Зміст
Інтенсифікаціяпроцесу конвективного коагуляції домішок води
Контактнакоагуляція
Визначенняоптимальних доз реагентів
Електрохімічнекоагулювання
Література
Інтенсифікація процесуконвективної коагуляції (в обсязі) домішок води
Розгляд задачіінтенсифікації процесу конвективного коагуляції домішок води необхідно початиз аналізу основних факторів, які суттєво на нього впливають.
Зі збільшенням дозикоагулянту до оптимальної швидкість хлопьеобразования і декантації гідроксидівалюмінію і заліза (III) зростає. Сприяє цьому процесу також підвищеннятемператури і перемішування води. У зимовий час при низьких температурахочистка води сульфатом алюмінію протікає незадовільно: процесихлопьеобразования і седиментації сповільнюються, пластівці утворюються дуже дрібні, уочищеній воді з'являється залишковий алюміній (вода опалесцирує), щопояснюється збільшенням в'язкості води (в'язкість води при 1 В° С приблизно в 2 разивище, ніж при 30 В°). У стільки ж разів, по Стокса, сповільнюється і швидкість декантаціїзважених в ній частинок, так як ці величини обернено пропорційні одинодному. Коагулювання домішок води в утворюється при гідролізі коагулянтуколоїдної системі - самий повільний процес, гальмуючий осадження гідроксидуалюмінію при низьких температурах. Це пояснюється тим, що при низькихтемпературах знижуються рухливість колоїдних частинок і частота їх зіткнень,обумовлюють агломерацію. Зниження температури води від 30 до 1 В° С збільшуєперіод коагуляції приблизно в 1,5 рази внаслідок зменшення кінетичноїрухливості домішок води і підвищення її в'язкості. Однак, подібне зниженнярухливості частинок і числа їх зіткнень повністю не пояснює спостережуванегальмування процесу коагуляції золю гідроксиду алюмінію при низькихтемпературах. За Е. Д. Бабенкове, рухливість домішок води і продуктівгідролізу коагулянту при низьких температурах найбільше знижується вВнаслідок збільшення ступеня їх гідратації, що сприяє зростанню розмірівчастинок. Із зростанням ступеня гідратації частинок число їх зіткненьзменшується, що призводить до стабілізації коагуляції, і система стає більшстійкою. Підтвердженням цього є збільшення обсягу осаду гідроксидуалюмінію при низьких температурах оброблюваної води.
Рухливість домішокводи в процесі коагуляції збільшується при її перемішуванні. Так, при 20 В° Спроцес коагуляції прискорюється приблизно вдвічі внаслідок перемішування, такяк при цьому одночасно відбувається перекінетіческаяі ортокінетіческаякоагуляція *. Оптимальний ефект досягається вже при 5-хвилинному перемішуванні.Значне поліпшення хлопьеобразования спостерігається при перемішуванні води(Швидкість 0,2 ... 0,4 м/с) з низькою температурою. Зростання лінійної швидкостіперемішування на 0.15 ... 0,30 м/с прискорює процес утворення пластівців приблизноудвічі, проте, при подальшому її підвищенні виходить негативний ефект, щопов'язано з руйнуванням сформованих пластівців. При цьому істотне значеннямає температура води. Так, процес утворення пластівців, що відбувається при 20 Вє С,не спостерігається при 2 В° С навіть при тривалому перемішуванні. Тільки у воді зоптимальним рН і лужністю при тривалому перемішуванні (близько 30 хв) можебути досягнутий колишній ефект хлопьеобразования. Прискорення коагулюваннядомішок води при низьких температурах можна досягти подовженням часуперемішування. Рухомий потік води впливає на хлопьеобразования лише приумови успішного завершення перекінетіческой коагуляції. Тільки після цьогоперекінетіческая коагуляція переходить в ортокінетіческую. Якщо швидке і повнехлопьеобразования не може бути повністю відновлене при низьких температурахперемішуванням, то це свідчить про те, що частинки гідроксиду не можутьвнаслідок перелічених причин досягти розмірів, при яких починаєтьсяортокінетіческая коагуляція.
коагулированиемдомішок води з попередніми розчиненням сірчанокислого алюмінію в невеликомуїї обсязі дозволяє значно інтенсифікувати процес. Необхідне дляобробки всієї води кількість сірчанокислого алюмінію розчиняється в невеликійїї обсязі з доведенням рН до 4,5 ... 4,7, коли при гідролізі сірчанокислогоалюмінію замість його гідроксиду утворюються основні сульфати, що володіють більшвисокою сорбційною здатністю. Це дозволяє скоротити тривалістьвідстоювання води і відповідно збільшити пропускну спроможність відстійників.
Попередняобробка води окислювачами також підвищує ефективність коагуляції.Це пояснюється тим, що окислювачі руйнують гідрофільні органічніз'єднання, стабілізуючі дисперсні домішки води, і полегшують умовипротікання коагуляції. Особливо ефективним є застосування окислювачів при обробцімаломутних кольорових вод. При цьому зростає гідравлічна крупність пластівцівкоагульованої суспензії і інтенсифікується освітлення води.
Зменшення часухлопьеобразования при низькій температурі води і зниження дози коагулянту можебути досягнуто введенням замутнювачів. При замутніння води велику роль відіграєступінь дисперсності вводяться частинок. Істотно (на 30 ... 60%) прискорюється процесхлопьеобразования. при додаванні частинок розміром менше 3 мкм. Рекомендуєтьсявводити в воду високодисперсних глинисту суспензію в кількості 10 мг/л абоскоагулірованний осад в кількості-0,4 ... 0,6 від дози коагулянту. Принизьких температурах і малій каламутності води різко погіршуються технологічніпроцеси її очищення, тому використання промивних вод швидких фільтрів іопадів відстійників та освітлювачів для замутнения оброблюваної води особливоважливо. Рекомендується спочатку вводити промивну воду в кількості 5 ... 25%вихідної води, потім коагулянт. Використання промивної води і технологічнихопадів в якості добавки до вихідної воді дозволяє поліпшити якістьочищеної води, знизити на 25 ... 30% витрату коагулянту і зменшити часперебування оброблюваної води у відстійниках, Флотатори і освітлювачах.
Ефективне впливосаду пояснюється тим, що він являє собою вже готові великі часткитакого ж-будови, що і виділяється гідроксид. Тому час, необхіднийдля освіти сверхміцеллярних агрегатів, скорочується. Таким чином,прискорюється хлопьеобразования, утворюються більш великі пластівці, швидше йде їхдекантація а отже, інтенсивніше освітлюється вода. Для досягненнявисокого ефекту освітлення рециркулюючого осад слід вводити в воду за15 ... 30 с до введення коагулянту. Осад рекомендується застосовувати при рНвихідної води не нижче 7,0. Вік осаду не повинен перевищувати двох діб звідбором його з шламоотводяшіх труб горизонтальних відстійників.
Коагуляція домішокводи може бути значно прискорена її обробкою сумішшю коагулянтів.Дія коагулянтів, при цьому обопільно посилюється. Таке явище спостерігаєтьсяпри використанні суміші A12 (S04) 3іFeCl3 у співвідношенні 1:1,1:2,2:1 або цих же коагулянтів з силікатом натрію. Подібне поліпшення коагуляціїдосягається обробкою води сумішшю неочищеного і очищеного глинозему вспіввідношенні 3:1 або сумішшю коагулянтів глинозему і хлорного заліза вспіввідношеннях 3:1 і 4:1. У ряді випадків замість сірчанокислого алюмінію для обробкиводи використовують оксихлорид алюмінію. Досвід застосування цього коагулянту показавхороші результати на ряді водоочисних комплексів.
Поліпшення коагуляціїможна досягти також обробкою води сульфатом алюмінію або хлорним залізом зпопереднім виділенням їх гідроксидів. Сутність цього методу полягає вте, що оптимальна доза сірчанокислого алюмінію і вапняного молока вводитьсяв проміжний реактор, куди подається 1% оброблюваної води. У реакторіутворюються первинні пластівці гідроксидів основних солей алюмінію, яківолодіють високою сорбційною здатністю і добре агломеріруются у великіагрегати. Потім з реактора ця суспензія подається в потік оброблюваної води.
Прискорення процесухлопьеобразования досягається застосуванням методу концентраційногокоагулювання, при якому розрахункова кількість коагулянту вводиться лише вчастину оброблюваної води. Після змішування з розчином коагулянту потікобр...
