32. Химическая подготовка воды к осветлению

Достаточно крупные частички взвесей (суспензии), имею­щие плотность больше единицы, в неподвижной воде под влия­нием силы тяжести выпадают в осадок.

При осаждении частица вначале падает с ускорением, но одновременно с увеличением скорости движения частицы возра­стает сопротивление среды. В определенный момент ускорение, обусловленное действием силы тяжести, уравновешивается со­противлением воды, и частица оседает вниз с равномерной ско­ростью. Размер частицы можно ха­рактеризовать значением равномерной скорости ее падения в воде.

Однако сила тяжести обеспечивает выпадение в осадок лишь сравнительно крупных частиц и не может преодолеть действия на мельчайшие взвеси и коллоиды электростатических сил, заставляющих взвешенные частицы, несущие электриче­ские заряды одного знака, отталкиваться друг от друга и рав­номерно распределяться по всей толще воды.

Диффузионные силы для мелких частиц (коллоидов и тон­кой суспензии) преобладают над силой тяжести, и осаждение таких частиц невозможно.

Для осаждения мелких частиц необходимо, прежде всего уменьшить их электрический потенциал (дзета-потенциал) или, лучше, полностью нейтрализовать несомые ими электрические заряды (то есть довести дзета-потенциал до нуля).

Тогда, вследствие отсутствия отталкивающих сил при не­избежных в процессе Броуновского движения столкновениях частиц, 'происходит их слипание сначала в мелкие хлопья, за­тем с увеличением массы крупные хлопья притягивают к себе более мелкие частицы. Агрегаты из хлопьев увеличиваются, становятся более тяжелыми и способными уже под действием силы тяжести выпадать в осадок.

Процесс образования из находящихся в воде мелких частиц более крупных хлопьев, способных выпадать в осадок, называ­ется коагуляцией коллоида или суспензии, или, менее точно, как это обычно принято в водопроводной практике, коагуляцией воды.

33. Приготовление растворов реагентов

Техника приготовления реагентов зависит от способа их дозирования, то есть отмеривания определенных доз, вводимых в сырую воду.

Различают сухое и мокрое дозирование. При первом спосо­бе реагент поступает в дозатор в порошкообразном виде. До­затор отмеривает требуемое количество порошка. Сухое дози­рование применяют крайне редко. При сухом дозировании осо­бенно важно иметь порошкообразные реагенты постоянного качества.

При мокром дозировании реагент растворяют в воде. Одни реагенты, применяемые для очистки воды, почти полностью рас­творяются в воде и образуют растворы (сернокислый алюми­ний — сорт В, железный купорос, сода, известь в форме насы­щенного известкового раствора). Другие (неочищенный серно­кислый алюминий — сорт БМ, известь в форме известкового молока и др.) растворяются в воде лишь частично и образуют, кроме того, из оставшихся нерастворенных частичек суспен­зии.

Реагент с водой перемешивают в растворном баке в неболь­ших установках вручную деревянными веселками.

Общий расход чистого расчетного реагента (коагулянта) (т/сут) составляет

m =(qDKt)/(1000*1000),

где q — производительность очистной установки, м3/ч; Dк — доза реагента, г/м3; t — число часов работы очистной установки; при круглосуточной работе t=24 ч.

Все это количество реагента растворяют не сразу, а делят его на п затворений. При круглосуточной работе очистной стан­ции число затворений п принимают обычно равным трем, то есть каждая смена рабочих готовит раствор реагента на 8 ч работы очистной станции. Отсюда полезная емкость (м3) рас­творного бака

WРАСТВ=(m*100)/(nbγK) (2.6)

где b — концентрация раствора чистого реагента, % (для раствора сернокис­лого алюминия b = 10...17°/о, для малых установок b=2...3%).

С достаточной для практики точностью можно при определе­нии размеров растворного бака принять плотность раствора

γк=1.

Полезная емкость расходного бака, в котором концентрация

раствора доводится до b1=4...10%,

WРАСХ=( WРАСТВb)/b1

Зная содержание чистого расчетного реагента с (%) в про­дажном продукте, легко определить суточную потребность очи­стной станции в последнем

m1 = (m-100)/с.

34. Выбор коагулянта для обработки воды. С помощью электрокинетических показателей, в частности электрофоретической подвижности и дзета потенциала взвешенных частиц, выбирают коагулянт для различных природных вод. Для этого необходимо найти зависимость изменения значений дзета – потенциала взвеси в исследуемой воде от дозы каждого коагулянта подаваемого в эту воду, и построить графики зависимости ξ=f(Dk) ( где Dk – доза коагулянта, мг/л). В общем виде зависимость потенциала ξ от дозы коагулянта описываются уравнением: Dk=(1-Bξ)/(A-ξ), где ξ – дзета-потенциал взвеси, мВ; А,В – показатели характеризующие коагулянт. Самым эффективным явл-ся тот коагулянт, при введении которого дзета потенциал взвеси уменьшается максимально. Зная дзета потенциал взвеси в исходной воде, м/о определить оптимальную дозу коагулянта. Необходимую для осветления поверх-ых природных вод: D0=Aξ1-B, где ξ1 – значение дзета потенциала взвеси в исходной воде, мВ. При проведении перед коагуляцией хлорирования воды оптимальную дозу коагулянта увеличивают на коэф-т хлорирования(Кх).