Исследование интенсифицированной коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

С. Ю. Ларионов, А. А. Пантелеев, Б. Е. Рябчиков, М. М. Шилов

Приведены результаты анализа состояния современного оборудования для коагуляционной обработки воды. Результаты исследований показали, что одним из наиболее эффективных решений является использование систем с рециркуляцией шлама и введением микропеска. Ввиду отсутствия надежных данных по эффективности такого оборудования, режимам его работы и расходу реагентов были созданы опытные установки, которые позволили отработать требуемые режимы и существенно усовершенствовать процесс. Использование для промывки песка тарельчатой колонны, оборудованной эрлифтом, дало хорошие результаты. Потери песка не превышали 1%. В процессе экспериментальных исследований было показано, что получить эффект быстрого осаждения в отстойнике при высокой линейной скорости воды возможно. Однако использование систем статического смешения реагентов не позволяет добиться стабильной работы установки при изменяющихся параметрах — расходе, концентрации исходного раствора, температуре. Поэтому установка была модифицирована по варианту Actiflo с использованием механических мешалок для смешения с реагентами и с песком, но с отделением песка от шлама в насадочной колонне, снабженной системой пульсации для повышения эффективности отмывки. Разработанная схема разделения осадка на микропесок и шлам с помощью тарельчатой колонны показала существенные преимущества перед системой с гидроциклонами. На основании полученных данных было разработано техническое задание на проектирование опытно-промышлси ного аппарата.

Ключевые слова: питьевая вода, коагуляция, флокуляция, микропесок, статический смеситель, гидроциклон, отмывочная колонна.

Анализ состояния современного оборудования для коагуляционной обработки воды показал, что одним из наиболее эффективных технических решений является использование систем с рециркуляцией шлама и введением микропеска [1-10].

Методы коагуляции с рециркуляцией шлама в России достаточно изучены и активно применяются в новых и модернизированных установках [1; 4— 6] . Опыты с введением ассоциирующих добавок (молотый клиноптилолит, глина) показали, что наряду с интенсификацией процесса коагуляции происходит увеличение объема отходов [1—5]. Поэтому данные методы распространения не получили.

Другое направление интенсификации процесса коагуляции — введение микропеска и его рециркуляция [ 2—4; 7—10]. Компания Veolia является разработчиком такой технологии. Специалисты компании провели испытания передвижной установки Actiflo на Московской ТЭЦ 22, в ОАО «Северсталь» [8] и на Псковской ГРЭС [9],
ввели в эксплуатацию систему на Няганьской ГРЭС [10]. Однако отсутствие подробных данных о работе этих систем препятствует разработке собственных конструкций.

В связи с этим необходимо решить следующие задачи:

  • подтвердить эффективность работы системы с циркуляцией микропеска;
  • подобрать требуемый режим работы; выбрать отечественного производителя микропеска;
  • определить оптимальные конструктивные и режимные параметры работы оборудования;
  • усовершенствовать аппаратурное оформление установки.

На основе имеющихся материалов были определены основные стадии очистки воды: смешение воды с коагулянтом; введение в смесь (одновременно или последовательно) микропеска и флокулянта; смешение и выдержка смеси; подача смеси на отстойник с тонкослойными модулями; откачка полученного шлама и выделение из него микропеска в гидроциклоне; возврат микропеска в процесс. В оригинальной технологии на всех стадиях для перемешивания используются лопастные механические мешалки разной формы, имеющие различную скорость вращения и обеспечивающие разные режимы перемешивания.

Исследование интенсифицированной коагуляционной очистки воды

Рис. 1. Принципиальная схема пилотной установки с колоннами для смешения реагентов и отделения песка от шлама

1 - колонна смешения с коагулянтом; 2 - колонна смешения с песком и флокулянтом и для созревания хлопьев; 3 - отстойник; 4 - отмывочная колонна; 5 - сотоблок; 6 - эрлифты

На первом этапе исследований был принят вариант со статическими смесителями (как наиболее простыми и наименее энергоемкими) на стадиях смешения воды с коагулянтом и хлопьеобразования при введении в смесь микропеска и флокулянта. Известно, что наиболее эффективным способом смешения фаз является их контактирование в колонне с распределительными тарелками. Поэтому в качестве смесителей были использованы тарельчатые колонны. Кроме того, изучались варианты выделения песка из шлама на циклонах как в оригинальном варианте, так и в тарельчатой колонне, а также перекачка шлама и песка в циклоны центробежным насосом, а в колонну и из нее — эрлифтами.

Принципиальная схема установки представлена на рис. I. В ее состав входят: емкость исходной воды; насосная станция подачи воды на очистку; дозирующие станции коагулянта и флокулянта; контактная емкость (установлена в процессе испытаний); две тарельчатые колонны смешения; отстойник с тонкослойными блоками; насос откачки осадка; гидроциклон; насадочная колонна отмывки песка; эрлифты.

Пилотная установка для исследования интенсифицированных процессов коагуляции

  1 2 3 4 5 6

Рис. 2. Пилотная установка для исследования интенсифицированных процессов коагуляции

1 - колонна отмывки песка; 2 - отстойник; 3 - блок управления колонной отмывки; 4 - сотоблоки; 5 - колонна хлопьеобразования микропеска и флокулянта; 6- колонна смешения воды с коагулянтом

В первом варианте пилотной установки использовалось гидравлическое перемешивание. Для этого были установлены две колонны (объемом по 70 л) с насадками КРИМЗ 111]. Первая колонна изготовлена из поливинилхлоридной трубы, вторая — из оргстекла. Отстойник для удобства наблюдения сделан из прозрачного поликарбоната (рис. 2). Площадь зеркала воды отстойника составляла 0,5 м 2 , площадь под ламелями — 0,4 м 2 , общая площадь ламелей — 2,5 м2.

Коагулянт дозировался на вход первой колонны, флокулянт и песок — на вход второй колонны. В качестве коагулянта использовались полиоксихлорид алюминия и сернокислый алюминий, в качестве флокулянтов — Praestol -2500, Рш-2515, FL 45С. Опыты проводились на водопроводной воде г. Подольска Московской области. Вода выдерживалась в емкости до цветения, температура ее в летний период составляла 25-30 °С.

Исследование интенсифицированной коагуляционной очистки воды Исследование интенсифицированной коагуляционной очистки воды

 

Рис. 3. Хлопья в колонне (а) и на входе в отстойник (б)

Пробная коагуляция показала, что для данной воды оптимальная концентрация коагулянта составила до 10 мг/л (по чистому алюминию), флокулянта — до 0,4 мг/л. Смешение воды с коагулянтом происходило быстро и качественно при минимальной потере напора. Высота колонны может быть существенно уменьшена. Введение флокулянта и песка производилось в переток после колонны смешения с коагулянтом во вторую колонну.

В первой серии экспериментов определялись характеристики системы при коагуляции без введения песка. Во второй колонне наблюдалось достаточно интенсивное хлопьеобразование (рис. 3, а). Расход воды составлял 2 м3 /ч, что соответствовало линейной скорости 4 м/ч по зеркалу воды отстойника. Время пребывания воды в каждой колонне составило 2 мин.

Для полноценного созревания хлопьев в динамических условиях концентрация коагулянта была увеличена до 15 мг/л, флокулянта — до 0,4 мг/л. На входе в отстойник были получены крупные хлопья (рис. 3, б), однако при скорости 4 м/ч наблюдался их вынос через ламели сото- блока, что свидетельствует о чрезмерно высокой скорости. При наработке достаточной массы хлопьев на ламелях отстойник начинал работать как осветлитель со слоем взвешенного осадка, и вынос становился существенно меньше. Однако незначительные колебания расхода приводили к выносу осадка из отстойника.

Дальнейшие эксперименты проводились с дозированием песка. Для опытов использовался стандартный для установок Actiflo мелкозернистый песок Actisand (фракция 63—250 мкм). Ставилась задача получить агрегированные с песком быстро оседающие хлопья. В условиях пробной коагуляции было определено, что для данной воды оптимальная доза полиоксихлорида алюминия составила 6—7 мг/л (в пересчете на чистый алюминий), (Щокулянта Praestol -2500 — 0,2 мг/л. Такие значения были установлены на насосах- дозаторах. Согласно рекомендациям компании Veolia , количество песка вводилось из расчета 2—4 г/л. Он засыпался в отстойник, и его подача в колонну смешения регулировалась производительностью эрлифта. Следует отметить, что при пробной коагуляции процесс проходил устойчиво и быстро (общая продолжительность 2 мин).

Соответственно было выбрано время пребывания в колоннах смешения и хлопьеобразования. Оказалось, что в колонне хлопьеобразования агрегатированные с песком хлопья формируются быстрее и становятся крупнее, чем при пробной коагуляции в стакане.

Во второй колонне наблюдалось интенсивное образование крупных хлопьев уже на первых распределительных тарелках (рис. 4, а). По мере накопления крупные хлопья не поднимались с водой даже при расходе 2 м3 /ч (т. е. при линейной скорости воды 67 м/ч в колонне диаметром 200 мм). Это соответствовало линейной скорости по зеркалу воды отстойника 4 м/ч. Время пребывания воды в каждой колонне составило 2 мин.

 

Исследование интенсифицированной коагуляционной очистки воды

  а) б)

 

Рис. 4. Образование хлопьев в колонне с насадкой

а - режим быстрого образования хлопьев; б - равномерное хлопьеобразование; в - работа сотоблока

Для сохранения времени контакта при повышении скорости была увеличена высота колонн. Это позволило поднять расход до 4 м3/ч. В таких условиях хлопья стали гарантированно подниматься по колонне (рис. 4, б). Линейная скорость по зеркалу воды отстойника составила 8 м/ч. Однако в целом работа системы была нестабильной. Временами удавалось получить крупные, быстро оседающие в отстойнике хлопья. До тонкослойного блока взвесь практически не доходила.

В ряде случаев, например при изменении производительности или качества воды, песок, слипшийся с хлопьями, при движении вверх и интенсивном перемешивании вновь отделялся в середине второй колонны. Следует отметить, что скорость в отверстиях тарелок в 3 раза превышает скорость в колонне. Это способствует разрушению сформировавшихся хлопьев. Дробление хлопьев происходило также при переливе пульпы из второй колонны в отстойник через переливную трубу, в которой скорость доходила до 1 м/с. В идеале перелив должен осуществляться через затопленный водослив максимальной площади. Было очевидно, что либо должно быть сокращено время пребывания в колонне флокуляции, либо необходимо снижать интенсивность перемешивания. Однако это связано с изменением конструкции колонны.

Первоначально для выделения песка из образованного в отстойнике шлама использовалась система пластмассовых гидроциклонов, предназначенных специально для установок Acti ­ flo (рис. 5). Каждый гидроциклон рассчитан на производительность 300 л/ч. Для обеспечения заданной производительности гидроциклоны должны включаться параллельно. В нижней части отстойника был установлен центробежный насос с частотным регулированием производительностью до 3 м 3 /ч при давлении 3 атм.

Блок гидроциклонов для выделения песка из шлама

Рис. 5. Блок гидроциклонов для выделения песка из шлама

 

Испытания показали, что при эффективной отмывке песок (до 20%) выносится со шламом, хотя расход и давление выбирались в соответствии с рекомендациями производителей оборудования. Причем расход через гидроциклоны должен быть постоянным независимо от производительности всей установки.

Другим эффективным способом отмывки песка от взвесей и ила является использование специальной отмывочной колонны, оборудованной горизонтальными провальными тарелками с проходным сечением 30—60% [11]. Этот метод широко применяется в гидрометаллургии для урана и золота. Такую колонну, разделенную на две части (верхнюю отстойную и нижнюю отмывочную), включили в установку вместо гидроциклона. В нижнюю зону насосом подается чистая вода, а в верхнюю — шлам из отстойника. Для обеспечения качественной отмывки песка с минимальными его потерями подбирается соотношение диаметра и высоты верхней и нижней зон колонны, которое зависит от гидравлической крупности используемого песка и получаемого в процессе коагуляции шлама.

В качестве провальных тарелок могут быть использованы сетчатые, дырчатые и другие конструкции, но наиболее эффективны насадки КРИМЗ [11]. При подаче шлама в верхнюю зону колонны происходит первоначальное отделение флокул от песка. Частицы песка как более тяжелые попадают в вертикальную насадочную часть, где опускаются навстречу чистой воде. Двигаясь между тарелками, песок интенсивно отмывается поднимающейся водой. Более легкие флокулы уносятся вместе с промывной водой на сброс. Причем флокулы отмываются в достаточно облегченных условиях, что позволяет им вторично коагулировать в дополнительном отстойнике, резко снижая объем отходов. Для откачки полученного шлама в колонну и возврата микропеска в технологический процесс применялись эрлифты.

Использование для промывки песка тарельчатой колонны, оборудованной эрлифтом, дало хорошие результаты. Потери песка не превышали 1%. В процессе экспериментов было показано, что получение эффекта быстрого осаждения и работа отстойника на высоких скоростях в принципе возможны. Однако использование систем статического смешения реагентов не позволяет добиться стабильной работы установки при изменяющихся параметрах — расходе, концентрации исходного раствора, температуре. Поэтому установка была модифицирована по варианту Actiflo с использованием механических мешалок для смешения с реагентами и песком, но с отделением песка от шлама в насадочной колонне, снабженной системой пульсации для повышения эффективности отмывки [11].

Схема модифицированной установки показана на рис. 6, а ее внешний вид — на рис. 7, 8.

Установка работает следующим образом. Исходная вода через распределительный лоток 6 вводится в камеру смешения 1 с работающей мешалкой 7, туда же дозируется коагулянт. Полученный раствор перетекает в камеру созревания хлопьев 2, куда вводится флокулянт с микропеском. Укрупнение хлопьев осуществляется при медленном перемешивании. Полученная пульпа самотеком перетекает в отстойную зону 10, где происходит отделение флокул с песком от очищенной воды. Шлам собирается в нижней зоне отстойника, а вода проходит для окончательного осветления через сотоблок 9 и сливается. Шлам эрлифтом 11 перекачивается в пульсационную отмывочную колонну 4. В колонну снизу насосом 5 через ротаметр 13 подается очищенная вода. В пульсационную камеру 15 периодически через клапан 18 подается сжатый воздух, который затем сбрасывается в атмосферу. В результате вода в пульсационной камере и колонне приводится в возвратно-колебательное движение. Распределительные тарелки преобразуют его во вращательное движение. Частота колебаний устанавливается блоком управления 77. В колонне происходит разделение шлама на флокулы осадка и микропесок, а также отмывка песка от флокул. Отмытый песок эрлифтом перекачивается в камеру созревания хлопьев.

Схема интенсифицированной установки коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

Рис. 6. Схема интенсифицированной установки коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

1 - камера смешения; 2 - камера созревания хлопьев; 3 - отстойник; 4 - отмывочная колонна; 5 - насос; 6 - распределительный лоток; 7,8- мешалки; 9 - сотоблок; 10 - отстойная зона; 11 - эрлифты; 12 - ротаметры регулировки подачи воздуха в эрлифты; 13 - ротаметр подачи воды на отмывку; 14 - вентили; 15 - пульсационная камера; 16 - воздушный редуктор; У7-блок управления пульсацией; 18 - электромагнитные клапаны

Схема интенсифицированной установки коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

Рис. 7. Общий вид пилотной установки

Схема интенсифицированной установки коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

Рис. 8. Отстойник с тонкослойным модулем

В качестве коагулянта использовались полиоксихлорид алюминия и сернокислый алюминий, в качестве флокулянта - Praestol -2500. Опыты проводились на водопроводной воде г. Подольска. В нее вводились разные добавки, посредством которых происходило увеличение мутности или цветности. Температура воды в летний период составляла 25—30 °С. Скорость вращения мешалок устанавливалась с помощью частотного регулятора в заданных пределах: для мешалки смешения с реагентами — 300 об/мин, для мешалки в зоне созревания осадка — 150 об/мин. Были поставлены задачи — определить максимальную производительность и оптимальные параметры работы установки, получить быстро оседающие хлопья, агрегированные с песком.

Для выбора необходимых доз реагентов (все дозы коагулянта указаны по чистому веществу) была проведена серия опытов по пробному коагулированию.

Коагуляция с полиоксихлоридом алюминия: доза коагулянта 4 мг/л (в пересчете на чистый алюминий), флокулянта 0,3 мг/л. Через 3 мин после ввода флокулянта образовались хлопья 0,5—1 мм, через 10 мин все они выпали в осадок (достаточно рыхлый);

доза коагулянта 5 мг/л, флокулянта 0,3 мг/л. Уже через 2 мин после ввода флокулянта образовались крупные хлопья (1—2 мм), через 5 мин все они выпали в осадок. Однако несмотря на высокую скорость осаждения осадок плохо уплотняется, остается рыхлым.

Коагуляция с сульфатом алюминия Al 2 ( S 0 4 ) 3 : при дозе коагулянта 4 мг/л и флокулянта 0,3 мг/л наблюдается лучший результат, чем с использованием полиоксихлорида алюминия. Время, необходимое для образования и осаждения хлопьев, осталось неизменным, но консистенция осадка стала гораздо плотнее;

при дозе коагулянта 5 мг/л, флокулянта 0,3 мг/л через 2 мин после ввода флокулянта началось активное укрупнение хлопьев, через 3 мин все хлопья осели, при этом осадок очень хорошо уплотнился.

По результатам пробного коагулирования было принято решение об использовании в качестве коагулянта сульфата алюминия.

При подготовке установки к первому запуску, согласно руководству к установкам Actiflo компании Veolia , в систему вводили 3,45 кг песка (из расчета 5 кг/м3 ). После равномерного распре­деления песка в системе производился запуск установки со следующими параметрами: расход исходной воды 3 м3 /ч; расход отмывочной воды 100 л/ч; производительность эрлифтов откачки шлама 100 л/ч, откачки песка из колонны 40 л/ч; частота пульсации 50 мин -1.

В динамических условиях для полноценного созревания хлопьев дозу коагулянта пришлось довести до 6 мг/л, доза флокулянта осталась прежней. Время пребывания в каждой зоне составило 3 мин. На входе в осветлитель получились крупные хлопья (рис. 9), при этом раствор хорошо обесцвечивался, линейная скорость по зеркалу воды осветлителя составила 6 м/ч.

Следует отметить, что при агрегации с песком осаждение хлопьев происходит очень быстро, но часть хлопьев разбивается при соударении с дном отстойника. Возможно, данное явление происходит из-за слишком большого (60°) угла конусности. В области дна возникает вихревой поток, который стремится поднять отрывающиеся при соударении хлопья. Доходя до тонкослойного блока, хлопья укрупняются и осаждаются.

Схема интенсифицированной установки коагуляционной очистки воды с использованием микропеска

Рис. 9. Хлопья на входе в отстойник

 

Исходная (слева) и осветленная (справа) вода

Рис. 10. Исходная (слева) и осветленная (справа) вода

 

Вынос осадка при этом составляет менее 15—20%. На рис. 10 представлены пробы исходной и осветленной воды.

За время работы установка выработала 12 м 3 фильтрата. Вынос песка составил 32 г, соответственно суммарный вынос — 2,5 г/м3 . Полученные потери в 2 раза ниже допустимых значений (5 г/м3 ) по сравнению с установкой иностранного производства, в которой для отмывки применяется гидроциклон.

Для проверки полученного результата был проведен повторный эксперимент. За пять часов работы установки вынос песка составил 15,5 г на 15 м3 по фильтрату, в пересчете получаем 1,03 г/м3 . На основании данных результатов было решено спроектировать пилотную установку производительностью 10—30 м3 /ч.

Выводы

Результаты экспериментальных исследований коагуляционной очистки воды на пилотной установке показали, что использование статического смесителя возможно на стадии ввода коагулянта. При вводе флокулянта и песка практически невозможно обеспечить необходимый гидродинамический режим при изменении производительности аппарата. В насадочной колонне наблюдается образование крупных хлопьев, которые не поднимались с водой даже при ее линейной скорости более 60 м/ч. Механическое смешение позволяет организовать оптимальные условия для осуществления всех операций. При применении тонкослойных элементов существенно улучшается отделение твердой фазы. В процессе экспериментов с использованием микропеска показана возможность получения эффекта быстрого осаждения хлопьев в осветлителе при высокой линейной скорости воды. Принципиальное значение имеет выбор коагулянта, флокулянта, их дозировки и режима смешения. Эффективность работы осветлителя, как и любого интенсифицированного аппарата, определяется надежностью систем дозирования реагентов и системы контрольно-измерительных приборов и аппаратуры. Разработанная схема разделения осадка на микропесок и шлам с помощью тарельчатой колонны показала существенные преимущества перед системой с гидроциклонами. На основании полученных данных было разработано техническое задание на проектирование опытно-промышленного аппарата для обработки воды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Ларионов С. Ю., Жадан А. В., Шилов М. М. Оборудование для осадительных методов очистки воды. Ч. 1. Направления совершенствования отечественного оборудования // Водоснабжение и канализация. 2013. №3-4. С. 100-113.

2. Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Ларионов С. Ю., Жадан А. В., Шилов М. М. Оборудование для осадительных методов очистки воды. Ч. 2. Наиболее эффективные зарубежные решения // Водоснабжение и канализация. 2013. № 5—6. С. 68—77.

3. Рябчиков Б. Е. Современная водоподготовка. — М.: ДеЛиплюс, 2013.680 с.

4. Драгинский В. Л., Ал е к с е е в а Л. П., Гетманцев С. В. Коагуляция в технологии очистки природных вод. - М.: Научное издательство, 2005. 576 с.

5. Вольфтруб Л. И., К о р а б ел ь н и ко в В. М., Гудошникова А. Е. Опыт модернизации отстойников и осветлителей на станциях водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. 2010. № 5. С. 47—52.

6. Панченко В. В., Храм чихи н А. М., Чернышев Е. В. и др. Первые результаты эксплуатации осветлителя новой конструкции с рециркуляцией шла­ма // Энергетик. 200 i . № 2. С. 32-33.

7. Шемякин Ю. В., Подковыров В. П., Стрихар Ю. В., Арутюнова И. Ю., Ягунков С. Ю. Технология высокоскоростного осветления воды с использованием микропеска // Водоснабжение и санитарная техника. 2011. № 10. С. 12-19.

8. Виноградов В. Н., Смирнов Б. А., Жадан А. В., Аван В. К. Повышение эффективности осветлителей для коагуляционной обработки воды // Теплоэнергетика. 2010. № 8. С. 14—16.

9. Пилотные испытания установки по коагуляции исходной воды компании О TV па Псковской ГРЭС, http :// www . ogk 2. ru / rus / branch / pskovskaya / news /7 I D =6564 (дата обращения 2.04.2015).

10. Осветлители компании «Воронеж-Аква». www . voronezh - aqua . ru / osvetliteli (дата обращения 2.04.2015).

11. Карпачева С. М., Рябчиков Б. Е. Пульсационная аппаратура в химической технологии. — М.: Химия, 1983.224 с.


The study of enhanced water coagulation with the use of microsand

В . E. RIABCHIKOV 1 , S. lu. LARIONOV 2 , A. A. PANTELEEV 3 , M. M. SHiLOV 4

' Riabchikov Boris Evgen'evich, Doctor of Engineering, Leading Research Worker, RF State Scientific Centre «Troitsk Institute for Innovative and Thermonuclear Research»

12 Pushkovykh str., 142190, Troitsk, Moscow, Russian Federation, tel.: +7(916) 694-49-48, e-mail: riabchikov-45@yandex.ru 2 Larionov Sergei lur'evich, Ph. D. (Engineering), Chief of R&D Department, «Mediana-Filter Scientific and Production Company» CJSC

1 Tkatskaia str., 105318, Moscow, Russian Federation, tel.: +7(495) 660-07-71, ext. 547, e-mail: Larionov@mediana-filter.ru Panteleev Aleksei Anatol'evich, Doctor of Physics and Mathematics, Water and Fuel Technology Discipline Head, Department of Thermal Power Plants, National Research University « МРЕ 1»

14 Krasnokazarmennaia str., 111250, Moscow, Russian Federation, tel.: +7(495) 660-07-71, e-mail: Panteleev@mediana-filter.ru 4 Shilov Mikhail Mikhailovich, Senior Engineer-Researcher, «Mediana-Filter Scientific and Production Company» CJSC 1 Tkatskaia str., 105318, Moscow, Russian Federation, tel.: +7(495) 660-07-71, ext. 422, e-mail: ShUov@mediana-eco.ru

The results of the analysis of the present day advanced water coagulation equipment are presented. The results of the study showed that using the systems with sludge recycling and microsand addition was the most efficient solution. Because of the lack of reliable data on the efficiency of the given equipment, operational mode and chemical consumption, experimental units were designed that provided for testing the required modes and significant improving the process. Using sand from a packed column equipped with airlift for washing produced good results. Sand loss was less than 1%. In the process of the experimental studies it was shown that the effect of fast precipitation in the clarifier at high linear water flow rate was possible. However, the use of static chemical mixing systems does not pro­vide for the sustainable unit operation with changing parameters - flow rate, stock solution concentration, and temperature. For that reason the unit was upgraded following Actiflo option with the use of mechanical mixers for mixing with chemicals and sand, however, with sand and sludge separation in the plate column equipped with a pulsation system to improve the wash efficiency. The designed flowsheet of sludge separation into microsand and sludge with the help of a packed column showed significant advantages compared to the system with hydrocyclones. On the basis of the obtained data terms of reference for designing a pilot unit were developed. Keywords: drinking water, coagulation, flocculation, microsand, static mixer, hydrocyclone, wash column.

REFERENCES

•  Pa n teleev A. A., Riabch i kov В . E., La ri о nov S.Iu.,Zhadan A. V., Shilov M. M. [Equipment for water treat­ment with precipitation methods. Part 1. Trend of improving home equipment], Vodosnabzhenie i Kanalizatsiia, 2013, no. 3—4, pp. 100-113. (In Russian).

•  Pa n teleev A. A., Riabch i kov В . E., La r i о n о v S. lu., Z h a d a n A. V., S h i 1 о v M. M. | Equipment for water treat­ment with precipitation methods. Part 2. Most efficient international solutions]. Vodosnabzhenie i Kanalizatsiia, 2013, no. 5-6, pp. 68-77. (In Russian).

•  Riabchikov В . E. Sovremennaia vodopodgotovka [Advanced water treatment. Moscow, DeLi Plius Publ., 2013, 680 p. |.

•  Draginskii V. L., Alekseeva L. P., G e t m a n t se v S. V. Koaguliatsiia v tekhnologii ochistki prirodnykh vod [Coagulation in natural water treatment technology. Moscow, Nauchnoe Izdatel'stvo Publ., 2005, 576 p. |.

•  Vol'ftrub L. I., Korabel'nikov V. M., G u d о s h n i к о va A. E. [Experience of modernization of settling tanks and clari- fiers at water treatment stations], Vodosnabzhenie i Sanitamaia Tekhnika, 2010, no. 5, pp. 47—52. (In Russian).

•  P a nche n к о V. V., К h r a m с h i к h i n A. M., С h e r n у s h e v E. V., et al. [Firstlings of operating a clarifier of a new design with sludge recycling]. Energetik, 2001, no. 2, pp. 32—33. (In Russian).

•  Shemiakin lu. V., Po d к о v у г о v V. P., S t r i к h a r lu. V., Aru t i u nova I. lu., I agu n kov S. lu. [The technology of high-speed water clarification with the use of microsand], Vodosnabzhenie i Sanitamaia Tekhnika, 2011, no. 10, pp. 12—19. (In Russian).

•  Vinogradov V. N., Smirnov B.A.,Zhadan A. V.,Avan V. K. [Improving the efficiency of clarifiers for water coagulation], Teploenergetika, 2010, no. 8, pp. 14—16. (In Russian).

•  Pilotnye ispytaniia ustanovkipo kociguliatsii iskhodnoi vody kompanii OTVna Pskovskoi ORES [Pilot tests of OTV installation for raw water coagulation at the Pskov regional power station, http://www.ogk2.ru/rus/branch/pskovskaya/news/?ID=6564 (ac­cessed 2.04.2015) j.

•  Osvet/iteli kompanii «Voronez.h-Akva» [«Voronezh-Aqua» clarifiers. http://www.voronezh-aqua.ru/osvetliteli (accessed 2.04.2015) |.

•  Karpacheva S. M., R i a b с h i к о v В . E. Pul'satsionnaia apparatura v khimicheskoi tekhnologii [Pulsation devices in chemi­cal engineering. Moscow, Khimiia Publ., 1983, 224 p.].


 

(c) 2010 НПК "Медиана - фильтр"
Все права защищены.