Коагуляция воды

     Проблемы вызываемые повышенной мутностью и цветностью воды

   Повышенная мутность воды обусловленно наличием в ней взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ. Поверхностные воды, как правило, характеризуются повышенным содержанием взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ. Взвешенные вещества попадают в воду в результате смыва твердых частичек (глины, песка, лесса, илистых веществ) верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время весенних и осенних паводков, а также в результате размыва русел рек. Общее количество взвешенных веществ, содержащихся в воде, характеризуется показателем мутность, мг/л. Наименьшая мутность водоемов наблюдается зимой, когда они покрыты льдом, наибольшая - весной в период паводка, а также летом вследствие выпадания дождей, таяния снега в горах и развития мельчайших плавающих живых организмов и водорослей. Повышение мутности воды может быть вызвано выделением некоторых карбонатов, гидроксидов алюминия, марганца, высокомолекулярных органических примесей гумусового происхождения, появлением фито- и зоопланктона, окислением соединений железа (II) кислородом воздуха, сбросом неочищенных производственных сточных вод и др. Взвешенные вещества имеют различный гранулометрический состав, который характеризуется гидравлической крупностью, выражаемой как скорость осаждения частичек при температуре 10 °С в неподвижной воде. Наличие в воде взвешенных веществ препятствует использованию ее для хозяйственно-питьевых целей. Органические вещества, присутствующие в природных водах, влияют на органолептические показатели их качества. Самыми значительными поставщиками органических веществ в природную воду являются почвенный и торфяной гумус, продукты жизнедеятельности и разложения растительных и животных организмов, сточные воды бытовых и промышленных предприятий. Гуминовые и фульвокислоты могут находиться в почве в свободном состоянии, в виде солей с катионами щелочных и щелочноземельных металлов, комплексных и внутрикомплексных соединений с железом, алюминием, марганцем, медью и, наконец, в виде адсорбционных органо-минеральных соединений. Степень окраски природных вод, выражаемая в градусах платиново-кобальтовой шкалы, называется цветностью. Наибольшую цветность имеют природные поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую - в лесостепных и степных зонах. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, однако в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей - «цветения» водоемов - оно повышается. Наличие в воде органических веществ резко ухудшает ее органолептические показатели, вызывая различного рода запахи (землистый, гнилостный, рыбный, болотный, аптечный, камфорный, запах нефтепродуктов, хлорфенольный и т.д.), повышает цветность, вспениваемость, оказывает неблагоприятное действие на организм человека и животных. Повышенная цветность воды препятствует использованию ее для хозяйственно-питьевых целей. 

Методы умягчения воды

1. Контактная коагуляция

Описание методов 

     1. Контактная коагуляция. Коагуляцией примесей воды называется процесс укрупнения коллоидных и взвешенных частичек дисперсной системы, происходящий в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Завершается этот процесс отделением агрегатов слипшихся частичек от жидкой фазы. Используемые в технологии очистки воды коагулянты чаще всего являются солями слабых оснований и сильных кислот: сультфат алюминия, сульфат железа, хлорид железа. При растворении эти соли гидролизуют. Взаимодействуя с гидроксильными ионами, содержащимися в воде, эти соли образуют малорастворимые основания. В воде накапливаются ионы
водорода, и раствор приобретает кислую реакцию. Полнота гидролиза имеет большое значение как для самой коагуляции, так и для качества очищаемой воды, поскольку наличие ионов алюминия в очищенной питьевой воде недопустимо. При повышении температуры происходит увеличение скорости протекания гидролиза. Необходимым условием для более полного протекания гидролиза является удаление из сферы реакции образующихся гидроксида железа или гидроксида алюминия, а также связывание ионов водорода в мало диссоциированные молекулы. Гидролиз усиливается при разбавлении коагулянта. Более полному гидролизу подвержены коагулянты, образующие гидроксиды с меньшей константой диссоциации (величиной, характеризующей способность электролитов диссоциировать на ионы) или меньшим произведением растворимости.
 Контактная коагуляция - технологический процесс осветления и обесцвечивания воды, заключающийся в адсорбции ее примесей с нарушенной агрегативной устойчивостью на поверхности частиц контактной массы. В основе процесса лежат вандерваальсовы силы межмолекулярного притяжения. Однако они определяются только при условии движения жидкости, когда мелкие частицы примесей воды сближаются с зернами фильтрующей загрузки, преодолев при этом электростатические силы отталкивания. В процессе контактной коагуляции взаимодействуют частицы, значительно различающиеся своими размерами. Частицы примесей воды имеют микро- и ультрамикроскопические размеры, а частицы контактной среды - макроскопические. Прилипание агрегативно неустойчивых примесей воды к поверхности частиц контактной массы является частным случаем коагуляции, носящим название адагуляции. Характерной особенностью этого процесса является большая скорость в сочетании с высоким эффектом при меньших затратах коагулянта. Интенсивность прилипания мелких примесей к относительно крупным зернам загрузки намного превышает скорость агломерации между собой отдельных мелких частиц в свободном объеме жидкости. При фильтровании воды, обработанной коагулянтом, через песок с размером зерен 0,5 мм ее осветление происходит за 5-10 с. Подобная глубина осветления воды при конвективной коагуляции частиц с образованием хлопьев достигается за 20-40 мин. Контактная коагуляция отличается не только высокой скоростью процесса, но и большой полнотой извлечения из воды ее примесей, что позволяет при обработке маломутных цветных вод ограничиваться только одним методом ее кондиционирования. При коагулировании примесей воды в объеме образующиеся хлопья требуют последующего их выделения тем или иным методом. Эффект контактной коагуляции повышается по мере сокращения интервала между вводом коагулянта в обрабатываемую воду и ее поступлением в слой контактной массы. За этот короткий промежуток времени в обрабатываемой воде успевают образоваться микроагрегаты слипшихся первичных частиц. Далее коагуляция идет за счет когезии этих микроагрегатов на макроповерхности частиц контактной массы. На рис.1 представленна система контактной коагуляции. В воду дозируется раствор коагулянта (Рис.1,поз.2). Вода проходит через последовательно расположенные осадочные фильтры (Рис.1,поз.3,4). Путем восходящего фильтрования, снизу вверх, через слой загрузки убывающий по размеру фракции по направлению движения воды. В данных фильтрах происходит процесс контактной коагуляции. При этом основная масса примесей воды задерживается в нижних крупнозернистых слоях, характеризующихся большой грязеемкостью, что уменьшает темп прироста потери напора в осадочных фильтрах. В качестве фильтрующего материала в осадочных фильтрах применяется: кварцевый песок, материал Filter-Ag, Filter-Ag Plus, Сорбент АС. После прохождения через 2 (две) ступени осадочных фильтров вода поступает в накопительную емкость (Рис.1,поз.5) из которой направляется повысительным насосом (Рис.1,поз.7) через осадочный фильтр (Рис.1,поз.8) к потребителю. Вода в накопительной емкости используется для периодичной промывки фильтров (Рис.1, поз.3,4). При этом перекрываются задвижки, клапана на  подачу воды на входе и на выходе и открывают задвижки, клапана на подачу воды на промывку фильтров (Рис.1,поз.3,4). Стоимость экплуатационных затрат на оборудование для умягчения воды представлены в Таблице №1.

     Рис.1. Контактная коагуляция (1 - фильтр предварительной очистки, 2 - система дозирования коагулянта; 3,4, 8 - осадочный фильтр колонного типа, 5 - накопительная емкость, 6 - обратный клапан, 7 - насосная станция второго подъема)

     Таблица №1. Экплуатационные затраты на оборудование для умягчения воды 

     Для подбора и консультации свяжитесь с нами удобным для Вас способом:

1) Форма "Бесплатный звонок"
2) Форма "Оставить заявку"
3) Напишите нам при оформлении корзины заказа - укажите интересующий Вас вопрос по услуге в поле "Примечания к заказу"
4) Просто позвоните нам или отправьте на электронный адрес vagner-ural@bk.ru и задайте интересующие Вас вопросы по услугам по телефону +7(343) 300-12-92 (многокан.)

 Метод коагуляции воды