3. Флокуляционная очистка загрязненных жидкостей.

Флокуляция - вид коагуляции, при кот мелкие ч-цы, находящиеся во взвеш. состоянии в жидк. или газ. среде, образуют рыхл. хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Флокуляция в жидк. дисперсн. с-мах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происх под влиянием спец. добавляемых в-в – флокулянтов, а тж при теплов., механич., электрич. и пр. возд-ях. Эффект. флокулянты – растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты. Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различн. ч-цах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, кот м.б. легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко исп-ются при подготовке воды для технич. и бытов. нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном произв-ве, в с/х (для улучш-я структуры почв), в пр-сах выделения цен. продуктов из производств. отходов, обезвреживания пром. СВ. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в конц-ции 0,1–5 мг/л. Флок-ция под д-ем орган. в-в в прир. водоемах – важн. фактор их самоочищения. Избыток флокулянта может не только ухудшить флокуляцию, но вызвать обратный процесс - дефлокуляцию, или пептизацию.

Флокулянты: - неорганич. (поликремниевая к-та);

- органич.: синтетич. или прир. гомо- и сополимеры. По способности к электролитич. диссоциации их делят на неионогенные и ионогенные (полиэлектролиты).

Синтетич.: полиакриламид(ПАА),полиэтилоксид,иногда поливинил. спирт.

Из анионных Ф. в пром-сти применяют: гомо- и сополимеры акриловой (АК) и метакриловой (МАК) к-т. Практич. интерес представляют Ф. с сильнокислотными группами (напр., сульфогруппами) на основе полистирола (напр., BK-1), ПАА и др. полимеров.

Катионные Ф. особенно эффективны при обраб-ке дисп. с-м с отрицательно заряж. ч-цами. Слабоосновные катионные Ф.- поливиниламин, полиэтилен-имин, поливинилпиридины и др., сильноосновные - полиэлектролиты с четвертичными аммониевыми или пиридиниевыми группами. В кач-ве катион. Ф. м.б. использованы и др. полимеры (#, ВПК-101).

Природные Ф. выделяют непосредственно из растений (напр., крахмал) или получают в рез-те хим. переработки растит. (эфиры целлюлозы, модифицир. крахмалы) или животного (напр., хитозан из отходов переработки крабов, креветок, криля) сырья. К этой группе относятся также биофлокулянты, изготовляемые методами биотехнологии в виде биомассы клеток микроорганизмов или продуктов их метаболизма; хим. основа таких Ф.- гликопротеины, гетерополисахариды и др.

4. Технология коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод и используемое оборудование.

Коагуляцию в очистке воды применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисп. примесей и эмульгированных в-в. Коагуляция – пр-с укрупнения мельчайш. коллоидн. и диспергированных вещ-в при их столкновении, происходящ. вследствие их взаимн. слипания под д-ем сил молекулярного притяжения и хим. сродства. Завершается этот процесс отделения агрегатов слипшихся ч-ц от жидкой фазы, к. пр., осаждением.

Различают 2 типа коагуляции: в своб. объеме (в камерах хлопьеобраз-я) и контактную (в толще зернист. загрузки или в массе взвешен. осадка). В кач-ве коагулянтов обычно исп-ются соли алюминия или железа - сульфаты алюминия, железа (II, III), хлорида алюминия, хлорида железа (III), алюмината натрия, оксихлорида алюминия и др. М. применяться смешанные коагулянты из указанных солей, а также прир. соед-я, содержащие указанные соли, #, глинозем, Al₂(SO₄)₃⋅18H₂O.

Процесс очистки CВ коаг-цией и флок-цией сост. из след. стадий: дозирование и смеш-е реагентов со СВ, хлопьеобраз-е и осажд-е хлопьев.

Пригот-е и дозиров-е коагулянтов производят в виде р-ров или суспензий. Растворение коагулянтов осущ-ют в растворных баках, конц-ция р-ра при этом д. составлять 10-17 %. Для перемеш-я в растворные баки подают сжатый воздух ч/перфорирован. трубы. Концентриров. р-ры коагулянтов перемеш-ют с водой в расходных баках лопастн. мешалками, воздухом или циркуляцион. насосами до конц-ции 1-10 %, флокулянтов - до 0,1-1 %.

После смешения СВ с реагентом вода направляется в камеры хлопьеобраз-я, служащие для образ-я хлопьев коагулянтов. Исп-ют перегородчатые, вихревые, водоворотные и с механ. мешалками камеры. Иногда смесители и камеры хлопьеобраз-я объед-ют в одно сооруж-е. Часто стадии смешения, коагулир-я и отстаивания тж проводят в одном аппарате. Осажд-е хлопьев происх-т в отстойниках и осветлителях.

Наиб. целесообразной явл 2хступенчат. схема отстаив-я СВ, когда на первой ступени осущ-ется прост. отстаив-е в отст-ке без коагулянта, а на второй – отстаив-е после предвар. обраб-ки СВ коаг-тами и флок-ами.

Типы и конструкт. схемы смесителей, примен. в соор-ях реаг. коагуляции.

Для смешения сточной воды с коагулянтами применяют смесители: дырчатые, перегородчатые, шайбовые, вертикальные и механические с лопастными или пропеллерными мешалками.

Дырчатый смеситель пр. собой железобетонный или металл. лоток с дырчат. перегородками. Расст-е м/у перегородками = ширина лотка. Суммарн. площадь отверстий в кажд. перегородке F_отв=Q/ .

Перегородч. смеситель пр. с. лоток с перегородками, имеющими проемы. Расст-е м/у проемами = 2 ширины лотка. Время пребыв-я воды = 3—5 мин.

Вертик. смес-ль пр. с. цилиндр с конич. днищем. Перемеш-е в нем достиг-ся изм-ем  движ-я в конич. части. Время пребыв-я воды =1,5—2 мин.

В механич. смесителях - аппаратах с мешалками, процесс перемеш-я д.б. равномерным и медленным, чтобы образовавш. хлопья не разрушались при вращ-и мешалки. Продолж-ть пребывания = 1-2 мин.

Типы и конструктивные схемы камер хлопьеобразования

После смешения СВ с реагентом вода направляется в камеры хлопьеобр-я, служащие для образ-я хлопьев коагулянтов. Исп-ют перегородчатые, вихревые, водоворотные и с механич. мешалками камеры.

Перегородч. камера пр. с. резервуар, разделенный вертик. или горизонт. перегородками на 8-10 коридоров, продолж-ть пребыв-я= 20-30 мин. Такие камеры конструктивно объединяют с горизонт. отстойниками.

Водоворотная камера хлопьеобр-я конструктивно объед-ется с вертик. отстойниками, совмещаясь с его центр. трубой. В верхн. часть смесителя вводится СВ. В нижн. части камеры перед выходом в отстойник нах-ся гасители вращ. движ-я воды. Продолж-ть пребывания = 15-20 мин.

Вихревые камеры раб-ют по принципу вихрев. смесителей. Продолж-ть пребывания 6-10 мин.

Распростр-ны камеры хлопьеобр-я с мех. перемеш-ем. Д/перемеш-я обычно применяют горизонт. или вертик. лопастн. мешалки. Продолж-ть пребыв-я воды=20— 30 мин. В лопастн.камерах хлопьеобр-я перемеш-е воды достиг-ся при пом лопастей, вращ-хся вокруг вертик. или горизонт. осей.