22.Удаление мелко- и грубодисперсной взвеси методом отстаивания и фильтрации. Кривые седиментации моно- и полидисперсной взвеси.
Используют медленные фильтры при фильтрации. Фильтрующий слой до 1,5 м. Используют песок или гравий. Происходит адсорбция загрязнений на озёрных фильтрах. С течением времени развиваются микроорганизмы и образуется микроплёнка. Плотная плёнка снижает скорость фильтрации. Снижается цветность и мутность.
Седиментация (отстаивание). Различают моно- и полидисперсную системы. Частицы взвешенных веществ имеют разную конфигурацию, размер, плотность и движутся с разной скоростью. Седиментация - процесс выделения выпадения взвешенных частиц под действием силы тяжести. Скорость осаждения частиц при 10-и градусах выраженная в мл/с, наз. гидравлической крупностью.
Кривые седиментации. Процесс осаждения смеси описывается седиментационной кривой, которую получают с использованием результатов анализа седиментационных весов. В воду с мутностью и взвесью опускают чашку с весами. Осадок оседает на чашку и получают данные, по которым строят кривую.
Кривая
седиментации монодисперсной взвеси:
АВ-процесс седиментации протекает
т.В-процесс седиментации закончен
ВС-седиментация не проходит
Кривая полидисперсной взвеси:
За короткое время оседают крупные частицы
АВ- оседают крупные частицы
ВС-оседает мелкодисперсная взвесь т.С-седиментация закончен.
23. Удаление из воды мелкодисперсной взвеси методом коагулирования. Коагулирование, расчет и определение их оптимальной дозы.
Природная вода – сложные многокомпонентные системы(гетерогенная высокодисперсная, система ). Прир. Калллоиды несут заряд “-”. Соли-коагулянты – хлориды и сульфаты AI и Fe. (AI2(SO4)3, Fe2(SO4)3, FeCI3, FeSO4). В прир. Воде протекают 2 процесса:
1. Диссоциация соли AI2(SO4)3↔2AI3++SO42-
2. Гидролиз
I. AI3++HOH↔AIOH2++H+
II. AIOH2++HOH↔AI(OH)2++H+
III. AI(OH)2++HOH↔AI(OH)3+H+
Для нормального протекания процесса коагуляции важным условием является наличие в воде опр-й щёлочности.Прир. вода обладает до 300-380 мг/л щелочным резервом. Щёлочность воде придают гидрокарбонаты и карбонат-ионы. HCO3- , CO32-
H++HCO3-→H2CO3(CO2иH2O);
AI3++3HCO3-↔AI(OH)3+3CO2;
2AI3+3CO22-+3H2O↔2AI(OH)3+3CO2;
Fe2++2HCO3-↔Fe(OH)2+2CO2;
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3 образ-сяосадки, кот. Осядают, захватывают мелкодисперсную взвесь.
6H2O+AI2(SO4)3+3Ca(HCO3)3→
2AI(OH)3+3CaSO4+6CO2+6H2O;
При
малой щёлочности прир. Воды её необх-мо
подщелачивать, чтобы связать ионы
водорода при гидролизе коагулянта.
Используют реагенты: CaO,
Ca(OH)2,
Na2CO3,
NaOH.
Избыток щёлочности надо избегать. Доза
щелочного реагента:ДCaOCa(OH)2=(
)ЭCa(OH)2CaO,
мг/л.
От
правильной дозировки коагулянта зависит
эфф-ть коагуляции. При малой дозе
коагулянта образ-ся хлопья Fe(OH)3,
AI(OH)3,
но недост-но для осаждения взвеси воды.
При большой дозе коагулянта – ухудшается
процесс хлопьяобразования. В хим.
Лаборатории проводят пробноекоагулирование.
Коагуляцию проводят в течение 30 мин.
Ориентировочно дозу
коагулянта рассчитывают по ф-ле:Дкоаг=4
Берем 6-8 цилиндров, отмеряем 100-250мл и добавляют в каждый цилиндр дозу коагулянта. Перемеш-м стеклчнной палочкой(2-3 мин.). В теч. 30 мин фиксируем измен-е в цилиндрах. Отбираем пипеткой в каждом цилиндре по 100 мл воды, опр-ем цветность, мутность, сод-е железа во всех пробах и рH. По полученым данным строим график зависимости дозы коагулянта:РИС
При дозе 20-25мг/л сниж-ся мутность, при 25-80 – каллоиды не имеют заряд, заряд <0 при повышении. При 100мг/л – перезарядка каллоидов, увеличение мутности.