3. Методи обробки технологічних рідин та стічних вод Прояснення рідин від грубо дисперсних завислих речовин

Грубодисперсні завислі речовини, що містяться в стічних водах, є гетерогенною системою з двох і більшої кількості фаз. Дисперсійним середовищем є вода або водні розчини солей, а дисперсною фазою – завислі тверді речовини або краплі іншої рідини. Неоднорідні системи, що складаються з рідини і завислих у ній твердих часточок, називають суспензією. Залежно від розмірів твердих часточок суспензії поділяють на грубі (понад 100 мкм), тонкі (0,5–100 мкм) і каламуті (0,1–0,5 мкм). Системи, що складаються з рідини і розподілених у ній крапель іншої рідини, яка не змішується з першою, називають емульсіями. За розмірів крапель менших ніж 0,4–0,5 мкм або в разі добавляння стабілізаторів емульсії стійкі і не розшаровуються тривалий час.

Вибір методу розділення суспензії зумовлюється розмірами завислих часточок, в'язкістю дисперсійного середовища і різницею густин дисперсної фази і дисперсійного середовища. Стічні води прояснюють від грубодисперсних завислих речовин у гідроциклонах, відстоюванням і фільтруванням, від тонко-дисперсних – відстоюванням, фільтруванням і флотацією. Стічні води прояснюють від каламуті комбінуванням процесів коагуляції та прояснення, а також фільтруванням або флотацією.

Обробка рідин в циклонах

Рис. 1. Напірний гідроциклон:

1 – зливний патрубок; 2 – живильний отвір; 3 – корпус; 4 – конус; 5 – змінна насадка для випускання осаду; в – змінні вкладки живильного отвору; D – діаметр циклона

Напірні гідроциклони доцільно застосовувати для попереднього відокремлення піску та інших твердих часточок розміром понад 100–150 мкм і густиною 1,2 г/см³ і більше. Суть процесу прояснення в гідроциклонах (рис. 1) полягає в тому, що прояснювана вода підводиться тангенційно у верхню частину гідроциклоне 3 через живильний патрубок 2. У результаті цього відбувається обертання води по колу корпусу апарата. Задана швидкість обертання забезпечується за допомогою змінних вкладок 6 живильного отвору. Прояснена вода виходить через зливний патрубок 1. Відцентрові сили, що виникають, відкидають тверді часточки до стінок корпусу апарата. Потім часточки осідають по конусу 4 униз і видаляються через насадку 5. Конструктивно гідроциклони виконують напірними і відкритими (безнапірними) діаметром від 50 до 500 мм. Гідроциклони, футеровані кам'яним литвом або шлакоситалом, мають діаметр від 150 до 2000 мм. Кут конусності становить 20°.

Обробка рідин відстоюванням

Прояснення стічних вод відстоюванням здійснюється шляхом осадження завислих часточок під дією сили гравітації. Під час відстоювання неоднорідних систем, якими є суспензії стічних вод, спостерігається поступове збільшення концентрації дисперсної фази в апараті в напрямку згори вниз (рис. 2). В результаті осідання завислих часточок дисперсної фази утворюється прояснений шар дисперсійного середовища (зона 1), за якою йде зона 2 вільного осідання часточок – зона згущеного шару. В міру осідання часточок концентрація їх у згущеному шарі підвищується, в результаті чого утворюється зона згущеної суспензії 3 і на дно відстійника осідає шар осаду шламу 4, який періодично або безперервно видаляється з відстійника (згущувача).

Рис. 2