ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
АКАДЕМИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХАЗЯЙСТВА им. К.Д. ПАМФИЛОВА

Утверждаю

Директор НииКВОВ

АКХим. К.Д. Памфилова

И.И.Демин

2ноября 1990 г.

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ
УСТАНОВОК ТИПА «СТРУЯ-М»
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ 100 - 800 м³/сут

Сектор научно-технической информации АКХ

Москва1991

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Установкапредназначена для очистки поверхностных и подземных вод, в том числеосветления, обесцвечивания, обесфторивания, умягчения и обезжелезивания этихвод с целью получения воды питьевого качества.

2. При использованиинастоящих установок исходная вода должна отвечать следующим требованиям:

при очистке поверхностныхвод содержание взвешенных веществ до 4000 мг/л; цветность до 300 град;

при обезжелезивании водысодержание железа - до 40 - 60, сероводорода - до 2 - 3, свободной углекислоты- до 150 мг/л; окисляемость - до 30 - 40 мг/л О₂; рН > 6,8;

при умягчении водыжесткость общая - до 13 - 18, карбонатная - до 8 - 10 мг-экв/л;

при обесфторивании водысодержание фтора - до 5, сульфатов - до 350 мг/л.

При одновременномсодержании в обрабатываемой воде избыточных концентраций солей жесткости ижелеза технология умягчения воды, принятая в соответствии с настоящейинструкцией, обеспечивает одновременно и требуемую степень ее обезжелезивания.

3. Производительностьустановок при очистке поверхностных вод Q_пов соответствует принятому типоразмеру в единицах измерения, м³/сут,например: «Струя-М-100» - 100, «Струя-М-800» - 800 м³/сут.

Производительностьустановок в режиме умягчения, обезжелезивания и обесфторивания водырассчитывается и определяется по следующей формуле:

,

где Q_расч- расчетная производительность установки при обесфторивании,обезжелезивании или умягчении воды, м³/сут;

Q_пов- производительность в расчете на условия очистки поверхностных вод, м³/сут;

К_от - коэффициентотносительного изменения производительности установок по сравнению с типовойдля случая очистки поверхностных вод.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТАНОВОК В РЕЖИМЕ ОЧИСТКИПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

4. Схема работы итехнологическое решение водоочистной установки изображены на рис. 1.Исходная вода забирается из водоисточника насосами 2 и подается на установку.Раствор коагулянта и щелочи (кальцинированной соды) в требуемых дозах(выбранных на основании пробных лабораторных испытаний) вводится в напорныйпатрубок насоса до или после сетчатого фильтра. Обеззараживающий раствор хлорреагентавводится в фильтрованную воду, а при необходимости также и в исходную воду. Вслучае ввода флокулянта полиакриламида (ПАА) он дозируется после сетчатогофильтра, а коагулянт - до него.

Реагенты смешиваются собрабатываемой водой в напорном трубопроводе до камеры хлопьеобразования, врециркуляторе. Для задержания крупных плавающих примесей после насосаустанавливают сетчатый фильтр 3. Пройдя его, вода поступает в камерухлопьеобразования 4, в которой после ввода коагулянта образуются хлопья гидратаокиси алюминия с извлечениями из воды взвешенными частицами. Затемобразовавшиеся в камере хлопья поступают в отстойник 7, в трубках в межтрубномпространстве которого происходит выпадение взвеси, и вода интенсивноосветляется. Одновременно часть осадка сползает в камеру хлопьеобразования.Отстоянная вода с остаточной мутностью проходит фильтр 8, где происходит ееокончательная очистка.

Рис. 1. Схема осветления воды на установках«Струя-М» при очистке поверхностных вод:

1 - поверхностный водозабор; 2 - насосыисходной воды; 3 - сетчатый фильтр; 4 - камера хлопьеобразования; 5 - рециркулятор; 6 -диффузор; 7 - трубчатый отстойник; 8 - фильтр подщелачивания; 9 - водонапорная башня; 10 - блок коагулирования; 11 - блок обеззараживания;12 - блок подщелачивания; 13 - насосы-дозаторы; 14 - операционные зажимы

12. Емкостиводонапорных башен должны быть рассчитаны на регулирующий и промывной объемы.Регулирующий объем определяют конкретными условиями работы системы водоснабжения.Промывной объем рассчитывают на одну промывку 4 - 5 м³ для установокпроизводительностью 100 и 200 м³/сут., 16 - 20 м³ дляустановок производительностью 400 - 800 м³/сут. При этом конструкцияузлов подвода воды от установки к башне должна обеспечивать необходимыепродолжительность и интенсивность промывки установки.

Рис.2. Технологическая схема установок типа«Струя-М»

а- с одним отстойником и фильтром; б - с двумя отстойниками и фильтрами; 1 - насосподачи воды; 2 - сетчатое устройство; 3 - отстойник; 4 - фильтр; 5 - бакводонапорной башни; 6 - промывной отсек; 7 - операционная задвижка; 8 -бак-аэратор; 9 - оборудование для коагулирования; 10 - оборудование дляобеззараживания; 11 - обводная линия; 12 - смесительная диафрагма

РАБОТАУСТАНОВОК В РЕЖИМЕ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ, УМЯГЧЕНИЯ И ОБЕСФТОРИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

13. Технологические схемы обезжелезивания,умягчения и обесфторивания воды на установках включают целый ряд аналогичныхэлементов (промежуточный аэрационный бак, оборудование для коагулирования,подщелачивания и обеззараживания воды). Однако режимы работы установок, методыих расчета и состав вспомогательного оборудования имеют некоторое различие.

14. Технологическая схема обезжелезиванияводы представлена на рис. 3. Исходная вода, поступающая из скважин,обогащается кислородом с помощью разбрызгивания ее через насадку с отражателемв промежуточном баке, где происходит также частичное выделение из нееуглекислоты и других растворенных газов. Затем воду с помощью насосов подают наосновные технологические сооружения установки - тонкослойный трубчатыйотстойник со встроенной камерой хлопьеобразования (через рециркулятор) и затемскорый зернистый фильтр. Перед отстойником в воду дозируется раствор илисуспензия щелочного реагента (извести или соды). В камере хлопьеобразованиявода проходит через образующийся слой хлопьевидного высококонцентрированногоосадка гидроокиси железа, что позволяет создать хорошие условия для ееосветления в тонкослойных элементах отстойника. Окончательная очистка водыпроисходит в скором фильтре.

15. При умягчении (см. рис. 3) водутакже подвергают аэрации для выделения из нее углекислоты и других растворенныхгазов. Затем в нее добавляют необходимое количество щелочных реагентов (известиили соды, а в ряде случаев - оба этих реагента одновременно).

Рис. 3. Принципиальнаясхема обезжелезивания (сложные формы, высокие концентрации железа) и умягченияводы на установках «Струя»:

1 - водозабор;2 - аэрационный бак; 3 - насос исходной воды; 4 - тонкослойный отстойник; 5 -скорый фильтр; 6 - водонапорная башня; 7 - блок подщелачивания воды; 8а - бакиобеззараживания воды хлорреагентом; 8б - блок обеззараживания воды набактерицидном аппарате; 9 - насосы-дозаторы; 10 - подача воды потребителям

Вкамере хлопьеобразования отстойника происходит процесс образования карбонатакальция и гидроокиси магния. Выделение основного количества образующейсятвердой фазы солей осуществляют в тонкослойном отстойнике, а окончательноеосветление воды протекает в песчаном фильтре. Подачу воды в отстойникосуществляют через рециркулятор.

16.Технологическая схема обесфторивания воды представлена на рис. 4.Исходная вода из скважины поступает в промежуточный аэрационный бак,необходимый в данном случае для предотвращения возможной флотации растворенныхгазов в отстойнике установки через рециркулятор. Этот бак является такжерегулирующей емкостью между подземным водозабором и установкой. Воду из баказабирают насосами установки и обрабатывают коагулянтом - сернокислым алюминием,обладающим фторселективными свойствами (фтор сорбируется на поверхности осадкасолей алюминия, выделяющихся из воды при коагуляции).

Дляинтенсификации выделения осадка необходимо дополнительно вводить в водуфлокулянт полиакриламид (ПАА).

Осветлениеводы, как и в предыдущих случаях, осуществляют в трубчатом отстойнике ифильтре.

17.Обеззараживание воды осуществляют либо в бактерицидной установке, либо сиспользованием хлорреагентов. Метод обеззараживания должен быть выбран с учетомместных условий и согласован с органами санитарного надзора.

18.Очищенную и обеззараженную воду подают в водонапорную башню и далеепотребителю. В башне должен быть предусмотрен запас промывной воды из расчетапроведения одной промывки установки.

19.Промывку установки осуществляют как и при осветлении воды обратным током отбашни или бака после открытия операционной задвижки. При этом последовательно втечение 7 - 10 мин промывают фильтр и отстойник. При умягчении - открываютнижнюю систему опорожнения, при обезжелезивании и обесфторивании - верхнюю.

Рис. 4. Принципиальнаясхема обесфторивания воды на установках «Струя»:

1 - 10 - см. рис. 3; 7 - блок коагулирования воды

МОНТАЖУСТАНОВОК

20. Монтаж установкивыполняют по схеме, указанной на рис. 5. До начала монтажа проверяютготовность отдельных элементов по технической документации. В фундаментахдолжны быть оставлены соответствующие болты и колодцы. Перед проведениеммонтажных работ узлы и детали, подаваемые на монтаж, должны быть очищены отгрязи, песка, снега и льда. Особенно тщательно очищают стыки.

21. Рекомендуетсяследующий порядок монтажа:

на местемонтажа проверить комплектность установки согласно чертежам общих видов,отдельных сборок и их спецификаций, а также сохранность оборудования, приборови средств автоматики;

собрать спомощью болтовых соединений отстойник 1, фильтр 2 и опорную раму 3 вгоризонтальном положении этого оборудования на монтажной площадке, не закрепляяжестко соединения;

с помощьюгрузоподъемного оборудования (погрузчика, автокрана и т.д.) поднять иустановить на площадке ранее соединенные элементы установки, закрепив жестковсе болтовые соединения;

установитькоммуникации 19, соединяющие отстойник 1 и фильтр 2;

установитьнасосы «сырой» воды 12 на фундамент 13 и в соответствии с положениемфундаментных колодцев;

собрать иустановить по монтажным чертежам и маркировке элементов соединительныетрубопроводы, арматуру и сетчатый фильтр;

жесткозакрепить собранное оборудование и заделать фундаментные колодцы и закладныедетали цементным раствором;

установитьв соответствии с предварительной разметкой баки реагентов 20, дозировочныенасосы 25 и кожух пульта автоматики 28;

установитьи жестко закрепить хомутами коммуникации баков реагентов и дозировочных насосов(приемные сетки, клапаны, регулирующую арматуру, трубки уровня, шланги и т.д.)и оборудовать баки креплением для установки мешалки 22, закрепив на одном изкреплений мешалки 21;

присоединитьшланги подачи реагентов через клапаны (краны) 35 к местам ввода их наустановку;

проверитькачество закрепления щелевых дренажных колпачков 17 на дренажной системефильтра 2 через нижний люк 5, после чего люк закрыть;

черезверхний люк 6 загрузить в установку мелкий гравий - крупностью 2 - 5 мм, сухойкварцевый песок (табл. 1) и заболтить люк;

установитьпульт автоматики и сигнализации. При этом систему автоматики и сигнализацииуровня воды 32 устанавливают в водонапорной башне 31 и подсоединяют к пультамавтоматики и сигнализации;

соединитьустановку с водоприемными коммуникациями 14 и системой канализации 15.

Рис. 5. Монтажно-наладочная схема установки«Струя»:

1 - отстойник; 2 - фильтр; 3 - разрезная опорнаясоединительная рама; 4 - монтажно-эксплуатационная площадка; 5 - нижний люкфильтра; 6 - верхний люк фильтра; 7 - фундамент отстойника и фильтра; 8 -запорно-соединительная арматура и КИП; 9 - фильтр грубый; 10 - подсоединениекоммуникаций фильтра; 11 - насосно-арматурныйузел; 12 - насосы подачи воды; 13 - фундамент насосов; 14 - подсоединение кводоприемнику; 15 - подсоединение к канализации; 16 - анкерные болты; 17 -дренажные колпачки; 18 - загрузка фильтра; 19 - соединительные коммуникацииотстойника и фильтра; 20 - баки реагентов; 21 - крепление мешалки; 22 -мешалка; 23, 24 - коммуникации баков; 25 - насосы-дозаторы; 26, 27 - подачараствора реагентов; 28 - пульт автоматики; 29 - пульт сигнализации; 30 - блокзвуковой сигнализации; 31 - водонапорная башня; 32 - автоматика и сигнальнаяаппаратура; 33 - манометр; 34 - подсоединение к башне; 35 - вводреагентов

Таблица 1

Параметрызагрузки установок

22.Подготовка установки к пуску. Перед началом работы установку оснащаютминимальным комплектом оборудования и химическими реактивами для проведения лабораторно-производственногоконтроля качества воды.

23. При введении установки в эксплуатациюрекомендуют иметь 2 - 3-месячный запас реагентов. Данные о необходимомколичестве реагентов для станций различной производительности приведены ниже.

Реагент (по техническому продукту), т              Производительность,м³/сут

100            200              400            800

Коагулянт............................................................... 1                2                  3                4

Гипохлорит кальция............................................ 0,15           0,3               0,4             0,6

Хлорная известь................................................... 0,2             0,4               0,6               1

Известь................................................................... 2                4                  8               16

Полиакриламид.................................................... 0,2             0,4               0,8             1,6

24. Перед вводом установок в эксплуатацию ихнеобходимо дезинфицировать хлорной известью, гипохлоритом кальция или натрия.Хлорреагенты вводят насосом-дозатором, снижая производительность установки дляобеспечения дозы 25 - 30 мг/л по активному хлору. После 8-часового контактаводу сбрасывают в канализацию, дозу снижают до 3 - 4 мг/л и подают вводонапорную башню, от которой промывают установку. После полученияблагоприятных санитарно-бактериологических показателей установку можно включитьв постоянную эксплуатацию.

25. Перед пуском установки в эксплуатацию необходимо тщательноознакомиться с инструкциями по эксплуатации всех элементов, входящих в еесостав.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК

26. Во время эксплуатации установки обслуживающий персоналприготавливает химические реагенты, следит за работой насосных агрегатов,периодически контролирует подачу требуемых доз реагентов (табл. 2),контролирует качество обработки воды (табл. 3), устраняет возникшие мелкиенеполадки, т.е. поддерживает установку в рабочем состоянии.

27. Для приготовленияраствора коагулянта при осветлении и обесфторивании воды в бак загружаютнеобходимое количество реагента. Затем заливают воду так, чтобы уровень ее вбаке был ниже верхней кромки бака на 15 см и закрепляют на нем электрическуюмешалку. Время перемешивания раствора должно составлять около 20 - 30 мин. Дляпроверки эффективности перемешивания химическим методом определяют концентрациюприготовленного раствора.

Таблица 2

Журналтехнологического контроля работы установки

Таблица 3

Примерный объем технологического и лабораторногоконтроля на установке

28. Расход раствора реагента, подаваемого насосом-дозатором,равен

,

гдеq_р- расход раствора коагулянта, л/ч;

Q- производительность установки, м³/ч;

Д_р - доза коагулянта по окиси алюминия, г/м³;

К_р - концентрация раствора коагулянта по окисиалюминия.

29. Перед включением вработу насоса-дозатора необходимо дать возможность раствору отстояться втечение 15 мин. После отстаивания раствора надо проверить состояниефильтрующего элемента в баке, через который происходит всасывание растворареагента насосом-дозатором. В случае необходимости его нужно прочистить илипромыть водой. Требуемую производительность насоса-дозатора устанавливаютвращением установочного кольца на устройстве изменения длины хода поршня всоответствии со шкалой, выраженной в л/ч или в процентном отношении отмаксимальной производительности насоса. Регулировку можно производить как приработающем, так и при неработающем насосе.

30. Оборудование дляпредварительной подготовка и гашения извести в комплект поставки установки невходит. Его выполняют в соответствии с проектом привязки.

31. Для подщелачиванияводы следует в первую очередь применять известь в виде порошкообразногонегашеного продукта (пушонки) или гашеную известь в виде готового известковогомолока или теста.

32. Введение щелочныхреагентов (извести, соды) в обрабатываемую воду необходимо производить в трубопроводпосле промежуточного бака.

33. При дозированииреагентов в обрабатываемую воду рекомендуется принимать следующие концентрациирастворов или суспензий (%): раствора коагулянта по Al₂O₃ - 1 - 2; суспензии известкового молока по CaO - 3 - 5; раствора кальцинированной соды по Na₂CO₃ - 5 - 8; раствора хлорной извести по активному хлору(гипохлорита кальция или натрия) - 0,5 - 2.

Для включения установки в автоматический режимнеобходимо на щите пульта управления ключи одного из насосов подачи исходной водыи насосов-дозаторов поставить в положение «Автомат».

Автоматическоевключение их в работу обеспечивает датчик (поплавкового типа), которыйрасположен в приемном резервуаре (водонапорной башне). По мере опорожненияприемной емкости очищенной воды до нижнего уровня замыкаются соответствующиеконтакты датчика уровня, которые включают в работу насосные агрегаты. Принаполнении емкости и достижении установленного верхнего уровня разрываютсясоответствующие контакты и происходит включение насосов. Время работы установки(цикличность включений и выключений) зависит от интенсивности водопотребления.При достижении роста перепада давления на фильтре до установленного предела (6- 10 м) замыкаются контакты датчика давления, в результате чего дается звуковойи световой сигнал о необходимости проведения промывки установки, что и надосделать, открыв операционную задвижку. После выполнения этой операции установкаснова готова к работе по очистке воды.

Электрическаясхема пульта управления работой установки производительностью 400 и 800 м³/сутпредусматривает их работу в ручном и автоматическом режиме.

Вотличие от установок производительностью 100 и 200 м³/сут дляустановок производительностью 400 и 800 м³/сут в качестве операционнойзадвижки используют клапан с электроприводом, для управления которымэлектросхема пульта управления и автоматики предусматривает соответствующиедатчики и реле времени, с помощью которого выдерживают время промывки установки(около 5 - 10 мин).

Управлениеработой установками производительностью 400 и 800 м³/сут в ручномрежиме аналогично управлению установками производительностью 100 и 200 м³/сутс той лишь разницей, что операционную задвижку (клапан) с электроприводомоткрывают и закрывают клапаном на щите пульта управления.

Автоматическийрежим работы этих установок обеспечивает не только работу насосных агрегатов вавтоматическом режиме по очистке воды (аналогично установкам меньшейпроизводительности), но и автоматическое промывание установки. После окончаниявремени промывки определяемого реле времени клапан с электроприводомавтоматически закрывается и электрическая схема также автоматически включаетнасосные агрегаты в работу. В результате чего прерванный процесс очистки воды(для промывки) снова продолжается.

Вцелях своевременного устранения возникающих неисправностей, в том числе выходаиз строя насосных агрегатов, образования предельного перепада давления нафильтрах перелива водонапорной башни или резервуара чистой воды, а также при полномих опорожнении, электросхема блока управления и сигнализация установокпредусматривает соответственно световую и звуковую сигнализацию. Звуковаясигнализация (зуммер) общая на все виды неисправностей и технологическихпроцессов. Световая сигнализация в виде лампочек со светофильтрами (на каждуюнеисправность отдельно) выведена на лицевую панель пульта управления исигнализации.

Дляподачи сигнала о любой неисправности на установке предусмотрен отдельныйдистанционный пульт с зуммером и лампочкой. Для выяснения конкретнойнеисправности оператор должен прибыть на установку.

Документацияна насосы-дозаторы, средства контроля и управления работой установок в ручном иавтоматическом режиме, но схема подключения насосных агрегатов прилагаетсяотдельно.

38.Если в установке два отстойника и два фильтра (см. рис. 2,б), то каждыйотстойник и соединенный с ним фильтр промывают поочередно, что достигаетсяоткрыванием соответствующей операционной задвижки перед отстойником.

ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И ЛАБОРАТОРНОГО КОНТРОЛЯ

39. Объем ипериодичность технологического и лабораторного контроля на установкеориентировочно следующие:

наблюдениеи контроль за технологическими и гидравлическими параметрами работы установок.Для этого проводят периодическую запись показаний параметров по напору насоса ипотерям напора, запись и регистрацию количества воды, поданной установкой, и еечасовую и суточную производительность, а также регистрацию данных по расходамводы;

расширенныйфизико-химический и бактериологический анализ исходной и обработанной водыжелательно проводить один раз в квартал или сезон года;

краткийанализ исходной и обработанной воды, вкус, запах, остаточный хлор, цветность,мутность, жесткость, железо, фтор, коли-индекс желательно проводить 1 - 4 разав месяц;

контролькачества обрабатываемой воды (вода после отстойника, фильтрат) желательнопроводить не реже одного раза в неделю. Пробы должны анализироваться напрозрачность, мутность, жесткость, железо, фтор, остаточный хлор 1 - 3 раза всутки, коли-индекс - 1 - 2 раза в неделю;

контроль закрепостью растворов реагентов и постоянностью требуемых доз осуществляютежедневно. Крепость растворов реагентов определяют также при каждом ихрастворении.

ВОЗМОЖНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВОК И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Наиболее характерные неисправности работы установки, причиныих возникновения и способы устранения приведены в табл. 4.

Таблица 4

Возможныенеисправности работы установок и способы их устранения

СОДЕРЖАНИЕ