Коагуляция Коагуляция - процесс нейтрализации отрицательного заряда коллоидных частиц загрязнений,

Коагуляция

Коагуляция - процесс нейтрализации отрицательного заряда коллоидных частиц загрязнений, присутствующих в воде, и образование относительно крупных частиц (хлопьев), способных в осаждению. При обработке воды в качестве коагулянтов ис­пользуются соли алюминия, железа, известь.

При введении в воду солей алюминия или железа переход их в гидроокись осуществляется через ряд промежуточных соединений в результате реакции с гидроксильными ионами и полимеризации. Промежуточные продукты гидролиза оказы­ваются более эффективными для удаления загрязнений, чем конечный продукт. Время существования промежуточных продуктов гидролиза очень мало и не превышает 1 с, поэтому так важно обеспечить интенсивное (быстрое) перемешивание для вступления в контакт с коагулянтом наибольшего количества загрязнений до окончания реакции гидролиза и полимеризации. В практике очистки сточных вод это обеспечивается распределением коагулянта в обрабатываемой воде в зоне наибольшей турбулентности потока при времени быстрого смешения 15-30 с и среднем градиенте скорости 200 с. Последующий процесс хлопьеобразования проходит в течение 20-30 мин. Увеличе­ние продолжительности быстрого смешения приводит к разрушению хлопьев и ухуд­шению эффекта осветления воды. Добавление флокулянтов (водорастворимых органи­ческих полимеров неионогенного, анионного и катионного типов, например, полиакриламида, КФ-91 и пр.) в малых дозах 0,5-1 мг/л увеличивает размеры и прочность хлопьев, что повышает эффективность процесса коагуляции.

Реагентная обработка является в настоящее время основным способом удаления из сточных вод соединений фосфора. При введении традиционных минеральных коагу­лянтов: солей двух- и трехвалентного железа, солей алюминия или извести, которые могут применяться самостоятельно или в сочетании с флокулянтами, растворенные соли ортофосфорной кислоты образуют нерастворимые соединения, которые выпада­ют в осадок.

При обработке сточных вод известью образуются трикальций фосфат и гидроксиапатит, выпадающие в осадок, а часть соединений фосфора, в частности поли­фосфаты, сорбируются на поверхности образующегося осадка. Реакция проходит в щелочной среде (рН 10,5-11), поэтому расход извести (200-400 мг/л по СаО) в основ­ном определяется необходимостью поддержания высокого значения рН среды, и перед сбросом очищенной воды в водоем требуется ее нейтрализация. Кроме того, при при­менении извести усложняется эксплуатация сооружений из-за образования карбонат­ных отложений на поверхности трубопроводов и оборудования, а при введении ее в первичные отстойники, т.е. на стадии механической очистки, возможна кольматация осадка.

При обработке сточных вод солями трехвалентного железа и алюминия удале­ние соединений фосфора происходит вследствие выпадения в осадок нерастворимых фосфатов (АlР0₄х2Н₂0;FeP0₄x2H₂0) и сорбции сложных фосфатов и органических соединений фосфора на хлопьях гидроокисей, образующихся в результате гидролиза солей. В отличии от извести потребная доза солей алюминия или железа для удаления соединений фосфора пропорциональна их концентрации. Теоретически на 1мг раство­ренного фосфора необходимо 1,8 мг Fe или 0,87 мг А1, однако практически эти дозы должны быть выше, так как часть коагулянта расходуется на осаждение других за­грязнений сточных вод.

+Введение коагулянтов может осуществляться на различных ступенях очистки сточных вод: перед первичными отстойниками, аэротенками, вторичными отстойни­ками или флотационными илоотделителями, зернистыми фильтрами. В зависимости от этого изменяется расход коагулянта и конечный эффект очистки.

При биологической очистке сточных вод в аэротенке с введением коагулянтов удаление фосфора происходит в результате образования нерастворимых соединений и микробиальной ассимиляции с последующим их соосаждением с активным илом и удалением вместе с избыточным илом. Данный процесс носит название симультанного (одновременного) осаждения. Он экономичен, легко реализуется даже в условиях действующих станций /19,20/.

На стадии глубокой очистки сточных вод коагуляция в основном используется при реагентном фильтровании (контактная коагуляция), при котором смешение коагу­лянта с водой происходит непосредственно перед фильтрованием. Коагуляция в кон­такте с загрузкой фильтра, в отличии от коагуляции в свободном объеме воды, проте­кает быстрее, требует меньших доз коагулянта, менее чувствительна к температуре во­ды.

Здесь рассмотрены только те физико-химические методы, которые реально применимы в практике очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Но даже эти методы глубокой очистки часто оказываются слишком энергоемкими, трудоемкими и сложными в эксплуатации и не всегда экологически чистыми, так как при их исполь­зовании могут образовываться дополнительные загрязнения, вносимые в очищенную воду или образующиеся осадки.

Биопрепараты "Русский Богатырь"