РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ УСТАНОВКИ ТА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Експериментальні установки для дослідження технології очищення
малокаламутних кольорових вод у виробничих умовах
Очищення малокаламутних кольорових вод передбачено на "Фільтрі для очистки води", на який виданий патент України № 44623 А. В такому фільтрі вихідна вода вільно розприскується на відкриту поверхню води (аерується), проходить низхідним потоком вздовж ниток біопоглинача, де закріплюється природний біоценоз, котрий поглинає, в першу чергу, органічні домішки і зменшує агрегативну стійкість гетерогенних домішок. Остаточно вода прояснюється в зернистому піщаному завантаженні. В міру забруднення біопоглинача або зернистого завантаження фільтр промивається. Зернисте завантаження промивається зворотнім потоком промивної води, а біопоглинач - вихідною водою при зниженні рівня перед промивкою піщаного завантаження.
На основі запропонованої технології розроблені експериментальні установки. Дослідження технології очищення поверхневих вод проводились на станції технічної води в м. Рівному на напіввиробничій установці (рис.2.1, рис.2.2). Вона включала прояснювальний фільтр 9 з біопоглиначем 11, розбризкуючий пристрій 8, бачок постійного рівня 3. В якості комунікаційних трубопроводів використовувались гумові шланги з діаметром 20 мм. За допомогою них відбувалась подача вихідної та відведення очищеної води.
Біопрояснювальний фільтр (БПФ) 9 являв собою трубу із нержавіючої сталі з внутрішнім діаметром 100 мм і висотою 3000 мм. У верхній частині фільтра 9 розміщувався біопоглинач 11. Він являв собою диск 10 із органічного скла товщиною 10 мм з отворами діаметром 8...10 мм, на якому закріплялись волокна - капронові текстуровані джгутові нитки.
Рис. 2.2. Експериментальна установка для очищення малокаламутної
кольорової води у виробничих умовах
В нижній частині фільтра 9 знаходилось дренажне "хибне" днище - диск із ковпачків.
Робота експериментальної установки полягала в наступному. Вихідна річкова вода із труби 1 по гумовому шлангу 2 подавалась в бачок постійного рівня 3 (30х20х20) з робочим об'ємом 12 дм3, обладнаний переливною 5 та спускною 4 трубами. В бачку відбувалася циркуляція вихідної води, надлишок якої безперервно по трубі 5 діаметром 20 мм скидався в каналізацію. В бачку 3 була установлена сміттєутримуюча сітка 6 з розмірами отворів 2х2 мм. Вода, проходячи сітку 6, по трубі 7 діаметром 20 мм через розбризкуючий пристрій 8 подавалась у верхню зону фільтра 9. Під час зливання води у фільтр 9 з висоти 0,5...0,6 м відбувалась її спрощена аерація. В біопоглиначі 11 вода рухалась зверху вниз вздовж його волокон.
Після контакту вихідної води з насадкою біопоглинача 11 вода проходила крізь фільтруюче піщане завантаження 12 , котре лежало на підтримуючих шарах гравію 13. Профільтрована чиста вода поступала в дренаж 14, улаштований на дні фільтра, а із дренажа 14 по трубопроводу 15 діаметром 20 мм надходила в резервуар чистої води.
Для регулювання витрати води, що надходила на установку були установлені пробкові крани "а"; "в"; "д"; "е"; "ж".
На початку фільтрування, коли фільтруюче завантаження 12 не забруднене, рівень води у фільтрі 9 перевищував рівень води у резервуарі чистої води на величину початкових втрат напору у фільтрі. По мірі забруднення фільтруючого
шару 12 завислими речовинами, які містяться у вихідній воді, гідравлічний опір їх поступово наростав і рівень води у фільтрі 9 піднімався. При досягненні максимальних втрат напору 0,8...1,1 м, обумовлених конструкцією фільтра, фільтр 9 виводився на промивку. Закінчення фільтроциклу визначалося також при зниженні якості фільтрованої води.
Регенерація фільтруючого завантаження 12 заключалася у зворотній промивці чистою водою, яка подавалася по трубопроводу 16 із резервуара чистої води. Зворотна промивка забезпечувалась відкриванням на деякий час пробкових кранів "е", "ж", встановлених на випускному кінці труб 16, 18. Проходячи крізь піщане завантаження 12 фільтра 9, потік води вимивав із нього забруднення, а також частину мікроорганізмів, що поселились у завантаженні 12. Під час промивки фільтруючого шару 12 рівень води у фільтрі 9 знижувався, тим самим сприяв промивці волокон біопоглинача 11. Після закінчення промивки пробкові крани "е" та "ж" закривалися, а крани "а", "в", "д" відкривалися і цикл роботи фільтрувальної установки повторювався.
В подальшому для очищення поверхневої води від забруднень при підвищеній каламутності на станції технічної води РівнеВАТ "Азот" була змонтована напіввиробнича установка (рис.2.3, рис.2.4) в складі попереднього пінополістирольного фільтра 8, прояснювального фільтра з біопоглиначем 15, розбризкуючого пристрою 14, бачка постійного рівня 3.
Попередній пінополістирольний фільтр (ППФ) 8 являв собою стальну трубу з внутрішнім діаметром 100 мм і висотою 1700 мм. Утримуюча решітка 11 з отворами діаметром 3 мм установлювалась всередині корпусу фільтра 8 за допомогою спеціального штоку. В якості фільтруючого завантаження 10 використовувався пінополістирол марки ПСВ-С діаметром 4...5 мм, попередньо вспінений згідно методики ?38?.
Робота експериментальної установки за даною схемою полягала в наступному. Вихідна річкова вода за аналогією попередньої схеми 1 (рис.2.1) із бачка постійного рівня 3 по трубі 7 подавалась на попередній пінополістирольний фільтр 8 у нижню розподільну систему 9. Рівномірно розподілившись по площі та пройшовши крізь плаваюче завантаження 10, попередньо прояснена вода збиралася в надфільтровому просторі 12. Далі по трубопроводу через розбризкуючий пристрій 14 вода подавалася у верхню зону біопрояснювального фільтра 15. Аналогічно схемі 1 після контакту води з насадкою біопоглинача 17 та послідуючого фільтрування крізь піщане
завантаження 18 профільтрована чиста вода надходила в резервуар чистої води.