Коагулирование примесей воды

КОАГУЛИРОВАНИЕ ПРИМЕСЕЙ ВОДЫ – процесс агломерации мельчайших коллоидных и диспергированных частиц в результате их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. При введении в обрабатываемую воду коагулянтов (см.) (соли алюминия и железа) происходят процессы обменной адсорбции катионов, снижающие степень агрегативной устойчивости примесей (контактная коагуляция), и параллельно образуются гидрооксиды указанных металлов, сорбирующие на своей поверхности извлекаемые загрязнения (конвективная коагуляция) и формирующие вместе с ними хлопья. Первоначально образуются микрохлопья размером 0,03—0,1 мм, а затем крупные 0,3—3,5 мм плотностью 1,01—1,1г/см³ (в зависимости от содержания минеральных примесей в исходной воде). Процесс конвективной коагуляции во времени состоит из двух фаз: перикинетической и ортокинетической. Продолжительность первой определяется скоростью реакции гидролиза соли и заканчивается формированием микрохлопьев. Период второй фазы, протекающей в камерах хлопьеобразования, варьируется в пределах 7—60 мин и более в зависимости от качества исходной воды. Образующиеся микрохлопья адсорбируют и хемосорбируют молекулы органических минеральных примесей. Площадь поверхности твердого вещества в хлопьях порядка 200—600 м²/г. В структуре хлопьев помимо цепочек гидрооксида Al(III) или Fe(III), адсорбированных примесей, присутствуют молекулы воды и пузырьки воздуха и углекислоты. Важным свойством хлопьев является способность к тиксотропной обратимости, т.е. к восстановлению после разрушения, однако в этом случае в их структуре будет большое количество молекул воды. Декантация таких хлопьев затруднена, так как их плотность будет близка к единице.

На процесс конвективной коагуляции существенное влияние оказывают: доза коагулянта, температура воды и ее щелочность, содержание естественной взвеси, условия перемешивания в камере хлопьеобразования, анионный состав воды, быстрота смешения коагулянта с водой и равномерность его распределения, концентрация водородных ионов. Оптимальные значения pH в пределах 5,5—5,7. При обесцвечивании воды коагулированием оптимум pH=4,5—6,2 для сульфата алюминия и 3,5—5,0 для хлорного железа. Контактная коагуляция — процесс обработки воды, заключающийся в адсорбции ее примесей с нарушенной агрегативной устойчивостью на поверхности частиц контактной массы (зернистая загрузка, взвешенные хлопья) под действием Вандер-Ваальсовых сил межмолекулярного притяжения. Они проявляются при условии движения воды, когда микро- и ультрамикроскопические частицы примесей сближаются с макроскопическими частицами контактной массы, преодолев при этом электростатические силы отталкивания. Контактная коагуляция является частным случаем коагуляции примесей воды, носящим название адагуляции. Характерной особенностью процесса является большая скорость в сочетании с высоким эффектом при меньших затратах (на 10—15%) коагулянта. На контактную коагуляцию в меньшей степени влияет температура и щелочность воды, не влияют содержание естественных взвесей, условия перемешивания. Водоочистными сооружениями, работа которых основана на контактной коагуляции, называют контактные осветлители, контактные фильтры, осветлители со взвешенным осадком. Дозу коагулянта и вспомогательных реагентов определяют экспериментальным путем пробного коагулирования в лабораторных условиях или аналитически по мутности или цветности и к расчету принимается большая из них. Доза коагулянта по мутности принимается в соответствии с табл.

Таблица

Ключевые слова: КОАГУЛИРОВАНИЕ ПРИМЕСЕЙ ВОДЫ

Поиск по сайту: