Отчет по практике в лаборатории ГПК "Водоканал"

        Фильтры для обесцвечивания воды.

         Осветлительные фильтры предназначены для удаления взвешенных примесей любой дисперсности, обесцвечивания исходной воды и повышения ее органолептических показателей. Также фильтры используются в целях устранения из воды небольшого количества примесей хлора, железа, марганца и сероводорода. Фильтрующей средой является кварцевый, силикатный песок или алюмосиликатные смеси. Системы, оборудованные осветлительными фильтрами, не нуждаются в оснащении устройствами грубой очистки воды. По причине высокой плотности загрузки применение фильтров такого типа вызывает значительные потери давления в водопроводе. Осветление воды с помощью фильтров необходимо, если она поступает непосредственно из водоемов и имеет нежелательную цветность и повышенное содержание механических примесей.

         Умягчение воды

         Умягчение воды - это процесс удаления из воды солей жесткости. Процессы извлечения из воды солей Ca2+ и Mg2+ в водоподготовке называют умягчением воды. Относительно селективное удаление солей жесткости из воды может производиться тремя методами:

• реагентным умягчением воды;
• ионным обменом;
• нанофильтрацией.

         Жесткая питьевая вода горьковата на вкус и оказывает отрицательное влияние на органы пищеварения. По нормам ВОЗ оптимальная жесткость питьевой воды составляет 1,0–2,0 мг-экв/л. В бытовых условиях избыток солей жесткости приводит к зарастанию нагревающихся поверхностей в бойлерах, чайниках, трубах, отложению солей на сантехарматуре и выводу ее из строя, а также оставляет налет на волосах и коже человека, создавая неприятное ощущение их «жесткости». При стирке, взаимодействуя с ПАВами мыла или стиральных порошков, соли жесткости связывают их и требуют большего расхода.

 

 

 

 

 

 

 

 

          2.1.Органолептические показатели

          К числу органолептических показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров - вкус и запах - не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.

Таблица 1- Органолептические  показатели воды

Показатель	Ед. измерения	СанПин
запах	Балл	2
привкус	Балл	2
цветность	градус Pt-Co шкалы	20
мутность	ЕМФ (по формазину) мг/л (по каолину)	2.6 1.5
прозрачность	см	-

 

          Мутность воды — показатель, характеризующий уменьшение прозрачности воды в связи с наличием неорганических и органических тонкодисперсных взвесей, а также развитием планктонных организмов. Причинами мутности воды может быть наличие в ней песка, глины, неорганических соединений (гидроксида алюминия, карбонатов различных металлов), а также органических примесей или живых существ, например бактерио, фито- или зоопланктона. Также причиной может быть окисление соединений железа и марганца кислородом воздуха, что приводит к образованию коллоидов.

 

 

 

 

 

 

         2.2.Сущность процессов известкования и коагуляции

         Для обработки природных вод применяется схема: коагуляция — известкование с последующей фильтрацией на осветлительных (механических) фильтрах. Коагуляция и известкование исходной воды проводятся в специальных аппаратах-осветлителях.Исходная вода, предварительно подогретая до температуры 40 °С, поступает в воздухоотделитель осветлителя, где освобождается от пузырьков воздуха, затем в нижнюю часть осветлителя, куда подается раствор коагулянта и извести. Вода и реагенты перемешиваются благодаря вращательному движению, создаваемому соплами.

          При известковании и коагуляции в качестве коагулянта применяется сернокислое закисное железо (рН воды 4—10), при одной коагуляции можно применять сернокислый алюминий (рН воды 6,5—7,5). В результате обработки воды растворами коагулянта и извести образуется осадок в виде шлама, который поступает в шламоуплотнитель, где уплотняется и выводится из него через трубопроводы непрерывной продувки.Более плотный шлам скапливается в нижней части осветлителя-грязевика, откуда выводится при периодической продувке.

           Осветленная вода собирается в верхней части осветлителя и отводится в баки осветленной воды.

            Приготовление раствора коагулянта осуществляется по следующей схеме: склад мокрого хранения коагулянта— перекачивающие насосы — механический фильтр (для очистки раствора коагулянта от механических примесей)— расходный бак коагулянта — насосы-дозаторы. Раствор коагулянта применяется 5—10%-ной концентрации.

           Приготовление раствора извести осуществляется по схеме: гашение извести в известегасителе—перекачивающие насосы — циркуляционный смеситель — циркуляционные насосы — насосы-дозаторы. Известковое молоко для известкования применяется 3 — 5%-ной концентрации. Коагуляция применяется для снижения окисляемости, содержания взвешенных веществ, соединений железа и может выполняться периодически (весной, осенью). Известкование снижает щелочность (кар­бонатная жесткость), солесодержание, содержание свободной углекислоты и частично содержание железа. Известкование воды является одним из способов умягчения воды методом осаждения.

         Вода из осветлителя поступает на механические фильтры для удаления взвешенных веществ. При нормальной работе осветлителя концентрация взвешенных веществ в осветленной воде должна составлять 10— 12 мг/кг, после механических фильтров — не более 5 мг/кг. Вода поступает в фильтр через верхнее распределительное устройство. В качестве фильтрующего материала применяется дробленый антрацит, кварцевый песок.

            Эксплуатация механических фильтров состоит из фильтрации (работа фильтра), промывки (взрыхление). При фильтрации вода проходит через слой загрузки сверху вниз, при промывке — в обратном направлёнии

            Включение фильтра в работу производится открытием задвижек на входе и выходе воды. В процессе фильтрования через фильтрующий материал вода освобождается от взвешенных частиц. Продолжительность рабочего цикла фильтра будет тем длиннее, чем больше фильтр способен задержать взвешенных веществ. Во время работы ведется контроль за прозрачностью осветленной воды и перепадом давлений на входе и выходе воды из фильтра. Если фильтр начнет выдавать воду с прозрачностью ниже нормы, фильтр отключают на про – мывку. Задвижки на входе воды из фильтра закрывают и открывают на трубопроводе подачи взрыхляющей воды и на верхнем дренаже, вода поступает в фильтр снизу.

            В течение 3—5 мин вода из фильтра сбрасывается, затем закрывают задвижку на трубопроводе подачи сжатого воздуха при открытой задвижке на верхнем дренаже. Взрыхление воздухом производится в течение 5—7 мин, затем задвижку на трубопроводе подачи воздуха закрывают и открывают на трубопроводе подачи взрыхляющей воды. Взрыхление водой производится насосом из бака для взрыхления.

            Взрыхление продолжается до тех пор, пока из верхнего дренажа фильтра не появится прозрачная вода (15—30 мин). Затем задвижки закрывают, открывают задвижки на подаче воды в фильтр и на нижнем дренаже; отмывка производится в течение 5—10 мин до прозрачной воды, после чего фильтр готов к работе.

 

 

 

 

 

 

 

            2.3.Фильтрование воды

           Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, применяют для осветления воды, т. е. для задержания находящихся в воде взвешенных веществ. Фильтрующий материал должен представлять собой пористую среду с весьма малыми порами. В водопроводной практике в качестве основного фильтрующего материала применяют песок.

Фильтр представляет собой резервуар, в нижней части которого расположено дренажное устройство той или иной конструкции для отвода профильтрованной воды. На дренаж обычно укладывают слой поддерживающего материала и затем слой собственно фильтрующего материала. При песчаных фильтрах поддерживающим материалом является гравий, уложенный слоями с возрастающей книзу крупностью зерен. В процессе фильтрования фильтр постоянно заполнен водой до уровня, расположенного не менее чем на 2 м выше поверхности фильтрующего материала. В обычных фильтрах вода подается сверху и отводится снизу — через дренажное устройство.

Производительность  фильтра определяется скоростью  фильтрования. Под скоростью фильтрования следует понимать не скорость движения воды в порах, а скорость вертикального  движения воды над фильтрующим слоем.

В большинстве  случаев фильтрование сочетают с  другими методами очистки воды. Так, на станциях городских водопроводов фильтры обычно используют для обработки  воды, прошедшей (после коагулирования) отстойники или осветлители. Фильтры применяют также для осветления воды при ее реагентном умягчении и обезжелезивании. В некоторых случаях фильтры используют для осветления природной некоагулированной воды, а также коагулированной воды без предварительного отстаивания

           По характеру механизма задержания взвешенных частиц можно различать два основных вида фильтрования:

а) фильтрование через фильтрующую пленку, образующуюся в процессе фильтрования частицами  взвеси,  выпадающими  на поверхность  загрузки;

б) фильтрование без образования на поверхности загрузки филь трующей пленки.

             При фильтровании первого вида на фильтре задерживаются первоначально только такие частицы взвеси, размер которых больше размера пор фильтрующего материала. Слой осадка (пленка), образующийся из задержанных частиц взвеси, сам по себе является фильтрующим материалом и играет основную роль в очистке воды, а песчаная загрузка фильтра служит поддерживающей опорой для отлагающихся на ее поверхности загрязнений.

Эффект осветления воды фильтрами при их работе по этому принципу постепенно увеличивается — по мере образования пленки над песком.

           Фильтрование через поверхностную пленку является нормальным рабочим процессом фильтров, осветляющих воду без предварительной химической обработки ее коагулянтами. Этот процесс наиболее характерен для так называемых медленных фильтров. Медленные фильтры загружаются мелким песком и работают при малых скоростях фильтрования. Они способны обеспечить высокую степень осветления воды, задерживая мельчайшие частицы взвеси.

            При фильтровании без образования поверхностной пленки задержание частиц, загрязняющих воду, происходит в толще слоя фильтрующей песчаной загрузки, где эти частицы извлекаются из воды и удерживаются на зернах песка под действием сил прилипания.

            Не всякие частицы способны прилипать к зернам песка при фильтровании. Частицы, загрязняющие воду, обладают в естественном состоянии так называемой агрегативной устойчивостью, препятствующей как их взаимному слипанию — коагуляции, так и прилипанию к какой-либо поверхности. Однако после обработки воды коагулянтами агрегативная устойчивость взвешенных и коллоидных частиц устраняется, вследствие чего их способность к взаимному слипанию и прилипанию к зернам песка возрастает.

            Фильтрование без образования поверхностной пленки является нормальным рабочим процессом скорых фильтров, осветляющих воду после химической обработки ее коагулянтами. В этом случае на фильтры поступает вода, содержащая агрегативно-неустойчивые частицы — мельчайшие хлопья, величина которых значительно меньше размера пор фильтрующей загрузки. Эти частицы свободно проникаю/г с водой по поровым каналам в толщу песка, но задерживаются там под действием сил прилипания.

 

 

 

 

 

 

 

 

           3.Практическая часть

           3.1. Показатели качества воды и их определение

           Нормативы качества воды различных источников – предельно–допустимые концентрации (ПДК), ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) и ориентировочно–безопасные уровни воздействия (ОБУВ) – содержатся в нормативно–технической литературе, составляющей водно–санитарное законодательство. К ним, в частности, относятся Государственные стандарты – ГОСТ 2874, ГОСТ 24902, ГОСТ 17.1.3.03, различные перечни, нормы, ОБУВ, санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами СНиП № 4630 и др.

           По нормативам качества, определяющим наличие и допустимые концентрации примесей, воды различают как: