24.2. Установки для обеззараживания сточных вод хлором

Установки для хлорирования сточных вод состоят из следующих элементов: расходного склада хлора; узлов испарения жидкого хлора, дозирования газообразного хлора и образования хлорной воды; насосной для повышения напора воды, подаваемой в эжектор; электрощитовой и помещения КИП; вентиляционных и дегазационных устройств.

Поскольку ввод газообразного хлора непосредственно в сточную воду повышает расход хлора и нарушает безопасные условия обслуживания сооружений, сточные воды обеззараживают хлорной водой. Хлор растворяется в воде только в газообразном виде, поэтому жидкий хлор испаряют, превращая его в газ.

Для небольших установок испарение хлора осуществляют непосредственно в таре, в которой он хранится (табл. 24.3); если требуется более 30 кг/ч хлора, применяют испарители с искусственным подогревом. Последние подразделяются на емкостные и змеевиковые. Емкостные испарители представляют собой нестандартизированное оборудование, змеевиковые (табл. 24.4) — оборудование заводского изготовления.

На испарение 1 кг жидкого хлора расходуется 0,4 м3 воды при температуре 10°С и 0,15 м3 воды при температуре 30° С. Из испарителя газообразный хлор направляется для получения хлорной воды к водохлорному эжектору, который создает в газовой системе хлора вакуум, обеспечивающий безопасность ее эксплуатации.

Повышение давления в хлоропроводах газообразного хлора или понижение температуры окружающей среды приводят к сжижению хлора (рис. 24.2), что необходимо учитывать при проектировании. Протяженность трубопроводов газообразного хлора не должна превышать 1 км.

- Отечественная промышленность изготовляет серийно водохлорные эжекторы производительностью по хлору 10 кг/ч. При вакууме в газопроводе до 0,027 МПа и напоре рабочей воды до эжектора 0,3—0,4 МПа эжекторы развивают напор хлорной воды на выходе порядка 0,01—0,02 МПа. Напор воды можно довести до 5—7 м за счет снижения производительности эжектора и уменьшения вакуума в газопроводе. Напор хлорной воды в зависимости от производительности эжектора можно подбирать по графику (рис. 24.3). Дозирование газообразного хлора осуществляют вакуумными хлораторами или весовым способом, а также комбинированным способом, т. е. весовой совмещают с дозированием хлораторами ручного регулирования.

Хлораторы ЛОНИИ-1000К ручного регулирования изготовляют серийно на производительность по хлору: 1,28—8,1; 2,05— 12,8 кг/ч (Кременчугский ремонтно-экспериментальный завод коммунального оборудования). Хлораторы с ручным, электрическим и пневматическим управлением типа ХВ-200 производительностью 2,5— 25 кг/ч и типа ХВ-260 производительностью 12,5—125 кг/ч выпускаются серийно и поставляются из НРБ. Они размещаются в шкафу размером в плане 550X380 мм.

На установках, где хлорная вода вводится недалеко от хлораторной, водохлорный эжектор обычно располагают рядом с хлоратором; напор, развиваемый эжектором, достаточен для подачи хлорной воды к месту ее ввода.

На очистных сооружениях с подачей хлорной воды на большие расстояния от хлораторной, когда напора, развиваемого эжектором, не хватает, последний располагают ближе к месту ...ввода хлорной воды. При этом для сокращения протяженности трубопровода хлорной воды увеличивают трубопровод газообразного хлора. Это возможно при его весовом дозировании с контролем (1—2 раза в смену) остаточного хлора в воде.

Примерная технологическая схема установки для хлорирования сточных вод с весовым контролем расхода хлора представлена на рис. 24.4. При такой схеме обязательно устанавливают редукционный клапан на выходе из склада хлора, чтобы линия газообразного хлора, прокладываемая по территории очистных сооружений, всегда находилась под вакуумом.

Трубопроводы жидкого и газообразного хлора по территории очистных сооружений располагают на эстакадах, внутри помещений— на кронштейнах, укрепленных на стенах или колоннах, обеспечивая уклон для стока жидкого хлора при опорожнении системы. Хлоропроводы защищают от воздействия солнечной радиации и пониженных температур. Трубопроводы жидкого хлора должны иметь малую протяженность (до 50 м) при расходе до 100 кг/ч на одну линию хлорирования. Расчетный диаметр трубопровода незначителен и на практике его принимают равным (кроме хлоропроводов тенков) до 25 мм.

На трубопроводах жидкого и газообразного хлора следует устанавливать запорные устройства для отключения, манометры и вакуумметры для контроля давления среды, клапаны для регулирования давления, обратные клапаны для предотвращения перетекания одной среды в другую и компенсаторные устройства. При недопустимости перерыва в хлорировании сточной воды трубопроводы хлорного газа дублируют.

Хлоропроводы принимают из стальных бесшовных труб, из углеродистой стали или стали марки Х18Н10Т по ГОСТ 9941—72. Расчетное рабочее давление должно быть 1,5 МПа. Трубы соединяются на муфтах, обваренных после монтажа. Фланцевые соединения на болтах из нержавеющей стали необходимо сводить к минимуму.

К хлорной воде с концентрацией хлора 1—2 г/л при температуре до 20° С стойкими являются следующие металлы и сплавы: стали хромоникелевая марки 12Х18Н10Т, хромоникелемолибденовая марок 10Х17Н13М2Т, и 06ХН28МДТ, высококремнистые чугуны марок С15 и С15М4, титан марки ВТ1, никелевый сплав марки Х15Н55М16В. Практическое применение для транспортирования хлорной воды получили неметаллические трубы: резиновые, фаолитовые, винипластовые, полиэтиленовые, стеклянные и из фторопласта. По конструктивным соображениям, относительной дешевизне и стойкости к хлорной воде наиболее целесообразно применять трубопроводы из полиэтилена высокой плотности (ПВП) по ГОСТ 18599—73.

Рис. 24.2. Диаграмма фазового состояния хлора в зависимости от его температуры и давления

Внутри помещений трубопроводы хлорной воды располагают на кронштейнах или в вентилируемых каналах. На территории очистных сооружений их устраивают в отдельных каналах или футлярах из труб. На поворотах трубопроводов и на прямых участках через 20—30 м ставят контрольные колодцы.

Ввод хлорной воды в обрабатываемые стоки осуществляют через диффузоры, которые обеспечивают смешение хлорной воды с обрабатываемыми стоками и уменьшают проскоки хлора в атмосферу. Вертикальные диффузоры применяют в резервуарах глубиной более 2 м (в зависимости от ширины резервуара можно устанавливать два — три диффузора), горизонтальные — в резервуарах и каналах глубиной менее 2 м. Материал диффузоров — титан, керамика или пластмасса.

Рис. 24.3. Характеристика водохлорных эжекторов ЛОНИИ-100 диаметром 1", производительностью до 10 кг/ч по хлору (а) и диаметром 2", производительностью до 20 кг/ч по хлору (б) при напоре рабочей воды до 0,5 МПа и вакууме в хлоропроводе до 200 мм рт. ст. Н — напор хлорной воды, м; Q — производительность эжектора, кг/ч

На очистных сооружениях, как правило, дозаторную совмещают с расходным складом хлора, но ее можно расположить и на первом этаже блоков очистных сооружений. Дозаторная должна быть изолирована, оборудована двумя выходами в противоположных концах (один непосредственно наружу, другой — наружу через тамбур). При расположении расходного склада хлора на расстоянии более 100 м при встроенной дозаторной следует предусматривать отсек с самостоятельным выходом наружу для хранения трехсуточного запаса хлора, не превышающего 50. кг. Помещения дозаторных относят ко второй степени огнестойкости, оборудуют постоянно действующей приточно-вытяжной вентиляцией с механическим побуждением и шестикратным обменом воздуха. Предельно допускаемая концентрация хлора в воздухе-рабочей зоны 1 мг/м3.

На случай аварии во всех помещениях установки предусматривают средства для дегазации хлора и хлорной воды и для индивидуальной защиты обслуживающего персонала. Испарители можно размещать в расходных складках или в дозаторных. При дозировании хлора по весовому методу помещение дозаторной не предусматривают.

Рис. 24.4. Принципиальная схема хлорирования сточных вод при весовом контроле дозы хлора
а — контур склада; б — контур шкафа; 1 — весы платформенные; 2 — контейнер с жидким хлором; 3 — линия сжатого воздуха; 4 — обводная линия для газообразного хлора; 5 — линия жидкого хлора; 6 — манометр; 7 — линия газообразного хлора; 8 — регулятор давления газообразного хлора; 9 — водопроводная вода; 10 — нейтрализатор; 11 — сливная воронка; 12 — сток воды; 13 — грязеуловитель; 14 — испаритель хлора; 15 — вентиль концевой на линии жидкого хлора; 16 — вентиль на контейнере; 17 — сигнализатор наличия конденсата; 18 — обратный клапан; 19 — водохлорный эжектор; 20 — линия хлорной воды; 21 — диффузоры для хлорной воды