15.1.Процессы и сооружения для коагулирования воды. Реагенты их приготовление, дозирование, смешение.

В обычном состоянии вода из источника находится в агрегативно-устойчивом состоянии, не изменяет состав длительное время. Вода – дисперсная среда, примеси – дисперсн.фаза. стрем-ся к нулю при сжатии слоя, наступает момент соединения частиц примеси и их укрупнение – коагуляция. Потеря устойчивости этой дисперсной системы может достигаться тепловой обработкой( в воду вводят р-ры электролитов) – гетерокоагуляция. Многие хорошо растворимые соли явл-ся коагулянтами. В воде после их растворения происходит гидролиз этих солей с образованием малорастворимых оснований, на кот. закрепл-ся примеси. Часто использую соли Al. Сернокислый Al – Al₂(SO₄)₃*18H₂O: неочищенный(глина обработанная парами серной к-ты); очищенный(полученное в-во фильтруют до получения белого осадка с высоким содержанием активной части). Коагуляцию Al необходимо вести в среде с рН=5. при t_воды<4⁰ коагуляция не происходит, t>11⁰ полная коагуляция. Железосодержащие коаг-ты: FeSO₄*7H₂O; Fe₂(SO₄)₃*10H₂O; FeCl₃*6H₂O – самый эффект. Fe⁰=Fe²⁺+Fe³⁺, Fe(OH)₂=^O₂ Fe(OH)₃. наличие Cl в составе FeCl₃ увеличивает общ. эффект-ть коагуляции. обработку воды ведут при рН>8(хар-но для пром.предпр.) хлопок коагулянта Fe в 1.5р. тяжелее, чем Al и не зависят от t⁰. при гидролизе образ-ся сильные к-ты H₂SO₄ и HCl(рН снижается) Д_к/е_к=Щ₀,поэтому необходимо подщелачивание. Для этого используют 2 типа реагента: Ca(OH)₂ 5%, Na₂CO₃ 2-4%. Д_щ подщелачивание не требуется, Д_щ>0 необходимо.

Флокулирование воды. Процесс интенсификации коагуляции. В воду вводят в-во, кот.образует коагулирующую стуктуру и своей массой превышает массу хлопков коагулянта. Вводимые в-ва – флокулянты: мин. и органич., естественные и искусствен, моно и полифункциональные. Минер.- H₂SiO₃(активир.кремнев.к-та). Органич.исуств.-ПАА.

Дозы коагулянта чаще опред-ют экспериментально. В цилиндры налив.1л.воды и производят пробное коагулирование, 2ч.отстаивают, отбирают пробу, до и после опр-т М. Остаточная концентрация коагулянта д.б.<0.5мг/л. Д_к опр-ют в зависимости от исходной Ц и М.

2 способа введения реагентов в обрабатываемую воду: в сухом виде(сухое дозирование); мокрое дозир-е. Распространен второй способ. Состав сооруж. при сух.дозировании: автоматический бункер-питатель с реагентом, транспортерная лента, вертикальная перегородка(нож0делитель), приемная воронка, смесительное устр-во.

Кол-во растворных баков 3раб.+1резервный, время растворения коагулянта 8-12ч. Для станций до 50тыс.м³/сут. растворные и баки-хранилища могут совмещаться в единое сооружение.

Приготовление извести. Используют 2 реагента: CaO(негашеная известь), Na₂CO₃. цель-погасить известь, получая Ca(OH)₂ в виде суспензионного р-ра, при гашении выдел-ся тепло. Получение известкового молока: известь привозят на склад для сухого хранения, погрузо-разгрузочным устройством в виде транспортера грузят в резервуар для первичного гашения извести, затем направляется в известигасилку и дробилку, для отделения крупных кусков извести направляется в гидроциклон, кр. куски возвращаются на дробление и гашение, дальше в бак известкового молока, дозирующее устройство для подачи известкового молока в воду.

Приготовление соли. Для малой производительности – готовят в одном резервуаре. В бак с механической мешалкой добавляют 2 - 4% Na₂CO₃ + вода. Растворимость выше при увеличении температуры, в бак подается теплая вода. Для большой производительности – 2 резервуара с мешалками.

Приготовление флокулянтов. Гель H₂SiO₃ готовят используя жидкое стекло Na₂SiO₃ + HCl. Используют резервуар для хранения кислоты, рядом резервуар для жидкого стекла, из 1 и 2 баков раст-ры направляются в смеситель нейтрализатор с добавлением воды, гель H₂SiO₃ созревает в отстойнике за 1 час.

Приготовление угольной пульпы. Используется порошкообразный или активированный гранулированный уголь. Д_угля до 10 мг/л. В кач-ве АУ примен-ся АГ-3, АГ-5. Основные Эл-ты сооружения: бункер с АУ для подачи определенного кол-ва угля, затвор для подачи порций угля, раствор на расходный бак для пригот-я угольной пульпы. Перемешивание 1 час (гидравлическая мешалка, сжатый воздух), подача раствора насосом.

Устр-во для дозирования и подачи реагентов. Поплавковые дозаторы с постоянным уровнем воды, насосы –дозаторы (для перекачки агрессивных средств и коагулянта, пропорциональный дозатор, кот. может изм-ть расход р-ра коагулянта в зависимости от расхода воды и конц. загрязнений.

Смесительное устройство. Механические (лопастные мешалки насоса), круглый или прямоугольный в плане, из стали, время пребывания 30 – 60 сек. “+” эффективное, “-” металлоемкое, наличие трущихся частей, двигатель, расход энергии. Гидравлические (за счет кинетич. энергии самого потока при изменении направления этого потока) – смеситель типа “шайба в трубе” (эффективное перемешивание, если потеря напора = 0,4 м.) – дырчатый (меньше 20 тыс. м³/сут. Элементы: прямоугольный корпус, приемное отделение, куда подается вода и реагенты, вертикальные дырчатые перегородки, сборное отделение) – вертикальный (средняя и большая производительность. Корпус с нижней наклонной частью, трубопровод исходной воды, отводящий трубопровод, сборные лотки с затпленными отверстиями по боковой стенке и днищу) – поворотный (больше 300 тыс. м³/сут.)