No Image

Коагуляция сточных вод это

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 декабря 2019

В процессе механической очистки из сточных вод достаточно легко удаляются частицы размером 10 мкм и более, а мелкодисперсные и коллоидные частицы практически не удаляются. Таким образом, сточные воды после сооружений механической очистки представляют агрегативно-устойчивую систему. Для очистки таких стоков применяют методы коагуляции и флокуляции.

Коагуляция − это слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются агрегаты − более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления более мелких (первичных) частиц, которые далее удаляются из сточных вод механическими методами.

Коагуляционные способы очистки сточных вод относятся к реагентной очистке, они основаны на применении специальных веществ (коагулянтов), обеспечивающих перевод частиц коллоидных примесей в осадок. Коагулянты гидролизуются в воде с образованием рыхлых хлопьевидных структур, обладающих высокими адсорбционными свойствами. В качестве коагулянтов чаще всего используют сернокислый алюминий, хлорное железо, гидроокись алюминия и др. (табл. 11.1.1). В табл. 11.1.2 представлены рекомендуемые дозы коагулянта в зависимости от концентрации примесей в сточных водах.

Минепальные коагулянты, используемые пои очистке сточных вол

Рабочий интервал интервал pH Основное вещество
Коагулянты Химическая формула Товарный вид
Сульфат алюминия технический 5-7,5 А12 13,5-15 Куски, гранулы, брикеты
Глинозем 5-7,5 А12 Куски серого цвета
Алюминат натрия 4,5-8 А12 45-55 Куски белого цвета
Хлорид железа 3,5-6,5 FeCl3 95-97 Кристаллы фиолетового цвета
Железный купорос Кристаллы зеленовато-голубого цвета

Доза коагулянта в зависимости от концентрации примесей

Концентрация примесей в воде, мг/л Доза безводного коагулянта, мг/л Концентрация примесей в воде, мг/л Доза безводного коагулянта, мг/л
До 100 25—35 801—1000 60—90
101—200 30—45 1001—1400 65—105
201—400 40—60 1401—1800 75—115
401—600 45—70 1801—2200 80—125
601—800 55—80 2201—2500 90—130

При введении коагулянтов в воду они обволакивают взвешенные частицы, полностью меняя их поверхностные свойства и нейтрализуя их заряд. Поэтому

происходит их слипание в крупные агломераты, имеющие большую скорость осаждения. Коагулянты не только вызывают укрупнение частиц загрязнений, но и образуют, гидролизуясь, малорастворимые продукты, способные объединяться в крупные хлопья. Коагуляцией могут удаляться не только коллоидные, но и частично растворенные загрязнения. Это важное свойство коагулянтов расширяет практическую ценность метода.

Расход коагулянтов составляет 30-200 г на 1 м 3 эмульсии и зависит от ее исходной щелочности и концентрации. В табл. 11.1.3. приведены значения эффективности очистки сточных вод от масел в отстойниках без реагентной очистки и с ней.

Расход реагента и эффективность очистки коагуляцией
Реагенты Расход реагента, кг/м 3 Эффективность очистки
Отстаивание без реагентов 0,62
Сернокислое железо 0,09. 0,12 0,9
Хлорное железо 0,03. 0,05- 0,9
Сернокислый алюминий 0,36. 0,42 0,92

После обработки коагулянтами водная фаза может иметь повышенную кислотность, которую устраняют последующей нейтрализацией (растворами соды, извести, щелочи и др.). После коагуляционной обработки эмульсия (например, смесь нефтепродуктов и воды) разделяется на водную фазу и всплывшую наверх липкую массу (смесь хлопьев коагулянта и нефтепродуктов), практически непригодную для дальнейшей утилизации, и в основном направляется на сжигание.

Типовая схема установки разделения фаз седиментационным, механическим и коагуляционным методами представленные на рис. 11.1.1. Сточная вода, содержащая нефтепродукты (масло), подается в отстойник 1, где она отстаивается в течение 6-12 часов. Всплывающее масло поступает в сборник 4, а шлам, осевший на дне отстойника, ‑ в сборник 10. Отстоянная эмульсия сначала подается в смеситель 2(одновременно с серной кислотой) для снижения pH до 7), затем – в центробежный сепаратор 3. Масло, выделившееся в результате центрифугирования, поступает в сборник 4, а частично очищенная эмульсия проходит доочистку в реакторе 9, где обрабатывается коагулянтом (сернокислым алюминием), поступающим из бака 5. Жидкость с коагулянтом перемешиваются сжатым воздухом в течение 20 минут, после чего раствор отстаивается. Всплывший осадок отправляется в сборник 8, а в очищенную воду из баков 6 вводиться известковое молоко для повышения pH до 7-8. После нейтрализации вода пускается в оборотный цикл или сбрасывается в канализацию. Накопившийся в сборнике осадок обрабатывают серной кислотой, поступающий из бака 7, в результате чего выделяется масло, а в растворе остается коагулянт, который перекачивается в емкость 5. Всплывшее масло утилизируется или сжигается.

Рис. 11.1.1 Схема разделения фаз нефтесодержащей сточной воды: А−подача нефтесодержащей сточной воды; Б−серная кислота; В−нефтешлам; Г−сжатый воздух; Д−на коагуляцию; Е−сток очищенной воды

Флокуляция−это агрегация частиц коллоидной системы за счет адсорбированного высокомолекулярного вещества органического или неорганического происхождения, называемого флокулянтом. В этом состоит отличие процесса флокуляции от коагуляции. Технология применения флокулянтов зависит от многих факторов, и в первую очередь от физико-химических свойств обрабатываемой жидкости.

В табл. 11.1.4 приведены наиболее употребляемые в технологии водоподготовки дозы флокулянта (полиакриламида) при вводе его перед отстойниками и осветлителями в зависимости от содержания взвешенных веществ и цветности воды. В табл. 11.1.5. приведены основные марки флокулянтов с указанием областей их применения.

Рекомендуемые дозы флокулянта (полиакриламида)
Доза полиакриламида, г/м 3 Содержание взвешенных веществ, г/м 3 Цветность, град
0,4-10 501-1000
0,6-0,4 101-500 20-60
1,0-0,6 11-100 30-100
1,5-1,0 До 10

Высокомолекулярные флокулянты
Флокулянты Флокулирующие свойства Применение
Крахмал и флокулянты на его основе Растворимый крахмал как неионный флокулянт Для обработки сточной воды
Декстрин Неионный флокулянт Тоже
«Окисленный» крахмал Анионный полиэлектролит−флокулянт для глинистых частиц Тоже
Полиэтиленамин Катионный флокулянт Тоже
Альгинат натрия Анионный полиэлектролит Тоже
Натриевые соли полиакриловой кислоты Анионный флокулянт Применяют в угольной промышленности
Гуаровые смолы Неионные флокулянты Применяют в пищевой промышленности
Полиакриламидные флокулянты В нейтральной, слабо-кислой и слабощелочной средах проявляет себя как неионный полимер Для очистки питьевой воды; ПДК= 2 мг/л
Сополимеры малеинового ангидрида Анионный полиэлектролит Для обезвоживания пульп
Аммониевые соли на основе поливинил-толуола (ВА-2) Катионный флокулянт Для очистки питьевой воды
Читайте также:  Какой размер стандартной межкомнатной двери с коробкой

Совместное использование коагулянтов и флокулянтов позволит еще более расширить использование этих реагентов для очистки сточных вод.

Очистка сточных вод реагентным (коагуляционным) способом включает несколько стадий, основными из которых являются:

− приготовление и дозирование реагентов (коагулянтов);

− смешение реагентов с водой;

− отделение хлопьевидных примесей от воды.

Для осуществления этих процессов применяются дозаторы, смесители, камеры хлопьеобразования и аппараты разделения (отстойники, центрифуги, флотаторы).

Дозаторы, должны надежно работать при подаче растворов, содержащих взвешенные частицы, осадки, шламы, так как часто в качестве реагентов используют отходы различных производств. При использовании предварительно осветленных растворов реагентов можно применять насосы-дозаторы с ручным или автоматическим регулированием производительности.

Процесс перемешивания воды с реагентами необходимо проводить с максимальной скоростью. Для смешивания сточной воды с коагулянтом применяют механические смесители: дырчатые, перегородчатые, вертикальные и с лопастными мешалками.

Дырчатый смеситель представляет собой железобетонный или металлический лоток с дырчатыми перегородками. Расстояние между перегородками принимают равным ширине лотка, диаметр отверстий 20-100 мм. Скорость движения воды в отверстиях = 1 м/с, а в лотке за последней перегородкой−0,6 м/с. Уровень воды за последней перегородкой Н=0,4-0,5 м.

Перегородчатый смеситель (рис. 11.1.2) представляет собой лоток с перегородками, имеющими проемы. Расстояние между проемами равно двойной ширине лотка. Скорость движения воды в лотке – 0,6 м/с, а в проемах−1 м/с. Время пребывания воды в смесителе 3-5 мин.

Вертикальный смеситель представляет собой цилиндр с коническим днищем. Перемешивание в нем достигается изменением скорости движения в конической части. Скорость в нижнем конусе сечения равна 1 м/с, а в верхней цилиндрической части−25 мм/с. Время пребывания воды в камере 1,5-2 мин.

Рис. 11.1.2 Перегородчатый смеситель: 1−подвод реагентов; 2−подвод воды; 3−перегородка

Электромагнитные смесители целесообразно применять прежде всего при контактировании воды с растворами электролитов, например с растворами кислот, щелочей, солей. Однако возможно перемешивание неэлектропроводимых реагентов, например полиакриламида с водой, в электромагнитных смесителях с псевдоожиженной или магнитоожиженной насадкой. Наиболее просты смесители, содержащие камеру электрообработки, в которой установлены два или несколько электродов. В результате воздействия электрического поля на растворы электролитов происходит эффективное смешение воды с коагулянтом, что позволяет существенно сократить время перемешивания, а также расход реагентов на очистку стоков. Другим простейшим вариантом электромагнитного перемешивания является использование генераторов магнитного поля, устанавливаемых на участке трубы, где одновременно подают воду и раствор коагулянта (электролита).

Камеры хлопьеобразования служат для перемешивания воды и обеспечения более полной агломерации мелких хлопьев коагулянта в крупные хлопья. Емкость камеры рассчитывается на время пребывания в ней воды от 6 до 30 мин (в зависимости от типа камеры). Камеры хлопьеобразования устанавливают перед горизонтальными и вертикальными отстойниками. Если, вместо отстойников применяются осветлители с взвешенным осадком, камеры хлопьеобразования излишне, так как процесс образования хлопьев протекает в самом осветлителе, в слое взвешенного осадка.

При горизонтальных отстойниках следует устраивать следующие виды камер хлопьеобразования: перегородчатые, вихревые, встроенные со слоем возвещенного осадка и лопастные; при вертикальных отстойниках−водоворотные.

Отвод воды из камер хлопьеобразования в отстойник должен осуществляться так, чтобы не разрушались сформировавшиеся хлопья. Поэтому скорость движения воды в сборных лотках, трубах в отверстиях распределительных перегородок должна быть не более 0,1 м/с для мутных вод и 0,05 м/с для цветных вод.

Перегородчатая камера представляет собой резервуар, разделенный перегородками на восемь­десят коридоров. Ширина коридора не менее 0,7 м. Скорость движения воды в камере 0,2-0,3 м/с. Объем определяется по расходу воды и время пребывания ее в камере.

Для вихревых камер скорость движения воды в нижней конической части 0,7 м/с; в верхнем сечении−4-5 мм/с. Время пребывания воды в камере 6-10 мин.

Водоворотные (рис. 11.1.3), или циклонного типа, камеры хлопьеобразования основаны на тангенциальном подводе исходной воды через две диаметрально противоположные тангенциальные насадки. Скорость выхода воды из насадков рекомендуют принимать равной 2-3 м/с, а продолжительность хлопьеобразования 15-20 мин.

Рис. 11.1.3 Водоворотная камера хлопьебразования: 1−стабилизатор потока; 2−подводящий трубопровод; 3−впускное устройство; 4−отводящий трубопровод; 5−камера хлопьеобразования; 6−вертикальный отстойник; 7−трубопровод для выпуска осадка

Очистка воды от взвешенных коагулированных частиц является многостадийным процессом, включающим, по крайней мере, образование агрегатов и отделение их от воды. Процесс начинается с образования агрегатов частиц, затем происходит их распад, переход агрегатов в осадок, выпадение агрегатов частиц из осадка снова в жидкую фазу, выпадение монодисперсных частиц из жидкости в осадок, минуя стадию агрегатообразования. Интенсификация процесса отстаивания связана как с улучшением седиментационных характеристик скоагулированных частиц примесей, так и с оптимизацией конструкций отстойников.

Для отделения коагулированных частиц примесей от воды, кроме отстойников, также используют флотацию или фильтрацию.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Очистка сточных вод включает различные способы, в том числе физико-химические, к которым относится метод коагуляции и метод флокуляции. Применяются данные методики как самостоятельно, так и в сочетании с другими способами. К физико-химическим способам, помимо вышеназванных, относятся также методы флотации, абсорбции, экстракции, ректификации, выпаривания, кристаллизации. В общем, все, что может способствовать удалению из воды загрязнений в виде газов, растворимых и нерастворимых частиц, взвешенных, твердых, жидких вкраплений, тонкодисперсных соединений и прочего мусора.

Коагуляция и флокуляция загрязнений сточных скоплений

В сравнении с биохимическими методами, физико-химические обладают рядом преимуществ:

  1. полное удаление из вод токсичных, неокисляемых загрязнений органического типа;
  2. процесс позволяет добиться предельно глубокой и стабильной степени очистки сточных потоков;
  3. компактность очистных сооружений в сравнении с другими методами очистки;
  4. сниженная чувствительность к изменению параметров нагрузок;
  5. при желании процесс можно полностью автоматизировать;
  6. более глубокое понимание процессов кинетики, что позволяет осуществлять четкий и правильный подбор/расчет необходимой аппаратуры;
  7. метод никак не связан с контролем за деятельностью живых микроорганизмов, а значит, требует меньшего вмешательства в процесс очистки сточных вод;
  8. применение коагуляции позволяет рекуперацию веществ.

Важно! Применяемые методы выбираются в зависимости от действующих и существующих санитарно-технологических требований, нормативов, предъявляемых к чистке сточных вод при условии повторного использования последних.

Коагуляция: подробнее о процессе

Перед тем, как проводится коагулирование, часто применяется процесс механической очистки стоков. При этом происходит удаление загрязнений до 10 мкм и выше, а вот коллоидные, мелкодисперсные частицы остаются. Поэтому стоки являются агрегативно устойчивой системой, которой показано очищение коагуляцией – агрегативная стойкость при этом разрушается посредством образования более крупных частиц, выводимых механическим или другим простым образом.

Важно! Коагуляция – это метод слипания частиц коллоидной массы, что происходит под влиянием сил молекулярного сцепления при перемешивании или направленном действии потока в одну сторону силовым полем. Результат – образование укрупненных вторичных частиц, основа которых мелкие (часто дисперсные, неулавливаемые) первичные частицы. Прогрессирующее укрупнение, а также уменьшение количества вкраплений в стоках – это и есть тот процесс, на который направлен метод коагуляции. Если слипаются однородные частицы, это называется гомокоагуляцией, разнородные – гетерокоагуляция.

Процесс коагуляции сточных вод применяется для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных частиц и эмульгированых примесей. Наиболее эффективен метод при массовом нахождении в потоке вод частиц размером до 100 мкм, при этом процесс коагуляции иногда происходит самопроизвольно, под воздействием физических взаимодействий, для усиления которых в поток сточных вод добавляется специальное вещество – коагулянт. В результате образуются хлопья, оседающие под действием своей тяжести, но обладающие способностью схватывать коллоидные/взвешенные вкрапления и соединять их (агрегировать). Впоследствии происходит сорбация загрязнений и осаждение хлопьев с последующим вытеснением и очисткой сточных вод.

Читайте также:  Какой пылесос томас лучше для дома

В качестве коагулянтов применяются:

  • бентонит;
  • электролиты;
  • соли алюминия, растворимые в воде;
  • соли железа или их смеси;
  • полиакриламиды при гидролизе которых образуются хлопья гидратов окисла металла.

Также процесс очистки сточных вод, называемый коагуляцией, может производиться с применением различных глин, отходов производства с содержанием алюминия, травильных соединений, паст, смесей шлаков с повышенным содержанием диоксида кремния.

Важно! Методика электрохимической коагуляции показана для применения в процессе обработки стоков с содержанием частиц масел, жиров, нефтепродуктов и других эмульгированных вкраплений.

Флокуляция: подробнее о процессе очистки стоков

Флокуляция – это один из видов коагуляции, показан для образования из мелких частиц рыхлых хлопьевидных оседающих структур, получаемых под воздействием определенных составов. В отличие от коагуляции, агрегация производится как при непосредственном контакте, так и при опосредованном взаимодействии молекул.

Функционально флокуляция основывается на слипании агрегированных молекул посредством образования трехмерных структур, способных к быстрому и полному отделению от жидкой фазы и переходу в хлопьевидное состояние, за счет чего способное оседать на дно с последующим удалением из резервуара. Таким образом, осуществляется метод очистки сточных вод.

Флокуляция производится для ускорения улавливания эмульгированных частиц, оперативности осаждения скоплений, кроме того, метод позволяет применять меньшее количество коагулянтов, а также сокращает время, которое занимает процесс образования хлопьев.

Для очистки сточных вод применяются природные или синтезированные флокулянты:

  • крахмал;
  • декстрин;
  • целлюлозные эфиры;
  • диоксиды кремния;
  • поликриламиды.

Флокуляция – процесс очистки, скорость которого зависит от интенсивности создаваемого силового поля, последовательности и дозы вводимых флокулянтов и коагулянтов.

Методики очистки вод применяются для стоков химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленности и других отраслей, где в потоках содержится большое количество эмульгированнных, взвешенных частиц, неотделимых другими способами обработки.

Скорость осаждения частиц будет возрастать с увеличением размера частиц. Для ускорения отстаивания используют коагуляцию частиц, т. е. укрупнение их с помощью вводимых в суспензию коагулянтов, в результате чего под действием молекулярных сил сцепления происходит слипание мелких частиц в крупные конгломераты (хлопья, флокулы).

Коагуляция — это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке сточных вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц, т. е. частиц размером 1. 100 мкм. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. В процессе очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ — коагулянтов.

Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов — слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение.

Для коллоидных частиц характерно образование на поверхности частиц двойного электрического слоя. Вследствие избирательной адсорбции ионов на поверхности коллоидной частицы последняя приобретает сложное строение, называемое мицеллой (рис. 5.13).

Одна часть двойного слоя зафиксирована на поверхности раздела фаз, а другая создает облако ионов, т. е. одна часть двойного слоя является неподвижной, а другая подвижной (диффузный слой). Разность потенциалов, возникающую между неподвижной и подвижной частями слоя в объеме жидкости, называют дзета-потенциалом ?, , или электрокинетическим потенциалом, отличным от термодинамического потенциала Е , который представляет собой разность потенциалов между поверхностью частиц и жидкостью. Дзета-потенциал зависит как от Е , так и от толщины двойного слоя и определяет значение электростатических сил отталкивания частиц, которые предохраняют частицы от слипания друг с другом. Малый размер коллоидных частиц загрязнений и отрицательный заряд, распределенный на их поверхности, обусловливают высокую стабильность коллоидной системы.

Чтобы вызвать коагуляцию коллоидных частиц, необходимо снизить их дзета-потенциал до критического значения добавлением ионов, имеющих положительный заряд. Таким образом, при коагуляции происходит дестабилизация коллоидных частиц вследствие нейтрализации их электрического заряда. Эффект коагуляции зависит от валентности иона коагулянта, несущего заряд, противоположный знаку заряда частиц. Чем выше валентность, тем более эффективно коагулирующее действие.

Читайте также:  Как укоренить декабрист видео

Рис. 5.13. Стабилизированная мицелла золя

Для начала коагуляции частицы должны приблизиться друг к другу на расстояние, при котором между ними действуют силы притяжения и химического сродства. Сближение частиц происходит в результате броуновского движения, а также при ламинарном или турбулентном движении потока воды. Коагулирующее действие солей есть результат гидролиза, который проходит вслед за растворением.

В качестве коагулянтов используют бентонит, электролиты, растворимые в воде соли алюминия A12(S04)3, соли железа FeCl3 или их смеси, полиакриламид, которые, гидролизуясь, образуют хлопьевидные гидраты оксидов металлов.

Выбор коагулянта зависит от его состава, физико-химических свойств и стоимости, концентрации примесей в воде, от pH и солевого состава воды.

Соли железа как коагулянты имеют ряд преимуществ перед солями алюминия: лучшее действие при низких температурах воды, более широкая область оптимальных значений pH среды, большая прочность и гидравлическая крупность хлопьев; возможность использовать для вод с более широким диапазоном солевого состава; способность устранять вредные запахи и привкусы, обусловленные присутствием сероводорода. Однако имеются и недостатки: образование сильно окрашивающих растворимых комплексов при реакции катионов железа с некоторыми органическими соединениями; сильные кислотные свойства, усиливающие коррозию аппаратуры; менее развитая поверхность хлопьев.

При использовании смесей сульфата алюминия A12(S04)3 и хлорного железа FeCl3 в соотношениях от 1:1 до 1:2 достигается лучший результат коагулирования, чем при раздельном использовании реагентов. Для обработки сточных вод также могут быть использованы различные глины, алюминийсодержащие отходы производства, травильные растворы, пасты, смеси, шлаки, содержащие диоксид кремния.

Скорость коагуляции зависит от концентрации электролита (рис. 5.14). При малых концентрациях электролита эффективность соударения частиц, т. е. отношение числа столкновений, окончившихся слипанием, к общему числу столкновений, близка к нулю (V = 0).

Рис. 5.14. Зависимость относительной скорости коагуляции от концентрации электролита п

По мере роста концентрации скорость коагуляции увеличивается, но не все столкновения оканчиваются слипанием частиц — такую коагуляцию называют медленной. При i = 1 наступает быстрая коагуляция, при которой все столкновения частиц заканчиваются образованием агрегатов.

Скорость быстрой коагуляции для неподвижной среды при броуновском движении частиц согласно теории Смолуховского:

где к — константа коагуляции; пх — число агрегатов частиц к моменту времени т ; я — начальная концентрация частиц.

Количество частиц в единице объема воды за время т для быстрой и медленной коагуляции определяют по формулам:

где 7j/2 — время коагуляции, в течение которого количество частиц в

единице объема уменьшается вдвое; |/ — коэффициент эффективности столкновений частиц.

В полидисперсных системах коагуляция происходит быстрее, чем в монодисперсных, так как крупные частицы при оседании увлекают за собой более мелкие. Форма частиц также влияет на скорость коагуляции. Например, удлиненные частицы коагулируют быстрее, чем шарообразные.

Размер хлопьев (в пределах 0,5. 3,0 мм) определяет соотношение между молекулярными силами, удерживающими частицы вместе, и гидродинамическими силами отрыва, стремящимися разрушить агрегаты. Для характеристики хлопьев используют эквивалентный диаметр

где v — кинематическая вязкость воды; рх плотность хлопьев; woc — скорость свободного осаждения хлопьев; кф — коэффициент формы хлопьев.

Плотность хлопьев определяется с учетом плотности воды р , твердой фазы рт и объема твердого вещества в единице объема хлопьев 5Т:

Прочность хлопьев зависит от гранулометрического состава образующихся агрегатов частиц и пластичности. Агломераты частиц, неоднородных по размеру, прочнее, чем однородных. Вследствие выделения газа из воды, а также в результате аэрации и флотации происходит газонасыщение хлопьев, которое сопровождается уменьшением плотности хлопьев и скорости осаждения.

Для хлопьевидных частиц в пределах объемных концентраций взвеси С = 0. 0,2 кг/м 3 скорость стесненного осаждения можно рассчитать по формуле

Отношение скорости стесненного осаждения к скорости свободного осаждения частиц равно

где ? и ?ст — коэффициенты сопротивления частицы при свободном и стесненном осаждении; ср — объемная доля частиц.

Кроме коагулянтов, к осветляемой жидкости добавляют небольшие количества флокулянтов, способствующих слипанию агрегативно неустойчивых твердых частиц.

Флокуляция — это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. В отличие от коагуляции при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флокулянта.

Флокуляцию проводят для интенсификации процесса образования хлопьев гидроксидов алюминия и железа с целью повышения скорости их осаждения. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, уменьшить продолжительность процесса коагуляции и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев.

Для очистки сточных вод используют природные и синтетические флокулянты. К природным флокулянтам относятся крахмал, декстрин, эфиры, целлюлозы и др. Активный диоксид кремния xSi02 • уН20 является наиболее распространенным неорганическим флокулянтом. Из синтетических органических флокулянтов наибольшее применение получил полиакриламид (ПАА). При выборе состава и дозы флокулянта учитывают свойства его макромолекул и природу дисперсных частиц. Оптимальная доза ПАА для очистки промышленных сточных вод колеблется в пределах 0,4. 1,0 г/м 3 .

Механизм действия флокулянтов основан на явлении адсорбции молекул флокулянта на поверхности коллоидных частиц, на образовании сетчатой структуры молекул флокулянта, на слипании коллоидных частиц за счет сил Ван-дер-Ваальса. При действии флокулянтов между коллоидными частицами образуются трехмерные структуры, способные к более быстрому и полному отделению от жидкой фазы.

Эффективность любого флокулянта рассчитывают по формуле

где угсф и w — скорость осаждения сфлокулированного и несфлоку- лированного шлама, мм/с; q — расход флокулянта на 1 т твердого вещества, г.

Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией (рис. 5.15) состоит из четырех стадий: дозирование; смешение реагентов со сточной водой; хлопьеобразование; осаждение хлопьев.

Рис. 5.15. Схема установки для процессов коагуляции и флокуляции:

1 — емкость для приготовления раствора; 2 — дозатор: 3 — смеситель; 4 — камера хлопьеобразования; 5 — отстойник

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector