Анализ деятельности цеха № 17 ОАО ЧМЗ (стр. 6 из 12)
Потребность хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) в сутки максимального водопотребления:
СCl=1,05 Qсут max×ДCl/1000=1,05×58500×5/1000=307,13 кг
Доза подщелачиваемых реагентов (извести)
Дщ=28(30/57-0,2)+1=10 мг/л.
Потребность в сутки максимального водопотребления
Сщ=1,05 Qсут max×Дщ/1000=1,05*58500*10/1000=614,25 кг.
Качество природной воды зависит от наличия в ней различных веществ неорганического и органического происхождения. Содержание в воде нерастворенных веществ характеризуется мутностью в мг на литр. Присутствие в воде гумусовых веществ характеризуется цветностью в градусах по так называемой платинокобальтовой шкале. Содержащиеся в воде соли кальция и магния придают ей жесткость. Загрязненность воды бактериями характеризуются количеством бактерий, содержащихся в 1 куб.см. воды.
«Методы очистки воды зависят от качества природной воды, потребляемого расхода и требований к ее качеству. При очистке речной воды для хозяйственно-питьевых нужд наиболее широко применяют осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды (дезинфекция)». [15; С.165]
Более глубоко и более эффективно осветление воды происходит при коагулировании и пропуске через «взвешенный слой» хлопьев, ранее отделенных от воды в осветлителях. Для глубокого осветления воды применяют ее фильтрование через песчаные фильтры. Коагулирование с последующим отстаиванием и фильтрованием, а затем хлорированием воды применяют также для устранения цветности и снижения окисления воды. Обеззараживание воды производят хлорированием, озонированием, ультрафиолетовым облучением. Для снижения жесткости (умягчения), обессоливания и дегазации воды применяют химические и физико-химические методы обработки воды. Их применяют одновременно с отстаиванием и фильтрованием. Коагулирование осуществляют для ускорения процесса осветления и обесцвечивания воды.
Дозу коагулянта Дк, мг/л, в расчете для цветных вод – по формуле.
Дк=4×Ц
где Ц – цветность обрабатываемой воды, град.
При одновременном содержании в воде взвешенных веществ и цветности принимают большую из доз коагулянта. Дозу флокулянтов (в дополнение к дозам коагулянтов) следует принимать: полиакриламида (ППА) по безводному продукту при вводе перед отстойниками. Флокулянт вводят в воду после коагулянта.
Дозу хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании и для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для улучшения санитарного состояния сооружений следует принимать 3-10 мг/л. Реагенты вводят за 1-3 мин до ввода коагулянтов. Дозы подщелачивающих реагентов Дщ, мг/л, необходимых для улучшения процесса хлопьеобразования, определяют по формуле:
Дщ=Кщ×(Дк/ек – Що) + 1
где Дк – максимальная, в период подщелачивания, доза безводного коагулянта, мг/л;
ек – эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг/мг-экв, принимаемая для
Al2(SO4)3 - 57; FeCl3 – 54; Fe2(SO4)2 – 67;
Кщ – коэффициент, равный для извести (по СаО) – 28; для соды (по Na2CO3) – 53;
Що – минимальная щелочность воды, мг-экв/л.
Реагенты вводят одновременно с вводом коагулянтов. Например: потребность в сутки максимального водопотребления
Ск = 1,05 Qсут max×Дк/1000=1,05×58500×400/1000=24570 кг.
здесь 0,05 Qсут max – объем воды, необходимый для собственных нужд очистной станции.
Доза флокулянта (ПАА) – по таблице.
ДПАА=0,2-0,5 мг/л, принимаем ДПАА=0,4 мг/л.
Потребность в сутки максимального водопотребления:
СПАА=1,05 Qсут max×ДПАА/1000=1,05×58500×0,4/1000=24,57 кг.
Доза хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) при предварительном хлорировании
ДCl=3-10 мг/л, принимаем ДCl=3-5 мг/л.
Потребность хлорсодержащих реагентов (по активному хлору) в сутки максимального водопотребления:
СCl=1,05 Qсут max×ДCl/1000=1,05×58500×5/1000=307,13 кг
Доза подщелачиваемых реагентов (извести)
Дщ=28(30/57-0,2)+1=10 мг/л.
Потребность в сутки максимального водопотребления
Сщ=1,05 Qсут max×Дщ/1000=1,05*58500*10/1000=614,25 кг.
Методы обеззараживания воды составляют четыре основные группы: термический (кипячение), химический (хлор, озон), олигодинамический (воздействие ионов благородных металлов) и физический (ультразвук, ультрафиолетовые лучи). Наибольшее распространение получили методы второй группы. В качестве окислителей используют диоксид хлора, двуокись хлора, озон, йод, перманганат калия, перекись водорода, гипохлорит натрия и кальция. Из перечисленных окислителей на практике отдают предпочтение хлору, озону, гипохлориту натрия.
Хлор опасен при транспортировании и использовании, его утечки могут вызвать отравление людей. Кроме того, при хлорировании образуются хлорорганические соединения, в том числе – диоксид – сильнейший мутаген. При наличии в воде фенолов образуются хлорфенолы, обладающие токсичными свойствами и неприятным запахом.
Достоинство озонирования в том, что, уничтожая, бактерии, споры, вирусы, он разрушает растворенные и взвешенные в воде органические вещества. Это позволяет использовать озон не только для обеззараживания, но и для обесцвечивания и дезодорации воды. При этом природные свойства воды не изменяются. Избыток озона (в отличие от хлора) не только не ухудшает, но и значительно улучшает качество воды – устраняет цветность, привкусы и запахи. В случае только обеззараживания фильтрованной воды доза озона составляет 1-2 мг/л. Если же озон применяется для обесцвечивания и обеззараживания воды, его доза может достигать 4-5 мг/л.
В процессе очистки вода должна пройти ряд очистных сооружений, в которых осуществляются принятые методы очистки. Наиболее распространенные технологические схемы очистки речной воды для хозяйственно-питьевых целей:
1. Глубокое осветление, обесцвечивание и обеззараживание воды путем коагулирования и последовательного осветления воды в отстойниках и на фильтрах. Природная вода насосами 1 подъема 1 подается в смеситель 3, куда одновременно подаются реагенты, приготовленные в реагентном цехе 2.
Рис. 1. Технологическая схема очистки воды
После смешения с реагентами вода поступает в камеру хлопьеобразования 4, где происходит процесс агломерации взвешенных (мутность) и коллоидальных (цветность) частиц в крупные хлопья. Затем вода поступает в отстойники 5, в которых движется с малой скоростью (2-10 мм/с). При этом основная масса образовавшихся хлопьев отделяется от обрабатываемой воды и выпадает в осадок. Из отстойников воду подают на фильтры 6 для глубокого осветления путем пропуска ее через толщу песчаной загрузки. В процессе очистки в толще фильтров накапливаются загрязнения. Для их удаления фильтры выключают из работы и промывают.
Осветленную воду обеззараживают и собирают в резервуарах чистой воды 7, где обеззараживание завершается в результате контакта с дезинфекторами (хлором, озоном). Вода, подаваемая в сеть, не должна содержать озона, так как он вызывает коррозию труб и оборудования. Поэтому воду, обработанную озоном, выдерживают в резервуарах до завершения расходования озона.[7; С.95]
2. Технологическая схема, представленная на рисунке 2, имеет лишь одно сооружение для осветления воды – контактные осветлители (песчаные фильтры с движением воды снизу вверх).
В них коагуляция взвесей и осветление ды происходит одновременно.
Рис.2. Технологическая схема очистных сооружений
Укрупнение частиц в хлопья происходит не в свободном объеме, а на поверхности зерен фильтрующего материала под действием сил прилипания (контактная коагуляция). Общий объем очистных сооружений по этой схеме значительно меньше, чем по предыдущей. Эту схему можно применять при малом содержании в воде взвешенных веществ – до 150-200 мг/л.
По рассмотренным технологическим схемам обесцвечивание воды происходит в результате сорбции коллоидных гумусовых веществ, обусловливающих цветность воды. Скорые фильтры, как правило, на очистных станциях применяют не менее двух сооружений каждого типа. Этим обеспечивается непрерывность работы очистных станций при авариях и эксплуатационных отключениях сооружений.
Рис. 3. Расход воды от суточного в %
Взаимное высотное расположение сооружений предусматривают с таким расчетом, чтобы движение воды от сооружения к сооружению было самотечным. Разность отметок уровней воды в расположенных рядом сооружениях должна быть равна потерям напора при движении воды между сооружениями по трубопроводам и лоткам, а также в самих сооружениях. Общие потери напора по технологической схеме обычно составляют 3,5-6 м. А теперь рассмотрим технологию подачи и очистки воды в цехе № 17 ОАО ЧМЗ.
Водозаборные сооружения цеха № 17 совмещены с насосной станцией подъёма и служат для забора речной воды из реки «Чепца» и равномерной подачи её в течение суток на станцию очистки. По степени надёжности электроснабжения водозаборные сооружения относятся к потребителям первой категории. Створ водозаборных сооружений расположен на плесовом участке, имеющем глубину при минимальных уровнях воды около 4- 4.5 м.
Учитывая стеснённые условия при небольших размерах плёсового участка реки, для борьбы с шугой, улучшения транзита донных наносов и льда, а также для повышения процента отбора воды из реки, приняты водозаборные сооружения с самовсасывающимся ковшом.