Впровадження установок для знезалізнення води баштового типу в системи водопостачання сільських населених пунктів
Наведена технологічна схема металевої водонапірної башти з пінополістирольним фільтром для знезалізнення води. Представлені результати приготування пінополістирольної засипки та ефекту роботи фільтра. Зображено загальний вигляд башти та її деталей.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.01.2020 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВПРОВАДЖЕННЯ УСТАНОВОК ДЛЯ ЗНЕЗАЛІЗНЕННЯ ВОДИ БАШТОВОГО ТИПУ В СИСТЕМИ ВОДОПОСТАЧАННЯ СІЛЬСЬКИХ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ
Орлов В.О., д.т.н., професор, Мартинов С.Ю., доцент, к.т.н.,
Мінаєва Н.Л., аспірант (Національний університет водного господарства та природокористування, м.Рівне)
Наведена технологічна схема металевої водонапірної башти з пінополістирольним фільтром для знезалізнення води, наведені результати приготування пінополістирольної засипки та ефекту роботи фільтра.
The technological scheme of a metal water tower with polystyrene filter for de-ironing underground waters is shown, a results of preparations of polystyrene filling and effect of the functioning the filter are resulted.
На сьогодні більшість населення України, а особливо в сільській місцевості, для питних і господарських потреб використовує воду з підземних джерел. Проте в більшості випадків дана вода не відповідає вимогам [1], оскільки в ній міститься підвищена концентрація заліза, сірководню та вільного вуглекислого газу, та потребує подальшої очистки.
Зважаючи на те, що побудова комплексу очисних споруд, є порівняно дорогою справою, та враховуючи постійне підвищення цін на енергоносії, необхідно запроваджувати такі установки, де будуть суміщатися водоочисні фільтри з іншими спорудами систем водопостачання. Тобто, на даний час, найбільш перспективними є впровадження установок баштового типу з фільтром, завантаженим плаваючою пінополістирольною засипкою [2]. Це дасть змогу не тільки знизити вартість споруд, а й зменшити потребу в електроенергії.
Досвід розробки та впровадження станцій знезалізнення води з 1978 р. та будівництво станцій баштового типу в Україні, Росії, Білорусі дозволив створити (залежно від призначення) ряд економічно та екологічно ефективних станцій баштового типу [3-6]. Проте більшість із запропонованих установок мають ряд недоліків, таких як складність у будівництві та експлуатації конструкції, виніс пінополістиролу, велика металоємність та ін.
З 2004 року колектив кафедри водопостачання і бурової справи Національного університету водного господарства і природокористування заключив два договори на розробку технологічної схеми очищення води для господарсько-питних потреб з використанням установки у водонапірній башті. Один із головою сільської ради с.Бохоники, а інший з керівником пансіонату “Наш дім” с. Нові Обиходи.
В процесі роботи над поставленим завданням науковцями кафедри було проведено ряд досліджень та експериментів по видаленню сірководню та вільного вуглекислого газу. В результаті цього, для видалення розчинених у воді газів та окислення розчинних форм заліза нами було розроблено аератор вакуумно-ежекційного типу, що можна застосовувати для установок будь-якої продуктивності.
Для вирішення проблеми очистки води від утворених пластівців заліза було запроектовано одношаровий пінополістирольний фільтр. А, з метою економії матеріальних та грошових ресурсів, його встановили всередині водонапірної башти.
В травні 2005 року дана установка була запроваджена в с.Бохоники Вінницької області. З цією метою була реконструйована металева водонапірна башта типу Рожновського із загальним об'ємом баку 15 м3, діаметром стовуру 1,5 м та висотою - 6 м.
Технологічні схеми запропонованих установок мають наступні показники. Розрахункова тривалість фільтроциклу - не менше 8 год. Максимальна тривалість фільтроциклу не повинна перевищувати 3 доби, що пов'язано із можливістю кальматації засипки. Тривалість промивки становить 5 хв. Швидкість фільтрування у нормальному режимі становить 5-5,5 м/год, у форсованому режимі - 6,5-7 м/год. Інтенсивність промивки залежить від густини гранул. Для встановлення оптимальної інтенсивності промивки проведені дослідження по визначенню гранулометричного складу та фізичних показників засипки.
В якості фільтрувальної засипки використовувалася суміш спіненого полістиролу типу ПСВ-С (підтип ПСВ-СN-А). Тобто одна частина полістиролу була спінена у виробничих умовах за допомогою пару та потім просіяна на ситі з діаметром отворів 5 мм. Інша - на лабораторній установці у киплячій воді з тривалістю спінення 1 хв. Розрахункова товщина фільтрувальної засипки складає 1,0 м.
На рисунку 1 подано фотографії з розміщення основних елементів конструкції та самої башти в с.Бохоники.
В 2006 році аналогічна установка була побудована в пансіонаті „Наш дім”, який розташований в с.Нові Обиходи Вінницької області.
Методика досліджень, яка була використана для визначення гранулометричного складу фільтрувального матеріалу, полягає у використанні для виміру розміру зерен електричного мікроскопу [7]. Результати визначення гранулометричного складу полістирольної засипки за допомогою умовного ситового аналізу подано в табл. 1.
В процесі досліджень нами були взяті проби води безпосередньо із свердловини, а також фільтрату, що пройшов знезалізнення на установці баштового типу. Результати хімічного аналізу проб води, взятої з установки та з свердловини в с.Бохоники наведені в табл. 2. Дата проведення відбору 23 червня 2005 року.
Таблиця 1
Результати визначення гранулометричного складу полістирольної засипки за допомогою умовного ситового аналізу.
|
Діаметр |
Характеристики полістиролу |
|||
|
сита |
спінений в лабораторії |
спінений на виробництві |
неспінений |
|
|
Dсист, мм |
Процентний вміст гранул полістиролу відповідного діаметру |
|||
|
0,6 |
|
|
0 |
|
|
0,8 |
|
|
4 |
|
|
1 |
0 |
|
4 |
|
|
1,2 |
4 |
|
22 |
|
|
1,4 |
16 |
0 |
64 |
|
|
1,6 |
20 |
4 |
100 |
|
|
1,8 |
24 |
4 |
|
|
|
2 |
30 |
8 |
|
|
|
2,2 |
32 |
8 |
|
|
|
2,4 |
36 |
8 |
|
|
|
2,6 |
38 |
8 |
|
|
|
2,8 |
44 |
12 |
|
|
|
3 |
52 |
16 |
|
|
|
3,2 |
68 |
20 |
|
|
|
3,4 |
82 |
20 |
|
|
|
3,6 |
88 |
26 |
|
|
|
3,8 |
90 |
38 |
|
|
|
4 |
92 |
42 |
|
|
|
4,2 |
94 |
52 |
|
|
|
4,4 |
98 |
64 |
|
|
|
4,6 |
100 |
80 |
|
|
|
4,8 |
|
98 |
|
|
|
5 |
|
100 |
|
Рис.2. Загальний вигляд башти та її деталей:
а) водонапірна металева башта; б) трубопровід подачі вихідної води; в) повітровідділювач; г) утримуюча решітка; д) пінополістирольна засипка; е) розміщення трубопроводів
Таблиця 2
Результати хімічного аналізу проб води взятих безпосередньо із свердловини та після знезалізнення на установці с.Бохоники станом на 23.06.05 р.
|
Показники |
Одиниці виміру |
Вода із свердловини |
Очищена вода |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
рН |
од. |
7,15 |
7,8 |
|
|
Вільна СО2 |
мг/дм3 |
66 |
відсутня |
|
|
Сірководень |
мг/дм3 |
0,6 |
відсутній |
|
|
Залізо загальне |
мг/дм3 |
2,015 |
0,25 |
|
|
Залізо трьохвалентне |
мг/дм3 |
0,385 |
0,145 |
|
|
Марганець |
мг/дм3 |
відсутній |
відсутній |
|
|
Завислі речовини |
мг/дм3 |
відсутні |
відсутні |
|
|
Кольоровість |
град |
0 |
0 |
|
|
Присмак |
бали |
металічний, 2 бали |
відсутній, 0 балів |
водопровідний башта фільтр пінополістирольний
При досліджені процесу знезалізнення на установці в с.Бохоники під час фільтроциклу кожні 2 год бралися проби води на наявність заліза у фільтраті. Отримані результати приведені в табличній формі.
Таблиця 3
Результати проведених досліджень процесу фільтрування
|
Час від початку |
|
|
|
|
|
|
|
фільтрування , год |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
|
Концентрація заліза |
|
|
|
|
|
|
|
(ІІІ), мг/л |
0.195 |
0.195 |
0.22 |
0.25 |
0.28 |
За отриманими результатами побудований графік залежності концентрації заліза у очищеній воді від тривалості фільтроциклу (рис.2).
Рис.2 Графік залежності концентрації заліза у фільтраті від тривалості фільтроциклу
Також були проведені дослідження процесу промивки установки. В результаті чого були отримані залежності концентрації заліза у промивній воді від тривалості промивки ( табл.4).
Таблиця 4
Результати досліджень процесу промивки
|
Тривалість промивки, хв |
1 |
1.5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Концентрація заліза |
|
|
|
|
|
|
|
|
(ІІІ), мг/л |
3.84 |
4,0 |
4.5 |
3.6 |
2.62 |
2.62 |
Рис.3 Графік залежності концентрації заліза в промивній воді від тривалості промивки
За отриманими результатами будуємо графік залежності концентрації заліза в промивній воді від тривалості промивки (рис.3).
При досліджені процесу промивки нами були отримані досить малі значення концентрації заліза в промивній воді. Дані результати є вірними, але не повністю описують процес промивки даної установки. В даному випадку промивка проводилася через 2 години від початку нового фільтроциклу, тобто майже відразу після попередньої промивки.
Через певний час нами були взяті повторні проби води безпосередньо із свердловини, та фільтрату, як, безпосередньо відразу після знезалізнення на установці, так і через 0,5, 1,5, 2,0 км від башти по трасі водопроводу. Результати хімічного аналізу проб води, взятих в с.Бохоники наведені в табл. 5. Дата проведення відбору 23 лютого 2007 року.
Таблиця 5
Результати хімічного аналізу проб води взятих безпосередньо із свердловини, після знезалізнення та по трасі водопроводу на установці с.Бохоники станом на 23.02.07 р.
|
Результати по місцях відбору |
|
|
|||||
|
Показники |
Одиниці виміру |
Підзем-на |
Очище-на |
500 м від башти |
1500 м від башти |
2000 м від башти |
|
|
рН |
од. рН |
7,5 |
7,35 |
7,38 |
7,35 |
7,35 |
|
|
Лужність |
ммоль/дм3 |
7,6 |
7,2 |
7,2 |
7,4 |
7,4 |
|
|
Жорсткість |
ммоль/дм3 |
7,4 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
|
Залізо загальне |
мг/дм3 |
1,25 |
0,038 |
0,2 |
0,187 |
0,187 |
|
|
Залізо трьохвалентне |
мг/дм3 |
0,67 |
0,025 |
0,187 |
0,13 |
0,13 |
|
|
Залізо двохвалентне |
мг/дм3 |
0,58 |
0,013 |
0,013 |
0,057 |
0,057 |
В табл. 6 подані результати хімічного аналізу води, взятої з установки та з свердловини в с.Нові Обиходи. Дата відбору проб 23 січня 2007 року.
Таблиця 6
Результати хімічного аналізу проб води взятих із свердловини та після знезалізнення на установці с.Нові Обиходи станом на 23.01.07 р.
|
Показники |
Одиниці виміру |
Вода із свердловини |
Очищена вода |
|
|
рН |
од. |
7,5 |
7,65 |
|
|
Лужність |
мг-екв/дм3 |
7,92 |
8,2 |
|
|
Жорсткість загальна |
мг-екв/дм3 |
7,2 |
7,2 |
|
|
Хлориди |
мг/дм3 |
1,68 |
1,68 |
|
|
Сульфати |
мг/дм3 |
26,6 |
22,4 |
|
|
Нітрати |
мг/дм3 |
0,2 |
0,16 |
|
|
Залізо загальне |
мг/дм3 |
1,5 |
0,24 |
|
|
Залізо трьохвалентне |
мг/дм3 |
0,9 |
0,24 |
|
|
Марганець |
мг/дм3 |
відсутній |
відсутній |
|
|
Окислюваність перманганатна |
мг О2/дм3 |
2,72 |
1,36 |
|
|
Кольоровість |
град |
12 |
5 |
|
|
Сухий залишок |
мг/дм3 |
525 |
465 |
Запропоновану установку доцільно впроваджувати в системи локального водопостачання сільських населених пунктів. Після знезалізнення на даній установці, вода повністю задовільняє вимоги ГОСТу 2874-82. Перевагами даної конструкції є простота конструкції, що не потребує складних операцій при виготовлені та монтажі деталей, економія матеріалів, що дозволяє проводити оснащення існуючих водонапірних башт та впровадити установку у серійне виробництво, при будівництві та реконструкції систем водопостачання.
Література
1. ГОСТ 2874-82. Вода питна.
2 Орлов В.О., Мартинов С.Ю., Мінаєва Н.Л. Знезалізнення води на установці баштового типу. Вісник національного університету водного господарства та природокористування, ч.3, випуск 31. Рівне - 2005, с. 307-314.
3. Патент № 95114939 (UA) Муромцев Л.Н., Хоружий П.Д. Установка для знезалізнення води. Опубл. 20.08.1997.
4. Патент №46297 (UA) Дзюба С.В. Пристрій очищення води. Опубл. 15.01.2004.
5. Патент №2100282 (RU) Рысьев О.А., Чечевичкин В.Н. Способ сорбционной очистки питьевой воды от железа. Опубл. 27.12.1997.
6. Патент №96111252 (RU) Юрков Е.В., Терновцев В.Е., Бондаренко В.И., Грубий П.П. Установка для знезалізнення води. Опубл. 27.07.1998.
7. Орлов В.О., Мартинов С.Ю., Мінаєва Н.Л., Валігуліна Ю.П. Визначення гранулометричного складу пінополістирольного завантаження фільтрів для знезалізнення води. Вісник НУВГП ч.4, випуск 1. Рівне - 2004, с. 216-224.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Ємкісні споруди, що використовуються у системах водопостачання, їх різновиди, властивості та призначення. Правила розташування та основні елементи водонапірної башти, резервуарів, гідропневматичної установки. Функції регулюючих та запасних споруд.
реферат [2,0 M], добавлен 23.09.2009Призначення, опис, технічна характеристика баку водонапірної башти. Матеріали, які використовують для її виготовлення. Вибір форми, методу, способу складання та зварювання баку водонапірної башти. Вибір та обґрунтування вибору способу зварювання.
курсовая работа [62,1 K], добавлен 01.06.2010Залежність надійної та економічної роботи котельних установок від якості води для підживлення котлів. Природні води, домішки, які вони містять. Докотлова та внутрішньокотлова обробка води. Сепараційний пристрій відбійно-щитового типу для сепарації води.
реферат [2,0 M], добавлен 25.09.2009Типи водоспоживачів і режим водоспоживання. Визначення кількості води, що споживається, і режиму її витрачання на перспективний (розрахунковий) період. Системи та схеми водопостачання. Добування води, поліпшення її якості, зберігання і транспортування.
реферат [977,6 K], добавлен 26.09.2009Фізико-хімічні основи вапнування, коагуляції та іонного обміну з метою освітлення, зм'якшування і знесолювання води. Технологічна схема і апаратурне оформлення процесу отримання знесоленої води методом іонного обміну. Характеристика системи PLANT SCAP.
курсовая работа [40,6 K], добавлен 06.04.2012Фізико-хімічні основи процесу очищення води методом озонування. Технологічна схема очищення з обґрунтуванням вибору основного обладнання. Принцип дії апаратів, їх розрахунок. Екологічне та економічне обґрунтування впровадження нового устаткування.
дипломная работа [635,2 K], добавлен 10.04.2014Огляд проблем, спричинених твердістю води. Аналіз фізико-хімічних властивостей води та забезпечення оцінювання якості. Дослідження імітансу води як багатоелементного двополюсника. Опис залежності параметрів імітансу комірки від частоти тестового сигналу.
презентация [470,5 K], добавлен 07.12.2015Шляхи підвищення ефективності механічної обробки деталей. Розробка математичної моделі технологічної системи для обробки деталей типу вал як системи масового обслуговування. Аналіз результатів моделювання технологічної системи різної конфігурації.
реферат [48,0 K], добавлен 27.09.2010Гігієнічні вимоги до якості питної води з підземних джерел та показники її якості. Захист та охорона вiд забруднення джерел питного водопостачання. Функціонування водозабiрних споруд пiдземних вод. Причини зменшення продуктивності водозабірних свердловин.
реферат [2,9 M], добавлен 01.12.2010Проект корпуса фільтра вертикального однокамерного, призначеного для фільтрації води, яка в нього подається для подальшої експлуатації. Розрахунок товщини стінки апарата, лаза та міцності. Підбір фланців, прокладок, штуцера, опорних лап; охорона праці.
курсовая работа [485,3 K], добавлен 15.08.2012Характеристика деталей, вибір виду і товщини покриття при розробці технологічного процесу одержання цинкового покриття. Розрахунки кількості хімікатів і води для приготування електролітів, анодів для ванн електрохімічної обробки, витяжної вентиляції.
дипломная работа [213,3 K], добавлен 19.08.2011Описання проектованого теплообмінника типу "труба в трубі", його переваги та недоліки. Технологічна схема виробництва яблучного квасу. Тепловий, гідравлічний, конструктивний розрахунок та розрахунок теплової ізоляції, побудова графіку оптимізації.
курсовая работа [282,7 K], добавлен 07.07.2011Аналіз призначення та загальні характеристики промислових контролерів. Особливості конструкції програмованого логічного контролера ОВЕН ПЛК. Схемотехнічна побудова модулів вводу-виводу програмованого контролера. Розробка системи керування рівнем води.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 22.07.2011Призначення, конструктивні особливості роботи талевих блоків типу УТБ-5-225. Умови роботи та причини виходу з ладу вузлів і деталей, порядок здавання в ремонт. Перевірочні розрахунки деталей талевого блока на міцність, зусиль розпресування деталей.
курсовая работа [666,5 K], добавлен 12.01.2012Системи збору нафти, газу і води на нафтових промислах. Необхідність зменшення втрат вуглеводнів при зборі нафтопромислової продукції. Розробка та застосування групових напірних герметизованих систем збору. Вимір нафтопромислової продукції свердловин.
контрольная работа [192,6 K], добавлен 28.07.2013Принципова технологічна схема та передумови виконання проекту. Технологічний та мікробіологічний контроль виробництва. Розрахунок основного обладнання, витрат електроенергії і води, робочих місць і виробничих площ. Охорона праці і техніка безпеки.
курсовая работа [278,5 K], добавлен 21.11.2011Будова і робота сировиготовлювачів, патентні розробки. Сутність модернізації, будова та принцип роботи обладнання. Витрати холодної води для установки по солінню сирного зерна в потоці. Технологія виготовлення окремих деталей. Автоматизація виробництва.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 05.02.2016Установка знешкодження води травильного відділення трубного виробництва як об'єкт автоматизації. Фізико-хімічні основи процесу. Апаратне оформлення технологічного процесу. Норми технологічного режиму. Розробка системи керування технологічним процесом.
реферат [41,3 K], добавлен 02.02.2014Проектування схеми автоматизації водогрійного котла ПТВМ-100, що передбачає використання новітніх приладів та засобів виробництва. Опис принципових схем. Шляхи підвищення безпеки експлуатації об’єкта, збільшення точності підтримки нагрітої води.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 07.12.2014Характеристика природної води та її домішок, органолептичні та хімічні показники якості. Аналіз вимог до води за органолептичними, фізико-хімічними та токсичними показниками, методи її очистки для безалкогольного та лікеро-горілчаного виробництва.
реферат [46,9 K], добавлен 12.09.2010
