Су коагуляциясы: әсер ету принципі, қолдану мақсаты

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-02 17:50

Суды коагуляциялау деп оны тазартудың алдын ала физикалық-химиялық әдістерін айтады. Процестің мәні механикалық қоспалардың немесе эмульсияланған заттардың ұлғаюында және тұнбасында жатыр. Бұл технология заманауи ағынды сулар мен су тазарту қондырғыларында қолданылады.

Физикалық негіздер

Суды коагуляциялау немесе басқаша айтқанда оны тазарту суспензиядағы ұсақ бөлшектердің үлкен конгломераттарға біріктіру процесі. Бұл процедураны орындау сұйықтықты одан әрі тұндыру, сүзу немесе флотациялау кезінде майда дисперсті қоспаларды кетіруге мүмкіндік береді.

Бөлшектердің «бір-біріне жабысуы» үшін олардың арасындағы коллоидтық ерітіндінің тұрақтылығын қамтамасыз ететін өзара тебілу күштерін жеңу қажет. Көбінесе қоспалардың әлсіз теріс заряды болады. Сондықтан суды коагуляция арқылы тазарту үшін зарядтары қарама-қарсы заттар енгізіледі. Нәтижесінде суспензия бөлшектері электрлік бейтарап болып, өзара итеру күштерін жоғалтады және бір-біріне жабыса бастайды, содан кейін құлап кетеді.шөгіндіде.

Қолданылған материалдар

Коагулянттар ретінде химиялық реагенттердің 2 түрі қолданылады: бейорганикалық және органикалық. Бірінші топтағы заттардың ішінде ең көп таралғандары алюминий, темір және олардың қоспалары тұздары; титан, магний және мырыш тұздары. Екінші топқа полиэлектролиттер жатады (меламин-формальдегид, эпихлоргидриндиметиламин, полихлородиалилдиметил-аммоний).

Өндірістік жағдайларда ағынды сулар көбінесе алюминий және темір тұздарымен коагуляцияланады:

Алюминий хлориді AlCl₃∙6H_2O;

темір хлориді FeCl₃∙6H_2O;
Al сульфаты 2_O;

темір сульфаты FeSO₄ 7H_2O;

натрий алюминаты NaAl(OH)_{4 және т.б.}

Коагулянттар үлкен спецификалық беті бар қабыршақтарды түзеді, бұл олардың жақсы адсорбциялық қабілетін қамтамасыз етеді. Заттың оңтайлы түрін және оның дозасын таңдау тазарту объектісінің сұйықтығының қасиеттерін ескере отырып, зертханалық жағдайларда жүргізіледі. Табиғи суларды тазарту үшін коагулянттардың концентрациясы әдетте 25-80 мг/л диапазонында болады.

Бұл реагенттердің барлығы іс жүзінде 3-ші немесе 4-ші қауіптілік класына жатады. Сондықтан олар қолданылатын аумақтар оқшауланған бөлмелерде немесе жеке ғимараттарда болуы керек.

Баратын жер

Коагуляция процесі суды тазарту жүйелерінде де, өндірістік және тазалау үшін де қолданыладытұрмыстық қалдық су. Бұл технология зиянды қоспалардың мөлшерін азайтуға көмектеседі:

темір және марганец - 80% дейін;
синтетикалық беттік белсенді заттар - 30-100%;
қорғасын, хром - 30%-ға;
мұнай өнімдері – 10-90%-ға;
мыс және никель - 50%;
органикалық ластану - 50-65%;
радиоактивті заттар - 70-90%-ға (айырылуы қиын йод, барий және стронцийден басқа; олардың концентрациясын тек үштен бірге азайтуға болады);
пестицидтер - 10-90%-ға.

Коагуляция, содан кейін тұндыру арқылы суды тазарту ондағы бактериялар мен вирустардың құрамын 1-2 ретке, ал қарапайым микроорганизмдердің концентрациясын 2-3 ретке азайтуға мүмкіндік береді. Технология келесі патогендерге қарсы тиімді:

Коксаки вирусы;
энтеровирустар;
гепатит А вирусы;
E. coli және оның бактериофагтары;
лямблия кисталары.

Негізгі факторлар

Судың коагуляциясына әсер ететін факторлар

Су коагуляциясының жылдамдығы мен тиімділігі бірнеше жағдайға байланысты:

Ұсақтық дәрежесі және қоспалардың концентрациясы. Лайланудың жоғарылауы үшін коагулянттың жоғары дозалары қажет.
Қоршаған ортаның қышқылдығы. Гумин және фульвоқышқылдарымен қаныққан сұйықтықтарды тазарту рН төмен мәндерде жақсы жүреді. Қалыпты суды тазарту кезінде процесс жоғары рН кезінде белсендірек болады. Сілтілікті арттыру үшін әк, сода, каустикалық сода қосыңыз.
Иондық құрам. Төмен концентрациядаэлектролиттер қоспасы, су коагуляциясының тиімділігі төмендейді.
Органикалық қосылыстардың болуы.
Температура. Оның төмендеуімен химиялық реакциялардың жылдамдығы төмендейді. Оңтайлы режим - 30-40 ° С дейін қыздыру.

Технологиялық процесс

Ағынды суларды тазарту қондырғыларында коагуляцияның 2 негізгі әдісі қолданылады:

Бос көлемде. Ол үшін араластырғыштар мен флокуляциялық камералар қолданылады.
Байланысты жарықтандыру. Алдымен суға коагулянт қосылады, содан кейін ол түйіршікті материалдар қабатынан өтеді.

Су коагуляциясының соңғы әдісі келесі артықшылықтарға байланысты ең көп қолданылады:

Жоғары тазалау жылдамдығы.
Коагулянттардың азырақ дозалары.
Температура факторының күшті әсері жоқ.
Сұйықтықты сілтілеудің қажеті жоқ.

Ағынды суларды коагуляция арқылы тазартудың технологиялық процесі 3 негізгі кезеңді қамтиды:

Реактивті мөлшерлеу және сумен араластыру. Коагулянттар сұйықтыққа 10-17% ерітінділер немесе суспензиялар түрінде енгізіледі. Контейнерлерде араластыру механикалық немесе сығылған ауамен аэрация арқылы жүзеге асырылады.
Арнайы камераларда флоктың түзілуі (байланыс, жұқа қабат, шығару немесе рециркуляция).
Тұндырғыштарға тұндыру.

Ағынды суларды тұндыру екі сатылы әдіспен тиімдірек, ол алдымен коагулянттарсыз, содан кейін химиялық заттармен өңделгеннен кейін жүзеге асырылады.реагенттер.

Кранның дәстүрлі дизайны

Тазартылған суға коагулянт ерітіндісін енгізу әртүрлі типтегі араластырғыштардың көмегімен жүзеге асырылады:

Түтік тәрізді. Қысым құбырының ішіне конустар, диафрагмалар, бұрандалар түріндегі статикалық элементтер орнатылады. Реагент вентури арқылы жеткізіледі.
Гидравликалы: клузон, перфорацияланған, құйынды, шайба. Араластыру қалқалар бойымен өтетін судың турбулентті ағынының пайда болуына байланысты, саңылаулар, ілмелі коагуляциялық шөгінді қабаты немесе тесігі бар шайба (диафрагма) түріндегі кірістіру.
Механикалық (пышақ және винт).

Флотациямен комбинация

Ағынды суларды коагуляция арқылы тазарту сұйықтық сапасының тұрақты өзгеруіне байланысты процесті бақылау қиын. Бұл құбылысты тұрақтандыру үшін флотация қолданылады - көбік түріндегі суспензия бөлшектерін бөлу. Коагулянттармен бірге тазартылған суға флокулянттар енгізіледі. Олар суспензиялардың ылғалдануын төмендетеді және соңғысының ауа көпіршіктерімен адгезиясын жақсартады. Газды қанықтыру флотациялық қондырғыларда жүзеге асырылады.

Бұл әдіс келесі салалар өнімдерімен ластанған суды коагуляциялау үшін кеңінен қолданылады:

өңдеу өнеркәсібі;
жасанды талшық өндірісі;
целлюлоза-қағаз, былғары және химия өнеркәсібі;
машина жасау;
өндірістағам.

Флокулянттардың 3 түрі қолданылады:

табиғи шығу тегі (крахмал, гидролизденген азықтық ашытқы, балшық);
синтетикалық (полиакриламид, VA-2, VA-3);
бейорганикалық (натрий силикаты, кремний диоксиді).

Бұл заттар коагулянттардың қажетті дозасын азайтуға, тазалау ұзақтығын қысқартуға және қабыршақтардың шөгу жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді. Полиакриламидті өте аз мөлшерде де қосу (0,5-2,0 мг/кг) тұндырғыш қабыршақтарды айтарлықтай төмендетеді, бұл тік типті тұндырғыштарда судың көтерілу жылдамдығын арттырады.

Процессті күшейту әдістері

Су коагуляция процесін жақсарту бірнеше бағытта жүзеге асырылады:

Өңдеу режимін өзгерту (бөлшек, бөлек, үзіліспен коагуляция).
Судың қышқылдығын реттеу.
Бөлшектері конгломераттардың, сорбциялық материалдардың (балшық, клиноптилолит, сапонит) түзілуі үшін қосымша орталықтардың рөлін атқаратын минералды мөлдірлегіштерді қолдану.
Біріктірілген өңдеу. Коагуляцияның судың магниттелуімен, электр өрісін қолдануымен, ультрадыбыстық әсермен үйлесуі.
Темір хлориді мен алюминий сульфатының қоспасын пайдалану.
Коагулянттар дозасын 30-50% төмендететін және тазалау сапасын жақсартатын механикалық араластыруды қолдану.
Тотықтырғыштарды (хлор және озон) енгізу.