8.2. Методы улучшения качества воды

Способы и степень очистки воды, состав и конструкции очистных сооружений в каждом конкретном случае зависят от тех требований, которые предъявляются к качеству воды, и от качества природной воды. Основными процессами улучшения качества воды для хозяйственно-питьевых целей являются:

• осветление,

• обесцвечивание,

• обезжелезивание,

• обеззараживание

• фторирование.

Осветление воды, т. е. устранение из нее взвешенных примесей, в зависимости от требуемой степени осветления может быть достигнуто:

• отстаиванием воды в отстойниках;

• центрифугированием в гидроциклонах;

• путем пропуска ее через слой ранее образованного взвешенного осадка в так называемых осветлителях;

• фильтрованием через слой фильтрующего порошка на намывных фильтрах или через слой зернистого фильтрующего материала в скорых фильтрах;

• фильтрованием через сетки на микрофильтрах, барабанных ситах, акустических фильтрах и т. д.

Обесцвечивание воды, т. е. удаление из нее окрашенных коллоидов или истинно растворенных примесей, обусловливающих цветность воды. Наиболее широко для этой цели используют хлорирование, фильтрование через гранулированный активный уголь и озонирование воды. Хорошие результаты по обесцвечиванию воды дает напорная флотация, которой обязательно предшествует коагулирование примесей воды.

Обезжелезивание воды – снижение содержания солей железа до требований ГОСТа, наиболее часто используют при централизованном водоснабжении из подземных источников. В зависимости от форм соединений железа, присутствующих в воде, применяют безреагентные или реагентные методы удаления железа.

Фторирование питьевой воды осуществляется путем внесения в нее соединений фтора для предотвращения заболевания кариесом зубов. Раствор фторсодержащего реагента вводят в обрабатываемую воду до или после скорых фильтров.

Обеззараживание воды производят для уничтожения содержащихся в ней патогенных бактерий и вирусов. Частично это достигается при коагулировании примесей воды, но наиболее хорошие результаты получаются при введении в воду после фильтрования окислителей:

• хлора и его производных,

• озона

• перманганата калия.

При доведении качества воды до питьевой кондиции помимо вышеописанных процессов иногда применяют:

• дезодорацию (удаление нежелательных привкусов и запахов), используя аэрацию, окислители и сорбенты;

• умягчение (удаление солей жесткости);

• введение в воду щелочных реагентов;

• высаживание в осадок солей жесткости;

• опреснение (снижение общей минерализации воды) дистилляцией, ионным обменом, гиперфильтрацией или электродиализом и др.

8.3. Технологические схемы и сооружения станции укв

Сочетание необходимых технологических процессов и сооружений составляет технологическую схему улучшения качества воды. Используемые в практике водоподготовки технологические схемы можно классифицировать по следующим основным признакам:

• по способу подготовки воды – на реагентные и безреагентные;

• по эффекту осветления – глубокого и грубого осветления;

• по числу технологических процессов и числу ступеней каждого из них;

• по характеру движения воды – на напорные и безнапорные.

Реагентные и безреагентные технологические схемы применяют при подготовке воды для хозяйственно-питьевых целей и нужд промышленности. Указанные технологические схемы существенно отличаются по размерам водоочистных сооружений и условиям их эксплуатации.

Схема очистной станции:

а – при реагентном способе очистки; б – при безреагентном.

1 – подача неочищенной воды; 2 – устройства для приготовления растворов и дозирования реагентов (коагулянта и др.); 3 – смеситель; 4 – камера хлопьеобразования; 5 – вертикальный отстойник; 6 – скорый фильтр; 7 – установка для обеззараживания воды; 8 – резервуар чистой воды; 9 – трубы для удаления осадка и промывных вод; 10 – горизонтальный отстойник; 11 – медленный фильтр.

Процессы обработки воды с применением реагентов протекают интенсивнее и значительно эффективнее. Так, для осаждения основной массы взвешенных веществ в первом случае необходимо 2...4 ч, а во втором – несколько суток. С использованием реагентов фильтрование осуществляется со скоростью 5...12 м/ч и более, а без реагентов (медленное фильтрование) – 0,1...0,3 м/ч.

При обработке воды с применением реагентов водоочистные сооружения значительно меньше по объему, компактнее и дешевле в строительстве, но сложнее в эксплуатации, чем сооружения безреагентной схемы. Поэтому безреагентные технологические схемы, как правило, применяют для водоснабжения небольших водопотребителей при цветности исходной воды до 50 град. Безреагентные схемы широко используют для неглубокого осветления воды при водоснабжении промышленных объектов. В ряде случаев для этих целей применяют одно отстаивание или одно фильтрование на грубозернистых фильтрах или микрофильтрах.

По эффекту осветления различают технологические схемы для полного или глубокого осветления воды и для неполного или грубого осветления. В первом варианте очищенная вода соответствует требованиям питьевой воды. Во втором варианте содержание взвеси в очищенной воде во много раз больше – 50...100 мг/л. Обычно грубо осветленную воду используют для целей охлаждения различного производственного оборудования.

Технологические схемы для глубокого осветления воды применяют как для хозяйственно-питьевых, так и для многих производственных водопроводов, где к качеству технической воды предъявляют высокие требования. Схемы для неполного осветления воды обычно используют для подготовки технической воды.

По числу технологических процессов и числу ступеней каждого из них технологические схемы подразделяют на одно-, двух- и многопроцессные. Так, технологическая схема представленная ниже является двухпроцессной.