Тема 13. Интенсификация процессов отстаивания

При осветлении воды отстаиванием из нее удается удалить только грубодисперсные частицы, так как для отстаивания тонкодисперсных частиц требуется продолжительное время.

Ускорить процесс осаждения мелких частиц можно их коагуляцией. При коагуляции происходит слипание мелких частиц между собой, иногда при этом захватываются более крупные частицы. Образующиеся при коагуляции крупные тяжелые хлопья осаждаются быстрее.

В металлургии применяется реагентная коагуляция, магнитная коагуляция и реагентно-магнитная коагуляция.

13.1. Реагентная коагуляция.

Мелкие частицы, не поддающиеся осаждению простым отстаиванием, обладают электрическим зарядом. Частицы с одноименным зарядом отталкиваются, что препятствует их объединению в более крупные агрегаты.

Наиболее распространенный способ реагентной коагуляции заключается в том, что в обрабатываемую воду вводят растворы сернокислых солей железа или алюминия. Применяют сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃·18H₂O, железный купорос FeSO₄·7H₂O и хлорное железо FeCl₃. Коллоидные частицы гидроокиси металла имеют заряд, противоположный по знаку заряду взвешенных частиц обрабатываемой воды. Благодаря этому происходит нейтрализация зарядов и интенсивное образование хлопьев.

Быстрое и равномерное перемешивание раствора реагента с водой осуществляется в смесителях. Смесители рассчитываются на пребывание в них воды до 2 мин. В смесителе реагенты начинают взаимодействовать с обрабатываемой водой, но для образования хлопьев требуется более длительное время (10-30 мин), поэтому процесс продолжается в специальных камерах хлопьеобразования. Здесь также производится перемешивание, которое способствует процессу хлопьеобразования. Скорость движения воды при перемешивании устанавливается в таких пределах, чтобы предотвратить выпадение хлопьев в камере хлопьеобразования, но не разбивать сформировавшиеся хлопья.

Из камеры хлопьеобразования вода поступает на осветление (отстойники, гидроциклоны, фильтры).

13.2. Магнитная коагуляция.

Во многих сточных водах металлургических производств содержатся железосодержащие взвешенные вещества. Это позволяет ускорить процесс осветления сточных вод за счет их обработки в магнитном поле.

Магнитное поле в потоке воды создается с помощью электромагнитов постоянного тока или пластинчатых постоянных магнитов. При применении электромагнитов расход электроэнергии составляет 0,001 кВт на 1 м³очищенной воды. Продолжительность обработки воды магнитным полем 0,04-0,7 с.

После обработки в магнитном поле благодаря остаточной намагниченности мелкие частицы слипаются, образуя флокулы, скорость осаждения которых значительно больше, чем у частиц до слипания. Процесс осветления ускоряется в несколько раз (до 5 раз).

13.3. Реагентно-магнитная коагуляция.

Процесс заключается в обработке сточных вод реагентами с последующим пропусканием через магнитное поле и дальнейшим отстаиванием на обычных очистных сооружениях.

13.4.Осветление в слое взвешенного осадка.

Процесс заключается в том, что обработанную реагентами воду пропускают через слой ранее выпавшего осадка, находящегося во взвешенном состоянии и являющегося своеобразным фильтром, задерживающим взвешенные вещества. Осветлители такого типа в 1,5-2 раза производительнее вертикальных отстойников при лучшем эффекте осветления.