12. ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ СЕРОВОДОРОДА

12.1. Для очистки воды от сероводорода разработаны аэрационный, химический и биохимический методы.

АЭРАЦИОННЫЙ МЕТОД

12.2. Аэрационный метод удаления сероводорода допускается применять при содержании сероводорода до 3 мг/л и производительности установки до500м³/сут.

Удаление сероводорода аэрацией следует осуществлять в дегазаторах с деревянной хордовой насадкой (градирнях) .

Технологические параметры работы дегазаторов определяют расчетом.

Для предварительной оценки следует принимать нагрузку равной 30 м³/(м²×ч) на градирню, расход воздуха - 30 м³ на 1 м³, высоту слоя насадки - 3 м.

Эффективность удаления сероводорода при аэрации воды в дегазаторах Э зависит от ее рН и не превышает значений, указанных в табл. 15.

Таблица 15

12.3. Дегазаторы следует располагать на открытом воздухе или в помещении. Сероводород токсичен, при концентрации смеси сероводорода с воздухом 4,3-46 % взрывоопасен, поэтому помещения дегазаторов следует оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха.

ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД

12.4. Химический метод очистки воды от сероводорода следует применять при содержании сероводорода до 10 мг/л. Метод основан на реагентном окислении сероводорода, коагуляции и фильтровании через скорые фильтры.

12.5. Для окисления сероводорода применяют хлор или хлорсодержащие окислители, озон, перманганат калия, а также электрохимический метод.

Дозы окислителей и преобладающие продукты реакции приведены в табл. 16.

Таблица 16

При определении общего расхода реагентов-окислителей для обработки воды необходимо учитывать их потребление также другими (кроме сероводорода) окисляющимися соединениями, которые находятся в воде.

12.6. Распределители и смесители реагентов с водой следует применять закрытого типа (см. разд. 1). Фильтры необходимо проектировать с водовоздушной промывкой, принимая дозу коагулянта на основании опытных определений. Ориентировочно она может быть принята 25-30 мг/л по безводному сернокислому алюминию.

БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД¹

¹Следует применять в экспериментальном порядке.

12.7. Метод очистки воды от сероводорода в реакторе биохимического окисления основан на использовании главным образом тионовых бактерий Thiobacillus thioparus.

12.8. В реакторе биохимического окисления исходная вода пропускается снизу вверх через затопленную зернистую загрузку и барботируется воздухом, в результате через 1-3 недели на загрузке развиваются микроорганизмы, окисляющие сероводород до серы и сульфатов. Увеличение продолжительности и интенсивности аэрации ведет к снижению в составе продуктов реакции содержания серы и увеличению концентрации сульфатов.

В состав очистной установки входят (черт. 40): реактор биохимического окисления; воздуходувные агрегаты фильтрами для очистки воздуха, подаваемого в реактор биохимического окисления; бачок для приготовления раствора биогенного компонента - триполифосфата натрия; скорые фильтры. Реакторы располагают вне здания, предусматривая специальные мероприятия против замерзания, а также против загазованности колодцев и коллекторов.

Черт. 40. Сооружения для удаления марганца из воды
биохимическим методом

1 - реактор биохимического окисления; 2 - бачок для приготовления раствора триполифосфата натрия; 3 - скорый фильтр; 4 - воздуходувные агрегаты с фильтрами для очистки воздуха

12.9. Метод следует применять при температуре воды 6-30 °С, общем содержании сероводорода до 50 мг/л, железа двухвалентного - до 0,3 мг/л, рН исходной воды - 7-9. Эффективность очистки воды от сероводорода после ее обработки в реакторах и фильтрах составляет 95-99%.

12.10. В случае очистки от сероводорода подземных или дренажных вод, мутность которых превышает 15 мг/л, перед реактором биохимического окисления необходимо устраивать сооружения для осветления воды с целью предотвращения засорения распределительной системы и зернистой загрузки реактора.

12.11. Необходимость фильтрования воды, прошедшей через реактор биохимического окисления, выясняется в результате технологических изысканий. Фильтрование предусматривается, если мутность воды, предназначенной для питьевых целей, после реактора биохимического окисления превышает 1,5 мг/л. Фильтры следует применять с загрузкой крупностью 0,7-1,6 мм и высотой слоя 1,5-2 м. Проектирование фильтров надлежит осуществлять в соответствии со СНиП 2.04.02-84.

12.12. В тех случаях, когда фильтрование без коагуляции не обеспечивает очистку воды от активного ила, образующегося в реакторе биохимического окисления, перед фильтрами воду следует обрабатывать коагулянтом. После фильтров надлежит предусматривать хлорирование воды дозой, равной 2-3 мг/л. Промывка фильтров - водовоздушная.

12.13. Промывные воды фильтров после обработки их коагулянтом или флокулянтом и отстаивания целесообразно возвращать в реактор биохимического окисления. Продолжительность отстаивания воды - не менее 5 ч. Промывные воды могут содержать гидроксид алюминия (или железа), активный ил и коллоидную серу. Промывные воды не содержат веществ, которые препятствовали бы сбросу этих вод или выпавшего из них осадка в сеть хозяйственно-фекальной канализации.

12.14. При рН 7-9 происходит интенсивное поглощение микроорганизмами Thiobacillus thioparus растворенного сероводорода из воды. При рН обработанной воды свыше 7,5 и общем содержании сероводорода в исходной воде до 20 мг/л после развития микроорганизмов (активного ила) на поверхности загрузки не происходит загрязнения окружающей среды выбросами сероводорода из реактора в воздух. При большем содержании сероводорода в воде следует провести технологические изыскания на опытно-промышленной установке для определения количества выбросов сероводорода. Очистка воздушных выбросов от сероводорода может быть предусмотрена известными методами.

12.15. Реактор биохимического окисления представляет собой резервуар с перекрытием из съемных плит, загруженный щебнем или гравием с крупностью зерен 10-30 мм, с толщиной слоя гравия 1,0 м. Толщина слоя воды над загрузкой должна быть не менее 1,0 м. При общей высоте реактора не менее 3 м удельную гидравлическую нагрузку на 1 м² площади реактора и удельный расход воздуха на 1 м³ обрабатываемой воды можно принимать по табл. 17.

Таблица 17

П р и м е ч а н и я: 1. Рекомендуемые параметры для каждого конкретного объекта следует проверять технологическими изысканиями.

2. В табл. 17 даны параметры при температуре воды 9-10 °С. При температуре воды 6-8 °С гидравлическая нагрузка уменьшается на 50 %, при температуре свыше 15 °С - увеличивается на 50 %.

12.16. Отвод воды из реактора следует предусматривать по деревянным или пластмассовым желобам, установленным в верхней части реактора таким образом, чтобы верхняя кромка желобов располагалась строго горизонтально. Расстояние между желобами должно быть не более 2 м. Площадь одного реактора, исходя из условия равномерного распределения водя и воздуха по его площади, следует принимать не более 100 м.

12.17. Число независимо работающих отделений реактора принимают не менее четырех. Предусматривается возможность подачи всей воды и воздуха в одно отделение реактора с целью промывки загрузки.

Надлежит предусматривать возможность опорожнения реактора для осуществления ремонтных работ и профилактического осмотра.

12.18. На дне реактора устраивают две распределительные системы: одну - для распределения воды, другую - для воздуха. Распределительные системы размещают на дне резервуара под ложным дырчатым днищем, на которое укладывают гравий или щебень. Диаметр отверстий в трубах для распределения воды - 10 мм, шаг между отверстиями - 0,5 м. Расстояние между трубами для воздуха - 0,25 м, между отверстиями - 0,15 м. Отверстая в трубах для воздуха диаметром 3 мм располагают под углом 45° вверх с обеих сторон труб в шахматном порядке.

Суммарная площадь отверстий в каждом ответвлении системы подачи воды должна составлять 0,3-0,35 площади поперечного сечения трубы, суммарная площадь поперечных сечений ответвлений - 0,4-0,6 площади поперечного сечения коллектора.

В конце каждой распределительной трубы и на магистрали воздуховодов должны быть установлены стояки с задвижками или съемными заглушками для продувки воздушной распределительной системы. Воздуховоды перед пуском в эксплуатацию продувают, удаляя воздух через специальные задвижки или заглушки.

Систему для распределения воздуха необходимо располагать на одной отметке строго горизонтально. Допустимое отклонение должно быть не более ± 3 мм.

Скорость движения воды в начале дырчатой трубы - 1-1,5 м/с, воздуха - 15-20 м/с, скорость выхода воздуха из отверстий - 40-50 м/с. Магистральные воздуховоды укладывают выше уровня воды в реакторах. Необходимо обеспечивать равномерность распределения воды и воздуха (не менее 80 %).

Трубы для подачи воздуха укладывают на деревянные или пластмассовые опоры и крепят к опорам хомутами с резиновыми прокладками. Опоры крепят к днищу реактора, хомуты устанавливают через 1,0 м.

Внутреннюю поверхность реактора следует защищать антикоррозионным покрытием.

12.19. Для транспортирования воды, содержащей сероводород, предпочтительно применять трубы:

асбестоцементные напорные (ГОСТ 539-80) с асбестоцементными муфтами типа САМ;

из высокохромистых сталей марок Х25Т, Х17Т, Х21Н5Т, Х18Н10Т;

из полиэтилена высокого давления и низкой плотности ПНП (ГОСТ 18599-83).

Арматуру необходимо применять в коррозионно-стойком исполнении. Можно использовать вентили и клапаны из пластмасс (винипласта, полиэтилена), а также стальную и чугунную арматуру, футерованную пластмассой или резиной. Материал для покрытия внутренней поверхности труб и резервуаров должен предусматриваться в соответствии с «Перечнем материалов и реагентов, разрешенных Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения». Проходные галереи для трубопроводов и арматуры надлежит оборудовать принудительной вентиляцией с 12-кратным обменом воздуха, а также обогревом.

12.20. Раствор триполифосфата натрия дозируется перед реактором биохимического окисления с целью интенсификации в случае необходимости развития тионовых бактерий. Доза триполифосфата натрия - 0,5 мг/л (по ). С целью улучшения процесса растворения триполифосфата натрия при приготовлении рабочего раствора следует предусмотреть возможность барботирования воды воздухом в растворном баке.

Дозируют триполифосфат натрия непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 3-4 недель, а затем периодически при ухудшении эффекта очистки в течение 2-4 сут в месяц.

Раствор триполифосфата натрия необходимо приготавливать в баках с антикоррозионной защитой. Концентрацию рабочих растворов надлежит принимать 0,5-3 % в расчете на технический продукт, продолжительность растворения с применением механических мешалок или сжатого воздуха 4 ч - при температуре воды 20 °С, 2 ч - при температуре воды 50 °С.

Если анализ покажет, что в реакторе биохимического окисления отлагается карбонат кальция, то для предотвращения зарастания загрузки реактора раствор триполифосфата натрия дозируют постоянно (доза 2 мг/л по ).

12.21. При суммарном содержании аммония, нитратов и нитритов в природной воде менее 0,2 мг/л (по N) следует предусматривать дозирование в исходную воду также аммиака в качестве биогенного компонента. Дозирование аммиака осуществляется непрерывно в период пусконаладочных работ в течение 2-3 недель дозой 0,5 мг/л (по N), а также периодически в случае ухудшения эффективности очистки воды от сероводорода в течение нескольких дней 2-3 раза в год. Для дозирования аммиака можно использовать хлоратор. В хлораторной не должны находиться одновременно баллоны с аммиаком и хлором во избежание образования хлористого аммония. Баллоны с аммиаком необходимо хранить отдельно от баллонов с хлором в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Дозировать аммиачную воду следует по металлическим трубам.

12.22. При обработке в реакторе биохимического окисления вода может стать нестабильной. В результате окисления сероводорода до сульфатов и образования серной кислоты рН воды понижается. В результате десорбции из воды части растворенного диоксида углерода при барботировании воды воздухом рН обработанной воды повышается. Суммарное влияние этих процессов следует определять экспериментально при выполнении технологических изысканий.

Вода, направляемая потребителю, должна быть стабильна. Оценку стабильности воды рекомендуется выполнять экспериментально. При отсутствии данных технологических изысканий оценку стабильности воды производят по индексу насыщения воды карбонатом кальция на основе химических анализов, выполненных при проведении испытаний модельной установки по очистке воды от сероводорода.