Коагулирование воды. Коагулирование воды

Коагулирование.

Сущность процесса коагуляции состоит в том, что вещества, находящиеся в воде в коллоидном состоянии, свертываются, образуют хлопья и выпадают в осадок. Осветление воды коагулированием применятся, прежде всего, с целью освобождения ее от мутности и цветности, обусловленных коллоидными взвесями. Коагуляция происходит под влиянием химических реагентов – коагулянтов, в качестве которых применяют соль алюминия А12(SО4)3 *18Н2О, сернокислое железо FeSO4 * 7Н2О и хлорное железо FеС13 * 6Н2О.

Вода, обладающая значительной цветностью и мутностью, представляет собой полидисперсную систему, содержащую электролиты, коллоидные частицы (главным образом гуминовые кислоты и их соли) и грубодисперсные примеси. Коагулянты, будучи растворены в воде, подвергаются гидролизу с образованием труднорастворимых гидратов окисей хлопьевидной структуры.

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3Ca SO4 + 6 CO2

Al2(SO4)3 + 3Mg(HCO3)2 = 2 Al(OH)3 + 3Mg SO4 + 6 CO2

При взаимодействии положительно заряженного коллоида гидрата окиси алюминия с отрицательно заряженными коллоидами воды происходит потеря заряда, приводящая к агломерации коллоидных частиц и выпадению их в осадок.

Рыхлые хлопья самого коагулянта обладают огромной активной поверхностью (десятки квадратных метров на 1г осадка), на которой сорбируются коллоидные частицы и более грубые взвеси (последние в большей мере захватываются механически), и оседают вместе с ними на дно, осветляя воду.

На эффективность коагуляции влияют активная реакция и щелочность воды, интенсивность перемешивания, количество грубой взвеси, температура воды. Для вод различного состава должны подбираться разные дозы коагулянта.

Для ускорения процесса коагуляции применяют флоккулянты – высокомолекулярные синтетические соединения. Применение флокуллянтов позволяет ускорить процесс коагуляции, увеличить скорость восходящего движения воды в осветлителях со слоем взвешенного осадка, уменьшить время пребывания воды в отстойниках за счет увеличения скорости осаждения хлопьев, увеличить скорость фильтрования и продолжительность фильтроцикла.

Фильтрование воды.

Производится с целью освобождения ее от взвешенных частиц, обуславливающих мутность. Наряду с этим на фильтре частично задерживаются микроорганизмы, некоторые ядовитые и радиоактивные вещества, снижаются цветность, окисляемость воды.

Фильтры классифицируют по скорости фильтрования – медленные (0,1-0,3 м/ч) и скорые (5-10 м/ч), по направлению фильтрующего потока – одно- и двух поточные, по числу фильтрующих слоев – одно- и двухслойные.

Фильтр с зернистой загрузкой представляет собой железобетонный резервуар, заполненный фильтрующим материалом в два слоя. Фильтрующий слой выполняют из материала, обладающего достаточной прочностью (кварцевый песок, антрацитовая крошка, керамзит). Поддерживающий слой служит для того, чтобы мелкий фильтрующий материал не уносился вместе с фильтруемой водой через отверстия. Он состоит из слоев гравия или щебня разной крупности, постепенно увеличивающейся сверху вниз от 2 до 40 мм.

Фильтрование воды осуществляется двумя принципиально отличающимися друг от друга методами. Пленочное фильтрование предполагает образование пленки из ранее задержанных примесей воды в верхнем слое фильтрующей загрузки. Вначале вследствие механического осаждения частиц взвеси и их прилипания к поверхности зерен загрузки уменьшается размер пор. Затем на поверхности песка развиваются водоросли, бактерии и пр., дающие начало илистому, состоящему из минеральных и органических веществ осадку (биологическая пленка). Образованию пленки способствуют малая скорость фильтрации, большая мутность воды, значительное содержание фитопланктона. Пленка достигает толщины 0,5—1 мм и больше.

Биологическая пленка играет решающую роль в работе так называемых медленных фильтров. Помимо задержания мельчайшей взвеси, пленка задерживает бактерии (уменьшая их количество на 95—99%), обеспечивает снижение окисляемости (на 20—45%) и цветности (на 20%) воды. Медленные фильтры, отличающиеся простотой устройства и эксплуатации, были первыми очистными сооружениями городских водопроводов в начале XIX века. В дальнейшем, в связи с ростом водопотребления и мощностей водопроводов, они уступили место скорым фильтрам, преимуществом которых является большая производительность и меньшая площадь, что важно в условиях современного города.

Медленные фильтры сооружают с загрузкой фильтрующего слоя из кварцевого песка высотой 800—850 мм и поддерживающего слоя гравия или щебня высотой 400— 450 мм. Скорость фильтрации составляет 0,1—0,3 м/ч. Профильтрованная вода собирается дренажной системой, расположенной на дне фильтра. Очистка фильтра производится через 10—30 суток вручную, путем снятия верхнего слоя песка толщиной 15—20 мм и подсыпки свежего. После очистки фильтра фильтрат в течение нескольких дней, до образования биологической пленки, идет на сброс.

Скорые фильтры устроены несколько сложнее. Они имеют специальную подготовку чистой воды для промывания под напором и латки для сбора и отведения промывной воды. Вода на скорые фильтры должна подаваться как правило после коагуляции. Фильтрующая пленка создается очень быстро, главным образом за счет хлопьев коагулянтов. Скорость фильтрации достигает 5-7 м/ч, то есть в 50-70 раз больше, чем в медленных фильтрах. Это обстоятельство позволяет фильтровать большие количества воды через сравнительно небольшие фильтрующие площади. Объемное фильтрование, осуществляемое на скорых фильтрах, является физико-химическим процессом. При объемном фильтровании механические примеси воды проникают в толщу фильтрующей загрузки и адсорбируются под действием сил молекулярного притяжения на поверхности ее зерен и ранее прилипших частиц. Чем больше скорость фильтрования и чем крупнее зерна загрузки, тем глубже проникают в ее толщу загрязнения и тем равномернее они распределяются.

Высота слоя воды над поверхностью загрузки должна быть не менее 2 м. В процессе работы фильтра вода проходит фильтрующий и поддерживающий слои и через распределительную систему направляется в резервуар чистой воды. По окончании производится промывка фильтра. При увеличении сопротивления больше допустимой величины фильтрующая пленка снимается промыванием чистой водой, пускаемой в фильтр снизу вверх под напором. Такое промывание приходится делать 1-2 раза в сутки в зависимости от степени мутности фильтруемой воды.

Промывку производят обратным током чистой профильтрованой воды путем ее подачи под необходимым напором в распределительную систему. Промывная вода, проходя с большой скоростью (в 7—10 раз большей, чем скорость фильтрования) через фильтрующую загрузку снизу вверх, поднимает и очищает ее. Продолжительность промывки скорых фильтров 5—7 мин.

В фильтрах с двухслойной загрузкой над слоем песка диаметром частиц 0,5-1,2 мм 0,4—0,5 м насыпается также слой дробленого антрацита или керамзита размером частиц 0,8-1,8 мм. В таком фильтре верхний слой, состоящий из более крупных зерен, задерживает основную массу загрязнений, а песчаный — их остаток, прошедший через верхний слой. Плотность антрацита (керамзита) меньше плотности песка, поэтому после промывки фильтра послойное расположение загрузки восстанавливается самостоятельно. Скорость фильтрации в двухслойном фильтре 10— 12 м/ч, что в 2 раза больше, чем в скором.

Контактный осветлитель, как и скорый фильтр, загружен гравием и песком, но совмещает в себе процессы коагуляции, осветления и фильтрации воды.

Вода подается снизу через распределительную систему из дырчатых труб вместе с раствором коагулянта, и хлопья образуются в толще загрузки (см. рис. 64, в). Такой вид коагуляции получил название контактной в отличие от обычной, протекающей в свободном объеме.

Контактная коагуляция имеет отличия от объемной: образование хлопьев при соприкосновении с зернистой загрузкой происходит гораздо быстрее и к тому же при меньших дозах коагулянта. Хлопья фиксируются на поверхности зерен и адсорбируют на себе взвесь. В слое гравия задерживается более крупная взвесь, что снижает заиливание песка, толщина слоя песка - 2м — вдвое больше обычных скорых фильтров, что еще более повышает грязеемкость и удлиняет время между промывками. Промывная вода подается, как обычно, снизу вверх и удаляется по желобам. Скорость фильтрации —4—5 м/ч. Взвесь успешно задерживается при первоначальном ее содержании не более 150 мг/л.

Основное преимущество контактных осветлителей состоит в том, что отпадает необходимость в отстойниках и камерах реакций.

studfiles.net

Коагулирование воды — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Коагуляция.

Коагулирование воды — процесс осветления и обесцвечивания воды с применением химических реактивов-коагулянтов, которые при взаимодействии с гидрозолями и растворимыми примесями воды образуют осадок. Используется при очистке водопроводной воды перед отстаиванием и фильтрацией.

Цель

Цель коагулирования состоит в том, чтобы в процессе флокуляции примеси образовали «флокулы» — хлопьевидные скопления, которые из-за их большого размера легко удалить из воды отстаиванием или фильтрованием. Без коагулирования удаление мелкодисперсных примесей в отстойнике может быть непрактичным, так как требует больших интервалов времени (до нескольких лет). Оптимальный размер флокул — несколько миллиметров.

Физические основы

Стабильность коллоидной смеси поддерживается в основном за счёт электростатического отталкивания и стерических эффектов, потому коагулирование применяет следующие методы:

предотвращение электростатического отталкивания с помощью добавления солей или изменения кислотности; это даёт возможность коллоидным частицам сблизиться на расстояние, на котором силы Ван-дер-Ваальса приведут к слипанию частиц;

Коагулянты

Процесс

Процесс коагулирования проводится в два этапа:

быстрое смешивания химиката с водой. Обычно продолжается около одной минуты (меньшие интервалы приводят к худшему распределению коагулянта; бо́льшие могут привести к разрушению уже образовавшихся флокул). Смешивание обычно производится в специальном резервуаре-смесителе;

собственно флокуляция (обычно от получаса до 45 минут). В процессе флокуляции вода проходит через несколько резервуаров с постепенно уменьшающейся скоростью перемешивания воды.

Напишите отзыв о статье "Коагулирование воды"

Литература

[dic.academic.ru/dic.nsf/medic2/21526 Коагулирование воды]. // Большой медицинский словарь, 2000.
Евгений Дмитриевич Бабенков. Очистка воды коагулянтами. Наука, 1977. 355 с.

Ссылки

[www.membrane.msk.ru/books/?id_b=13&id_bp=371 Коагуляция и осветление воды от грубодисперсных примесей]. // Промышленное применение мембранных процессов.
[berg.k66.ru/noname18.html Очистка воды фильтрованием и коагуляцией]. // Водоподготовка.
[twt.mpei.ac.ru/books/vve/Ch3.2_pg1.htm Коагуляция коллоидных примесей воды]. // Водоподготовка.
[water.me.vccs.edu/courses/env110/Lesson4_print.htm Coagulation and Flocculation]. (англ.)

Отрывок, характеризующий Коагулирование воды

– Ну, батюшка, вы и в пехоте, и в кавалерии, везде пойдете в ход; это я вам предрекаю, – сказал Шиншин, трепля его по плечу и спуская ноги с отоманки. Берг радостно улыбнулся. Граф, а за ним и гости вышли в гостиную.

Было то время перед званым обедом, когда собравшиеся гости не начинают длинного разговора в ожидании призыва к закуске, а вместе с тем считают необходимым шевелиться и не молчать, чтобы показать, что они нисколько не нетерпеливы сесть за стол. Хозяева поглядывают на дверь и изредка переглядываются между собой. Гости по этим взглядам стараются догадаться, кого или чего еще ждут: важного опоздавшего родственника или кушанья, которое еще не поспело. Пьер приехал перед самым обедом и неловко сидел посредине гостиной на первом попавшемся кресле, загородив всем дорогу. Графиня хотела заставить его говорить, но он наивно смотрел в очки вокруг себя, как бы отыскивая кого то, и односложно отвечал на все вопросы графини. Он был стеснителен и один не замечал этого. Большая часть гостей, знавшая его историю с медведем, любопытно смотрели на этого большого толстого и смирного человека, недоумевая, как мог такой увалень и скромник сделать такую штуку с квартальным. – Вы недавно приехали? – спрашивала у него графиня. – Oui, madame, [Да, сударыня,] – отвечал он, оглядываясь. – Вы не видали моего мужа? – Non, madame. [Нет, сударыня.] – Он улыбнулся совсем некстати. – Вы, кажется, недавно были в Париже? Я думаю, очень интересно. – Очень интересно.. Графиня переглянулась с Анной Михайловной. Анна Михайловна поняла, что ее просят занять этого молодого человека, и, подсев к нему, начала говорить об отце; но так же, как и графине, он отвечал ей только односложными словами. Гости были все заняты между собой. Les Razoumovsky… ca a ete charmant… Vous etes bien bonne… La comtesse Apraksine… [Разумовские… Это было восхитительно… Вы очень добры… Графиня Апраксина…] слышалось со всех сторон. Графиня встала и пошла в залу. – Марья Дмитриевна? – послышался ее голос из залы. – Она самая, – послышался в ответ грубый женский голос, и вслед за тем вошла в комнату Марья Дмитриевна. Все барышни и даже дамы, исключая самых старых, встали. Марья Дмитриевна остановилась в дверях и, с высоты своего тучного тела, высоко держа свою с седыми буклями пятидесятилетнюю голову, оглядела гостей и, как бы засучиваясь, оправила неторопливо широкие рукава своего платья. Марья Дмитриевна всегда говорила по русски.

wiki-org.ru

Коагулирование - вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Коагулирование - вода

Cтраница 2

Исследования по коагулированию воды, содержащей синтетические ПАВ, развивались в двух направлениях: выявления действия ПАВ на скорость коагуляции и определения эффективности коагулянтов в отношении ПАВ. Обнаруженное в экспериментах замедление коагуляции примесей воды объясняли вначале исключительно действием основного моющего компонента. Позднее установили [68, 69], что, по крайней мере, частично оно может быть отнесено на счет присутствующих в моющих средствах фосфатов. [16]

Особую сложность составляет коагулирование воды, загрязненной специфическими органическими веществами. К числу таких загрязнений относятся, например, промышленные стоки целлюлозно-бумажного производства, содержащие сульфитные щелоки, получающиеся в процессе варки целлюлозы, затем маточные растворы дрожжевого производства. [17]

Одним из видов коагулирования воды на фильтрах является безот-стойное коагулирование в открытых контактных осветлителях Академии коммунального хозяйства им. Панфилова ( АКХ) при скорости фильтро вания 3 - 5 м / ч, широко используемое на коммунальных фильтровальных станциях в связи с высокой грязеемкостью загрузки контактных осветлителей. Дозирование коагулянта должно быть очень точным ( дозирующие насосы НД), иначе процессы коагулирования ухудшаются и окислы алюминия проскакивают через осветлительные фильтры. [18]

В целях интенсификации коагулирования воды в качестве флокулянта широко применяется активная кремневая кислота. Активная кремневая кислота обычно используется для улучшения коагулирования воды сульфатом алюминия. В сочетании с солями железа она менее эффективна. [19]

Предложен также метод раздельного коагулирования воды: поток поступающей на обработку воды делится на две части и в одну из них вводится коагулянт. После появления хлопьев оба потока смешиваются. [20]

Величина рН среды при коагулировании воды имеет важное значение по следующим причинам. Во-первых, концентрация водородных ионов оказывает влияние на скорость и полноту гидролиза коагулянта. Образующаяся в результате гидролиза гидроокись алюминия - соединение амфотерное. [21]

Взвеси, образующиеся при коагулировании воды, обладают малой прочностью и гораздо хуже, чем осадки, полученные при умягчении, сохраняют свою поверхностную активность. Поэтому попытки применить рециркуляцию таких взвесей не всегда заканчивались успешно. Бесспорно только, что этот метод помогает произвести зарядку осветлителей со взвешенным осадком. О целесообразности рециркуляции осадков в остальных случаях мнения специалистов расходятся. [22]

В этом случае также полезно коагулирование воды поли-акриламидом. Накапливающийся в осадкоуплотнителе осадок периодически удаляют на обезвоживание и далее в отвал. [23]

В этом случае также полезно коагулирование воды полиа-криламидом. [24]

По данным Котлярова [91], прерывистое коагулирование воды, содержащей 13 мг / л взвешенных веществ, при одинаковой длительности периодов коагулирования и некоагулирования - 0 5; 1 и 2 часа - позволяет при прямоточном фильтровании снизить дозу сульфата алюминия примерно в 2 раза. [25]

Основным фактором, обусловливающим скорость процесса коагулирования воды, является стадия хлопьеобразования. Рост хлопьев идет в результате сорбции скоагулировавшими частицами гидроксидов алюминия или железа коллоидных частиц, примесей воды, укрупнения образовавшихся хлопьев за счет соединения их друг с другом. Укрупнившиеся хлопья оседают под действием силы тяжести, увлекая за собой взвешенные частицы. [26]

Эффективным оказывается фракционированное ( дробное или частичное) коагулирование воды, при котором коагулянт добавляют к очищаемой воде двумя или несколькими порциями или последовательно вводят различные коагулянты. В этом случае получаются полидисперсные агрегаты коагулянта, а также увеличивается период образования положительно заряженных полиядерных гидроксокомплек-сов, в результате чего интенсифицируется коагуляция. При обесцвечивании воды первая доза коагулянта должна составлять половину общей. При этом на первом этапе образуются мелкие агрегаты, которые хорошо сорбируют окрашивающие примеси. Образованию мелких хлопьев способствует также интенсивное механическое перемешивание в течение 30 - 60 с при введении первой дозы коагулянта. [27]

Он образует прочные хлопья и дает хорошие результаты при коагулировании воды с небольшой мутностью. [28]

На водопроводе со средней производительностью 500 м3 в час производится коагулирование воды железным купоросом. Доза коагулянта установлена 100 мг на литр воды. Хлорирование воды осуществляется при помощи хлоратора ЛК-7, в котором установлен капилляр диаметром 2.0 мм. [29]

Правильная работа коагуляционного бассейна может быть определена только в результате опытного коагулирования воды в лабораторных и полевых условиях. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Коагулирование воды — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Коагуляция.

Цель

Физические основы

предотвращение электростатического отталкивания с помощью добавления солей или изменения кислотности; это даёт возможность коллоидным частицам сблизиться на расстояние, на котором силы Ван-дер-Ваальса приведут к слипанию частиц;

Коагулянты

Процесс

Процесс коагулирования проводится в два этапа:

быстрое смешивания химиката с водой. Обычно продолжается около одной минуты (меньшие интервалы приводят к худшему распределению коагулянта; бо́льшие могут привести к разрушению уже образовавшихся флокул). Смешивание обычно производится в специальном резервуаре-смесителе;
собственно флокуляция (обычно от получаса до 45 минут). В процессе флокуляции вода проходит через несколько резервуаров с постепенно уменьшающейся скоростью перемешивания воды.

Напишите отзыв о статье "Коагулирование воды"

Литература

[http://dic.academic.ru/dic.nsf/medic2/21526 Коагулирование воды]. // Большой медицинский словарь, 2000.
Евгений Дмитриевич Бабенков. Очистка воды коагулянтами. Наука, 1977. 355 с.

Ссылки

[http://www.membrane.msk.ru/books/?id_b=13&id_bp=371 Коагуляция и осветление воды от грубодисперсных примесей]. // Промышленное применение мембранных процессов.
[http://berg.k66.ru/noname18.html Очистка воды фильтрованием и коагуляцией]. // Водоподготовка.
[http://twt.mpei.ac.ru/books/vve/Ch3.2_pg1.htm Коагуляция коллоидных примесей воды]. // Водоподготовка.
[http://water.me.vccs.edu/courses/env110/Lesson4_print.htm Coagulation and Flocculation]. (англ.)

Отрывок, характеризующий Коагулирование воды

Помню, как однажды, после очередного «душевного смятения», я сидела одна в саду под своей любимой старой яблоней и мысленно пыталась «разложить по полочкам» свои сомнения и ошибки, и была очень недовольна тем, какой получался результат. Моя соседка, Леокадия, под своим окном сажала цветы (чем, с её недугом было очень трудно заниматься) и могла прекрасно меня видеть. Наверное, ей не очень понравилось моё тогдашнее состояние (которое всегда, несмотря на то, хорошее или плохое, было написано на моём лице), потому что она подошла к забору и спросила – не хочу ли я позавтракать с ней её пирожками? Я с удовольствием согласилась – её присутствие всегда было очень приятным и успокаивающим, так же, как всегда вкусными были и её пирожки. А ещё мне очень хотелось с кем-то поговорить о том, что меня угнетало уже несколько дней, а делиться этим дома почему-то в тот момент не хотелось. Наверное, просто иногда мнение постороннего человека могло дать больше «пищи для размышлений», чем забота и неусыпное внимание вечно волновавшихся за меня бабушки или мамы. Поэтому я с удовольствием приняла предложение соседки и пошла к ней завтракать, уже издали чувствуя чудодейственный запах моих любимых вишнёвых пирожков. Я не была очень «открытой», когда дело касалось моих «необычных» способностей, но с Леокадией я время от времени делилась какими-то своими неудачами или огорчениями, так как она была по-настоящему отличным слушателем и никогда не старалась просто «уберечь» меня от каких либо неприятностей, что, к сожалению, очень часто делала мама и, что иногда заставляло меня закрыться от неё намного более, чем мне этого хотелось бы. В тот день я рассказала Леокадии о своём маленьком «провале», который произошёл во время моих очередных «экспериментов» и который меня сильно огорчил. – Не стоит так переживать, милая, – сказала она. – В жизни не страшно упасть, важно всегда уметь подняться. Прошло много лет с того чудесного тёплого завтрака, но эти её слова навсегда впечатались в мою память и стали одним из «неписанных» законов моей жизни, в которой «падать», к сожалению, мне пришлось очень много раз, но до сих пор всегда удавалось подняться. Проходили дни, я всё больше и больше привыкала к своему удивительному и такому ни на что не похожему миру и, несмотря на некоторые неудачи, чувствовала себя в нём по-настоящему счастливой.

o-ili-v.ru