Осветление воды это: Осветление воды и удаление примесей

Осветление воды и удаление примесей

Наличие в воде механических примесей мелкого песка, глинистых, иловых взвесей, частиц гидроокиси металлов, органических соединений, вызывают повышенную мутность и цветность воды. Это является причиной поломок запорной арматуры, насосов и неприемлемо для большинства технологических процессов. Поэтому удаление таких загрязнителей это первостепенная задача в очистке воды.

Под осветлением воды понимают удаление взвешенных веществ. Осветление и обесцвечивание воды достигается методами отстаивания, фильтрования через пористые материалы и коагулирования. Очень часто эти методы применяется в комбинации друг с другом, например, отстаивание с фильтрованием или коагулирование с отстаиванием и фильтрованием.

Отстаивание.

С помощью отстаивания можно достичь освобождения воды лишь от крупных взвешенных частиц диаметром не менее 0,1-0,01 мм. Более мелкие частицы практически не оседают. Для их удаления требуется проводить коагулирование.

Коагулирование.

Применяется, прежде всего, с целью освобождения воды от мутности и цветности, обусловленных коллоидными взвесями. Сущность процесса коагуляции состоит в том, что находящиеся в воде в коллоидные вещества, свертываются, образуют хлопья и выпадают в осадок. 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.

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

Фильтрование воды.

Прежде всего производится с целью освобождения ее от взвешенных частиц, обуславливающих мутность и цветность. В зависимости от типа применённого фильтрующего материала, на фильтре задерживаются макро и микро частицы, органические соединения, снижается цветность, окисляемость воды.

В процессе фильтрования реализуются два основных метода очистки воды:

• Механическая фильтрация




• Сорбция.

читайте также:

Мембранные технологии (Деминерализация)
Очистка воды от железа
Ультрафиолетовое обеззараживание
Умягчение воды

Вернуться на главную страницу раздела

Осветление воды: назначение и методы

Осветление воды — это процесс удаления взвешенных и коллоидных веществ, состоящих из глинистых, песчаных или илистых частиц. Их наличие ухудшает качество воды, делает ее мутной и непригодной для употребления как для питьевых, так и для технических целей.

Содержание

1. Способы осветления воды
2. Метод отстаивания
3. Осветление в гидроциклонах
4. Коагуляция и флотация
5. Фильтрование через слой взвешенного осадка
6. Фильтрование через слой загрузки

Способы осветления воды

Осветление воды осуществляют механическим или химическими методами. Очистка, как правило, многоступенчатая

В технологической схеме очистки осветление происходит в первую очередь. Его суть заключается в удалении загрязнений под действием силы тяжести либо с помощью принудительной фильтрации.

Методы осветления воды:

• отстаивание в отстойниках;
• осветление в гидроциклонах;
• коагуляция и флотация;
• фильтрование через слой взвешенного осадка или фильтрующий материал;
• использование окислителей в полевых условиях.

Выбор метода осветления – один из главных пунктов при разработке технологии очистки, так как он скажется в дальнейшем на всём процессе водоподготовки. Нужно внимательно подходить к этой задаче и изучать нюансы каждого варианта.

Метод отстаивания

Метод заключается в удалении взвешенных и коллоидных частиц под действием силы тяжести. Скорость осаждения зависит от их формы, размеров, плотности, шероховатости и от температуры жидкости. Оптимальные значения для этого процесса – 8-12°С.

Одним из условий эффективной очистки является скорость движения воды в отстойнике, которая напрямую влияет на выпадение частиц в осадок. Она должна быть в пределах 0,12-0,6 мм/с, в зависимости от конструкции сооружения.

Применяются отстойники: горизонтальные, вертикальные и радиальные. Каждый из них предназначен для определённых значений объёма и количества загрязнений.

Способ отстаивания является самым простым, эффективность составляет 60-70%. Основной минус – большой объём сооружений.

Осветление в гидроциклонах

Принцип работы гидроциклонов основан на сепарации частиц твёрдой фазы во вращающемся потоке жидкости. За счёт тангенциальной скорости крупные примеси прижимаются к стенке сооружения и под действием силы тяжести удаляются.

Коагуляция и флотация

Коагуляция – процесс укрупнения загрязнений в результате их слипания. Минеральные вещества и коллоидный гумус имеют отрицательный заряд, а коллоидное вещество – положительный. Разноимённые заряды притягиваются, вследствие чего происходит их коагулирование.

Эффективность зависит не только от количества загрязнений, но и от дозы коагулянта, быстроты смешивания, щёлочности. Для интенсификации данного процесса необходимо использовать флокулянты, которые ускоряют агломерацию хлопьев.

При осветлении с использованием коагулянтов, как правило, происходит процесс обесцвечивания – удаление гумусовых веществ, которые придают воде желтоватый, коричневый или зелёный цвет. Зачастую это происходит на застойных участках, таких как бассейны.

Фильтрование через слой взвешенного осадка

Метод является сочетанием фильтрования и использования реагентов для ускорения процесса очистки. Хлопья коагулянтов, взаимодействуя с коллоидными веществами, задерживаются слоем взвешенного осадка, за счёт чего и происходит осветление.

Данный способ подходит для сильнозагрязнённых вод, так как можно получить высокий эффект очистки, затратив минимальное количество реагентов.

Фильтрование через слой загрузки

Вода проходит через зернистый материал, задерживающий коллоидные загрязнения. В качестве слоя загрузки применяют кварцевый песок, гравий, дроблённый антрацит и другие. Они должны обладать надлежащим гранулометрическим составом и необходимой механической прочностью, так как происходит их периодическое истирание.

По скорости движения и времени очистки различают скорые и медленные фильтры. Медленные подходят для очистки некоагулированной воды, содержащей относительно мелкую примесь. Так как данный метод – безреагентный, то максимальные значения исходной мутности должны быть до 50 мг/л, цветности до 50 градусов. Скорость движения в таком фильтре составляет 0,1-0,3 м/ч.

Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод. В технологической схеме очистки скорые фильтры предусматривают после сооружений коагуляции и отстаивания, так как невозможно получить необходимый эффект одной ступенью. Важно проводить периодическую обратную промывку загрузки для предотвращения последующего загрязнения. Скорость движения в скором фильтре составляет 5,5-15 м/ч.

Для очистки воды в полевых условиях можно прибегнуть к бытовым окислителям: перекись водорода, зелёнка или белизна. Их принцип действия ничем не отличается от специальных коагулянтов, они отлично справляются с загрязнёнными водами рек и озёр.

Справочник по воде — Осветление | SUEZ

• Этапы осветления
• Неорганические коагулянты
• Полиэлектролиты
• Уменьшение цвета
• Обычное оборудование для осветления
• Поточное осветление

Взвешенные вещества в источниках сырой воды удаляются различными методами, чтобы получить воду, пригодную для бытовых целей и большинства промышленных нужд. Взвешенное вещество может состоять из крупных твердых частиц, отверждающихся только под действием силы тяжести без каких-либо внешних вспомогательных средств, и неосаждаемых материалов, часто имеющих коллоидную природу. Удаление обычно осуществляется путем коагуляции, флокуляции и осаждения. Сочетание этих трех процессов называется обычным осветлением.

Коагуляция – это процесс дестабилизации путем нейтрализации заряда. После нейтрализации частицы больше не отталкиваются друг от друга и могут быть сближены. Коагуляция необходима для удаления взвеси коллоидного размера.

Флокуляция представляет собой процесс объединения дестабилизированных или «коагулированных» частиц с образованием более крупной агломерации или «хлопьев».

Осаждение относится к физическому удалению из суспензии или осаждению, которое происходит после коагуляции и флокуляции частиц. Только осаждение или оседание без предварительной коагуляции приводит к удалению только относительно крупных взвешенных веществ.

Этапы очистки

Мелкодисперсные частицы, взвешенные в поверхностных водах, отталкивают друг друга, поскольку большинство поверхностей заряжены отрицательно. Для агломерации частиц необходимы следующие этапы осветления:

• Коагуляция . Коагуляцию можно осуществить путем добавления неорганических солей алюминия или железа. Эти неорганические соли нейтрализуют заряд частиц, вызывающих помутнение сырой воды, а также гидролизуются с образованием нерастворимых осадков, которые захватывают частицы. Коагуляция также может быть осуществлена ​​добавлением водорастворимых органических полимеров с многочисленными ионизированными центрами для нейтрализации заряда частиц.

• Флокуляция . Флокуляцию, агломерацию дестабилизированных частиц в крупные частицы, можно усилить добавлением высокомолекулярных водорастворимых органических полимеров. Эти полимеры увеличивают размер хлопьев за счет связывания заряженных участков и образования молекулярных мостиков.

Таким образом, коагуляция включает нейтрализацию заряженных частиц для дестабилизации взвешенных твердых частиц. В большинстве процессов осветления затем следует этап флокуляции. Флокуляция начинается, когда нейтрализованные или захваченные частицы начинают сталкиваться и сливаться, образуя более крупные частицы. Этот процесс может происходить естественным образом или может быть усилен добавлением полимерных флокулянтов.

Неорганические коагулянты

В таблице 5-1 перечислены некоторые распространенные неорганические коагулянты. Типичные коагулянты железа и алюминия представляют собой кислые соли, которые снижают рН очищенной воды путем гидролиза. В зависимости от исходной щелочности и рН исходной воды необходимо добавить щелочь, такую ​​как известь или каустик, чтобы противодействовать снижению рН первичным коагулянтом. Продукты гидролиза железа и алюминия играют значительную роль в процессе коагуляции, особенно в тех случаях, когда входящие воды с низкой мутностью выигрывают от наличия дополнительных площадей поверхности столкновения.

Таблица 5-1. Обычные неорганические коагулянты

Изменение pH влияет на поверхностный заряд частиц и осаждение хлопьев во время коагуляции. Хлопья гидроксида железа и алюминия лучше всего осаждаются при таких значениях pH, которые минимизируют растворимость коагулянта. Однако наилучшие характеристики осветления не всегда могут совпадать с оптимальным значением pH для образования хлопьев гидроксида. Кроме того, хлопья гидроксида железа и алюминия увеличивают потребность в объеме для удаления осевшего шлама.

При использовании сульфата алюминия оптимальная эффективность коагуляции и минимальная растворимость хлопьев обычно достигаются при pH от 6,0 до 7,0. Коагулянты железа можно успешно использовать в гораздо более широком диапазоне рН от 5,0 до 11,0. Если используются соединения двухвалентного железа, для полного осаждения необходимо окисление до трехвалентного железа. Для этого может потребоваться либо добавление хлора, либо регулировка pH. Химические реакции между щелочностью воды (природной или с добавками) и алюминием или железом приводят к образованию гидроксидного коагулянта, как показано ниже:

Полиэлектролиты

Термин полиэлектролиты относится ко всем водорастворимым органическим полимерам, используемым для осветления, независимо от того, функционируют ли они как коагулянты или флокулянты.

Водорастворимые полимеры могут быть классифицированы следующим образом:

• анионная ионизация в водном растворе с образованием отрицательно заряженных участков вдоль полимерной цепи
• катионная ионизация в водном растворе с образованием положительно заряженных участков вдоль полимерной цепи
• неионогенно-ионизируется в водном растворе с образованием очень небольших отрицательно заряженных участков вдоль полимерной цепи

Полимерные первичные коагулянты представляют собой катионные материалы с относительно низкой молекулярной массой (менее 500 000). Плотность катионного заряда (доступные положительно заряженные участки) очень высока. Полимерные флокулянты или коагулянты могут быть анионогенными, катионогенными или неионогенными. Их молекулярная масса может достигать 50 000 000. В таблице 5-2 описаны некоторые типичные органические полиэлектролиты.

Для любой данной частицы существует идеальная молекулярная масса и идеальная плотность заряда для оптимальной коагуляции. Существует также оптимальная плотность заряда и молекулярная масса наиболее эффективного флокулянта.

Поскольку суспензии обычно неоднородны, необходимы специальные испытания для поиска коагулянтов и флокулянтов с самым широким диапазоном эффективности.

Первичные коагулянты Полиэлектролиты

Катионоактивными полиэлектролитами, обычно используемыми в качестве первичных коагулянтов, являются полиамины и поли-(DADMACS). Они демонстрируют сильную катионную ионизацию и обычно имеют молекулярную массу менее 500 000. При использовании в качестве первичных коагулянтов они адсорбируются на поверхности частиц, уменьшая отталкивающие отрицательные заряды. Эти полимеры также могут в некоторой степени соединять одну частицу с другой, но не являются особенно эффективными флокулянтами. Использование полиэлектролитов позволяет осветлить воду без осаждения дополнительных твердых гидроксидов, образованных неорганическими коагулянтами. pH очищенной воды не изменяется.

Эффективность первичных коагулянтов полиэлектролитов в значительной степени зависит от природы коагулируемых частиц мути, количества присутствующей мутности и энергии смешения или реакции, доступной во время коагуляции. При более низкой мутности входящего потока требуется больше турбулентности или перемешивания для достижения максимальной нейтрализации заряда.

Сырая вода менее 10 NTU (нефелометрических единиц мутности) обычно не может быть осветлена только катионным полимером. Наилучшие результаты дает комбинация неорганической соли и катионного полимера. Для сырой воды с низкой мутностью следует рассмотреть возможность осветления в потоке.

Как правило, воды, содержащие от 10 до 60 NTU, наиболее эффективно обрабатываются неорганическим коагулянтом и катионным полимером. В большинстве случаев значительная часть потребности в неорганическом коагулянте может быть удовлетворена катионным полиэлектролитом. При мутности более 60 NTU обычно достаточно одного полимерного первичного коагулянта.

В водах с низкой мутностью, где желательно избегать использования неорганического коагулянта, можно добавить искусственную мутность для образования хлопьев. Бентонитовая глина используется для увеличения площади поверхности адсорбции и улавливания мелкодисперсной мути. Затем добавляют полимерный коагулянт для завершения процесса коагуляции.

Использование органических полимеров дает ряд преимуществ по сравнению с использованием неорганических коагулянтов:

• Количество шлама, образующегося при осветлении, может быть уменьшено на 50-90% . Приблизительный сухой вес удаленных твердых частиц на фунт сухих квасцов и сульфата железа составляет примерно 0,25 и 0,5 фунта соответственно.
• Полученный шлам содержит меньше химически связанной воды и легче поддается обезвоживанию .
• Полимерные коагулянты не влияют на рН . Таким образом, потребность в дополнительных щелочных средствах, таких как известь, едкий натр или кальцинированная сода, уменьшается или устраняется.
• Полимерные коагулянты не увеличивают общую концентрацию растворенных твердых веществ . Например, 1 ч./млн квасцов добавляет 0,45 ч./млн сульфат-иона (в пересчете на CaCO3). Снижение содержания сульфата может значительно расширить возможности анионообменных систем.
• Перенос растворимого железа или алюминия в стоках отстойника может быть результатом использования неорганического коагулянта . Следовательно, устранение неорганического коагулянта может свести к минимуму отложение этих металлов в фильтрах, ионообменных установках и системах охлаждения.

Вспомогательные коагулянты (флокулянты)

В некоторых случаях можно подавать избыток первичного коагулянта (неорганического, полимерного или их комбинации) для увеличения размера хлопьев и увеличения скорости осаждения. Однако в некоторых водах даже высокие дозы первичного коагулянта не обеспечивают желаемой прозрачности сточных вод. Вспомогательный полимерный коагулянт, добавленный после первичного коагулянта, может, образуя более крупные хлопья при низких уровнях обработки, уменьшить количество необходимого первичного коагулянта.

Как правило, анионные полиакриламиды с очень высокой молекулярной массой являются наиболее эффективными коагулянтами. Неионогенные или катионоактивные типы доказали свою эффективность в некоторых системах осветлителей. По сути, полимер связывает мелкие частицы хлопьев и заставляет их быстро агломерироваться в более крупные, более сплоченные хлопья, которые быстро оседают. Полимеры с более высокой молекулярной массой наиболее эффективно связывают взвешенные твердые частицы.

Вспомогательные коагулянты доказали свою эффективность в умягчении и осветлении осадков для достижения улучшенной скорости осаждения осадков и окончательной прозрачности воды.

Снижение цвета

Часто целью осветления является уменьшение цвета. Болота и водно-болотные угодья придают цвет поверхностным водам, особенно после сильных дождей. Материалы, вызывающие окрашивание, могут вызвать различные проблемы, такие как неприятный вкус, повышенное содержание микроорганизмов, загрязнение анионообменных смол и нарушение коагуляции и стабилизации ила, растворимого железа и марганца.

Большинство органических красителей в поверхностных водах являются коллоидными и отрицательно заряженными. По химическому составу красящие соединения классифицируются как гуминовые и фульвокислоты. Цвет можно удалить хлорированием и коагуляцией солями алюминия или железа или органическими полиэлектролитами. Хлор окисляет цветные соединения, в то время как неорганические коагулянты могут физически удалять многие типы органических красителей за счет нейтрализации поверхностных зарядов. Использование хлора для окисления органических цветных тел может быть ограничено из-за производства хлорированных органических побочных продуктов, таких как тригалометаны. Дополнительное обесцвечивание достигается химическим взаимодействием с продуктами гидролиза алюминия или железа. Высокозаряженные катионные органические полиэлектролиты также можно использовать для коагуляции некоторых типов цветных частиц.

Коагуляция для обесцвечивания обычно проводится при рН от 4,5 до 5,5. Оптимальный рН для удаления мути обычно намного выше, чем для уменьшения цвета. Присутствие ионов сульфата может препятствовать коагуляции для снижения цвета, тогда как ионы кальция и магния могут улучшить процесс и расширить диапазон pH, в котором может быть эффективно снижен цвет.

Традиционное оборудование для очистки

Процесс коагуляции/флокуляции и осаждения требует трех отдельных процессов:

• высокая скорость сдвига, быстрая смесь для коагуляции
• низкий сдвиг, большое время удерживания, умеренное перемешивание для флокуляции
• разделение жидкости и твердых частиц

Осветлители с горизонтальным потоком

Первоначально обычные осветлители состояли из больших прямоугольных бетонных бассейнов, разделенных на две или три секции. Каждый этап процесса осветления происходил на одном участке бассейна. Движение воды по этим системам было горизонтальным с пробковым течением.

Поскольку конструкция подходит для бассейнов большой емкости, установки с горизонтальным потоком до сих пор используются на некоторых крупных промышленных предприятиях и для очистки коммунальной воды. Время удерживания обычно велико (до 4-6 часов) и в основном посвящено отстаиванию. Быстрый микс обычно рассчитан на 3-5 мин, а медленный микс на 15-30 мин. Такая конструкция обеспечивает большую гибкость при установке надлежащих точек добавления химикатов. Также такие агрегаты относительно нечувствительны к резким изменениям расхода воды.

Длительное удержание также обеспечивает достаточное время реакции для внесения необходимых корректировок в подачу химикатов и полимеров в случае внезапного изменения состояния сырой воды. Однако для всех потребностей в очищенной воде, за исключением очень больших, горизонтальные установки требуют высоких затрат на строительство и большей площади земли на единицу пропускной способности воды.

Осветлители с восходящим потоком

Компактные и относительно экономичные отстойники с восходящим потоком обеспечивают коагуляцию, флокуляцию и осаждение в одном (обычно круглом) стальном или бетонном резервуаре. Эти осветлители называются «восходящим потоком», потому что вода течет вверх к желобам сточных вод по мере оседания взвешенных твердых частиц. Они характеризуются повышенным контактом твердых частиц за счет внутренней рециркуляции ила. Это ключевая особенность в поддержании чистоты сточных вод и главное отличие от горизонтальных отстойников.

Поскольку время пребывания в установке с восходящим потоком составляет примерно 1-2 часа, бассейны с восходящим потоком могут быть намного меньше по размеру, чем горизонтальные бассейны с такой же пропускной способностью. Скорость подъема 0,70-1,25 галлонов в минуту/кв. фут площади поверхности является нормальной для осветления. Комбинированные установки умягчения-осветления могут работать при площади поверхности до 1,5 галлонов в минуту/фут² из-за размера частиц и плотности осаждаемой жесткости.

Для достижения высокой пропускной способности устройства с восходящим потоком спроектированы таким образом, чтобы максимально увеличить линейную длину переливного водослива и свести к минимуму возможность короткого замыкания через зону отстаивания. Кроме того, две стадии смешивания для коагуляции и флокуляции происходят в одном и том же резервуаре для осветления.

Хотя устройства с восходящим потоком могут обеспечить более эффективное осаждение, чем горизонтальные конструкции, многие отстойники с восходящим потоком идут на компромисс в отношении быстрой и медленной последовательностей смешивания. Некоторые типы обеспечивают быстрое механическое перемешивание и полагаются на турбулентность потока для флокуляции; другие исключают стадию быстрого перемешивания и обеспечивают лишь умеренную турбулентность для флокуляции. Тем не менее, в большинстве случаев пользователи могут преодолеть недостаток быстрого смешивания, добавляя первичный коагулянт выше по потоку от осветлителя. На рис. 5-1 показаны зоны быстрого смешивания, медленного смешивания и зоны отстаивания типичного восходящего отстойника с контактом с твердыми частицами.

Иловая подушка и осветлитель, контактирующий с твердыми частицами

Большинство конструкций с восходящим потоком называются отстойниками с «иловой подушкой» или «контактом с твердыми частицами». После коагуляции и/или флокуляции в установках шламового покрытия поступающая вода проходит через взвешенный слой ранее сформированного флокулянта. На рис. 5-2 показан осветлитель с восходящим потоком.

Поскольку центральный колодец в этих устройствах часто имеет форму перевернутого конуса, скорость подъема воды уменьшается по мере того, как она поднимается через постоянно увеличивающееся поперечное сечение. Когда скорость подъема снижается настолько, чтобы в точности равняться скорости осаждения взвешенных хлопьев, образуется четкая граница раздела ил/жидкость.

Эффективность слоя ила зависит от фильтрующего действия при прохождении свежескоагулированной или флокулированной воды через взвешенные хлопья. Более высокие уровни ила повышают эффективность фильтрации. На практике поверхность раздела верхнего ила находится на самом высоком безопасном уровне, чтобы предотвратить сбои, которые могут привести к попаданию большого количества хлопьев в перелив. Следует также избегать избыточного удаления или продувки ила. Уровень слоя ила часто очень чувствителен к изменениям производительности, добавлению коагулянта, изменениям химического состава и температуры сырой воды.

«Контакт с твердыми частицами» относится к установкам, в которых внутри циркулируют большие объемы шлама. Этот термин также относится к блоку ила и просто означает, что до и во время отстаивания химически обработанная вода контактирует с ранее коагулированными твердыми частицами. Контактирующие с твердыми частицами агрегаты с бассейнами для шлама не полагаются на фильтрацию, как в конструкциях с шламовым покровом.

Установки, контактирующие с твердыми частицами, часто сочетают в себе осветление и смягчение осадков. Приведение поступающей неочищенной воды в контакт с рециркулирующим илом повышает эффективность реакций умягчения и увеличивает размер и плотность частиц хлопьев. На рис. 5-3 показана типичная установка, контактирующая с твердыми телами.

Осветление в потоке

Осветление в потоке — это процесс удаления мутности сырой воды путем добавления коагулянта непосредственно перед фильтрацией. Осветление в потоке обычно ограничивается сырой водой с типичной мутностью менее 20 NTU, хотя фильтры с восходящим потоком могут выдерживать более высокую нагрузку. Полиэлектролиты и/или неорганические коагулянты используются для повышения эффективности фильтрации и продолжительности цикла. Предпочтительны полимеры, поскольку они не создают дополнительной нагрузки взвешенными твердыми частицами, что может сократить срок службы фильтра.

Конструкция фильтра может быть с нисходящим или восходящим потоком, в зависимости от мутности сырой воды и размера частиц. Блок с двумя средами с нисходящим потоком обычно состоит из слоев различных сортов антрацита и песка, уложенных на гравийную подушку. После обратной промывки более крупные частицы антрацита оседают наверху слоя, а более плотные и мелкие частицы песка остаются на дне. Цель состоит в том, чтобы обеспечить проникновение хлопьев в слой, что снижает вероятность чрезмерных перепадов давления из-за забивания верхней части фильтрующего материала. Таким образом, достигается более высокая скорость фильтрации без существенной потери качества сточных вод. Нормальная скорость фильтрации составляет 5-6 галлонов в минуту на фут².

Выбор коагулянта и подача для осветления в потоке

Выбор полимерного коагулянта и скорости подачи зависит от конструкции оборудования и мутности поступающей воды. Первоначально внутритрубное осветление использовалось при очистке маломутных вод, но в настоящее время оно применяется на многих типах поверхностных вод. Для большинства вод удовлетворительным является использование только полимерного катионного коагулянта. Однако добавление высокомолекулярных анионных полимеров может повысить эффективность фильтрации.

Скорость подачи полимера обычно ниже, чем при обычном осветлении, при тех же характеристиках исходной воды. Полная нейтрализация заряда и образование мостиков не требуются, и их следует избегать, поскольку полная коагуляция или флокуляция могут способствовать чрезмерному улавливанию взвешенных твердых частиц в первой части фильтрующего материала. Это может привести к засорению среды, большим перепадам давления и коротким рабочим циклам.

Достаточное количество полимера наносится только для инициации нейтрализации, что позволяет притягивать и адсорбировать частицы по всему слою. Часто скорость подачи полимера регулируется методом проб и ошибок на реальных установках, чтобы свести к минимуму мутность сточных вод и максимально увеличить срок службы.

Поскольку оптимальная флокуляция нежелательна, полимеры вводятся непосредственно перед установками. Обычно требуется короткий период перемешивания для достижения степени реакции, наиболее подходящей для работы установки. Разбавляющая вода может быть рекомендована для надлежащего диспергирования полимера во всей поступающей воде. Однако может потребоваться несколько раз переместить точку ввода полимера, чтобы улучшить удаление мути. Из-за характера работы изменение скорости подачи полимера обычно показывает изменение мутности выходящего потока за относительно короткий период времени.

Анализ на коагуляцию

Анализ сырой воды сам по себе не очень полезен для прогнозирования условий коагуляции. Химикаты для коагуляции и соответствующие скорости подачи должны быть выбраны в соответствии с опытом работы с данной сырой водой или путем моделирования этапа осветления в лабораторных масштабах.

Тестирование в сосудах является наиболее эффективным способом имитации химии осветления и работы. Устройство с несколькими лопастями и стаканами (рис. 5-4) позволяет сравнивать различные химические комбинации, все из которых находятся в одинаковых гидравлических условиях. Также можно наблюдать эффекты быстрой и медленной интенсивности и продолжительности смешивания.

Помимо определения оптимальной химической программы, можно установить правильный порядок добавления. Наиболее важными измерениями в тесте в сосуде являются дозировка коагулянта и/или флокулянта, pH, размер хлопьев и характеристики осаждения, время образования хлопьев и прозрачность готовой воды. Для имитации циркуляции ила ил, образовавшийся в одной серии испытаний в сосуде (или образец ила из работающего отстойника), может быть добавлен к следующему испытанию в сосуде. Результаты баночных испытаний носят относительный характер, и при полномасштабной работе установки необходимы частые корректировки. Блоки контроля и управления, такие как детектор потокового тока, могут использоваться для управления с обратной связью в режиме реального времени.

Измерения дзета-потенциала использовались экспериментально для прогнозирования потребности в коагулянтах и ​​оптимальных уровней pH. Поскольку метод измерения требует специального оборудования и квалифицированного техника, дзета-потенциал никогда не применялся для управления промышленными установками по очистке воды. Кроме того, поскольку дзета-потенциал измеряет только один аспект всего процесса, он может не отражать все условия, ведущие к эффективности коагуляции.

Химические добавки

Наиболее эффективный метод добавления коагулянтов варьируется в зависимости от типа воды и используемой системы и должен быть проверен с помощью тестирования в сосуде. Однако есть обычная последовательность:

• хлор
• бентонит (для маломутных вод)
• первичный неорганический и/или полимерный коагулянт
• Химические вещества для регулирования pH
• коагулянт

Воды с высоким содержанием органических веществ имеют повышенную потребность в первичном коагулянте. Хлор может использоваться для облегчения коагуляции путем окисления органических загрязнителей, обладающих диспергирующими свойствами. Хлорирование перед подачей первичного коагулянта также снижает дозировку коагулянта. При использовании неорганического коагулянта добавление химикатов, регулирующих рН, перед коагулянтом устанавливает надлежащий рН среды для первичного коагулянта.

Все химикаты для обработки, за исключением коагулянтов, следует добавлять при очень турбулентном перемешивании поступающей воды. Быстрое перемешивание при добавлении коагулянтов алюминия и железа обеспечивает равномерную адсорбцию катионов на взвеси.

Смешивание с высокой скоростью сдвига особенно важно, когда в качестве первичных коагулянтов используются катионные полимеры. В общем, желательно кормить их как можно дальше от осветлителя. Однако при добавлении коагулянта необходимо избегать смешивания с высоким усилием сдвига, чтобы не допустить нарушения мостиковой функции полимера. Для роста хлопьев требуется только умеренная турбулентность.

Рис. 5-1. Осветлитель и зоны.

Рис. 5-2. Осветлитель слоя ила с восходящим потоком. (Предоставлено компанией Permutit Company, Inc.)

Рис. 5-3. Контактный осветлитель твердых частиц. (Предоставлено Infilco Defremont, Inc.)

Рис. 5-4. Джар-тест исследование коагуляции.

Раствор для осветления/обработки воды

Вода Процессы очистки поверхностных и промышленных сточных вод от взвешенных частиц.

Лучший способ описать «осветление воды» — это процесс удаления твердых и других типов взвешенных частиц, в результате чего вода становится чистой. Процессы и оборудование для очистки воды обычно используются для очистки поверхностных вод и биологической очистки сточных вод.

• Примеры поверхностных вод включают воду, полученную из плотин, ручьев и рек. Поверхностные воды загрязнены отходами жизнедеятельности животных/человека, химическими веществами стоков и цветения водорослей.
• Типы промышленных сточных вод собираются во время производственного процесса или связанных с ним методов очистки, и к ним относятся: тяжелые металлы, масла, растворители, химикаты, древесная стружка, кирпичная кладка и бетон, грязь и гравий.

Эти типы веществ затем растворяются или суспендируются в воде, и именно процесс очистки воды помогает удалить эти взвешенные твердые частицы и частицы до того, как воду можно будет безопасно сбросить или использовать повторно. Удаление взвешенных твердых частиц и твердых частиц обычно завершается тремя процессами: коагуляцией, флокуляцией и осаждением. Именно объединение этих трех процессов и называется «Прояснение».

Системы очистки воды

Системы очистки воды различаются по конфигурации и размерам в зависимости от потребностей вашего бизнеса или проектной площадки.

• Системы очистки воды могут быть прямоугольной формы (вода течет от конца к концу) или круглой формы (вода течет от центра наружу).

Системы очистки воды

• обычно подпадают под 3 категории: ламельный осветлитель / вертикальный параллельный осветлитель, горизонтальный осветлитель с параллельными пластинами или круговой осветлитель.
• Компания PR Water Australia использует пластинчатые осветлители Lamella, соединенные с системой дозирования химикатов. Эти инновационные устройства являются мобильными, компактными и модульными, поскольку они могут поставляться как одно устройство или как группа устройств в зависимости от потребностей вашего бизнеса.