Комплекс споруд для коагуляції :змішувачі ( шайбові,вихрові,дирчасті, перегород часті),камери утворення пластівців(перегородчасті ,вихрові,водоворотні,лопатні),дозатори,освітлювачі

Технологічне оформлення цих процесів повинне забезпечувати максимально точне дозування реагентів, гарне змішування, оптимальні умови гідролізу, утворення лапатих частинок і звільнення води від суспензій.

Одним з основних етапів очищення води коагулюванням є підготовка реагентів, що у більшості випадків зводиться до приготування розчинів коагулянтів необхідної концентрації. Реагенти, які використовують в техніці водоочищення зазвичай являють собою тверді речовини (очищений і неочищений сульфат алюмінію, хлорид заліза, вапно), що подаються у воду або у вигляді розчинів заданої концентрації (мокре дозування), або у вигляді ретельно подрібненого і висушеного порошку (сухе дозування). При використанні методу мокрого дозування реагенти потребують попереднього розчинення. Швидкість розчинення залежить від ступеня їхнього подрібнення, температури розчину й інтенсивності перемішування. Найбільш інтенсивне розчинення досягається при застосуванні штучного перемішування.

Розрахункові дози реагентів встановлюють на підставі даних, одержаних у результаті пробної обробки води в лабораторних умовах, чи за даними експлуатації діючих споруджень, що працюють в аналогічних умовах. Також треба враховувати необхідний рівень підвищення лужності води. Для інтенсифікації процесу коагуляції рекомендується застосовувати на додаток до коагулянтів флокулянти (кремнієву кислоту чи поліакриламід). їх дози залежать від місця введення, типу і режиму роботи споруджень, фізико-хімічних властивостей оброблюваної води.

Розчин коагулянту на водоочисних станціях готують у розчинних баках, звідкіля його перекачують у видаткові баки чи в ємності-сховища концентрованого розчину. Тривалість повного циклу приготування розчину коагулянту (завантаження, відстоювання, перекачування, очищення піддона) при температурі до 10°С варто вважати рівним 10-12 год. Кількість баків для розчинення розраховують з урахуванням способу доставки і розвантаження коагулянту, його виду, а також тривалості розчинення.

Баки для приготування і мокрого збереження коагулянтів являють собою прямокутні спорудження, зроблені з залізобетону. Тривалий вплив на них розчинів коагулянтів, механічні удари шматків коагулянту в процесі завантаження, вихровий рух рідини при перемішуванні призводять до руйнування стінок. Для надійного захисту від руйнування баки облицьовують міцними до ударних навантажень і стійкими до корозії матеріалами: кислототривкими керамічними плитками.

Існують два основні типи дозаторів розчинів: постійної і пропорційної доз. Останні автоматично змінюють дозу реагенту, який подається, в залежності від кількості оброблюваної води. До постійного типу дозаторів відносять дозатор В.В. Хованського, за допомогою якого дозування відбувається безпосередньо з баків для розчинення.

Для дозування розчинів, які застосовують при очищенні води, використовуються спеціальні насоси-дозатори, що дозволяє не тільки перекачувати реагенти, вимірювати їхню витрату, але і забезпечує можливість дозування реагентів. Також використовуються дозатори, що забезпечують подачу у воду сухого реагенту. Вони прості, займають порівняно мало місця. Однак не всі реагенти можна дозувати в сухому вигляді через можливе злежування і гігроскопічність. Реагенти, що застосовують для сухого дозування, повинні мати однорідні, негігроскопічні зерна, постійний склад, а також не змінюватися в умовах коливань температури і тиску. Так сульфат алюмінію й активоване вугілля можна використовувати для сухого дозування; гашене вапно менш придатне через те, що воно гігроскопічне і забиває отвори дозаторів; хлорид заліза зовсім не придатний через велику гігроскопічність.

Наступний етап після готування розчинів реагентів і дозування -змішування їх з масою оброблюваної води.

Основна вимога до процесу змішування реагенту з водою, полягає у швидкості його проведення. Змішування повинне закінчуватися протягом 1-2 хв. у випадку застосування розчинів коагулянтів чи протягом 2-3 хв. при подачі сухих реагентів. Реагенти можуть вводитися у воду на станціях водопідготовки і до них - у всмоктувальний чи напірний трубопровід насосів. При подачі реагенту у всмоктувальний водопровід відбувається найбільш повне змішування коагулянту з водою.

Для змішування реагентів з водою на станціях водопідготовки використовуються змішувачі різних конструкцій.

Перегородчатий змішувач являє собою канал з перегородками, що забезпечують горизонтальний чи вертикальний рух води з поворотами на 1800. Число поворотів приймають рівним 9-10. Перегородок встановлюють зазвичай три. У першій і третій є центральні проходи, а в середній - два бічних проходи біля стінок лотка. Відстань між перегородками приймається рівною подвійній ширині лотка.

Дірчастий змішувач забезпечений поперечними перегородками з отворами. Звичайно встановлюють 3-4 перегородки. У просторі між перегородкам створюються численні дрібні вихрі з різними осями обертання.

У механічному змішувачі вода з коагулянтом змішується пропелерною мішалкою. Його перевага полягає в можливості регулювання Інтенсивності змішування зміною числа оборотів мішалки. Недоліком механічних змішувачів є додаткова витрата електроенергії.

У вертикальних змішувачах вихрового типу перемішування відбувається за рахунок зміни швидкості води.

Наступним етапом коагуляції є утворення лапатих частинок. Укрупнення колоїдних часток, що утворяться в процесі гідролізу коагулянтів, відбувається поступово протягом тривалого часу. На цій стадії спочатку формуються пухкі неміцні сітки (стадія схованої коагуляції) і сверхміцелярні структури. Далі починають з'являтися лапаті частинки, що потім розриваються на окремі частки, що осідають під дією сили тяжіння.

Наступною стадією очищення води є видалення завислих у воді домішок скоагульованого осаду. Це досягається відстоюванням і фільтруванням. При відстоюванні з води видаляється основна маса завислих речовин, а фільтрування є лише завершальним процесом, що використовується для повного звільнення води від суспензій.

Процес відстоювання простіше всього здійснюється в нерухомій рідині. У великих водоймищах, де зміна води відбувається звичайно через 25-30 діб, тривалий відстій сприяє самоочищенню води. На деяких водогонах спеціально роблять попереднє відстоювання води. Однак цей метод широко не застосовується, тому що для його здійснення потрібні великі ємності.

Найбільшого поширення набуло освітлення і знебарвлення води за допомогою коагулювання. Завислі частинки осаджуються в різного типу відстійниках: великі частинки, що виносяться водою з камер реакції і потрапляють у відстійники, під дією сили тяжіння починають осідати, тому що швидкість руху у відстійниках різко знижується в порівнянні із швидкістю води у попередніх спорудах.

При відстоюванні суспензій відбувається як вільне, так і сполучене осідання. Враховуючи те, що концентрація суспензії у воді навіть у випадку коагулювання мала, то у верхніх шарах спостерігається режим вільного осідання. У нижніх шарах концентрація суспензії збільшується за рахунок частинок, що осідають з верхніх шарів, тому стає можливим сполучене осідання.

Осідання частинок, що утворюються у воді при коагулюванні гідратів, відбувається швидше, ніж осідання природних суспензій (піску, глини) того ж розміру. Це пояснюється відмінністю питомої ваги реагентів.

Осідання призводить до збільшення на дні відстійника осаду. Обсяг і структура останнього залежать від характеру суспензії, сольового складу води, виду коагулянту, який застосовують, температурних умов і інших факторів. З часом обсяг осаду суспензій, що коагулювали, зменшується, що зв'язано з виділенням води, яку поглинула поверхня частинок. Така властивість осаду, як плинність, дуже зручна для видалення його з відстійників. Осад може видалятися самопливом, механічно - шкребками чи відсмоктуванням. У залежності від способу видалення осаду розрізняють горизонтальні і вертикальні відстійники.

Горизонтальний відстійник очисних споруджень являє собою прямокутний залізобетонний резервуар із плоским покриттям і похилим дном, що полегшує його очищення. По висоті відстійник розділяється на дві зони: 1 - осідання; 2- накопичення та ущільнення осаду.

Вертикальний відстійник являє собою круглий чи квадратний (у плані) резервуар з конусним днищем для накопичення й ущільнення осаду. Він обладнаний також трубопроводом для подачі води, яка освітлюється, жолобами для збору проясненої води, а також трубопроводом для періодичного випуску осаду чи спорожнювання відстійника.