Joogivee Puhastamine (1)

Joogivee puhastamine
Referaat
Koostaja: Peep Post
2008

Joogivee puhastus tehnoloogiad

Vajalikud tööd enne veepuhastusjaama projekteerimist:
1) laboratoorne töö: -põhjavee hüdrokeemiline uurimine veeproovide võtmisega kõigist tarbepuurkaevudest, andmebaasi loomine (arvuti);-torustikes toimuva joogivee kvaliteedi muutuste põhjalik uurimine, hetkeolukorra jäädvustamine;-kogutud ja töödeldud tulemuste süstematiseerimine.
2)kui otsustatakse ehitada veetöötlusjaam on vajalik korraldada veepuhastusjaama veehaarde ja torustike ning kaabelliinide asukoha ametlik valimine. Seejuures on vaja maavaldajatelt saada nõusolek.
3)korraldada valitud maa-alade ning trasside topogeodeetilised ning insener-geoloogilised uurimised.
4)leida või luua organisatsioon , mis suudaks pakkuda linnale kõige sobilikum lahendus – vee töötluse tehnoloogia, seadmed , rajamise- ja ekspluatatsioonikulud veetöötlusjaama erinevate võimsuste puhul.
5)ühistöö arendamine, sest terves Eestis on põhjavee töötluse küsimus lahtine , mitteküllaldaselt laboratoorseid analüüse ja mõned arvamused seega poolikud.
6)Veepuhastusjaama projekteerimine - kui tehnoloogilisse skeemi on valitud järgmised põhiseadmed:
1. Aereerimine - kaskaadaeraatoriga
2. Filtreerimine - lahtiste filtritega
3. Desinfitseerimine - bakteritsiidlampidega või naatriumhüpoklooritiga
4. Veepumpamine veevõrku - II astme pumpadega, mille pöörete arv on reguleeritav.
2.Vee filtreerimine
Vee filtreerimine on nii füüsikaline kui ka füüsikalis-keemiline protsess. Väga väikeste aineosakeste puhul ei ole füüsikaline filtreerimisprotsess piisavalt efektiivne . Sel puhul kasutatakse membraanfiltreid, kus nii aine molekulid kui ka ioonid eemaldatakse. Ioone saab eemaldada ka ioonvahetusega. Filtreerimisel läbi keskmise suurusega filtermaterjalist on tavaliselt laminaarne ja vool on rahulik, vees ei teki
turbulentsi. Aineosakeste filtreerimine koosneb sõelumisest, settimisest, kinnihoidmisest ja difusioonist. Filtratsiooni toimumiseks peab olema kontakt ning adhesioon (seotus) aineosakese ja filtrimaterjali ( tera ) vahel. .
Märkus*: nn. Browni liikumine on olulise rolliga ainult väga väikeste osakeste puhul (Vähemalt kolm mehhanismi on määratletavad:
1. Molekulaarsed jõud (van der Waalsi jõud so elektroneutraalsete ja valentsküllastatud kovalentsete sidemetega molekulide vastastiktoime )
2. Molekulaarsed sidemed (vesinikside );
3. Elektrostaatilised jõud (pinnalaengud aineosakeste ja filtri materjali vahel) - erinimeliste laengute tõmbumine ja samanimeliste laengute tõukumine). Siduvuse puhul on väga tähtis kaugused aineosakeste ja filtrimaterjali vahel. Vastastikuste molekulaarsete jõudude tekkimiseks on vajalik aineosakese ja filtrimaterjali tihe kokkupuude .
2.1. Filtreerimine läbi liiva.
Taanis, Saksamaal, Rootsis ja paljudes teistes riikides kasutatakse ühekihilistes filtrites eelnevalt töödeldud, pestud ja sõelutud liivakvartsi. Liivaterakeste suurus filtreerimisel varieerub suuresti sõltudes puhastamise eesmärgist. Liiva sorteeritakse terakeste suuruse järgi standardiseeritud sõelade abil. Saadaoleva liiva terakeste suuruse järgi varieerub ka filtri materjal ¸ 0,9 - 1,4 mm.
Filtreid eristatakse:
1.Aeglased filtrid väga peeneteralise liivaga Ê 0,1 - 0,2mm ja väga väikese filtreerimiskiirusega 0,1 - 0,7 m/tunnis (h).
2.Kiired filtrid suurte osakestega ¸ 1 - 5 mm ja suure filtreerimiskiirusega 5 - 8 m/h kuni 20 m/h. Põhjavee töötluses kasutatakse tänapäeval kiireid filtreid nii eeltöötluses kui järel-töötluses.
Filtrid jagunevad oma ehituselt:
1.Gravitatsioonifiltrid;
2.Pressfiltrid.
Pressfiltreid (survefiltratsioon) kasutatakse kinnistes tankides, kus vesi surutakse rõhu all läbi filtreeriva kihi. Filtrid koosnevad ühest või mitmest filtreerivast kihist.
2.2. Kaheastmeline filtreerimine
Filtreerimisel on tähtis teada kuidas toimub tegelikkuses ühendite sadenemine ja paigutus ning sette paksus filtril. Ideaalne oleks sadenemine kogu kihi ulatuses kõigil osakestel ühtemoodi. Praktikas ei ole see võimalik, kuna liivakihil, mida regenereeritakse tagasipesuga, on alati peenemad osakesed ülemistes kihtides ning jämedamateralised osakesed all. See terakeste jaotus tingib ebaühtlase ühendite sadenemise nii ajaliselt kui kihi paksuselt. Parim filtreerimise efektiivsus saavutatakse kui terakeste suurus on peenem filtri alumises osas. Seetõttu ongi kasutusel 2- kihilised filtrid. Põhjuseks, miks jämedateralisem materjal asub ülevalpool peenemateralisest liivast on see, et ülemise kihi tihedus on väiksem kui alumisel . Seetõttu kihid ei segune. Enamkasutatav söefilter on antratsiidist, mis asub kvartsliiva peal. Kahekihiline filter on väga efektiivne filtri tüüp kiireks filtreerimiseks.
2.3. Filtreerimisprotsess
Üldiselt kasutatakse eeltöötluse läbiviimiseks filtreerimist, samuti ka aeratsiooni ning toorvee neutraliseerimist, kui see on vajalik. Olenevalt vee raua , mangaani ja ammooniumi sisaldusest võib eeltöötlus piirduda ainult filtreerimisega, kui väljasadenevate ühendite hulk on väike, või kaheastmelise filtreerimisega kui sademe hulk on suurem. Filtratsiooni puhul vesi puhastatakse ebasoovitavatest ühenditest füüsikalis-keemiliste ja bakterioloogiliste protsesside tulemusena. Filtrite ehitus peaks olema niisugune, et nad sobiksid järgmisteks eesmärkideks:
a) Sedimentatsioon füüsikalis-keemiliste protsesside tulemusena *;
b) Sedimentatsioon bakterioloogiliste protsesside tulemusena *.
a) käsitleb põhiliselt oksüdeerunud raua ja mangaani ühendite settimist, ka siin võivad esineda bakterioloogilised protsessid, eriti mangaani oksüdeerumisel. Ühine on see, et sete adsorbeerub filtriterale ja eemaldatakse sellelt tagasipesuga.
b) käsitleb põhiliselt ammooniumiooni oksüdeerumist ja orgaanilise aine lagunemis-produktide settimist ning metaani ja väävelvesiniku jääkkontsentratsiooni. See on tähtis toorvee puhul, mis nõuab bakterioloogilist ümbertöötlust, filtri materjal peab olema sobiv bakterite elutegevuseks. Näiteks rauasade ei ole hea nitrifitseerivatele bakteritele. Filter, mida vee-ettevõtetes kasutatakse, ei ole tavaliselt normeeritud (iga süsteem omandab oma iseloomu). Toorvee kvaliteedist sõltub filtri tüüp ja materjali valik ehituseks, filtreeriv materjal ning osakeste suurus . See loomulikult ei tähenda, et standardseid filtreid ei peaks valmistama. Filtri puhul on tähtis parameeter tema efektiivne mahutavus , mis tagab vajaliku kestvusega filtreerimisaja ilma, et filtri takistus tõuseks nii suureks, et tekiks filtrist läbivoolu oht. Filtri takistus on ilmses sõltuvuses sadenevast ainehulgast filtrile. Setete tekimisel osakeste vahelised poorid ning vee hulk, mis läbib filtrit , väheneb.
Teades filtreeimiskiirust ning filtri mahutavust valitakse filtri materjal, hulk ja tüüp. Osakeste suurusel on seejuures otsustav tähtsus filtreerimisel. Nende nõuete kohaselt valitakse filtri tüüp ja määratakse tingimused. Filtri tüübi valikul tuleb otsustada aeglase või kiire vahel.
Viimase 20 aasta jooksul on paljudes riikides kasutatud kaheastmelisi filtreid. See filter on väga efektiivne tugevaks filtreerimiseks. Ülemiseks kihiks on antratsiit. Antratsiit on süsi, mida saadakse kaevandustest (näiteks Saksamaalt) ja jaguneb erineva osakeste suurusega materjaliks. Antratsiiti kombineeritakse koos kvartsliivaga teises kihis.
Filtri õigel valikul tuleb lähtuda toorvee omadustest ja puhastusastme valikust . Suur tähtsus on puhastusseadme õigel tööreþiimil. See väljendub näiteks filtreerimise kiiruses ja tagasipesus filtri regenereerimiseks enne uut filtreerimistsüklit. Filtri regenereerimine(taastamine) on vajalik filtri takistuse vähendamiseks ning sette eemaldamiseks.
Filtreerimise alguses filtri takistus või rõhulangus kasvab lineaarselt sadenemiskiirusega , hiljem toimub protsess logaritmilises sõltuvuses. Filtreerimiskiiruse kestvus peaks olema nii suur kui võimalik kuid ilma läbivoolu riskita mida näitab näiteks puhastatud vee rauasisalduse tõus. Filtreerimise pikem kestvus saavutatakse teiste meetoditega, näiteks filtri regenereerimiseks kasutatava (usaldusväärse ) sobiva tehnika valikuga.
Gravitatsioonifilter
Kasutatud Kirjandus
www.google.ee
www. neti .ee