Способ очистки воды в осветлителях со взвешенным осадком

1 Настоящее изобретение относится к способу управления работой установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка,предназначенной для отделения от подготавливаемой исходной (сырой) воды присутствующих в ней в виде частиц загрязнений и имеющей несколько выполненных предпочтительно в виде бассейнов, в частности воронкообразно сужающихся в сечении книзу реакторов, которые имеют подводящий трубопровод для исходной воды в донной части и сток для осветленной воды в верхней части, по которому из реакторов отводится в основном очищенная от загрязняющих ее частиц осветленная вода, а также имеющей расположенные между или рядом с реакторами и гидравлически сообщающиеся с последними на определенной высоте от их дна шламоприемные камеры, из которых по шламоотводящему устройству удаляют в виде шлама осажденные из исходной воды загрязнения. Подобная установка для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка и соответствующий способ управления ее работой известны из публикации В.А. Клячко (W.A.von Schlammkontaktanlagen zur Wasseraufbereitung", WWT, 10-й год изд. (1960), номер 3, стр. 109. В заявке DE 4117479 А 1 описан опорожняемый отстойник, а также способ опорожнения этого отстойника, при этом указанный отстойник имеет несколько камер, а также устройства для отвода амальгамного шлама и перелив для осветленной воды, причем подача загрязненной исходной воды прерывается сразу же, как только уровень жидкости в отстойнике превысит определенную границу. При этом устройства для отвода шлама у различных камер открывают, соответственно закрывают последовательно. Поскольку известный из вышеуказанной заявки DE 4117479 А 1 отстойник относится к водоочистной установке совершенно иной конструкции и с физической точки зрения работающей по абсолютно иному принципу, такой отстойник не относится к установкам для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка того типа, которые являются объектом настоящего изобретения. Так, в частности, в связи с тем, что способ согласно заявке DE 4117479 А 1 осуществляют с использованием совершенно иной технологии, в нем не предусмотрено создания заданного скачка скорости в восходящем потоке исходной воды, подаваемой в реактор для очистки со взвешенным слоем осадка. В принципе, установка для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка должна работать в непрерывном режиме, тогда как из-за предусмотренной согласно DE 4117479 А 1 периодической подачи исходной воды и отвода шлама в этот известный процесс прежде всего 2 пришлось бы вносить существенные, отрицательно влияющие на его протекание изменения. В заявке DE 4006689 А 1 описаны устройство и способ для определения качества сточных вод измерением параметров небольшого количества поступающей в водоприемник неочищенной воды (дождевой воды, воды для пожаротушения и т.д.). В этой заявке водоообработка, прежде всего с использованием установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка указанного в начале описания типа, не описывается. В частности, в известном изDE 4006689 А 1 способе не предусматривается ни определенное разделение неочищенной и осветленной воды за счет создания скачка скорости в потоке поступающей исходной воды, ни периодический отвод шлама в каждом случае из определенной части нескольких имеющихся шламоприемных камер. Более того, в DE 4006689 А 1 описывается регулирование количества неочищенной исходной воды, сбрасываемой в канализацию или направляемой на дальнейшую, более подробно не описанную обработку. В статье М. Kohne "Kontinuierliche OnlineMeverfahren in der Abwassertechnik", опубликованной в журнале "Korrespondenz Abwasser",40-й год изд. 10/93, стр. 1628-1638, описывается используемый в канализационной технике метод непрерывного измерения непосредственно в процессе очистки сточных вод, в частности метод измерения уровня шлама во вторичных отстойниках с вертикальным прохождением потока, используемых в очистных сооружениях. Какой-либо относящийся к области настоящего изобретения способ управления работой установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка, соответствующий настоящему описанию, в данной статье не затрагивается. В вышеописанной установке для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка типа"коридор" обрабатываемая вода по распределительному трубопроводу, предназначенному для подачи исходной воды, поступает снизу в донную часть воронкообразного реактора, работающего по принципу восходящего потока. За счет предварительного добавления флокулянтов(коагуляторов) в воде в нижней части воронки из присутствующих в виде частиц загрязнений образуются хлопья. Поскольку эти хлопья несколько тяжелее воды, они скапливаются в основном в нижней части воронки. С целью воспрепятствовать всплытию этих хлопьев в зону осветленной воды, находящуюся в верхней части реактора, в потоке воды создают скачок скорости, составляющий примерно от 10 до 20%, причем такой скачок скорости достигается за счет частичного отвода потока воды из воронкообразного реактора, работающего по принципу восходящего потока, на определенной высоте от дна и его слива во вторую коридорную систему, площадь поверхности которой 3 составляет примерно 10% от площади первой из указанных камер. За счет этого скорость vF восходящего из подающего трубопровода потока неочищенной воды снижается в зоне осветленной воды в верхней части реактора примерно на 10-20% до более низкой скорости vK. Такой скачок скорости должен обеспечить максимально эффективное отделение хлопьев от осветленной воды с образованием в реакторе на определенной высоте граничного уровня хлопьев (границы отстоя) с тем, чтобы в зоне осветленной воды хлопья по возможности отсутствовали. Затем из второй "коридорной системы" избыточный шлам, образовавшийся в донной части из осевших хлопьев, сливают вниз. Достигаемая при осуществлении этого способа степень очистки воды составляет согласно литературным источникам примерно 70-80% (см. G.BWT, 17-й год изд. (1967),4). Эта система используется в основном во всех странах Восточной Европы на действующих водопроводных станциях в качестве стадии флокуляции и предварительной очистки. Ее можно использовать также в качестве стадии снижения или повышения жесткости воды. Однако в указанной выше статье Fischer(1967) в последнем абзаце отмечается, что описанный в ней метод "из-за обусловленной технологическими причинами неустойчивости протекания процесса следует все же использовать только там, где можно рассчитывать на примерно постоянный режим работы без кратковременных колебаний в качестве и количестве воды". Такие технологические проблемы обусловлены тем, что удаление шлама с помощью спускных труб из сборника избыточного шлама из-за отсутствия в подводящем трубопроводе для исходной воды задвижек, которые отделяли бы друг от друга емкости каждой коридорной секции, приводит также к снижению уровня воды в соответствующей приточной емкости,поскольку все резервуары гидравлически сообщаются друг с другом. В слое хлопьев в верхней трети воронки при удалении шлама направление ускорения потока и слоя хлопьев изменяется в сторону расположенной сбоку спускной трубы для шлама. Вследствие этого четкая граница между слоем хлопьев и слоем осветленной воды снова пропадает, а прежняя зона осветленной воды замутняется поднимающимися клубами хлопьев. Несмотря на то, что первоначально в имеющихся водоочистных установках подающих трубопроводах для исходной воды устанавливали ручные задвижки, впоследствии такие задвижки практически никогда не использовались, поскольку для однократного удаления 4 шлама в подобной установке потребовалось бы задействовать от 16 до 22 задвижек, что означало бы значительное увеличение затрат и отрицательно сказывалось бы на работе водопроводной станции. Однако из-за того, что отдельные секции "коридора" гидравлически сообщаются друг с другом, при такой технологии очистки воды во время удаления шлама во всей системе отсутствует перелив осветленной воды, в результате чего во время удаления шлама дальнейшая подача воды на последующие стадии очистки в водопроводной станции каждый раз прекращается. Во всех странах Восточной Европы подобные очистные установки в осветлителях со взвешенным слоем осадка типа "коридор", которые до 1989 года всегда сооружались по одной и той же системе, до сегодняшнего дня все еще находятся в эксплуатации и являются ненадежными в работе по отмеченным в вышеназванной публикации технологическим причинам. Принципиальные усовершенствования в такие водоочистные установки с тех пор не вносились. Из-за вышеуказанных гидравлических проблем обычные водопроводные станции в странах Восточной Европы работают лишь на 60-70% от своей максимальной расчетной производительности по количеству подготавливаемой воды, не достигая предельной мощности. Более того, в процессе очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка производительность многих установок подобного типа возможно составляет в настоящее время около 50%. Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой способ управления работой установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка указанного в начале описания типа, который был бы лишен вышеназванных технологических проблем, что позволило бы повысить производительность водопроводной станции по количеству обрабатываемой воды до максимально предусмотренной номинальной мощности в 100%. Указанная задача решается согласно изобретению неожиданно простым и эффективным способом благодаря тому, что одновременно шлам отводят, соответственно удаляют в каждом случае только из части имеющихся шламоприемных камер установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка, предпочтительно только из одной единственной соответствующей шламоприемной камеры, и во время удаления шлама подводящие трубопроводы, по которым исходная вода поступает в гидравлически непосредственно сообщающиеся с соответствующими шламоприемными камерами реакторы, перекрывают с помощью задвижек, а затем по завершении удаления шлама снова открывают. Таким образом, те секции 5 установки, из которых в данный момент происходит удаление шлама, гидравлически отсоединяют от остальных секций, которые в течение этого времени могут беспрепятственно продолжать работу. Тем самым обеспечивается стабильная работа установки для очистки и во время удаления шлама из одной из ее реакторных емкостей. Очевидно, что при отводе шлама из одной из шламоприемных камер всегда происходит взмучивание определенной части шлама, попадающего при этом в зону осветленной воды. Однако благодаря применению предлагаемого в изобретении способа снижение качества осветленной воды ограничено лишь небольшим количеством секций, а в предпочтительном варианте - только одной секцией, благодаря чему в результате разбавления воды после возобновления подачи исходной воды в секцию, из которой был удален шлам, возможно лишь ограниченное максимальное снижение качества отбираемой осветленной воды, определяемое отношением количества секций, из которых удалялся шлам,к количеству секций, продолжавших в это время работать. Например, в том случае, если шлам удалялся лишь из одной единственной секции, а девять секций продолжали в это время работать,максимальное снижение качества сливаемой воды на этой стадии составит около 10%. В отличие от этого при осуществлении применяемых до настоящего времени способов качество отводимой осветленной воды снижалось в относительном выражении, например, применительно к обезжелезиванию, с 1 мг Fe на сливе до 2-3 мг Fe в течение 30 мин. По сравнению с этим повышение качества, достигаемое в результате реализации предлагаемого в изобретении простого решения, исключительно велико. Наиболее предпочтителен такой вариант предлагаемого в изобретении способа, в котором непрерывно измеряют объемный расход потока отводимой, соответственно сливаемой из всей установки для очистки осветленной воды и регулированием объемного расхода подводимой исходной воды устанавливают на постоянное задаваемое значение. Благодаря этому в сочетании с вышеназванными предлагаемыми в изобретении мерами при в основном стабильном качестве получаемой на сливе осветленной воды достигается определенная, прежде всего неизменная производительность установки, что обеспечивает стабильную работу последующих секций водопроводной станции за счет поступления в них предсказуемых и постоянных количеств воды. Изобретение относится также к предназначенной для осуществления предлагаемого способа установке для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка, конструктивные признаки которой указаны в начале описания и которая имеет задвижки с дистанционным управлением и с электрическим, пневматиче 002291 6 ским или гидравлическим приводом. Если у известных очистных установок типа "коридор," по меньшей мере, вначале в линии подачи исходной воды использовались ручные задвижки,которыми, однако, как уже было сказано выше,при удалении шлама обычно никогда не пользовались, поскольку при наличии, как правило, 822 расположенных последовательно коридорных секций приходилось бы вручную приводить в действие от 16 до 22 задвижек, благодаря предлагаемому в изобретении использованию задвижек с дистанционным управлением впервые стало возможным обеспечить рациональный процесс работы подобной очистной установки на водопроводной станции. С диспетчерского пульта управления водопроводной станции один единственный оператор может нажатием кнопки перекрыть подачу исходной воды в одну или в ограниченное число коридорных секций и после этого, предпочтительно также путем дистанционного управления, запустить в этих секциях процесс удаления шлама. По завершении процесса удаления шлама и в некоторых случаях по истечении определенного промежутка времени, необходимого для осаждения взмученных хлопьев шлама, можно снова включить, также с помощью дистанционного управления, подачу исходной воды в те секции, из которых удалялся шлам, и при необходимости таким же путем можно производить удаление шлама из других секций. Кроме того, в предлагаемой установке для очистки предусмотрено измерительное устройство для измерения объемного расхода отводимой, соответственно сливаемой осветленной воды. Тем самым объемный расход отводимой осветленной воды можно отрегулировать на постоянное задаваемое значение, в результате чего, как уже было сказано выше, обеспечивается равномерный режим работы установки. Измерительное устройство имеет уровнемер для измерения уровня осветленной воды в реакторных емкостях установки для очистки, а также вычислительное устройство для расчета объемного расхода отводимой осветленной воды на основании информации о высоте расположения уровня осветленной воды с учетом информации о фактических размерах проходного сечения на выходе подводящих трубопроводов для исходной воды. Благодаря этому обеспечивается простое, а именно, путем лишь измерения уровня и обработки этой информации в миниЭВМ, учитывающей также информацию, которая предоставляет сведения о фактических размерах проходного сечения на выходе подводящих трубопроводов для исходной воды и которая может поступать в виде электрических сигналов в вычислительное устройство, например, от простых датчиков перемещений, определение объемного расхода осветленной воды 7 на сливе, а тем самым и фактической производительности установки для очистки. В предпочтительном варианте вычислительное устройство является компонентом микропроцессора, который наряду с обработкой поступающих на его вход измеренных значений выдает через систему дистанционного управления управляющие сигналы на приводы соответствующих задвижек, которыми объемный расход воды на сливе поддерживается на требуемом постоянном уровне. Другие преимущества и отличительные особенности изобретения рассмотрены в приведенном ниже описании, которое иллюстрируется приложенным к нему чертежом. При этом следует отметить, что объем изобретения не ограничен описанными ниже и представленными на чертеже вариантами его осуществления,которые приведены только в качестве примеров,поясняющих сущность изобретения. Ниже изобретение более подробно поясняется на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж,на котором схематично изображен вертикальный разрез предлагаемой в изобретении установки для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка согласно одному из вариантов ее выполнения. Предлагаемая в изобретении установка для очистки в осветлителях со взвешенным слоем осадка имеет несколько реакторов 10, которые в сечении имеют обычно прямоугольную форму. Для отделения присутствующих в виде частиц загрязнений поток обрабатываемой исходной(сырой) воды подают по подводящему трубопроводу 1 в донной части воронкообразно сужающегося реактора 10, где этот втекающий поток движется вверх с основной составляющей скорости. В результате добавления флокулянтов в исходной воде из загрязняющих ее частиц образуются хлопья, скапливающиеся в зоне 12 хлопьеобразования в нижней части реактора. За счет бокового слива части исходной воды в расположенные рядом с реакторами 10 шламоприемные камеры 8 создается скачок скорости потока, приводящий к образованию граничного уровня 9 слоя хлопьев, отделяющего зону 2 хлопьеобразования от зоны 3 осветленной воды в верхней части реактора 10. Обработанная вода может отводиться, соответственно сливаться из установки по стокам 4 для осветленной воды, а также через слив 5 для осветленной воды. В донной части каждой из шламоприемных камер 8 предусмотрены отводящие трубопроводы 7, по которым сгущенный шлам может быть удален из шламоприемных камер 8. В соответствии с изобретением на входе подводящего трубопровода 1 для исходной воды в каждый из реакторов 10 установлены задвижки 6 с дистанционным управлением и предпочтительно с электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом, которые 8 позволяют перекрывать подачу исходной воды на время отвода шлама из сообщающейся с соответствующим реактором 10 шламоприемной камеры 8, а затем снова возобновлять ее. На чертеже схематично показано также измерительное устройство 11, которое позволяет непрерывно измерять объемный расход отводимой, соответственно сливаемой осветленной воды. В рассматриваемом примере измерительное устройство 11 представляет собой уровнемер, предназначенный для измерения уровня осветленной воды. Измерительное устройство 11 соединено с вычислительным устройством 12, на вход которого поступают также электрические измерительные сигналы от не показанных на чертеже датчиков перемещений, несущие информацию о размерах фактического проходного сечения на выходе подводящих трубопроводов 1 для исходной воды, на основании чего вычислительное устройство 12 затем может рассчитать объемный расход отводимой осветленной воды. Такое вычислительное устройство 12 может быть также, в частности, компонентом микропроцессора, который может соответствующим образом управлять задвижками для автоматического регулирования объемного расхода. Кроме того, может быть также предусмотрен регулирующий элемент 13, в частности задвижка с дистанционным управлением, для регулирования объемного расхода потока осветленной воды, сливаемой из шламоприемных камер 8 через слив 5. В не показанных на чертеже вариантах выполнения изобретения для регулирования объемного расхода отводимого шлама и/или отбираемой осветленной воды можно также дополнительно предусмотреть задвижки, прежде всего с электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом и предпочтительно с дистанционным управлением. В предпочтительном варианте целесообразно предусмотреть также не показанный на чертеже таймер, обеспечивающий срабатывание соответствующих задвижек в определенные,предварительно установленные моменты времени. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления работой осветлителя со взвешенным слоем осадка, предназначенного для отделения от подготавливаемой исходной воды присутствующих в ней в виде частиц загрязнений и имеющий несколько выполненных в виде бассейнов воронкообразно сужающихся в сечении книзу реакторов (10), которые имеют подводящий трубопровод (1) для исходной воды в донной части и сток (4) для осветленной воды в верхней части, по которому из реакторов (10) отводится в основном очищенная от загрязняющих ее частиц осветленная вода, а также имеющей расположенные между или рядом с реакторами (10) и гидравлически сообщающиеся с последними на определенной высоте от их дна шламоприемные камеры (8), из которых по шламоотводящему устройству (7) удаляют в виде шлама осажденные из исходной воды загрязнения, отличающийся тем, что одновременно шлам отводят, соответственно удаляют в каждом случае только из части имеющихся шламоприемных камер (8), при этом во время удаления шлама подводящие трубопроводы (1), по которым исходная вода поступает в гидравлически непосредственно сообщающиеся с соответствующими шламоприемными камерами (8) реакторы (10), перекрывают с помощью задвижек (6), а затем по завершении удаления шлама снова открывают. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что непрерывно измеряют объемный расход потока отводимой, соответственно сливаемой из всей установки для очистки осветленной воды и регулированием объемного расхода подводимой исходной воды устанавливают на постоянное задаваемое значение. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что задвижки (6) приводят в действие с помощью дистанционного управления электрически,пневматически или гидравлически. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что шлам удаляют только из одной шламоприемной камеры (8). 5. Осветлитель со взвешенным слоем осадка, предназначенный для отделения от подготавливаемой исходной воды присутствующих в ней в виде частиц загрязнений и имеющий несколько выполненных в виде бассейнов ворон 10 кообразно сужающихся в сечении книзу реакторов (10), которые имеют подводящий трубопровод (1) для исходной воды в донной части и сток (4) для осветленной воды в верхней части,по которому из реакторов (10) отводится в основном очищенная от загрязняющих ее частиц осветленная вода, отличающийся тем, что имеет шламоприемные камеры (8), расположенные между или рядом с реакторами (10) и гидравлически сообщающиеся с ними на определенной высоте от их дна, из которых по шламоотводящему устройству (7) удаляются в виде шлама осажденные из исходной воды загрязнения,средство дистанционного управления задвижками (6), имеющими электрический, пневматический или гидравлический привод, позволяющее перекрывать на время отвода шлама из части шламоприемных камер подводящий трубопровод (1) реактора (10), гидравлически сообщающегося с соответствующей указанной камерой (8), а затем по завершении удаления шлама снова открывать его, измерительное устройство(11) для непрерывного измерения объемного расхода отводимой, соответственно сливаемой осветленной воды, имеющее уровнемер для измерения уровня осветленной воды в реакторных емкостях осветлителя, а также вычислительное устройство (12) для расчета объемного расхода отводимой осветленной воды на основании информации о высоте расположения уровня осветленной воды с учетом информации о фактических размерах проходного сечения на выходе подводящих трубопроводов (1) для исходной воды, и регулирующий элемент (13) для регулирования объемного расхода отводимой из шламоприемных камер (8) осветленной воды.