ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ С КОНТАКТНОЙ ЗЕРНИСТОЙ ЗАГРУЗКОЙ НА ПРИМЕРЕ СТАНЦИИ ВОДОПОДГОТОВКИ ФОКИНО

OPTIMIZATION OF THE WORK OF SOLIDS-CONTACT CLARIFIER ON THE EXAMPLE OF THE WATER TREATMENT STATION OF FOKINO

Polina Medved

postgraduate, senior lecturer of department engineering systems of buildings and constructions Far eastern federal university,

Russia, Vladivostok

Viktor Golovin

Candidate of Technical Sciences, associate professor, professor of department engineering systems of buildings and constructions Far eastern federal university,

Russia, Vladivostok

Tatyana Popova

postgraduate, associate professor of department engineering systems of buildings and constructions Far eastern federal university,

Russia, Vladivostok

Nadezhda Tkach

postgraduate, senior lecturer of department engineering systems of buildings and constructions Far eastern federal university,

Russia, Vladivostok

АННОТАЦИЯ

Проведено обследование блока контактных осветлителей на станции водоподготовки г.Фокино. Составлены рекомендации по реконструкции контактных осветлителей с целью улучшения эксплуатационных характеристик.

ABSTRACT

The inspection of the block of contact clarifiers at the water treatment station in Fokino was carried out. Recommendations for the reconstruction of contact clarifiers have been made with the aim of improving performance.

Ключевые слова: контактный осветлитель; контактная загрузка; зернистая загрузка; контактная коагуляция; одноступенчатая схема.

Keywords: solids-contact clarifier; contact matter; granular matter; contact coagulation; single-stage circuit.

Контактные осветлители с зернистой загрузкой были разработаны в АКХ им. К.Д. Памфилова в 1970г., и представляют собой весьма эффективные сооружения водоподготовки, предназначенные для очистки природных вод в одну ступень без предварительного их отстаивания. Преимущество использования осветлителей с контактной зернистой загрузкой заключается в том, что процесс контактной коагуляции идет с большей полнотой и во много раз быстрее, чем при обычной коагуляции в объеме. На сегодняшний день осветлители с контактной загрузкой не утратили своей актуальности и нашли широкое применение в практике водоподготовки на станциях Санкт-Петербурга, Казани, Самары, Владивостока и многих других городов.

Однако, несмотря на простоту конструкции и удобство эксплуатации, в работе контактных осветлителей нередко возникают некоторые проблемы, ведущие к ухудшению показателей очищенной воды. Для выявления  параметров, влияющих на работу контактных осветлителей, и обобщения ряда рекомендаций по оптимизации эксплуатации в качестве примера был обследован блок осветлителей с контактной зернистой загрузкой станции водоподготовки  города Фокино,  Приморский край.   

Водохозяйственный комплекс города Фокино составляют бассейны основных рек: Петровка, Волчанка, Суходол. Процент охвата жителей централизованным водоснабжением - 99%. Фактическое водопотребление - 16,8 тыс.м³/сут. Основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Фокино является водохранилище на р.Волчанке емкостью 5,35 млн.м³ и водоотдачей 15,0 тыс.м³/сут. Водохранилище введено в эксплуатацию в 1982 году. Одноступенчатая водоочистная станция на 6 контактных осветлителях (рисунок 1) рассчитана на 20 тыс.м3/сут. В составе оборудования станции: барабанные сетки, контактный резервуар для контакта воды с хлором, смеситель, имеющий три дырчатые перегородки (с подачей вначале - коагулянта, а на выходе - полиакриламида), контактные осветлители, насосная станция II подъема.  Очищенная вода не соответствует СанПиНу [3, стр.7] во все периоды по мутности, зимой и в паводок - по цветности, что представлено в таблице 1. [2, стр. 33-34].

Таблица 1.

Усредненные показатели качества воды из водохранилища на р.Волчанке до и после очистки по периодам

Рисунок 1. Блок контактных осветлителей на станции г.Фокино

Установлено, что в настоящее время в качестве контактной загрузки в осветлителях на станции г.Фокино используется гранодиоритовый песок различных фракций в диапазоне от 0.7 до 4.0 мм. К достоинствам гранодиоритового песка можно отнести хорошие сорбционные свойства. Однако, применение такой загрузки допускает возможность проскока загрязнений при превышении сорбционной емкости. Ввиду того, что  загрузка в осветлителях находится в кипящем слое, гранодиорит, в сравнении с кварцевым песком, быстрее изнашивается. Это происходит ввиду истирания крупных фракций гранодиорита до более мелких и выносу их с осветленной водой, что приводит к ежегодным потерям до 10% от общего объема загрузки. Ввиду вышеизложенного в качестве рекомендации по замене фильтрующей загрузки возможен вариант перехода  на кварцевый песок, например, новошахтинского или павловского угольного месторождения, который является более устойчивым к истиранию. Важным требованием к загрузке является наличие в составе не менее 80% кварца.

Из конструктивных особенностей осветлителей станции стоит отметить следующие моменты. Ранее проведенные исследования  в г. Уссурийске и г. Владивостоке позволили выяснить, что зачастую проблемы работы осветлителей связаны с недостатками конструктивного исполнения сооружений. [1, стр.204-233]. Подтверждением этому является состояние осветлителей КО2 на станции водоподготовки г.Фокино.

При обследовании выгруженного контактного осветлителя было обнаружено наличие неровностей на поверхности днища (рис.2, 3).  Невыровненность днища влияет на образование зон "прорыва" в местах с большей высотой щели от шторки до днища, что провоцирует развитие неоднородности в загрузке и в целом неблагоприятно сказывается на эксплуатационных характеристиках осветлителя.

Рисунок 2. Разгруженный контактный осветлитель

Рисунок 3. Днище контактного осветлителя

Большую роль в эффективной эксплуатации контактных осветлителей также играют расстояния между осями боковых отводов (рис. 4). При распределении боковых отводов на разных между друг другом расстояниях загрузка в подтрубном пространстве распределяется таким образом, что приводит к неравномерному ее загрязнению, образованию застойных зон и бугров выноса загрузки на поверхность воды. Так же этому способствует нарушение целостности шторок и наличие непроницаемых опорных стоек в боковых отводах (рис. 5), так как влечет за собой неравномерное распределение воды по их длине.

Рисунок 4. Вид на боковые отводы и сборные лотки

Рисунок 5. Нарушение целостности шторок и непроницаемость опорных стоек в боковых отводах

Исходя из вышеперечисленного,  можно обобщить следующий ряд возможностей улучшения эксплуатационного процесса при реконструкции блока контактных осветлителей, в частности блока на станции водоподготовки Фокино:

1. Использовать в контактных осветлителях загрузку, стойкую к истиранию. В частном случае контактных осветлителей г.Фокино считать целесообразной замену загрузки из гранодиоритового песка на кварцевый;
2. Обеспечивать полную выровненность днища;
3. Обеспечивать целостность шторок боковых отводов и равное расстояние между их осями.

Список литературы:

1. Головин В.Л. Оптимизация технологических характеристик осветлителей с контактной загрузкой // Проблемы мелиорации и водного хозяйства на Дальнем Востоке России: сб. научн. тр. ДальНИИГиМ. - Владивосток: Дальнаука. 2011. Вып. 17. с.204-233
2. Проблемы обеспечения населения Приморского края питьевой водой и пути их решения // Региональная целевая программа. - Владивосток: Дальнаука. 2000. 389с.
3. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. - Москва, 2002. - 62с.