Koagulering av vann refererer til de foreløpige fysiske og kjemiske metodene for rensing. Essensen av prosessen ligger i forstørrelse og utfelling av mekaniske urenheter eller emulgerte stoffer. Denne teknologien brukes i moderne avløps- og vannbehandlingsanlegg.
Fysisk grunnlag
Koagulering av vann, eller med andre ord dets klaring, er en prosess der små partikler i suspensjon kombineres til større konglomerater. Ved å utføre denne prosedyren kan du fjerne fint dispergerte urenheter fra væsken under dens videre bunnfelling, filtrering eller flotasjon.
For at partiklene skal "holde seg sammen", er det nødvendig å overvinne kreftene til gjensidig frastøting mellom dem, som sikrer stabiliteten til den kolloidale løsningen. Oftest har urenheter en svak negativ ladning. Derfor, for å rense vann ved koagulering, introduseres stoffer med motsatt ladning. Som et resultat blir partikler av suspensjoner elektrisk nøytrale, mister sine gjensidige frastøtende krefter og begynner å holde seg sammen, og faller deretter ut.i sedimentet.
Materialer brukt
2 typer kjemiske reagenser brukes som koagulanter: uorganiske og organiske. Av den første gruppen av stoffer er de vanligste s alter av aluminium, jern og blandinger derav; titan, magnesium og sinks alter. Den andre gruppen inkluderer polyelektrolytter (melamin-formaldehyd, epiklorhydrindimetylamin, polyklordiallyldimetyl-ammonium).
I industrielle forhold koaguleres avløpsvann oftest med aluminium- og jerns alter:
- Aluminiumklorid AlCl3∙6H2O;
- ferriklorid FeCl3∙6H2O;
- Al sulfate 2O;
- jernsulfat FeSO4 7H2O;
- natriumaluminat NaAl(OH)4 og andre.
Koagulanter danner flak med et stort spesifikt overflateareal, noe som sikrer deres gode adsorpsjonsevne. Valget av den optimale typen stoff og dens dose gjøres under laboratorieforhold, under hensyntagen til egenskapene til væsken til behandlingsobjektet. For klaring av naturlig vann er konsentrasjonen av koagulanter vanligvis i området 25-80 mg/l.
Praktisk t alt alle disse reagensene tilhører 3. eller 4. fareklasse. Derfor må områdene de brukes i isolerte rom eller frittstående bygninger.
Destination
Koagulasjonsprosessen brukes både i vannbehandlingssystemer og til rengjøring av industri- oghusholdningsavløpsvann. Denne teknologien bidrar til å redusere mengden av skadelige urenheter:
- jern og mangan - opptil 80 %;
- syntetiske overflateaktive stoffer - med 30–100 %;
- bly, krom - med 30 %;
- petroleumsprodukter – med 10–90 %;
- kobber og nikkel - med 50 %;
- organisk forurensning - med 50–65 %;
- radioaktive stoffer - med 70-90 % (unntatt jod, barium og strontium som er vanskelig å fjerne; konsentrasjonen deres kan bare reduseres med en tredjedel);
- plantevernmidler – med 10–90%.
Vannrensing ved koagulering etterfulgt av sedimentering gjør det mulig å redusere innholdet av bakterier og virus i det med 1-2 størrelsesordener, og konsentrasjonen av de enkleste mikroorganismene - med 2-3 størrelsesordener. Teknologien er effektiv mot følgende patogener:
- Coxsackievirus;
- enterovirus;
- hepatitt A-virus;
- E. coli og dens bakteriofager;
- giardia-cyster.
Nøkkelfaktorer
Hastigheten og effektiviteten til vannkoagulering avhenger av flere forhold:
- Finhetsgrad og konsentrasjon av urenheter. Økt turbiditet krever høyere doser koagulant.
- Surhet i miljøet. Rensing av væsker mettet med humus- og fulvinsyrer skjer bedre ved lavere pH-verdier. Ved normal vannklaring er prosessen mer aktiv ved forhøyet pH. For å øke alkaliteten tilsett lime, brus, kaustisk soda.
- Ionisk komposisjon. Ved lav konsentrasjonblanding av elektrolytter reduseres effektiviteten av vannkoagulering.
- Tilstedeværelse av organiske forbindelser.
- Temperature. Med dens nedgang synker hastigheten på kjemiske reaksjoner. Den optimale modusen er oppvarming til 30-40 ° С.
Teknologisk prosess
Det er 2 hovedkoaguleringsmetoder som brukes i renseanlegg for avløpsvann:
- I ledig volum. Til dette brukes blandere og flokkuleringskamre.
- Kontaktlys. Et koaguleringsmiddel tilsettes først vannet, og deretter føres det gjennom et lag med granulære materialer.
Den siste metoden for vannkoagulering er den mest brukte på grunn av følgende fordeler:
- Høy rengjøringshastighet.
- Mindre doser koagulanter.
- Ingen sterk påvirkning av temperaturfaktoren.
- Du trenger ikke å alkalisere væske.
Den teknologiske prosessen med avløpsvannbehandling ved koagulering inkluderer 3 hovedtrinn:
- Reagensdosering og blanding med vann. Koagulanter introduseres i væsken i form av 10-17% løsninger eller suspensjoner. Blanding i beholdere utføres mekanisk eller ved lufting med trykkluft.
- Flokkdannelse i spesielle kammer (kontakt, tynnsjikt, utkast eller resirkulering).
- Bosetting i bunnfellingstanker.
Sedimentering av avløpsvann er mer effektiv med en to-trinns metode, når den først utføres uten koagulanter, og deretter etter behandling med kjemikalierreagenser.
tradisjonelle krandesign
Introduksjonen av koagulasjonsløsningen i det behandlede vannet utføres ved hjelp av forskjellige typer blandere:
- Rørformet. Statiske elementer i form av kjegler, membraner, skruer er installert inne i trykkrørledningen. Reagens tilføres gjennom en venturi.
- Hydraulisk: cloisonne, perforert, vortex, skive. Blanding skjer på grunn av dannelsen av en turbulent vannstrøm som passerer langs skilleveggene, gjennom hull, et lag med suspendert koagulerende sediment eller en innsats i form av en skive (membran) med et hull.
- Mekanisk (blad og propell).
Kombinasjon med flytting
Behandling av avløpsvann ved koagulering er vanskelig å kontrollere prosessen på grunn av den konstante endringen i væskekvaliteten. For å stabilisere dette fenomenet brukes flotasjon - separasjon av suspenderte partikler i form av skum. Sammen med koagulanter introduseres flokkuleringsmidler i det rensede vannet. De reduserer fuktbarheten til suspensjoner og forbedrer vedheft av sistnevnte med luftbobler. Gassmetning utføres ved flotasjonsanlegg.
Denne teknikken er mye brukt for koagulering av vann som er forurenset med produkter fra følgende industrier:
- raffineringsindustri;
- produksjon av kunstfiber;
- masse og papir, lær og kjemisk industri;
- mekanikk;
- produksjonmat.
3 typer flokkuleringsmidler brukes:
- av naturlig opprinnelse (stivelse, hydrolysert fôrgjær, bagasse);
- syntetisk (polyakrylamid, VA-2, VA-3);
- uorganisk (natriumsilikat, silisiumdioksid).
Disse stoffene gjør det mulig å redusere den nødvendige dosen av koagulanter, forkorte varigheten av rengjøringen og øke hastigheten for flaksetning. Tilsetningen av polyakrylamid selv i svært små mengder (0,5-2,0 mg/kg) veier betydelig ned setningsflakene, noe som øker vannstigningshastigheten i klaringsapparater av vertikal type.
Metoder for prosessintensivering
Forbedring av vannkoaguleringsprosessen utføres i flere retninger:
- Endre behandlingsmodus (brøkdel, separat, intermitterende koagulering).
- Regulering av surhetsgraden i vannet.
- Bruk av mineralopacifiers, hvis partikler spiller rollen som ytterligere sentre for dannelse av konglomerater, sorpsjonsmaterialer (leire, klinoptilolitt, saponitt).
- Kombinert behandling. Kombinasjon av koagulasjon med magnetisering av vann, påføring av et elektrisk felt, eksponering for ultralyd.
- Bruk av en blanding av jern(III)klorid og aluminiumsulfat.
- Bruk av mekanisk omrøring, som reduserer dosen av koagulanter med 30-50 % og forbedrer kvaliteten på rengjøringen.
- Introduksjon av oksidasjonsmidler (klor og ozon).
