Осветление воды пропуском через слои взвешенного осадка

Для предварительного осветления воды (перед подачей ее на фильтры) вместо отстойников в настоящее время широко используют чак называемые осветлители со взвешенным осадком.

Этот метод осветления применим только при условии введения в воду коагулянта, т.е. при условии предварительной обработки воды, лишающей частицы взвеси агрегативной устойчивости.

Принцип работы осветлителя со взвешенным осадком схематически показан на V.24. Вода из смесителя (после введения в нее реагентов) подается в нижнюю часть осветлителя. В большинстве современных конструкций осветлителей их нижнюю часть устраивают постепенно расширяющейся кверху (т.е. конической или призматической). Благодаря этому скорость восходящего потока в пределах нижней части осветлителя постепенно уменьшается. Хлопья коагулянта и увлекаемые ими частицы взвеси поднимаются восходящим потоком воды до тех пор, пока их скорость выпадения не станет равной восходящей скорости потока. Допустим, что это будет иметь место на высоте h0 над точкой ввода воды — на уровне /—/. Выше это-ю уровня по мере работы осветлителя образуется слой взвешенного осадка, через который будет проходить и как бы фильтроваться осветляемая вода. Высота слоя h зависит от требуемого эффекта осветления воды. Эта высота обеспечивается расположением устройства / для отбора осадка на определенном уровне //—//. Осадок удаляется в осадкоуплотнитель. Вода, прошедшая такой своеобразный «взвешенный фильтр», продолжает восходящее движение до уровня ///—///, где расположены устройства 2 для ее сбора и отвода. Высота Яг слоя воды над слоем взвешенного осадка должна обеспечить задержание частиц мути, проскочивших через взвешенный осадок, и защитить поверхность взвешенного осадка от подсоса взвеси устройствами 2 (желобами, перфорированными трубами) для сбора осветленной воды. Подобный подсос возможен вследствие образования местных потоков воды вблизи указанных устройств.

В слое взвешенного осадка происходит процесс прилипания частиц взвеси к образовавшимся в воде хлопьям коагулянта, т.е. своеобразный процесс контактной коагуляции. В этом слое имеет место так называемое стесненное осаждение хлопьев и частиц мути; скорость выпадения частиц в условиях стесненного осаждения всегда меньше, чем при их свободном осаждении; скорость восходящего движения воды в пределах этого слоя в каждый момент работы осветлителя равна скорости выпадения хлопьев. При увеличении концентрации вещества в слое взвешенного осадка изменяется (уменьшается) скорость выпадения частиц. Поэтому слой взвешенного осадка обладает известной устойчивостью.

Если скорость восходящего движения v0 будет превышать скорость выпадения частиц «о при данной концентрации взвеси, то эта концентрация уменьшится и может быть нарушен баланс поступления взвеси в осветлитель и удаления ее избытка в осадкоуплотнитель. В результате этого произойдет подъем слоя взвешенного осадка и вынос взвеси из осветлителя.

Для надлежащего эффекта осветления необходимо, очевидно, правильно назначить высоту взвешенного слоя /ii и скорость восходящего движения воды. Эти величины для заданной степени осветления будут зависеть от качества природной воды и методов ее химической обработки.

Идея метода осветления воды пропуском ее через слой взвешенного осадка впервые выдвинута проф. С. X. Азерьером в результате его исследований работы вертикальных отстойников.

Большие и ценные исследования в области разработки методов расчета и создания конструкций осветлителей приведены проф. Е. Ф. Кургаевым и канд. техн. наук   Е. Н. Тетеркиным.

Осветлители со слоем взвешенного осадка в настоящее время широко используются для осветления мутных вод, при обесцвечивании, а также при реагентном умягчении воды (см.1 главу 23).

Осветлители работают эффективно при условии относительно незначительных колебаний часового расхода подаваемой воды (не более ±10% в течение часа) и незначительных колебаний ее температуры   (не более 1° в течение 1 ч).