Двухпроцессная технологическая схема:

1 – насосная станция I подъема; 2 – барабанные сетки (вариант); 3 – вертикальный смеситель; 4 – реагентное хозяйство; 5 – осветлитель со взвешенным осадком; 6 – установка для дезодорации, фторирования или интенсификации процесса фильтрования; 7 – скорый фильтр; 8 –установка для обеззараживания воды; 9 – резервуар чистой воды; 10 – насосная станция II подъема.

Здесь два основных технологических процесса: обработка воды в слое взвешенного осадка и фильтрование. Оба процесса осуществляются последовательно и однократно (в одну ступень).

В том случае, когда один из основных технологических процессов осуществляется дважды или большее число раз, технологическая схема называется двух-, трех- или многоступенчатой. Например, показан пример однопроцессной технологической схемы с контактными осветлителями.

Однопроцессная двухступенчатая технологическая схема:

1 – микрофилыр, 2 – насосная станция II подъема; 3 – реагентное хозяйство: 4 – вертикальный смеситель; 5 – контактный осветлитель; 6 – установка для фильтрования и обеззараживания воды; 7 – резервуар чистой воды.

Здесь основной технологический процесс – фильтрование – осуществляется дважды.

По характеру движения обрабатываемой воды технологические схемы подразделяют на самотечные (безнапорные) и напорные.

Напорная технологическая схема с гидроциклоном:

1 – подача исходной воды; 2 – гидроциклон; 3 –шламовая камера; 4 – противоточный фильтр I ступени; 5 – скорый фильтр II ступени; 6 – отвод фильтрата.

На городских и крупных промышленных водоочистных комплексах движение исходной воды по сооружениям осуществляется самотеком. При этом уровень воды в каждом последующем сооружении ниже уровня в предыдущем. Разность уровней определяет напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений внутри сооружения и в коммуникациях от одного сооружения к другому. Поэтому увязка взаимного расположения отдельных очистных сооружений технологической схемы, т. е. построение высотной схемы, имеет первостепенное значение.

При напорной технологической схеме движение обрабатываемой воды от сооружения к сооружению происходит под давлением выше атмосферного, поэтому отдельные сооружения можно расположить на одной отметке. Напорные очистные сооружения должны быть герметично закрытыми и рассчитаны на давление, развиваемое насосами. Следует отметить, что при использовании напорной технологической схемы резервуары чистой воды и насосная станция II подъема иногда могут не устраиваться. В отдельных случаях очищенная вода под напором насосов I подъема передается непосредственно в сеть потребителям. При безнапорном движении воды по очистным сооружениям необходимы две насосные станции и резервуары чистой воды.

8.3.1. Смесители, назначение и типы

Смешение реагентов (Al₂(SO₄)₃) с обрабатываемой водой производят в специальных сооружениях – смесителях. Данные сооружения должны удовлетворять требованию быстрого и полного смешения реагентов со всей массой воды (т.е. время пребывания воды 1...3 мин).

Смесители подразделяют на: гидравлические и механические.

К числу гидравлических смесителей относят:

• дырчатый;

• перегородчатый;

• вертикальный (вихревой).

Дырчатый смеситель представляет собой лоток с дырчатыми перегородками, размещенными перпендикулярно направлению движения воды.

Вода, проходя через отверстия со скоростью около 1 м/с, испытывает завихрения, что способствует хорошему смешиванию воды с реагентами. Диаметр отверстий принимают 20... 100 мм и располагают в шахматном порядке.

Расстояние между перегородками принимается не менее ширины смесителя.

Дырчатый смеситель

Расчет дырчатого смесителя ведут в следующей последовательности.

1. Площадь поперечного сечения лотка

, м²,

где q – расход воды станции очистки, м³/с;

– скорость движения воды в лотке, принимается 0,6 м/с.

2. Диаметр подводящего трубопровода

, м

где v_п.тр. – скорость движения воды в подводящем трубопроводе, равная 1,0…1,5 м/с;

 – 3,14.

3. Диаметр отводящего трубопровода

, м

где v_от.тр. – скорость движения воды в отводящем трубопроводе, равная 0,8…1,2 м/с.

4. Потеря напора на каждой ступени дырчатого смесителя

, м,

где v – скорость движения воды в отверстиях, равная 1…1,2 м/с;

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с²;

 – коэффициент расхода воды через круглое отверстие, равный 0,62.

5. Высота уровня воды в отделениях смесителя

H₁=H₀+h; H₂=H₁+h; H₃=H₂+h;

где H₀ – минимально допускаемая глубина воды в смесителе после перегородок смесителя, принимаемая 0,4…0,5 м.

6. Высота смесителя

H_см=H₃+0,3 м.

7. Число отверстий в каждой перегородке

,

где d – диаметр отверстия, м.

8. Емкость смесителя

, м³,

где t – время нахождения воды в смесителе, с (60…180 с);

B – ширина смесителя, м;

L – длина смесителя, м;

, м,

h_ср – средняя мощность воды в смесителе, м

, м.

Откуда

, м.

Перегородчатый смеситель представляет собой железобетонный лоток с тремя щелевыми перегородками, установленными перпендикулярно оси сооружения.

Перегородчатый смеситель:

1 – труба для подачи воды; 2 – переливная стенка; 3 – труба для подачи реагента; 4 – перегородки.

При движении воды в щелях со скоростью 1 м/с за ними образуются вихревые течения, что способствует быстрому и полному смешению реагента с водой.

Расчет перегородчатого смесителя аналогичен дырчатому.

Расстояние между перегородками принимают равным двойной ширине лотка. Коэффициент расхода, зависящий от отношения ширины прохода к толщине перегородки, принимают =0,75…0,65 при В_пр,i/=1…2. Высота затопления проходов от уровня воды до их верха принимается равной 0,1…0,15 м.

Н а водоочистных комплексах с осветлителями применяют вертикальные (вихревые) смесители в виде цилиндрического резервуара с конической нижней частью.