которые оседают в фильтрующем слое осветлительного фильтра 6, а очищенная вода поступает далее в схему ТГУ. Обычно высота фильтрующего слоя составляет 0,8...1,2 м, а скорость движения воды через слой составляет 5...12 м/ч. Схема осветлительного фильтра приведена на рис. 3.2. Когда фильтрующий элемент 1 засоряется и фильтр начинает плохо очищать воду, его регенерируют, т.е. восстанавливают работоспособность фильтрующего элемента.
Регенерация фильтра осуществляется путем его остановки, отмывки отложений и восстановления реакционной способности. Для улучшения отмывки фильтрующего слоя сначала в фильтр подают снизу воздух и взрыхляют фильтрующий слой.
Фильтрующий слой промывается водой, которую берут из бака, и только после этого производят регенерацию фильтрующего слоя, используя ионообменные методы.
