Коагулация и флокулация - studopediya
Коагулация - на срастване на частиците на колоидна система, когато те се сблъскват в процеса на топлинна движение, възбуда, или насочено движение във външна област на сила.
В резултат на коагулация на образуваните агрегати - по-големите частици (вторични), състоящи се от клъстери от малки (основно).
По време на механично пречистване на отпадъчни води се отстраняват доста лесно размер на частиците от 10 микрона или повече; почти не отстранява и фино разделен колоидни частици чрез механично почистване. По този начин, много отпадъчни води съоръжения след механични съоръжения за третиране са агрегиране-стабилна система.
За почистване на тези отпадъчни води се прилагат техники на коагулацията и флокулация. Така Агрегат стабилност нарушена, образуван по-големи агрегати от частици, които се отделят от отпадъчната вода чрез механични методи.
За пречистване на промишлени отпадъчни води с помощта на различни минерални коагуланти (виж Таблица 4.1.).
Таблица 4.1 минерални коагуланти, използвани при пречистването на промишлени отпадъчни води
Парчета, пелети, брикети бяло
Парчета от сив
БПК в битови отпадъчни води за 300
Окачени твърди вещества в битовите отпадъци вода до 350
В случай на използване като реагенти железен сулфат трябва да се използват газирани смесители, газобетон пясък капан или preaeratory осигурява прехвърляне на желязо (II) хидроксид, железни (III). Времето на престой в смесителя в този случай не трябва да бъде по-малко от 7 м, интензитетът на въздушния поток 0.7-0.8 m 3 / m 3 на пречистените отпадъчни води в 1 мин, смесване на дълбочината на 2-2.5 m.
Получените утайки са коагулация размер на люспи от няколко микрона до няколко милиметра. свободни люспи пространствената структура утайка ги кара да висока влажност - до 96-99,9%. Плътността на флокули утаечните обикновено 1,01-1,03 т / m 3.
За да се засили процеса на коагулация и утаяване на получените люспи често използвани синтетични и естествени органични реактиви - макромолекулни вещества, наречени флокуланти. Тези вещества могат да се използват самостоятелно или в комбинация с неорганични коагуланти. РЕЗЮМЕ флокулацията се агрегацията на частици, при контакт на частиците се осъществява чрез молекули адсорбирания флокулант. Това е различно от процеса на коагулация или флокулация. Флокулацията се характеризира с бързо образуване на големи флокули и трайни, устойчиви на въздействието на турбулентен поток вода.
В зависимост от състава на полярни групи флокуланти са:
- нейонни - полимери, съдържащи нейонни групи: -OH,> CO (нишесте, хидроксиетил целулоза, поливинилов алкохол, полиакрилонитрил, и т.н.);
- анионен - полимери, съдържащи анионни групи: -СООН, -SO3 Н, -OSO3 Н (активна силициева киселина, натриев полиакрилат, натриев алгинат, лигносулфонати и т.н.);
- катионно - полимери, съдържащи катионни групи: -NH2. = NH (полиетиленимин, винилпиридин съполимери, VA - 2 VA - 102 VA - 212 et др.);
- Амфотерните - полимери, съдържащи както анионни и катионни групи: полиакриламид, протеини и други.
Най-широко полиакриламид, полиоксиетилен, полиетиленимин, натриеви соли и естери на полиакрилова и полиметакрилови киселини, поливинилпиридин, съполимери на малеинов анхидрид и винил ацетат, стирен-базирани полимери и активното силициева киселина.
Смесители. За смесване на отпадъчните води с смесителите коагулант използва: перфорирана, емайл с фигури, вертикално и с бъркалка острие.
Перфорирана смесител (фиг. 4.1) е бетонна или метална тава с перфорирани пластини на. Разстоянието между плоскостите се определи като ширината на тавата. диаметър на отвора на 20-100 mm. Общата площ на отворите на всеки дял Fotv = Q / WO. Скоростта на движение на водата в дупки WO = 1 м / сек, в тавата за последния дял w ≈ 0,6 м / сек. Нивото на водата на последния дял се определя да бъде Хо = 0,4-0,5 m. Загубата на налягане в отворите се определя по формулата
където - коефициент на съпротивление.
Като прибавим към стойността на изгубената глава Хо ч. намиране на нивото на водата във всяко отделение на миксера.
Фиг. 4.1. Перфорирана миксер:
1 - водоснабдяване; 2 - преграда с отвори
Емайл с фигури смесител (фиг. 4.2) е тава с прегради с отвори. Разстоянието между отворите е равна на два пъти ширината на тавата. Скорост на движение в тавата за вода w ≈ 0,6 м / сек, и в отворите WO ≈ 1 m / сек. Времето за престой на водата в миксер за 3-5 минути.
Фиг. 4.2. Емайл с фигури миксер:
1 - доставка на реагенти; 2 - доставка на вода; 3 - дял; 4 - вход за изпразване на водата
Вертикална смесител (фиг. 4.3) е цилиндър с конично дъно. Бърка го постига чрез промяна на скоростта на движение в коничната част. Скоростта в долната част на конуса е 1 м / сек, и в горната част на цилиндричната част 25 мм / сек. Времето за престой на водата в камерата # 964; = 1.5-2 минути.
Познаването на водния поток Р. м 3 / сек, и скоростта на движение му в цилиндричната част w възможно да се изчисли диаметъра на цилиндричната част:
Фиг. 4.3. Вертикална миксер: 1 - емисия на отпадъчни води; 2 - подаване на реагенти; 3 - табла; 4 - отпадъци Издаване вода
Височината на конусната част е намерена от отношението
където DP - диаметър на тръбата на входа; # 966; - конусен ъгъл.
Капацитет на коничната част е намерена от уравнението
където HC - височина на конусовидната част.
Височината на цилиндричната част се определя от отношението
Обща височина на смесителя
Скоростта на движение в wzh на улей като 0.5 - 0.8 m / сек. Наклонени долната тава I = 0,02. Диаметър вход DP са изчислени за скоростта на вода 1 м / сек.
флокулация камера. Присвояване камери - за предоставяне на образование флоакулантни люспи. Следните камерите: емайл с фигури, вихър, вихров и бъркалки.
Емайл с фигури камера (фиг. 4.4) е резервоар, разделено на дялове в 8-10 коридори. Ширината на коридора не е по-малко от 0.7 m. Скоростта на водата в камерата на 0.2-0.3 м / сек. Познаването на потока вода и времето на престоя си в камерата, обемът на камерата се определя. пад на налягането:
където п - брой на навивките; НТ - триене загуба на цялата дължина на камерата; # 958; - коефициент местно резистентност (обороти).
Еди камера (фиг. 4.5) структурно комбинира с вертикални шахти. Времето на престой на вода в камерата се определя, че е # 964; к = 15 ... 20 минути и утаяването # 964; з а = 1 изходяща скорост на вода от дюзата w = 2 ... 3 м / сек .. Височината на флокулация камера Nk.h на = 3.6 ... 4 m.
Ако приемем, че броят на флокулация камери pk.h и знае скоростта на потока на вода се определя зона на една камера и нейния диаметър:
Дюзата се поставя на разстояние от 0,2dk.h камерна стена на дълбочина от 0,5 м от повърхността на водата. диаметър на дюзите равна на:
където - максималния поток на отпадъчни води на една дюза, m 3 / и; # 956; - Дебит (равна на 0,908).
отлагане капацитет зона се изчислява от съотношението
Височината на зоната за нанасяне
Диаметърът на резервоара за утаяване се изчислява по формулата
На бистрители с преминаването суспензия легло, коагулация и утаяване се срещат в един апарат.
Успешното прилагане са вертикално (завихряне) флокулация камера е разделена на камера без слой от суспендира утайка и с суспендира утайка.
Вихрова камера (фиг. 4.6). Скоростта на движение на водата в долната конична част 0.7 m / и; в горната част на 4-5 мм / сек. Времето на престой на вода в камера 6-10 минути. Размерите на камерата се определя, както и размерите на вортекс смесителя.
Флокулирането камера е подходящ в случаите, когато за по-нататъшно изясняване на използваната вода септичен резервоар. Ако изясняване се извършва в избистрители шлам, одеало, не се изисква резервоара за реакция, тъй като люспи ефективно образувани в суспендира утайка слой.
Флокулирането камера с механична бъркалка. Времето на престой в камерите за флокулация получаване, т (фигура 4.7.): когато разделяне коагулирани суспендирани твърди вещества чрез утаяване за коагуланти - 10-15, 20-30 за флокуланти, в пречистването на отпадъчните води чрез флотация на коагуланти - 3-5 за флокуланти - 10- 20.
Оценката на флокулация процеси при механично разбъркване, препоръчани от критерия G х т. Camp предложен, където - средната скорост градиент, сек 1; - път с.
Средната градиента на скоростта се определя от зависимостта на
където - мощност, изразходвано за смесване, J / и; # 956; - вискозитет вода, Pa х S; Q - количество вода m 3.
Единица среден градиент скорост - в секунди минус едно (1). Оптимизация на процеса на флокулация трябва да бъдат оценени от стойност G х т.
Този критерий е параметър моделиране механични бъркалки и камери флокулация: за миксери с коагуланти - 200, с флокуланти - 300-500; за флокулационните камерите: при изправяне на коагуланти и флокуланти - 25-50; флотация - 50-75.
Фиг. 4.7. флокулация камери с механични бъркалки:
и - на хоризонтален вал; б - на вертикална ос; 1 - източник емисия на отпадъчни води; 2 - реагент фураж; 3 - миксер; 4 - острие механична бъркалка; 5 - редуктор устройство; 6 - картер; 7 - чешмяна вода коагулира
Електрокоагулация. Коагулацията вода, съдържаща фини и колоидни частици могат да се появят при преминаване на отпадъчни води чрез електролитна клетка с анода от алуминий или желязо. Metal анодна под действието на DC и става йонизиран във вода, което се лекува, частиците са некоагулирани примеси, които образуват умерено разтворима алуминиев хидроксид или желязо.
Разтваряне във вода на 1 г алуминиев еквивалентно на въвеждането на 6.3 грама на Al2 (SO4) 3. разтваряне на 1 г желязо - въвеждане на 2.9 грама от FeCl3 и 3.6 грама на Fe2 (SO4) 3. теоретичната консумация на енергия за разтваряне на 1 г от 12 W · часа алуминий, 1 грам на желязо -. 2,9 Wh плътност на тока се препоръчва да не повече от 10 A / m 2. разстояние между електродите - не е по-голяма от 20 mm, и скоростта на вода между електродите - не по-малко от 0,5 м / сек.