Очистить воду от песка можно выпариванием

Очистка исходной воды от песка

Цель удаления песка

Цель удаления песка состоит в извлечении из исходной воды гравия, песка, а так­же волокон и более или менее мелких минеральных частиц с тем, чтобы предотвра­тить формирование отложений в каналах и трубопроводах и защитить насосы и дру­гое оборудование от абразивного воздействия.

Для определения степени задерживания подобных загрязнений песколовкой конкретной геометрии можно исходить изданных, приведенных в табл. 1 (рассчита­ны для свободной седиментации частиц песка, имеющего плотность 2,65 кг/дм 3 ). На практике при проектировании песколовок возникают две основные проблемы:

• песок приносится водой главным образом в периоды пиковых расходов (в ре­зультате самоочистки сточных коллекторов), когда скорость горизонтального по­тока воды наиболее высока и, следовательно, увеличивается количество песка, переходящего в суспензию;
• при обработке сточных вод цель операции заключается в извлечении из воды максимального количества минеральных загрязнений с минимальным содержанием органических веществ (ОВ), создающих целый ряд неудобств при хранении и вывозе задержанных отходов.

Таблица 1. Скорость оседания частиц песка на различных горизонтальных потоках жидкости

Примечание. D — диаметр частицы песка; V_c — скорость седиментации при скорости горизонтального течения жидкости, равной нулю; V_c’— скорость седиментации при скорости горизонтального течения жидкости, равной VI; V_c’’ — скорость седиментации при скоррсти горизонтального течения жидкости, равной 0,30 м/с; VI — критическая скорость уноса осевшей частицы горизонтальным потоком.

Для отделения органических веществ от минеральных следует обеспечить долж­ный уровень турбулентности, откуда следует необходимость организации попереч­ного перемешивания, для чего обычно применяют сжатый воздух.

Условия применения

При удалении песка обычно имеют дело с частицами размером не менее 200 или 300 мкм; более мелкие частицы, как правило, удаляются на стадиях грязеотделения или отстаивания.

С теоретической точки зрения процесс удаления песка аналогичен процессу от­стаивания зернистых частиц.

Количество песка

Количество песка в сточных водах меняется в очень широких пределах. Оно, в част­ности, зависит:

• от геологических характеристик региона;
• от состояния и протяженности канализационной сети;
• от типа сети (раздельная, общесплавная, смешанная), а также от ее техниче­ского обслуживания;
• от частоты дождливых периодов.

Количество извлекаемого песка обычно не превышает 15 л в год на одного жи­теля.

Необходимо подчеркнуть трудности, возникающие при оценке количества песка, поступающего на очистные сооружения, или при определении эффективности (по­рога задерживания) песколовки:

• основная из них заключается в отборе проб. Действительно, для сохранения суспензии, образованной частицами песка размерами свыше 0,3-0,4 мм, требу­ется создание значительной турбулентности;
• понятие «песок» используют для обозначения всех зернистых частиц в мате­риалах, задержанных комплектом сит и полученных после прокаливания пробы, вследствие чего в них входит не только собственно песок, но также частицы дру­гих минеральных веществ, часто обладающих большей или меньшей пористос­тью (осколки стекла, бетона, фарфора, фаянса и т. д.). Вследствие этого при определении эффективности удаления песка следует уточнять, что речь идет только о материалах, имеющих плотность, например, более 2,5 кг/дм 3 , и, следо­вательно, предусматривать классификацию задержанных частиц путем их отста­ивания в плотной среде (напомним, в табл. 1, используемой для расчета песколо­вок, плотность принята равной 2,65).

Обработка песка

Песок обычно подвергают обработке в целях снижения содержания в нем ОВ, по­этому задержанные отходы на выходе песколовки направляют на специальную об­работку с использованием следующего оборудования:

• гидроциклон;
• классификатор;
• устройство для промывки песка.

Область применения

Удаление песка из поверхностных вод

Водозабор должен быть спроектирован таким образом, чтобы максимально уменьшить количество песка, увлекаемого забираемой водой. Если же местные условия этого не позволяют, следует установить песколовку, что выгоднее, чем из­влекать песок на других сооружениях; если сооружения обработки включают ста­дию процеживания (например, сито с отверстием 1-2 мм), удаление песка необхо­димо производить до процеживания, чтобы предотвратить повреждение сита. Песколовка обычно имеет вид крупного канала (коридора) прямоугольной формы. Поперечное сечение песколовки устанавливают в зависимости от желаемой ско­рости горизонтального течения: если предполагается осуществлять гидравличе­ский отвод песка, то эта скорость должна несколько превосходить критическую ско­рость уноса VI осевших частиц горизонтальным потоком (см. табл. 1), если же уда­ление будет производиться с помощью донных скребков, то она должна быть ниже критической.

Горизонтальную площадь рассчитывают делением максимального пропускаемо­го расхода на скорость седиментации V_c задерживаемых частиц наименьшего раз­мера, скорректированную в зависимости от выбранной скорости горизонтального течения.

Песок можно также отделять в циклонах (гидроциклон с нагнетанием от насосов подкачки).

Удаление песка из городских сточных вод

В самотечных общесплавных сетях канализации для защиты оборудования реко­мендуется устройство специальных ям, в которых задерживается крупный песок, камни, куски стекла и металлические предметы.

В собственно песколовке доля ОВ, оседающих одновременно с песком, может быть минимизирована, если вблизи дна сооружения поддерживается скорость по­рядка 0,3 м/с (так называемая скорость смыва). В действительности же процентное соотношение органических и минеральных веществ при этой скорости еще доста­точно высоко: около 50 %.

Улучшить разделение можно либо путем промывки извлеченного песка (содержа­ние ОВ в промытом песке снижается до уровня менее 30 %), либо в специализиро­ванных реакторах, после которых это содержание составляет менее 5 и даже 3 %.

Природа задерживаемых загрязнений обусловливает необходимость примене­ния специализированного оборудования, ограничивающего опасность абразивно­го воздействия и забивания (вихревой насос — аппарат эмульгирования воздухом).

На практике применяется следующее оборудование (в порядке возрастания зна­чения и эффективности):

• песколовка с простым каналом, в которой скорость течения меняется с расхо­дом. Область применения этих сооружений ограничивается небольшими просты­ми очистными сооружениями. Песок извлекают вручную из продольного лотка, имеющего накопительную емкость на 4-5 сут;
• песколовка с усовершенствованным каналом (выходной водослив, работаю­щий по линейной зависимости: высота воды на водосливе пропорциональна рас­ходу) позволяет поддерживать постоянную скорость истечения около 0,3 м/с. Время пребывания составляет от 1,5 до 2 мин;
• радиальная песколовка с механическим извлечением песка и гидравлическим удалением плавающих и вспененных материалов. Время пребыва­ния около 2-3 мин;
• прямоугольная аэрируемая песколовка с механическим извлечением песка и гидравлическим удалением плавающих и вспененных материалов. Время пребывания около 2-5 мин.

Сооружения двух последних типов хорошо подходят для работы в комбинированном режиме песколовки-жироловки, они же наиболее часто и применяются.

Удаление песка из промышленных сточных вод

При очистке ПСВ необходимость удаления песка возникает значительно реже; исключением являются очистные сооружения, принимающие значительные объе­мы ливневых вод. В некоторых случаях (особенно при обработке стоков предприя­тий агропромышленного комплекса) можно использовать аэрируемые песколовки, применяемые для обработки ГСВ.

При обработке некоторых сточных вод предприятий металлургической и метал­лообрабатывающей промышленности основная цель стадии удаления песка состо­ит в извлечении очень тяжелых частиц оксида железа и гранулированного шлака или окалины, кажущаяся плотность которых может варьировать от 2,5 до 4 по отно­шению к плотности воды. Эти частицы, исходное содержание которых может со­ставлять от 0,2 г/л до нескольких граммов на литр, обладают абразивными свой­ствами и склонны к быстрому оседанию, что требует оснащения песколовок специ­альным оборудованием для их извлечения.

Предварительная обработка осадка

Предварительная обработка осадка главным образом предусматривается для защиты оборудования, чувствительного к присутствию различного вида волокон, а также (в более редких случаях) различных твердых материалов (камней, песка, час­тиц металла и т. п.).

Большинство аппаратов, предназначаемых для обработки осадка (например, ме- тантенки, ленточные фильтры и т. п.), имеют особую прочность и допускают попа­дание в них довольно крупных предметов, однако некоторые из них гораздо более чувствительны к присутствию таких отходов (центрифуги, оборудование для терми­ческой обработки и т. п.).

Для предварительной обработки осадков применяют следующие процессы:

• тонкое сороудаление на свободном потоке воды (без давления);
• процеживание с помощью шнекового пресса (типа «Strainpress»);
• измельчение, которое в этом случае входит в технологическую линию (редко используется);
• обработка в циклонах.

В результате перечисленных процессов также образуются отходы, которые сход­ны с осадком на сетке или решетке, формирующимся при сороудалении.

При написании статьи использовались материалы пособия: «Технический справочник по обработке воды», том 2, СпБ: Новый журнал

Источник

Очистка воды от песка

Владельцы скважин часто сталкиваются с такой проблемой, как песок в воде. Данное вещество всегда будет присутствовать в водопроводе. Но для того чтобы употребление такой воды не нанесло вреда здоровью, на 1 л воды должно приходиться не более 1 г песка. Если данный показатель значительно выше, необходимо произвести очистку воды от песка из скважины. Сделать это можно несколькими способами. Чаще всего устанавливается фильтр для очистки воды от песка.

Причины и признаки засорения воды песком

Скважина – это замечательная альтернатива центральному водоснабжению, которая пользуется большим спросом среди жителей частных, загородных домов. Но чтобы вода из скважины поступала бесперебойно и имела безопасный состав, необходимо проводить регулярные профилактические работы и использовать фильтр для очистки воды от песка. В особенности такой фильтр необходим, если:

• заметно снизился напор воды;
• при подаче воды кран гудит, булькает;
• вода из крана сильно брызгается;
• при включении подачи воды образуется краткий застой.

О наличии большого количества песка в воде из скважины также свидетельствует выброс мутной воды, скапливание песчинок на дне посуды. Причины подобного явления могут быть разными:

• длительные простои скважины;
• неправильно проведенные монтажные работы;
• использование роторных насосов при глубине не более 8 м;
• проникновение внешних загрязнителей;
• повреждение фильтра;
• изменение состава почвы.

Распространенной причиной загрязнения воды песчинками также является неправильный подбор оборудования. К примеру, при использовании мощного насоса и высокой пропускной способности системы фильтрации, в воде всегда будет присутствовать песок.

Зачем нужна очистка воды от песка из скважины

Согласно санитарным нормам, в питьевой воде не должно быть ничего лишнего. Но вода из скважины неизменно содержит песок, ил, глину. Если содержание данных веществ не превышает допустимые показатели, то можно не волноваться. Избыток песка в воде приводит к засорению и коррозии труб, в результате чего оборудование быстро ломается. Кроме того, песчаные частицы сокращают срок службы сантехники, бытовых приборов.

Вода, в которой содержится песок, имеет неприятный вид, вкус. Ее регулярное употребление негативно сказывается на состоянии здоровья человека, в особенности на слизистую ЖКТ. В результате этого может развиться острый гастрит, язвенная болезнь. Во избежание таких последствий и необходимо осуществлять очистку воды от песка.

Популярные методы очистки воды от песка

Очистка воды от песка из скважины может проводиться несколькими способами.

Отстаивание загрязненной воды

Наиболее доступный и простой метод очистки воды от песка, не нуждающийся в применении реагентов и установки специального оборудования. Отстаивание загрязненной воды происходит следующим образом:

• В заранее подготовленный, очищенный прозрачный резервуар достаточного объема наливается жидкость. Емкость оставляется в спокойном состоянии на 24 часа.
• Две трети жидкости переливается в другой резервуар. Делать это нужно осторожно, чтобы не взбаламутить воду.
• Оставшаяся одна часть мутной воды выливается по ненадобности.
• На крупных предприятиях в резервуарах имеется дренажная система, исключающая необходимость переливания жидкости из одной емкости в другую.

Плюс этого метода – доступность и минимальные затраты на водоподготовку. Но для очистки воды от песка таким способом нужно время и терпение. Подобным образом не получится очистить много жидкости, качество воды будет невысоким.

Метод коагуляции

Очистка воды от песка осуществляется при помощи применения разнообразных электролитов, которые укрупняют и выводят в осадок механические частички песка. После образования осадка используются механические фильтры, которые удаляют сформировавшийся слой загрязнений. Метод коагуляции характеризуется высокой степенью производительности, высокой скоростью и качественностью переработанной жидкости. Единственный недостаток – высокая стоимость реагентов.

Установка песколовок

Очистка воды от песка из скважины осуществляется при помощи песколовок. Вода в отделениях установки движется не спеша, песок оседает на дно под действием силы притяжения. Песколовки могут быть вертикальными, горизонтальными, вращательными. Такие разновидности отличаются по направлению движения жидкости и подходят для различных объемов воды. Установка песколовок отличается высокой степенью производительности.

Применение фильтров очистки воды от песка

Установка фильтра очистки воды от песка для скважины – один из популярнейших способов очистки жидкости от загрязнений. Механический фильтр имеет очень маленькие поры, благодаря чему песок смывается в канализацию, остается лишь полностью очищенная вода. Фильтрация воды специальными устройствами имеет ряд преимуществ:

• возможность фильтрации жидкости разной температуры;
• простота и доступность;
• высокое качество очистки воды от песка.

Современные механические фильтры эффективно очищают воду от разных примесей. Большой ассортимент устройств позволяет подобрать подходящее изделие для любой цели. Минусы фильтров очистки воды от песка – невысокая производительность, необходимость регулярной замены картриджей.

Фильтры очистки воды от песка для скважины бывают двух видов:

• картриджные – имеют вид колб с картриджами, способны удерживать частицы разных размеров, обладают пропускной способностью 5-50 микрон;
• сетчатые – прибор оснащен сеткой из металла, которая задерживает разные крупные включения.

Можно создать единую водопроводную линию, состоящую из нескольких фильтров различной пропускной способности.

Каждый может выбрать для себя подходящий способ очистки воды от песка. При выборе нужно учитывать состав воды, узнать который можно путем лабораторного анализа жидкости. Для достижения наилучшего результата следует доверить выполнение всех работ опытным специалистам.

Источник