Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Коагуляция сточных вод: Очистка сточных вод методом коагуляции

Содержание

Коагуляция сточных вод. Важнейшие сведения | Всё о красках

Коагулирующее действие есть результат гидролиза, который происходит вслед за растворением. Силы взаимного притяжения между коллоидными частицами начинают преобладать над электрическими силами отталкивания при ξ – потенциале системы менее 0,03 В. При ξ = 0 В, коагуляция происходит с максимальной интенсивностью, состояние коллоидной системы в этом случае называется изоэлектрическим, а величина рН называется изоэлектрической точкой системы.

Процесс гидролиза коагулянтов и образования хлопьев происходит по следующим стадиям:

Ме3+ + НОН = Ме(ОН)2+ + Н+

Ме(ОН)2+ + НОН = Ме(ОН) 2+ + Н+

Ме(ОН)2+ НОН = Ме(ОН)3 + Н+

Ме3+ + НОН = Ме(ОН)3 + 3Н+

В действительности процесс гидролиза значительно сложнее. Ион металла образует ряд промежуточных соединений в результате реакций с гидроксид-ионами и полимеризации. Образующиеся соединения имеют положительный заряд и легко адсорбируются отрицательно заряженными коллоидными частицами. Одним из методов снижения ξ – потенциала коллоидной системы является увеличение концентрации электролитов в сточной воде. Способность электролита вызывать коагуляцию коллоидной системы возрастает с увеличением валентности коагулирующего иона, обладающего зарядом противоположным по знаку заряду коллоидных частиц. Соотношение коагулирующей способности одно-, двух- и трехвалентных ионов приблизительно 1:30:1000, т.е., чем выше валентность, тем более эффективно коагулирующее действие.

При коагуляции хлопья образуются сначала за счет взвешенных частиц и коагулянта или только коагулянта. Образовавшиеся хлопья коагулянта сорбируют вещества, загрязняющие сточные воды, и, осаждаясь вместе с ними, очищают воду.

Основным процессом очистки производственных сточных вод является гетерокоагуляция – взаимодействие коллоидных и мелкодисперсных частице агрегатам и, образующимися при введении в сточную воду коагулянтов. При использовании в качестве коагулянтов солей алюминия и железа в результате реакции гидролиза образуются малорастворимые в воде гидроксиды железа и алюминия, которые сорбируют на раз витой хлопьевидной поверхности взвешенные мелкодисперсные частицы, коллоидные частицы при благоприятных гидродинамических условиях оседают на дно отстойника, образуя осадок:

Al2(SО4)3 + 6Н2О → 2Аl(ОН)3 + 3H24;

FeCl3 + ЗН2О → Fe(OH)3 + 3HCl;

Fe(SO4) + 2H2O → Fe(OH)2 + H2SO4;

4Fe(OH)2 + О2 + 2H2О → 4Fe(OH)3.

Образующуюся в процессе гидролиза серную и соляную кислоты следует нейтрализовать известью или другими щелочами. Нейтрализация образующихся при гидролизе коагулянтов кислот может также протекать за счет щелочного резерва сточной жидкости:

Н+ + HCO → СО2 + Н2О.

В целях уменьшения расходов коагулянтов процесс коагуляции следует осуществлять в диапазоне оптимальных величин рН. Значения рН при оптимальных условиях коагуляции будут следующими:

— для Аl(ОН)3 рН = 4,57;

— для Fe(OH)2 pH = 8,5-10,5;

— для Fе(ОН)3 рН = 4-6 и 8-10.

Для очистки производственных сточных вод применяют различные коагулянты: соли алюминия, соли железа, соли магния, известь, шламовые отходы и отработанные растворы отдельных производств (например, хлорид алюминия является отходом при производстве этилбензола, сульфат двухвалентного железа – травление металлов, известковый шлам и другие).

Соли алюминия. Сульфат алюминия (глинозем) Al2(SО4)·18Н2О (плотность 1,62 т/м3, насыпная масса на 1 м3 сточных вод равна 1,05-1,1 т, растворимость в воде при температуре 20 °С – 362 г/л). Процесс коагуляции алюминия рекомендуется проводить при значениях рН = 4,5-8. В результате применения сульфата алюминия степень минерализации воды увеличивается. Алюминат натрия NaAlO2, оксихлорид алюминия, полихлорид алюминия [Al2(OH)nCl6n]m(SO4)x,   где 1 < n < 5< m < 10, алюмокалиевые [AlK(SO4)2 ·18Н2О] и алюмоаммонийные квасцы [Al(NH4)(SO4)2·12H2O] квасцы имеют меньшую стоимость и дефицитность, чем сульфат алюминия.

Соли железа. Сульфат двухвалентного железа, или железный купорос FeSO4·7H2O (плотность 3 т/м3, насыпная масса на один куб. метр сточных вод равна 1,9 т, растворимость в воде при 20 0С – 265 г/л). Применение процесса коагуляции оптимально при рН > 9. Гидроксид железа – плотные, тяжелые, быстро осаждающиеся хлопья, что является несомненным преимуществом его применения. Хлорид железа FеСl3·6Н2О, сульфат железа Fе2(SO4)3∙9Н2О.

Соли магния – хлорид магния MgCl2·6H2O, сульфат магния MgSO4·7H2O. Соли железа, как коагулянты, имеют ряд преимуществ перед солями алюминия: действие при низких температурах воды; более широкая область оптимальных значений рН среды; большая плотность и гидравлическая крупность хлопьев; возможность использовать для вод с более широким диапазоном солевого состава; способность устранять вредные запахи и привкусы, обусловленные присутствием сероводорода. Однако имеются и недостатки: образование при реакции катионов железа с некоторыми органическими соединениями сильно окрашивающих растворимых комплексов; сильные кислотные свойства, усиливающие коррозию аппаратуры; менее развитая поверхность хлопьев.

При использовании смесей Аl(SO4)3 и FeCl3 соотношениях от 1:1 до 1:2  достигается лучший результат коагулирования, чем при раздельном использовании реагентов. Происходит ускорение осаждения хлопьев. Кроме названных коагулянтов для обработки сточных вод могут быть использованы другие реагенты – глины, алюмосодержащие отходы производства, травильные растворы, пасты, смеси, шлаки, содержащие диоксид кремния. Оптимальную дозу реагента устанавливают на основании пробного коагулирования.

Количество коагулянта, необходимое для осуществления процесса коагуляции, зависит от вида коагулянта, расхода, состава, требуемой степени очистки сточных вод и определяется экспериментально.

Образующиеся в результате коагуляции осадки представляют собой хлопья размером от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Рыхлая пространственная структура хлопьев осадка обуславливает их высокую влажность – до 96-99 %. Плотность хлопьев осадка составляет обычно 1,01-1,03 т/м3. Для обесцвечивания высококонцентрированных и интенсивно окрашенных вод расходы коагулянтов достигают 1-4 кг/м3 сточной воды. Объем осадка, получающегося в результате коагуляции, достигает 10-20 % объема обрабатываемой сточной воды.

Недостатки метода коагуляционной очистки сточных вод (значительный объем коагулянтов, большой объем получающегося осадка, сложность его обработки и складирования, увеличение степени минерализации обрабатываемой сточной воды) не позволяют рекомендовать коагуляцию как самостоятельный метод очистки. Коагуляционный метод очистки сточных вод применяется в основном при небольших расходах воды и при наличии дешевых коагулянтов.

Pages: 1 2 3

Сточные воды коагуляция — Справочник химика 21










    Очистка сточных вод — коагуляцией, экстракцией, азеотропной отгонкой, биологическим методом [14]. [c.90]

    Очистка сточных вод коагуляция [4]. [c.149]

    Очистка сточных вод коагуляция, эффективность 85% [4]. [c.56]

    Очистка сточных вод коагуляцией и флокуляцией [c.125]

    Очистка сточных вод коагуляцией [c.201]

    Воздействие физико-химических факторов основано на изменении заряда или свойста поверхности частиц, свойств стабилизаторов системы либо на выводе этих стабилизаторов из системы в результате физических или химических воздействий. Для этого обычно используют окисление, введение химических веществ, взаимодействующих с частицами или стабилизаторами системы, радиационную обработку, воздействие электрического и магнитного полей, электрогидравлического удара [1]. Однако основным процессом очистки сточных вод коагуляцией является введение коагулянтов (гетерокоагуляция). [c.17]

    Значение рН при оптимальных условиях коагуляции для А1(ОН)3 составляет 5,6, а для Fe(OH)3 -8 (139]. По мнению других авторов [137, с. 35 86, с. 114], оптимальное значение рН зависит от состава и количества примесей в воде и колеблется для А1(ОН)3 в пределах от 4 до 8. По данным [140, с. 18], значения при очистке сточных вод коагуляцией составляют  [c.92]

    Очистка сточных вод коагуляция с последующим осветлением воды раствором гидроокиси кальция [6] озонирование (в водах, содержащих 100 мг/л [c.48]

    Очистка сточных вод коагуляция гидроокисью магния при наличии в стоках окрашивающих примесей — осветление полиакриламидом, затем биологическая очистка [2] окисление кислородом воздуха с катализаторами — пиролюзитом и медно-хромовым [7]. [c.51]

    Очистка сточных вод коагуляция адсорбция активным углем иониты [2]. ПДК для водоемов установлена 2,5 мг/л по санитарно-токсикологическому показателю [0-5]. [c.144]

    Очистка сточных вод коагуляция экстракция азеотропная отгонка [6] биологическая в аэротенках, эффективность 99,5% [15]. [c.159]

    Солесодержание природных вод определяется главным образом числом катионов Са «, Mg» , Ыа , К и анионов НСО , ЗО», СГ. Целый ряд веществ, нормируемых ГОСТ Вода питьевая , также находится в ионной форме. Ионометрия — это целое направление в современной химии воды. Особенно большое значение имеет содержание в воде активных водородных ионов, измеряемое по величине pH [3,18], по которой производятся контроль и регулирование многих процессов очистки природных и сточных вод. Коагуляция, стабилизация и обессоливание природных вод, многие виды химической и физико-химической очистки сточных вод проходят успешно только при определенных значениях pH. [c.5]










    Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. В очистке сточных вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. Коагуляция наиболее эффективна для удаления из воды коллоидно-дисперсных частиц, т.е. частиц размером 1-100 мкм. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. Б процессах очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ-коагулянтов. Коагулянты в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести. Хлопья обладают способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Так как коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов слабый положительный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение. [c.72]

    В работе /5/ отмечены следующие преимущества очистки сточных вод коагуляцией простота необходимого оборудования и аппаратуры, невысокая стоимость монтажа очистного оборудования возможность легко и просто увеличивать или уменьшать количество добавляемых реагентов позволяет применять коагуляцию при значительных колебаниях количества и качества сточных вод возможность прерывать процесс в случае отсутствия сточных вод и возобновлять его нри поступлении стоков вновь, при этом перерывы не влияют на протекание процесса.[c.19]

    Установка УКОС предназначена для очистки буровых сточных вод коагуляцией и напорной флотацией. Буровые сточные воды после отстоя от крупных взвешенных частиц в амбаре-усреднителе насосом перекачивают в смеситель, в который до-заторным насосом подается 10%-ный водный раствор коагулянта — сернокислого алюминия. Одновременно в верхнюю часть смесителя самотеком поступает нейтрализатор — известковое молоко. После интенсивного перемешивания смесь поступает в водоворотну ю камеру, где образуются, укрупняются и оседают коагулированные хлопья. Более мелкие примеси всплывают и удаляются скребковым механизмом в карман для пены. Из коагулятора предварительно очищенная вода поступает в двухкамерный флотатор, куда ири помощи пасосноэжекторной обвязки и напорного бака подают в течение I мни водовоздушную смесь. Образовавшиеся при этом осадок и пену наиравляют в бак ир ема осадка, откуда давлением воздуха они передавливаются в отстойник осадка, где он обезвоживается до 95%. Отстой можно использовать для приготовления промывочной укидкости. Очищенная вода из кармана флотатора поступает в сборник для повторного использования. [c.200]

    Пептизирующее солюбилизирующее воздействие ПАВ и их химическое сродство к осадкам снижают эффективность очистки сточных вод коагуляцией и химическим осаждением и вызывают появление дополнительной трудноосаждаемой взвеси. Так, в присутствин в сточных водах 100 мг/л алкиларилсульфонатов или алкнларилсульфатов содержание взвешенных частиц увеличивается на 22—40 мг/л. Они практически ие осаждаются и не отфильтровываются. ПАВ способны образовывать, кроме того, комплексные соединения, способствуют образованию объемистых и труднообезвоживаемых осадков, что дополнительно вызывает снижение эффективности химических методов очистки, увеличение стоимости захоронения твердых и шламовых отходов. [c.209]

    Разработанный метод очистки сточных вод с утилизацией образующегося осадка может быть с успехом применен на действующих предприятиях, выпускающих ПВАД и СВЭД. В варианте периодического действия необходим всего один аппарат с рубащкой и мешалкой. Процесс осуществляется следующим образом подача загрязненной сточной воды, коагуляция в кислой среде, отстаивание, слив осветленной сточной воды, уплотнение осадка, нейтрализация и гомогенизация образующегося клея. [c.316]

    В книге рассматриваются химические и физические аспекты обработки сточных вод, представляющие интерес для инженеров, ученых и широкого круга специалистов, занимающихся вопросами охраны окружающей среды. Книга состоит из 26 глав, в которых обсуждаются различные методы обработки сточных вод коагуляция, осаждение, фильтрация, удаление питательных веществ, адсорбция и дезинфекция. Статьи, положенные в основу этой книги, были представлены на симпозиуме, организованном секцией химии окружающей среды Американского химического Общества (АХО). В центре внимания симпозиума был доклад доктора Вернера Стамма, которому вручена премия АХО за работу в области охраны окружающей среды от загрязнения. Мы, соавторы этой книги, полностью одобряем, поддерживаем деятельность доктора Стамма и выражаем ему благодарность за вклад в науку. [c.6]

    Разработаны следующие методы очистки сточных вод коагуляция сернокислым алюминием и обработка катионоактивным полиэлектролизом [1] биологическая очистка в аэротенках [6] биологическая очистка с последующим доокислением озоном [7]. [c.27]

    Очистка сточных вод коагуляция сульфатом алюминия и обработка катионо-активным полиэлектролитом [1] биологическая очистка в аэротенках [8] биологическая очистка с последующим доокислением озоном [9] в производстве но-ливинилацетатных пластиков коагуляция поликоагулянтом (флокулянт комета ), эффективность 76% [Ю] при содержании ацетальдегида в сточных водах в зависимости от концентрации рекомендуются следующие методы его извлечения физические — сепарация, отгонка с водяным паром, адсорбция активным углем, биологические — биофильтры, биологические пруды [0-36]. [c. 38]










    Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием химических и физических процессов. В процессах очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ — коагулянтов. Коагулянты образуют в воде хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием сил тяжести. Хлопья обладавэт способностью улавливать коллоидные и взвешенные частицы, образуя агрегаты. Обусловлено это тем, что коллоидные частицы имеют слабый отрицательный заряд, а хлопья коагулянтов — слабый положительный заряд (см. 1.3.3) поэтому между ними возникает взаимное притяжение. [c.80]

    Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флоку-ляцией состоит из следующих стадий приготовление растворов коа1улянтов и флокулянтов в воде, дозирование их в сточную воду, смешение реагентов со сточной водой хлопьеобразование и осаждение хлопьев. Технологическая схема установки для очистки воды коагуляцией приведена на рис. 10.1.5.2. [c.82]

    Методы механохимической и физико-химической очистки находят в основном применение в практике очистки производственных сточных вод перед спуском их в городскую канализацию. Они могут быть как самостоятельными методами очистки, так и методами предварительной очистки и глубокой доочистки производственных и городских сточных вод. Основными методами механохими-ческой очистки сточных вод являются нейтрализация и окисление, а физико-химической очистки сточных вод — коагуляция, сорбция, флотация, ионный обмен. [c.154]

    Эффективным методом очистки стоков, содержащих красители, является обработка их химическими коагулянтами (чаше для этой цели используют соли железа, алюминия, кальция). Эффект очистки в значительной мере зависит от вида красителя. При обработке сточных вод, содержащих сернистые красители, удовлетворительная степень очистки наблюдается при дозе 10-30 мг/л коагулянта (в пересчете на ион металла). Степень очистки сточных вод коагуляцией увеличивается в ряду красители на основе катионактивных вешеств метода является повышение степени минерализации стока, образование значительных количеств влажных осадкЬв и большой расход дефицитных и дорогостоящих соединений.[c.118]


Коагуляция сточных вод

Коагуляцией сточных вод резко уменьшают количество загрязнений, находящихся во взвешенном и коллоидном состоянии, снижается также значение ВПК сточных вод. Например, при коагуляции сточных вод предприятий молочной промышленности, характеризуемых содержанием взвеси 600—1200 мг!л и ВПК — 1200—2500 мг!л, эффект снижения концентрации взвеси и ВПК в сточных водах составляет 60—80%. Следует отметить, что осаждае-мость взвеси сточных вод молокоперерабатывающих предприятий составляет всего 30%.[ …]

Коагуляция сточной воды производилась гашеной известью и сернокислым алюминием. Сернокислое железо не применялось из-за наличия в общем стоке сероводорода.[ …]

При коагуляции сточной воды увеличивается количество задерживаемого на фильтре каолина с 20 до 75%..[ …]

Процесс коагуляции сточных вод в силу нестационарности содержания загрязнений для автоматического управления еще сложнее.[ …]

Шламовые сточные воды подвергаются первичному осветлению в сгустителях или шламовых бассейнах. В случае необходимости производится коагуляция сточных вод.[ …]

В процессе коагуляции сточных вод образуется обильный шлам коричневого цвета, медленно оседающий и трудно обезвоживаемый. Количество шлама (по сухому весу) составляет 400 мг/л, влажность 99,6%. Уплотнение, быстрое осаждение и хорошее обезвоживание шлама достигаются при одновременном использовании сульфата алюминия и полиакриламида. Полученная таким образом бесцветная очищенная вода может быть использована на производстве взамен свежей.[ …]

В данной схеме вся сточная вода, поступающая на флотацию, насыщается воздухом. Имеются и другие схемы (рис. В схемах с рециркуляцией (а) и насыщением части пот-о-ка — частичной подачей воды насосом (б) через напорную емкость подается лишь часть неочищенной сточной воды. Такие схемы рекомендуется использовать, если проводится предварительная коагуляция сточных вод с целью предотвращения или уменьшения разрушения хлопьев коагулянтов в насосе.[ …]

Опыты по контактной коагуляции сточных вод первоначально проводились на небольшом лабораторном фильтре, а затем на опытной установке, построенной на Ленинградской бумажной фабрике № 1 имени Горького. [ …]

Механо-химическая обработка сточных вод требует их предварительного усреднения в течение до 8 час., что способствует использованию способности взаимной коагуляции сточных вод отдельных цехов.[ …]

В процессе электрохимической коагуляции сточные воды с целью освобождения их от коллоидных и мелкодисперсных загрязнений обрабатываются в электролизере с анодом из металла, который под действием тока ионизирует и переходит в очищаемую воду. Образующийся в воде гидроксид металла коагулирует дисперсную систему. Снижению устойчивости дисперсной системы способствуют также силы взаимодействия электрического поля и протекающие в межэлектродном пространстве электрохимические реакции.[ …]

Количество осадка, образующееся при коагуляции сточной воды, зависит от ряда местных условий: от гранулометрического состава россыпи, размеров и эффекта работы прудов-отстойников, начальной и конечной концентрации взвешенных веществ в отстаиваемой воде и т. д.[ …]

В контактных резервуарах происходит коагуляция сточных вод хлором, поэтому в них выпадает осадок. Количество осадка, выпадающего в контактных резервуарах, принимается в зависимости от степени очистки сточных вод и используемого дезинфицирующего реагента. При дезинфекции сточных вод жидким хлором объем осадка на 1 человека в сутки принимают: после механической очистки — 0,08 л, после полной биологической очистки в аэротен-ках — 0,03 л, после биофильтров — 0,05 л. При обеззараживании хлорной известью количество выпадающего осадка соответственно увеличивается вдвое. Влажность выпадающего осадка принимают равной 96%. Удаляемый из контактных резервуаров осадок можно направить без предварительного сбраживания на иловые площадки или в первичные отстойники.[ …]

Уэстон и Мерман (Weston и Merman, 1954) в статье «Коагуляция сточных вод нефтеперерабатывающих заводов» описывают схему станции очистки сточных вод крекинг-завода в Филадельфии. Сточные воды поступают в отстойник, из которого нефть возвращается в производство, а осадок обезвоживается на вакуумфильтрах и сжигается. Очищенные сточные воды сбрасываются в реку. [ …]

Кроме механических процессов осветления сточных вод, в хвостохранилище протекают более сложные физико-химические процессы, в результате которых поступившая в хвостохранилище сточная жидкость очищается. К таким процессам относится дополнительная коагуляция сточных вод, взаимодействие растворенных флотореагентов с хлором и ионов тяжелых металлов с известью, адсорбция флотореагентов на выпадающих в осадок твердых частицах хвостовой пульпы и окисление флотореагентов вследствие естественной аэрации воды.[ …]

Перед подачей на аэротенки или биофильтры сточные воды отстаивают в первичных отстойниках. Эффективность удаления взвешенных веществ в первичных отстойниках обычно не превышает 50%. Эффективность отстаивания повышают предварительной аэрацией или коагуляцией сточных вод, широко применяемыми в СССР и за рубежом.[ …]

В случае неудовлетворительной эффективности очистки сточных вод необходимо определить кинетику отстаивания этих вод при среднесменной концентрации механических загрязнений. По кривой кинетики отстаивания Э=!(Т) при заданном эффекте очистки определяется гидравлическая крупность и взвешенных частиц, которые необходимо выделить. Исходя из гидравлической крупности и по расчетной формуле, соответствующей налаживаемой конструкции гидроциклона, рассчитывается гидравлическая нагрузка на сооружение [ …]

Самостоятельная очистка загрязненных производственных сточных вод осуществляется по двум технологическим схемам: механо-химичес-кой и биохимической очистки. Выбор той или иной схемы зависит от требуемой степени очистки. Механическая очистка производится путем отстаивания сточных вод. При необходимости более полного удаления нерастзоренных примесей производится предварительная коагуляция сточных вод и последующая доочистка их на фильтрах.[ …]

Сернокислое железо, образующее более плотные хлопья при коагуляции сточных вод при дозе 5—7 мг/л в пересчете на Ре203, позволяет осуществлять фильтрование при скоростях 8—10 м/ч. Удаление соединений фосфора с увеличением дозы коагулянта повышается в этом случае с 66 до 77%. Аналогичное повышение дозы сернокислого алюминия с 5 до 7 мг/л в пересчете на А1203 увеличивает удаление фосфора с 40 до 70%, а при дозе 10 мг/л — до 95—98%. Однако для получения приемлемых продолжительностей фильтроцикла вследствие малой прочности хлопьев гидроокиси, образующихся при такой дозе А1203, необходимо снижать скорость фильтрации до 6 м/ч.[ …]

Диаметр отстойника 30,6 м. Нагрузка на 1 м2 площади отстойника: без коагуляции сточной воды до 2,5, с коагуляцией сточной воды до 5 м3/(м2-ч). Конструкции и коммуникации рассчитаны на пропуск 3500 м3/ч сточной воды.[ …]

Осадок уплотняется отсосом воды под вакуумом. Осветленная сточная вода направляется на нейтрализацию и далее на сооружения биологической очистки.[ …]

Скорость и эффективность процесса флокуляции зависят от состава сточных вод, их температуры, интенсивности перемешивания и последовательности введения коагулянтов и флокулянтов. Дозы флокулянтов принимаются обычно 0,1 —10 г/м3, а в среднем 0,5—1 г/м3. Так, применение добавок полиакриламида в концентрации 1 г/м3 при коагуляции сточных вод металлургического завода позволило увеличить удельную нагрузку на радиальные отстойники в 2 раза.[ …]

В случаях работы домен при высоком давлении газа под колошниками сточные воды газоочистки содержат тонкодиспергированные примеси; для их осаждения приходится производить коагуляцию сточных вод и их стабилизацию.[ …]

Напорная флотационная установка включает сборные резервуары для сточной воды, насосно-эжекторную или компрессорную станцию, напорный резервуар и флотационную (отстойную) камеру с оборудованием для удаления всплывающей массы загрязнений в случаях предварительной коагуляции сточных вод; кроме того, предусматривается реагентная установка со складом реагента.[ …]

При работе доменных печей на повышенном (до 2—2,5 ат) давлении под колошником в сточных водах в основном содержатся более мелкие частицы руды, кокса и известняка (последние преобладают). Остаточное количество взвешенных веществ в сточных водах, прошедших радиальные отстойники, в этом случае составляет 300—400 мг/л. Более высокий эффект работы отстойников может быть достигнут только при коагуляции сточных вод.[ …]

Для повышения эффекта флотационной очистки предусматривают предварительную коагуляцию сточной воды. Применяют ее для удаления из воды тон-кодисиергированных примесей, плотность которых превышает плотность воды.[ …]

Рабочий эффект фильтров, зависящий от многих условий, в том числе от начальной концентрации сточных вод, плотности предварительно нанесенного фильтрующего слоя и скорости движения сетки, обычно составляет 80—90%. Влажность снимаемой с фильтров массы равна 94—97%. Более высокий эффект очистки достигается предварительной коагуляцией сточных вод, осо-беино при небольшой их начальной концентрации и повышенной (3—5%) зольности нерастворенных примесей. В качестве коагулянтов применяется глинозем в количестве до 100 мг/л в пересчете на А12(50[ …]

Применяется и ряд других веществ для осаждения фтора, например, на Рефтинской ГРЭС испытана коагуляция сточных вод ГЗУ сернокислым алюминием. При pH = 4,5 ч- 5,5 и дозе сернокислого алюминия в виде безводного А12(804)3, равной 18—23 мг на 1 мг удаляемого фтора, его концентрация снижалась почти до нуля.[ …]

После обезвоживания осадков их используют в производстве (металлургические шламы) или при очистке сточных вод в качестве фильтрующего материала (шлаки), в качестве реагента при нейтрализации или коагуляции сточных вод. Стабилизированный органический осадок используют для удобрения сельскохозяйственных угодий.[ …]

Влажность снимаемой, с фильтров массы равна 94—97%. Более высокий эффект очистки достигается при предварительной коагуляции сточных вод, особенно в случаях их небольшой начальной концентрации и повышенной (3—5%) зольности нерастворенных примесей.[ …]

Реагентное хозяйство 2, отстойник для осветления стоков 3 и шламовые площадки 11 предназначены для нейтрализации и коагуляции сточных вод с последующим их отстаиванием и складированием шла-мов на шламовых площадках или шламонакопителях. Ориентировочно ожидаемая влажность шламов после многолетнего хранения и уплотнения в шламопакопителях составляет 55 %. В качестве реагента используется известь. Объем шлама составляет около 15 % объема стоков при его влажности 98—99 %. Даже после многолетнего хранения шлам не рекомендуется использовать в народном хозяйстве.[ …]

При дозе 50 мг/л А ЭО з образуются очень мелкие неоседающие хлопья. Значительно лучшие результаты были получены при коагуляции сточной воды одной известью при дозе 100 мг/л, считая на СаО. Остаточное содержание нефтепродуктов при этом составляло 5—18 мг/л, при начальном их содержании—160—280 мг/л.[ …]

Добавка 50 мг/л A12(S04)3 приводила к образованию мелких неоседающих хлопьев. Значительно лучшие результаты были получены, когда коагуляция сточной воды производилась одной известью дозой 100 мг/л, считая на СаО. Остаточное содержание нефтепродуктов в этом случае составляло 5— 18 мг/л в то время, как начальное их содержание было 160— 280 мг/л.[ …]

Воздушная смесь из центральной трубы 6 направляется отражательным щитом вверх в Камеру флокуляции. Здесь происходят перемешивание и самопроизвольная коагуляция сточных вод в течение 20 мин, после чего они поступают в отстойную камеру, где образуется взвешенный слой осадка. Продолжительность пребывания воды в отстойной камере не менее 70 мин.[ …]

Осветлитель-перегниватель оборудуется иловыми трубами для извлечения и перемешивания осадка. В зимний период для предотвращения переохлаждения осадка перегниватель покрывают железобетонными крышками. Осветлители-перегнивател -г применяются для очищения 30 000 м3 сточных вод в сутки [23]. Технологический процесс осветления состоит в следующем. Сточная вода через лоток подается в центральную трубу, в конце которой прикреплен щит с загнутыми вверх краями, направляющий поток воды снизу вверх. Перепад уровней воды в 0,6 м обеспечивает скорость движения воды в центральной трубе 0,5—0,7 м/с, необходимую для засасывания воздуха из атмосферы. Водовоздушная смесь от центральной трубы направляется щитом в камеру флокуляции. Здесь происходит самопроизвольная коагуляция сточных вод в течение 20 мин, после чего жидкость поступает в осветлитель, в нижнюю его часть, проходя через слой взвешенного осадка. Продолжительность пребывания жидкости в этой камере должна быть не менее 70 мин. Осветленная жидкость собирается в верхней зоне осветлителя периферийным лотком, соединенным с отводящей трубой или лотками.[ …]

Методы и способы очистки сточных вод Физико-химическая очистка сточных вод

1. СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Лекция № 5
Методы и способы очистки сточных вод
Физико-химическая очистка
сточных вод
Оборудование для физикохимической очистки
Для удаления из сточных вод тонкодисперсных
взвешенных и коллоидных частиц, растворимых газов,
минеральных и органических веществ используются
физико-химические методы, к которым относят
коагуляцию, флотацию, адсорбцию, ионный обмен и
ультрафильтрацию.
• Выбор конкретного метода или их комбинации зависит
от технологических и санитарных требований, состава
сточных вод, концентрации загрязнений, а также
наличия необходимых материальных, энергетических
ресурсов и экономичности процесса.
2
• На коллоидные частицы действуют в
противоположных направлениях две силы:
тяжести и диффузии. Под действием силы
тяжести частицы стремятся опуститься на дно,
а силы диффузии распределяют их
равномерно по всему объему системы.
Причиной диффузии является броуновское
движение молекул среды. В результате
действия этих сил в сосуде с коллоидным
раствором устанавливается равномерное распределение частиц по высоте.
3
Гетерогенные дисперсные системы могут
существовать, не разрушаясь, длительное время.
Различают кинетическую и агрегативную
устойчивость таких систем.
Первая характеризует способность дисперсных
систем сохранять во времени равномерное
распределение частиц по объему.
Грубодисперсные системы кинетически
неустойчивы, их частицы со временем оседают
под действием силы тяжести. Молекулярные
системы обладают очень высокой кинетической
устойчивостью. Кинетическая устойчивость
коллоидных систем зависит от размеров их
частиц: чем меньше размер частиц, тем более
кинетически устойчив коллоидный раствор. 4
Агрегативная устойчивость характеризует
способность дисперсной системы сохранить
постоянное распределение частиц по
размерам. Она выражается в том, что частицы
при столкновении друг с другом не слипаются.
Золь, лишенный агрегативной устойчивости,
коагулирует, т. е. частицы слипаются в более
крупные агрегаты, которые выпадают в осадок.
5
• В электрическом поле коллоидные растворы
подвергаются изменению, т.к. в них происходит
движение частиц и жидкости при приложении
разности потенциалов.
• Эти процессы получили общее название
электрокинетических явлений. Явление
переноса частиц называется электрофорезом,
а движение жидкости дисперсионной среды
также в электрическом поле – электроосмосом.
6
• Коллоидная система состоит из дисперсной фазы
и дисперсионной среды. Дисперсионной средой
является вода, а дисперсной фазой – твердые
частицы коллоидной дисперсности – мицеллы.
• Коагуляцией называется процесс соединения
коллоидных частиц в крупные агрегаты с
последующей потерей кинетической устойчивости
коллоидной системы.
• Нарушение агрегативной устойчивости в
коллоидных растворах происходит в тех случаях,
когда силы притяжения у отталкивающихся друг от
друга частиц больше, чем силы
электростатического отталкивания ионных слоев.
7
• Коагуляцию коллоидных растворов можно
вызвать нагреванием, замораживанием,
интенсивным перемешиванием, добавлением
различных электролитов. Все эти воздействия,
различные по своей природе, или уменьшают
силы отталкивания, или увеличивают силы
притяжения.
• При нагревании возрастает кинетическая
энергия коллоидных частиц, увеличивается
скорость их движения, и силы
электростатического отталкивания уже не могут
препятствовать агрегированию мицелл.
• Добавление электролитов к коллоидному
раствору приводит к снижению
8
электрокинетического потенциала.
Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами:
концентрационную и нейтрализационную. Концентрационная
коагуляция наблюдается при увеличении концентрации электролита, не
вступающего в химическое взаимодействие с компонентами коллоидного раствора. -потенциала
начинается коагуляция. Термодинамический потенциал при этом не
изменяется. При нейтрализационной коагуляции ионы прибавляемого
электролита нейтрализуют потенциалопределяюшие ионы при этом
уменьшается термодинамический и электрокинетический потенциал.
9
• Коагуляцию широко используют при очистке
воды для удаления взвешенных веществ. В
качестве коагулянтов обычно используют соли
алюминия, железа или их смеси. Выбор
коагулянта зависит от его состава, физикохимических свойств и стоимости, концентрации
примесей в воде, от рН и солевого состава воды.
На рисунке ниже представлена схема
коагуляционной установки.
10
11
• Для очистки воды применяют следующие
коагулянты: сульфат алюминия АI2(SO4)3 ·18Н2O,
сульфат железа (II)FeSO4·7h3O (железный
купорос), хлорид железа (III)FeCl3·6h3O,
гидрооксохлорид алюминия АI(ОН)5СI,
метаалюминит натрия NaAIO2
• Коагулянты представляют собой соли,
образованные слабыми основаниями и сильными
кислотами, поэтому в воде они подвергаются
ступенчатому гидролизу. Например:
12
• Обязательным условием эффективности
действия коагулянтов является полнота их
гидролиза с образованием малорастворимых
гидроксидов. Из приведенных уравнений
гидролиза следует, что для увеличения степени
гидролиза необходимо связывать
образующиеся ионы Н+. Для этого производят
подщелачивание воды добавлением извести,
соды или щелочи. Вода после обработки
коагулянтами освобождается от взвесей, части
гумусовых веществ, обуславливающих
цветность, и значительной части
бактериальных загрязнений.
13
Коагулирование коллоидных примесей в воде
представляет собой сложный физико-химический
процесс, состоящий из трех стадий:
1) образование коллоидного раствора
гидроксида металла в результате полного
гидролиза коагулянта;
2) коагуляция образовавшегося золя
коагулянта и его взаимодействие с
коллоидными и грубодисперсными примесями
воды;
3) процесс хлопьеобразования,
завершающийся седиментацией.
В процессе обработки воды необходимо поддерживать
оптимальные условия для каждой стадии процесса. 14
• При введении коагулянта в воду происходит его
диссоциация и одновременно начинается процесс
гидролиза, который заканчивается в течение одной-двух
минут. Гидроксиды алюминия или железа образуют
мицеллы, гранулы которых имеют положительный заряд.
Противо-ионами являются сульфат и хлорид ионы.
Образующиеся коллоидные растворы под действием
анионов, находящихся в воде, коагулируют. Особенно
быстро происходит этот процесс при значениях рН,
близких или соответствующих изоэлектрическому
состоянию этих коллоидных растворов (для гидроксида
алюминия рН 6,5—7,5, а для гидроксида железа рН 5—7).
Изоэлектрическая точка для коллоидных растворов
гидроксидов металлов может несколько смещаться в
зависимости от солевого состава воды. Снижение
устойчивости золей коагулянтов происходит в результате
сжатия диффузного слоя коллоидных частиц.
15
• При этом часть противоионов из диффузного слоя
переходит в адсорбционный, в результате чего
уменьшается электрокинетический потенциал.
Коллоидные частицы коагулянта, полностью или
частично потерявшие заряд, начинают соединяться
друг с другом вследствие того, что межмолекулярные
силы притяжения в этих условиях превышают
электростатические силы отталкивания, обусловленные
наличием одноименного заряда. Скоагулированные
частицы гидроксида алюминия или железа имеют
чрезвычайно развитую поверхность и поэтому являются
хорошими адсорбентами для коллоидных примесей,
содержащихся в воде.
16
• Вторая стадия процесса коагуляции состоит в адсорбции находящихся в воде отрицательно заряженных коллоидных примесей
положительно заряженными частицами коагулянта. Если
концентрации положительно заряженных частиц коагулянта и
коллоидных примесей воды примерно одинаковы, то происходит их
взаимная коагуляция.
• Заряд коллоидных частиц может понижаться и в результате проникновения катионов коагулянта при сжатии диффузного слоя в адсорбционный.
• Основным фактором, обусловливающим скорость
процесса коагулирования воды, является стадия
хлопьеобразования. Рост хлопьев происходит в
результате сорбции скоагулировавшими частицами
гидроксидов алюминия и железа коллоидных примесей
воды и укрупнения образовавшихся хлопьев за счет
соединения их друг с другом. Укрупнившиеся хлопья
оседают под действием силы тяжести, увлекая за собой
взвешенные частицы. Чем быстрее растут хлопья, чем
больше их масса и размер, тем интенсивнее идет процесс
17
седиментации и тем выше степень осветления воды.
• Эффективность коагуляции зависит от количества
коагулянта, введенного в воду.
• Количество введенного в воду коагулянта (мг/л, мгэкв/л, г/м3) называется дозой коагулянта.
• Минимальная концентрация коагулянта, отвечающая
наилучшему осветлению или обесцвечиванию воды,
называется оптимальной дозой. Она определяется
опытным путем и зависит от солевого состава,
жесткости, щелочности воды и др. Оптимальной дозой
коагулянта считается то его минимальное количество,
которое при пробной коагуляции дает крупные хлопья и
максимальную прозрачность воды через 15—20 мин.
Для сульфата алюминия она колеблется от 0,2 до 1,0
мг-экв/л (20—100 мг/л). Во время паводка дозу
коагулянта увеличивают приблизительно на 50 %, а при
температуре воды ниже 4 ºС — почти в 2 раза.
18
• Для повышения эффективности процесса при
недостаточной щелочности воды проводят
коагулирование с подщелачиванием. Для
подщелачивания обычно используют известь,
количество которой определяют по формуле:
• При использовании смесей АI2(SO4)3 и FeCl3 в соотношениях от 1 : 1
до 1 : 2 достигается лучший результат коагулирования, чем при
раздельном использовании этих реагентов.
• Кроме этих коагулянтов для обработки сточных вод могут
применяться различные глины, алюминий содержащие отходы 19
производства и др.
Для ускорения осаждения взвешенных частиц в сточную
воду добавляют также высокомолекулярные соединения.
Такой процесс называется флокуляцией.
• В отличие от коагуляции при флокуляции агрегация
происходит не только при непосредственном контакте
частиц, но и в результате взаимодействия молекул
адсорбированного на частицах высокомолекулярного
вещества (флокулянта). Флокуляцию производят для
интенсификации процесса образования хлопьев
гидроксидов алюминия и железа и увеличения скорости
их осаждения. Использование флокулянтов позволяет
снизить дозы коагулянтов, уменьшить
продолжительность процесса коагуляции и повысить
скорость осаждения образующихся хлопьев.
20
• Наиболее широко для очистки сточных вод в
качестве флокулянта используется
полиакриламид.
• Небольшие добавки этого флокулянта (до 1
мг/л) ускоряют процесс коагулирования
сульфатом алюминия в 10—20 раз и
уменьшают расход коагулянта в два-три раза.
Процесс очистки сточных вод коагуляцией и
флокуляцией состоит из следующих стадий:
1) дозирование и смешение реагентов со сточной
водой,
2) хлопьеобразование,
21
3) осаждение хлопьев.
• Коагуляторы нашли применение при очистке
сточных вод в химической, металлургической
промышленности и других производствах.
• Он состоит из вращающегося корпуса,
выполненного в виде барабана, основания,
бандажа, привода, опор, устройств для подачи
очищаемого раствора и вывода очищенной
воды в виде патрубков, кассет, установленных с
возможностью перемещения во фронтальной
плоскости, проходящей по оси коагулятора по
направляющей, ограничительные упоры,
переходящие из ребер жесткости, приваренные
с помощью тепловой сварки, разъемного
основания и патрубка для слива воды.
22
В качестве реагента в коагуляторах подобного типа
(гальванокоагуляторах) применяют смесь
материалов с различными значениями электрохимических потенциалов, например смесь
железа (стальная стружка, высечка и др. ) и кокса,
железа и меди, алюминия и кокса и т. п.
При контакте частиц материалов между собой, очищаемым раствором и
кислородом воздуха происходит образование короткозамкнутого
гальванического элемента (гальванопары), в котором реагент с наиболее
отрицательным значением электрохимического потенциала подвергается
анодному растворению, за счет протекающих процессов происходит изменение
кислотности раствора и образование оксигидратов, являющихся сорбентами
примесей.
Примеси различного происхождения (органические соединения и
неорганические катионы и анионы) селективно извлекаются из растворов на
различных сорбентах, образующихся путем подбора состава гальванопары и
соотношения реагентов.
23
• Коагулятор является промышленно
применимым аппаратом, прост в конструкции и
изготовлении.
• Для очистки сточных, продувочных и
оборотных вод от ионов металлов
органических веществ и других примесей
предназначены коагуляторы барабанные КБ-1,
КБ-2, КБ-8.
• В аппарате в качестве коагулянта применяют
стальную крошку. Гальванокоагуляционный
способ очистки основан на эффекте работы
короткозамкнутого гальванического элемента
(железный и медный скрап или железный
скрап и кокс), помещенного в раствор.
24
25
• Достоинством метода является то, что гальванокоагуляторы можно
использовать при любом рН от 0 до 14. При подаче кислых сточных
вод рН на выходе аппарата возрастает и стремится к
нейтральному значению, а в случае щелочных растворов рН на
выходе снижается и также стремится к нейтральному значению.
Никаких специальных реагентов при этом не требуется.
• Гальванокоагуляторы можно применять при различных
концентрациях вредных примесей в очищаемой воде, поскольку
процесс обладает способностью саморегулироваться. При
увеличении количества примесей автоматически возрастает
скорость необходимой реакции. Во всех случаях обеспечивается
полное восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного
состояния без предварительной корректировки рН среды.
Отсутствует выделение вредных газов, что обеспечивает хорошие
санитарно-гигиенические условия на станции водоочистки. Нет
необходимости вводить какие-либо химические реагенты, что
исключает случайное неконтролируемое загрязнение очищенной
воды.
26
Наиболее эффективным методом для удаления
из сточных вод нерастворимых диспергированных
примесей, а также нефтепродуктов, которые
самопроизвольно плохо отстаиваются, является
флотация.
Достоинством флотации является:
непрерывность процесса,
широкий диапазон применения,
небольшие капитальные и эксплуатационные
затраты,
простота аппаратуры,
селективность выделения примесей по
сравнению с отстаиванием,
27
большая скорость процесса,
высокая степень очистки (95—98 %),
возможность рекуперации удаляемых веществ.
Флотация сопровождается аэрацией сточных вод,
снижением концентрации ПАВ, легкоокисляемых
веществ, бактерий и микроорганизмов. Все это
способствует успешному проведению
последующих стадий очистки сточных вод.
28
Процесс, на котором основана флотация, состоит
в том, что при сближении поднимающегося в воде
пузырька воздуха с твердой гидрофобной
частицей разделяющая их прослойка воды при
некоторой критической толщине прорывается и
происходит слипание пузырька с частицей. Затем
комплекс пузырек — частица поднимается на
поверхность воды, где пузырьки собираются, и
возникает пенный слой с более высокой
концентрацией частиц, чем в исходной сточной
воде. Вероятность прилипания пузырька воздуха
с гидрофобной частицы зависит от ее
смачиваемости водой, которая характеризуется
величиной краевого угла θ .
29
• Чем больше краевой угол смачивания, тем больше
вероятность прилипания и прочность удержания
пузырька на поверхности частицы. Прилипание
происходит при столкновении пузырька с частицей или
при возникновении пузырька из раствора на
поверхности частицы. Эффект разделения флотацией
зависит от размера и количества пузырьков.
Элементарный акт флотации:
1 — пузырек газа; 2 — твердая
частица
30
• Оптимальный размер пузырьков находится в
пределах от 15 до 30 мкм. При этом
необходима высокая степень насыщения воды
пузырьками или большое газосодержание. Вес
частиц не должен превышать сил адгезии
(прилипания). Размер частиц, которые хорошо
флотируются, зависит от плотности материала
и приблизительно равен 0,2—1,5 мм. На
смачиваемость поверхности взвешенных
частиц влияют адсорбционные явления и
присутствие в воде примесей ПАВ,
электролитов и др.
31
Способы флотационной обработки сточных вод:
с выделением воздуха из растворов,
с механическим диспергированием воздуха,
с подачей воздуха через пористые материалы,
электрофлотация,
химическая флотация.
Флотация с выделением воздуха из раствора
применяется для очистки сточных вод, которые содержат
очень мелкие частицы загрязнений. Сущность способа
заключается в создании пересыщенного раствора воздуха
в сточной жидкости. При уменьшении давления из
раствора выделяются пузырьки воздуха, которые
флотируют загрязнения. В зависимости от способа
создания пересыщенного раствора воздуха в воде
32
различают вакуумную и напорную флотацию.
• При очистке производственных сточных вод,
содержащих очень мелкие частицы загрязнений,
применяется вакуумная флотация, поскольку этот
метод позволяет получать самые мелкие пузырьки воздуха. Сущность метода заключается в создании
перенасыщенного раствора воздуха в сточной
жидкости. Выделяющийся из такого раствора воздух
образует микропузырьки, которые и флотируют содержащиеся в сточной воде загрязнения. Количество
воздуха, которое должно выделиться из
перенасыщенного раствора и обеспечить необходимую
эффективность флотации, обычно составляет 1—5 %
от объема обрабатываемой сточной воды. В
зависимости от способа создания пузырьков различают
вакуумную, напорную и эрлифтную флотацию.
33
• Преимуществом вакуумной флотации является
то, что образование пузырьков газа, их слипание
с частицами загрязнений и всплывание
образовавшихся агрегатов «пузырек—частица»
происходят в спокойной среде и вероятность их
разрушения сводится к минимуму. Минимальны
также энергозатраты на насыщение жидкости
воздухом, образование и измельчение
воздушных пузырьков.
• К недостаткам метода относятся необходимость
сооружения герметичных резервуаров, сложность
эксплуатации вакуумных флотационных
установок и ограниченный концентрационный
диапазон применения вакуумных флотационных
34
установок.
• Напорная флотация позволяет очищать
сточные воды с концентрацией взвеси до 4—5
г/л. Для увеличения степени очистки в воду
добавляют коагулянты.
• Процесс напорной флотации осуществляется в
две стадии. Сначала происходит насыщение
воды воздухом под давлением, а затем
выделение растворенного газа. Напорные флотационные установки имеют
производительность от 5 до 2000 м3/ч. Они
работают при давлении в напорной емкости
0,17—0,35 МПа и времени пребывания воды во
флотационной камере 10—20 мин. Объем
засасываемого воздуха составляет 1,5—5 % от
35
объема очищаемой воды.
36
• Установки напорной флотации просты и надежны в
эксплуатации. Этот метод имеет более широкий
диапазон применения, поскольку позволяет
регулировать степень перенасыщения в соответствии с
требуемой эффективностью очистки сточных вод при
начальной концентрации загрязнений до 4—5 г/л и
более. Для увеличения степени очистки в сточную воду
добавляют коагулянты. Аппараты напорной флотации
обеспечивают по сравнению с нефтеловушками в 5—10
раз меньше остаточное содержание загрязнений и
имеют в 5—10 раз меньшие габариты.
• Процесс осуществляется в две стадии: насыщение
сточной воды воздухом под повышенным давлением и
выделение растворенного газа под атмосферным
давлением. Напорные флотационные установки имеют
производительность до 2000 м3/ч. Пребывание воды в
напорной емкости составляет 10—15 мин, а во
37
флотационной камере — 10—20 мин.
• В зависимости от объема и степени
загрязнения сточных вод нефтепродуктами
используются радиальные, горизонтальные и
вертикальные флотаторы.
Производительность горизонтальных и
вертикальных флотаторов до 100 м3/ч, а
радиальных — более 100 м3/ч.
38
39
• Напорные флотационные установки
рекомендуется устанавливать после
нефтеловушек и отстойников для
дополнительной очистки от нефтепродуктов
сточных вод перед выпуском их в бытовую
канализацию или при использовании
очищенной воды в обороте. При
проектировании очистных сооружений
рекомендуется предусматривать применение
многокамерных флотаторов типа ЦНИИ-5
производительностью 10—20 м3/ч.
40
• Для очистки сточных вод, содержащих
растворенные примеси, агрессивные по
отношению к механизмам, имеющим движущие
части (насосы, импеллеры) применяются
пневматические флотационные установки.
41
42
Флотация с механическим диспергированием
воздуха осуществляется турбинками насосного
типа — импеллерами и применяется для очистки
сточных вод с высоким содержанием взвешенных
частиц (более 2 г/л).
При вращении импеллера в жидкости возникает
большое число мелких вихревых потоков,
которые разбиваются на пузырьки, выносящие на
водную поверхность флотационной камеры
загрязнители. Для такой флотации требуется
высокая степень насыщения воды воздухом
(0,1—0,5 объема воздуха на один объем воды).
Диаметр импеллеров составляет 600—700 мм.
43
44
• Флотируемость частиц различной крупности
зависит от размеров пузырьков воздуха,
которые определяются поверхностным
натяжением на границе вода — воздух.
• С понижением поверхностного натяжения
эффективность очистки воды флотациеи
повышается, также повышает эффект
флотации предварительное коагулирование
примесей воды. В зависимости от характера
содержащихся в воде загрязнений
флотационная обработка осуществляется либо
одним воздухом, либо воздухом в сочетании с
различными реагентами, чаще всего –
45
коагулянтами.
• Использование коагулянтов позволяет
значительно повысить эффективность
флотационной очистки и удалять загрязнения,
находящиеся в воде в виде стойких эмульсий и
взвесей, а также в коллоидном состоянии.
• Целевые продукты флотации направляют для
обезвоживания в непрерывно действующие
отстойники-сгустители, гидросепараторы и
гидроциклоны (40-60% влаги в сгущенном
продукте), фильтры (10-15 %) и сушилки (1-3%).
• Для ускорения сгущения и отстаивания пульпу
обрабатывают реагентами-флокулянтами
(полиакриламид).
46
• Химическая флотация основана на введении
в сточную воду реагентов, в результате чего
происходят химические процессы с
выделением газов: O2, СO2, h3 и др.
• Пузырьки этих газов могут прилипать к
нерастворимым взвешенным частицам и
выносить их в пенный слой. Сточные воды в
камеру. Туда же подаются реагенты.
• Во избежание дегазации время пребывания
сточной воды в камере должно быть
минимальным.
• При пропускании постоянного электрического
тока через сточную воду на катоде образуется
водород, который флотирует загрязнения.
47
48
• Достоинствами электрофлотации являются
непрерывность процесса, широкий диапазон
применения, небольшие капитальные и
эксплуатационные затраты, простая аппаратура,
селективность выделения примесей по
сравнению с отстаиванием, большая скорость
процесса, а также возможность получения
шлама более низкой влажности (90—95 %),
высокая степень очистки (95—98 %),
возможность рекуперации удаляемых веществ.
• В многокамерной установке загрязненная
сточная вода, скапливаясь в емкости (1),
насосом (2) сначала подается в гидроциклон (4),
где удаляется часть взвешенных частиц.
49
• Затем ее направляют в первую камеру флотатора (3),
где сточная вода смешивается с циркуляционной водой
из напорного бака (6), насыщенной воздухом,
поступающей через аэраторы (7). В первой камере
флотатора выделяются пузырьки воздуха, которые и
флотируют загрязнения. После этого сточная вода
поступает во вторую камеру и в последующие, в
которых также происходит процесс флотации, после
смешения сточной воды с очищенной. Таким образом,
происходит многоступенчатая очистка сточной воды.
Пройдя последнюю камеру флотатора, очищенная вода
удаляется из установки — линия II, а пена удаляется
пеносъемниками (5). Часть очищенной воды подается
насосом (8) в напорный бак (6), где растворяется
воздух, поступающий во всасывающую магистраль
насоса.
50
51

Применение РНК для очситки промышленных сточных вод

Делицын Л.М., доктор геолого-минералогических наук; Власов А. С., канд. техн. наук, НИЦ «Экология» ОИВТ РАН.

Нефелиновые коагулянты типа РНК представляют собой раствор нефелинового концентрата в 1-15%-ной минеральной кислоте. РНК готовится непосредственно на месте его потребления из нефелинового концентрата и минеральной кислоты (Патент РФ № 2049735). Нефелиновый концентрат, выпускаемый АО «Апатит», содержит ~79% нефелина, который полностью растворяется в слабых кислотах, и 21% нерастворимых в воде и минеральных кислотах (серной, соляной, их смеси и т.д.) других минералов (пироксен, сфен, полевой шпат, титаномагнетит и др.). Возможно использование отработанных кислот и кислых водно-солевых стоков, содержащих 2-4% свободной кислоты.

Технология приготовления РНК несложна и отличается от технологии растворения других применяемых в промышленности коагулянтов (сернокислого алюминия, сернокислого железа и др.) подачей в растворный бак кроме воды некоторого расчетного количества кислоты. В зависимости от типа очищаемой воды соотношение нефелинового концентрата и кислоты находится в пределах от 1-0.8 до 1-1.2. Готовый к употреблению РНК имеет рН ~2-3 и плотность 1.06-1.22 г/см3.

РНК применяется для обработки сточных вод, содержащих значительное количество коллоидных частиц и не-оседающих шламов (хозбытовых стоков, замасленных стоков, стоков целлюлозно-бумажных, химических, металлургических и др. предприятий), ливневых сточных вод, природных вод, а также для обработки осадков отстойников и сгустителей с целью улучшения их фильтрационных свойств. РНК, приготовленный на серной кислоте, содержит сульфаты алюминия, натрия и калия и активную алюмокремниевую кислоту. По характеру действия данная модификация РНК аналогична широко распространенному в промышленности коагулянту — сульфату алюминия. РНК, приготовленный на соляной кислоте, содержит хлориды алюминия, натрия и калия и активную алюмокрем-ниевую кислоту. Присутствие в составе РНК активной алюмокремниевой кислоты, представляющей собой анионный полиэлектролит, обладающий сильной флокулирующей способностью, значительно расширяет диапазон действия сернокислого или хлористого алюминия (основных компонентов РНК) как по температуре, так и реакции среды (рН). При использовании РНК в качестве коагулянта отпадает необходимость в применении флокулянтов (полиакриламид и др.), что практикуется при использовании сернокислого алюминия. Поэтому РНК может заменить в большинстве случаев сернокислый алюминий (технический глинозем), а в ряде случаев сернокислое и хлорное железо. Технология применения РНК практически не отличается от технологии применения других промышленных коагулянтов. Стоимость РНК, например, для Московского региона в 3 раза ниже стоимости технического глинозема, производимого заводом им. Войкова (в расчете на одинаковое количество Ah(SO4)3 в растворе).

Эффективность РНК проверена на сточных водах различных промышленных предприятий.

На очистных сооружениях АО «Сеге-жабумпром» проведено опробование коагулянта типа РНК, приготовленного на серной кислоте (модификация РНК-2м). Поскольку на очистные сооружения комбината поступают в основном сточные воды технологических производств, имеющие щелочную реакцию рН=8-8.5, то в данном случае оказывается возможным заменить ранее применявшиеся для коагуляции осадка хлорное железо и известковое молоко на один только коагулянт РНК-2м (табл.1).

При обработке первичных сточных вод, поступающих на очистные сооружения с рН=8-8.5, реагентом РНК-2м в количестве 1.4 л/м3 стока содержание взвешенных частиц после 30 мин отстаивания в сливе составляет 1-2 мг/л, а значение ХПК при этом снизилось с 380 до 240 мг О2/л. Очищенный сток становился чистым, прозрачным, без видимых следов опалесценции. Воды, прошедшие стадию биологической очистки в аэротенках и считающиеся условно-чистыми, после добавления РНК в количестве 1.2-1.4 л/м3 интенсивно коагулировали в течение 1-2 мин с выпаданием бурого осадка. Через 10 мин отстаивания вода становилась чистой и прозрачной, содержание взвесей уменьшалось до 1-2 мг/л, а величина ХПК снизилась со 140 до 80 мг О2/л.

На Подосиновском лесоперерабатывающем комбинате «Полеко» сточные воды цеха по производству древесно-волокнистых плит, содержащие древесное волокно, смолы, органические сложные кислоты, фенолы и др., имеют светло-коричневый цвет, рН=4.2-4.6. Взвешенные вещества не оседают, а вода не осветляется при отстаивании в течение 24 часов и более. Схема локальных очистных сооружений цеха ДВП предусматривает под-щелачивание этих вод едким натром и отстаивание. Однако в отстойниках оседает только древесное волокно, слив отстойников имеет темно-зеленый до бурого цвет, тонкие шламы не оседают и вода не осветляется в течение 8 часов.

Пробная коагуляция сточных вод коагулянтом РНК-2м при умеренном их подщелачивании вызывает интенсивную коагуляцию взвешенных частиц в течение 3-5 мин при рН=4.4-4.8, сопровождающуюся быстрым укрупнением хлопьев. Через 5-15 мин вода осветляется и хлопья быстро оседают (табл.2). Количество взвешенных веществ в осветленной воде находится в прямой зависимости от дозы РНК-2м и снижается на 80-95% (рис.1, кривая 1), тогда как перманганатная окисляе-мость уменьшается на 32-45% (рис. 1, кривая 2). Остающиеся в воде коллоиды могут быть удалены известными в практике очистки подобных сточных вод методами.

На Соломбальском целлюлозо-бу-мажном комбинате коагулянт типа РНК применялся для коагуляции осадков перед вакуум-фильтрами взамен хлорного железа. На очистные сооружения Соломбальского ЦБК помимо сточных вод технологических производств поступают также производственные сточные воды Архангельского гидролизного завода и хозбытовые стоки всего города Архангельска. Для испытаний применялся нефелиновый коагулянт, приготовленный на ингибированной соляной кислоте (модификация РНК-3м). Результаты промышленных испытаний показали, что РНК-3м может заменить хлорное железо при работе промышленных вакуум-фильтров БсхОК-40-3.4, экипированных лавсановой тканью. На период испытаний производительность цеха механического обезвоживания составляла 30-35 т сухого вещества в сутки. Режим работы вакуум-фильтров при подаче вместо хлорного железа коагулянта РНК-3м и наоборот, практически не изменяется (табл. 3). Коагуляция осадков с помощью РНК, приготовленного на серной кислоте, происходит практически также как и с РНК-3м.

При очистке сточных вод от тяжелых и цветных металлов методом известкования добавление коагулянта РНК в сточную воду способствует образованию крупных быстрооседающих хлопьев и осветлению воды. При этом степень очистки сточных вод от цветных металлов
увеличивается по сравнению с просто известкованием и становится возможным достижение санитарных норм сброса сточных вод в открытые водоемы по содержанию цветных и тяжелых металлов. Особенно эффективно использование нефелинового концентрата для получения коагулянта типа РНК в том случае, если на предприятии имеются отработанные кислые растворы, содержащие более 3-4% свободной кислоты, подлежащей сбросу со сточными водами. В этом случае РНК можно приготовить на сбросных кислотах, сократить расход извести на нейтрализацию сточных вод и увеличить их степень очистки.

На комбинате «Североникель» при проведении полупромышленных испытаний по очистке общезаводских сточных вод от тяжелых и цветных металлов методом известкования с применением РНК, реагент готовился на так называемой «промывной» серной кислоте — отработанной кислоте, которая содержала значительное количество тяжелых и цветных металлов и после нейтрализации ее известковым молоком сбрасывалась вместе со сточными водами. При этом возникали серьезные трудности с утилизацией получаемых шламов.

Коагуляция сточных вод комбината с помощью РНК, приготовленного на технической серной кислоте, и известкового молока при рН=8.5-9.5 приводит к обесцвечиванию воды, осаждению взвешенных частиц и очистке воды от цветных металлов до норм ПДК. Цветные металлы концентрируются в осадке в количествах, представляющих промышленный интерес в качестве сырья для вторичной переработки (табл. 4). Помимо указанных в табл.4 элементов в алюмосиликатных осадках концентрируются также сурьма, таллий, висмут, свинец, цинк и ртуть.

Обработка сточных вод комбината коагулянтом РНК, приготовленным на «промывной» серной кислоте, и проведенная в промышленном реакторе объемом 25 м3 показала высокую степень очистки заводского стока от меди, никеля, кобальта и др. элементов. Солесодержание в очищенной воде практически не изменяется (табл. 5).

Расход извести при использовании РНК в два раза ниже, чем без него. Принципиальная схема приготовления и применения РНК для описываемого типа предприятий приведена на рис.2.

На Череповецком сталепрокатном заводе применение только одного известкового молока не приводит к полному удалению ионов тяжелых металлов из общезаводского кислого (рН=2.0-3.0) стока. Обработка этого стока РНК с известковым молоком позволяет снизить содержание в сточной воде взвесей, ионов железа, марганца, цинка и хрома до санитарных норм ПДК (рис. 3).

На Московском заводе по обработке цветных металлов для очистки сточных вод отделения металлопокрытий применен метод гальванокоагуляции, после которого сточная вода содержит значительное количество неоседающих мелкодисперсных частичек. Пробная коагуляция сточной воды после гальванокоагулятора с применением РНК при небольшом ее подщелачивании показала, что после обработки реагентами коагуляция взвесей протекает в течение 1-2 мин и 95-96% частичек оседает на дно сосуда, при этом вода полностью обесцвечивается и осветляется. Помимо взвесей из воды в осадок удаляются соединения цинка, меди, железа, никеля, а также масла и нефтепродукты, т.е. происходит дополнительная очистка от ионов тяжелых и цветных металлов. Поскольку добавка РНК к сточным водам очень мала 0.4-0.6 л/м3, то солесодержание в ней практически не изменяется.

РНК достаточно эффективно воздействует на воды, содержащие тонкую эмульсию масел, нефтепродуктов, СОЖей и т.д. На одном из предприятий, выпускающих алюминиевую ленту, обработка оборотной воды, содержащей 250-300 мг/л нефтепродуктов в виде стабильной эмульсии, коагулянтом РНК-2м вызывает интенсивную коагуляцию капелек при рН=6.5-7.4. Вода становится прозрачной и бесцветной, без следов опалес-
ценции, остаточное содержание масел и нефтепродуктов находится в пределах 2-5 мг/л, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оборотной воде предприятий цветной металлургии.

Опробование коагулянта типа РНК для коагуляции промливневых вод и осадка на Войковских кустовых сооружениях г. Москвы показало, что РНК может заменить сульфат алюминия для коагуляции промливневой воды. При этом мутность отстоянной воды при использовании РНК (рис.4, кривая 2) в сопоставимых условиях ниже, чем в случае применения сульфата алюминия (рис.4, кривая 1). При введении дополнительно с РНК известкового молока скорость отстаивания взвесей увеличивается еще больше и уменьшается конечная мутность осветленной воды (рис.4, кривая 3).

Коагулянты типа РНК в лабораторных условиях были апробированы, кроме того, для очистки сточных вод нефтеперерабатывающего, текстильного, мясоперерабатывающего, рыбоперерабатывающего, титановых пигментов и др. заводов. Полнота очистки сточных вод от вредных примесей во всех случаях удовлетворяла требованиям, предъявляемым для данных типов вод.

РНК могут быть использованы и на других предприятиях, где используют коагуляционные методы очистки воды, таких как шахтные воды угольной промышленности и др.

Журнал «Горная Промышленность» №2 1997

56. Коагуляция. Флотация при очистке сточных вод. Флокуляция » Шпоры для студентов

Коагуляция – способность дисперсных систем выделяться на растворе под влиянием внешних воздействий. Вещества, обуславливающие коагуляцию называются коагулянтами. Центробежное отделение твердой фазы под действием центробежных и центростремительных сил происходит таких аппаратах, как центрифуги и гидроциклоны.

Применяется для очистки стоков от мелкодисперсных и коллоидных примесей.

Al+3 +h3O = Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + h3O = Al(OH)2+2 + H+

Al(OH)2+ + h3O = Al(OH)+3 + H+

Флотация — относится к физико-химическим методам очистки, процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычного газа и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания. Процесс очистки сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты, масла, волокнистые материалы заключается в образовании комплексов «частици-пузырьки», всплывание этих комплексов, удаление образовавшегося пенного слоя с поверхности жидкости. Необходимо не смачивание или плохое смачивание частиц жидкостью. Способность жидкости к смачиванию является величина поверхностного натяжения ее по границе. Метод пенной флотации применяют для извлечения нерастворенных и частичного снижения концентрации некоторых растворенных веществ. Способы флотационной обработки: флотация с выделением воздуха раствора; с механическим диспергированием воздуха; с подачей воздуха через пористые материал; электрофлотация; биохимическая и химическая флотация.

Флокуляция, вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Флокуляция. в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ = флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздействиях. Эффективные флокулянты это растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты. Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1=5 мг/л. Флокуляция. под действием органических веществ в природных водоёмах = важный фактор их самоочищения.

Физико-химическая очистка производственных сточных вод. Коагуляция


Существует множество физико-химических способов очистки стоков. В частности это коагуляция, обратный осмос, экстракция, адсорбция, выпаривание, флотация и т.д. С помощью таких методов из загрязненных стоков удаляют тонкодисперсные частицы, органические и минеральные соединения, а также растворимые газы.  

Преимущества использования физико-химических методов очистки стоков перед биологическими:

— можно удалить из стоков токсические вещества, а также органические соединения, которые не окисляются биологическим путем;

— очистка производится более качественно, и в то же время имеет место стабильная работа системы;

— очистные сооружения имеют гораздо меньшие размеры;

— установки менее чувствительны к перепадам нагрузок на систему;

— процесс очистки можно полностью автоматизировать;

— кинетика многих процессов, протекающих в установках, лучше изучена, а значит проще смоделировать и рассчитать необходимую аппаратуру;

— не нужно контролировать жизнедеятельность живых микроорганизмов;

— существует возможность рекуперации различных соединений.

Чтобы сделать выбор в пользу того или иного способа очистки стоков (или совокупности нескольких способов) необходимо учитывать все требования, которые выдвигаются к качеству очистки производственных сточных вод в зависимости от дальнейшего их применения. Кроме того немаловажно и количество стоков и степень их загрязнения, наличие или отсутствие в стоках ценных примесей.

Одним из распространенных физико-химических методов очистки является коагуляция стоков. Это процесс увеличения размеров загрязняющих частиц благодаря их объединению. На практике такой способ зачастую используют для удаления тонкодисперсных частиц, а также эмульгированных веществ. Коагуляция может возникать как самостоятельно, так и под воздействием химических или физических факторов. Для очистки стоков процесс коагуляции провоцируют специальные вещества, которые добавляются в жидкость. Эти вещества получили название коагулянты. Под влиянием коагулянтов в стоках начинают образовываться хлопья гидроксидов металлов. Эти хлопья затем выпадают в осадок. Кроме того, эти хлопья имеют способность притягивать коллоидные и взвешенные частицы и агрегировать их. Это происходит потому, что хлопья коагулянтов имеют положительный заряд, а коллоидные частицы – отрицательный.

На поверхности коллоидных частиц образовывается двойной электрический слой. Одна часть этого слоя фиксируется на поверхности разделения фаз, а вторая обеспечивает образование облака ионов. Иными словами, одна часть электрического слоя является подвижной (диффузный слой), а вторая – нет. Между этими слоями возникает разность потенциалов, которая называется дзета-потенциалом (или его еще называют электрокинетическим потенциалом). Отличие дзета-потенциала от термодинамического потенциала состоит в том, что второй является разницей потенциалов не между электрическими слоями, а между жидкостью и поверхностью частиц. Величина дзета-потенциала зависит и от термодинамического потенциала, и от толщины двойного слоя. Это значение характеризует электростатическую силу отталкивания частиц, которая не позволяет им слипаться друг с другом. Небольшой размер коллоидных частиц, отрицательный заряд поверхности частиц, обеспечивают стабильность работы коллоидной системы.

Для того чтобы спровоцировать процесс коагуляции коллоидных частиц, следует уменьшить величину дзета-потенциала до минимального значения путем добавления ионов, которые имеют положительный заряд. То есть в процессе коагуляции благодаря нейтрализации электрического заряда происходит дестабилизация коллоидных частиц. Эффективность коагуляции зависит от валентности иона, несущего противоположный заряд. Чем больше валентность – тем лучше эффект от коагуляции.

Чтобы начался процесс коагуляции, частицы должны приблизиться друг к другу на определенное расстояние, при котором начнут действовать силы химического родства и взаимного притяжения. Сближаются частицы благодаря действию броуновского движения, турбулентного или ламинарного движения потока сточных вод. Коагуляционные свойства солей являются результатом процесса гидролиза, который наступает после этапа растворения.

В качестве коагулянтов, соли железа имеют множество преимуществ перед солями алюминия, а именно:

— лучшие показатели эффективности работы при невысоких температурах стоков;

— широкая область оптимальных значений рН среды;

— более высокая прочность и больший размер хлопьев;

— есть возможность применять соли железа для стоков с более широким диапазоном их солевого состава;

— наряду с примесями отлично устраняются и неприятные запахи, а также привкусы, которые связаны с присутствием в стоках сероводорода.

К недостаткам солей железа перед солями алюминия относят:

— в результате реакции катионов железа с определенными органическими веществами могут образовываться сильно окрашивающие растворимые соединения;

— повышение кислотных свойств, которые усиливают коррозию оборудования;

— поверхность хлопьев менее развита.

В результате применения смеси Al2(SO4)3 и FeCl3 в соотношении от 1:1 до 1:2 можно достичь лучшей коагуляции, чем, если эти реагенты будут использоваться отдельно друг от друга. При использовании такой смеси ускоряется осаждение хлопьев.

Помимо уже названных коагулянтов для очистки стоков могут применяться глины, различные производственные отходы, содержащие алюминий, а также шлаки, смеси и растворы, содержащие диоксид кремния.

Необходимую дозу реагента, которую необходимо использовать, определяют опытным путем, то есть в результате пробного коагулирования.

Быстрота процесса коагуляции во многом зависит от концентрации электролита. Чем ниже концентрация электролита, тем меньше число успешных столкновений частиц (то есть тех столкновений, которые закончились прилипанием частиц друг к другу). Если реакция протекает в полидисперсных системах, то коагуляция протекает быстрее, поскольку при оседании крупные частицы увлекают за собой мелкие. Кроме того, на скорость коагуляции влияет и форма частиц: шарообразные частицы коагулируют медленнее, чем удлиненные.

Коагуляция сточных вод

 

Коагуляция — это процесс химической обработки воды, используемый для удаления твердых частиц из воды путем управления электростатическими зарядами частиц, взвешенных в воде. Этот процесс вводит в воду небольшие высокозаряженные молекулы, чтобы дестабилизировать заряды частиц, коллоидов или маслянистых материалов во взвешенном состоянии. Выбор правильного коагулянта для системы повысит общую производительность системы и, в частности, улучшит эффективность удаления твердых частиц за счет повышения производительности фильтров и осветлителей.

Существует множество применений очистки сточных вод, требующих реакций коагуляции, таких как удаление коллоидных твердых частиц из воды, деэмульгирование масляных эмульсий («расщепление эмульсии») и устранение липкости краски. Существует также множество типов коагулянтов для удовлетворения конкретных потребностей процесса лечения. Как правило, коагуляция предшествует флокуляции в процессе химической обработки воды.

Частицы в воде несут на своей поверхности электростатический заряд.Общие примеры включают глину, кремнезем, железо, краски и даже масло. Эти мелкие взвешенные частицы стабилизируются во взвешенном состоянии и их трудно удалить механическими методами.

Взвесь твердых веществ в воде обычно содержит частицы различных размеров. Лабораторный анализ «распределения частиц по размерам» поможет определить размер частиц, а также относительное количество частиц каждого размера в суспензии.

Частицы размером более 100 мкм обычно считаются «оседающими твердыми веществами» и легко осаждаются из суспензии. Частицы размером 10-100 мкм обычно считаются «мутностью» и часто устраняются в системе очистки сточных вод с коагуляцией. Частицы размером менее 10 мкм являются «коллоидными частицами», которые почти всегда обрабатываются коагуляцией, потому что удаление мелких частиц с использованием только механической обработки воды, такой как фильтрация, довольно дорого.

Диаметр

Частицы

Тип

Частицы

Время установления

на 1 м воды

 

10 мм

Гравий

1 секунда

Оседающие твердые вещества

1мм

Песок

10 секунд

100 мкм

Мелкий песок

2 минуты

Мутность

10 мкм

Ил, Пыль

2 часа

1 мкм

Глина

8 дней

Коллоидные твердые вещества

0. 1 мкм

Коллоиды

2 года

 

Коллоидные частицы далее классифицируются как гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Их соответствующий «ненавидящий воду» или «водолюбивый» характер важен при очистке сточных вод. Гидрофобные коллоиды не вступают в химическую реакцию с коагулянтом, в то время как гидрофильные коллоиды могут вступать в химическую реакцию с коагулянтом, используемым в процессе очистки. В результате гидрофильные коллоиды, такие как красители, требуют большего количества коагулянта, чем гидрофобные коллоиды.

Электростатические заряды частиц в воде соответствуют известному утверждению о магнетизме: «Подобное отталкивает подобное, а противоположности притягиваются». Для описания зарядов используются следующие термины: «катионный», который относится к положительному заряду, и «анионный», который относится к отрицательному заряду. Из-за химического состава воды большинство частиц несут отрицательный заряд.

В дополнение к положительному или отрицательному характеру заряда сила этого электростатического заряда называется «дзета-потенциалом».Прочность заряда очень важна при очистке сточных вод, поскольку более сильные заряды создают более стабильную взвесь частиц в воде. Дзета-потенциал измеряется по шкале от -61 → +61, где дальше от 0 находится более сильный отрицательный или положительный заряд с более стабильной взвесью в воде. Приблизительно к 0 частицы легко выпадают из суспензии, а при увеличении выше ±10 потребуется коагуляция.

Дзета-потенциал (мВ)

Стабильность частиц в суспензии

от 0 до ±5

Быстрая коагуляция или флокуляция

от ±10 до ±30

Ранняя нестабильность

от ±30 до ±40

Умеренная стабильность

от ±40 до ±60

Хорошая стабильность

 

В контексте большинства процессов химической обработки воды коагуляция должна происходить перед флокуляцией. При коагуляции дестабилизированные частицы начинают сталкиваться и образовывать небольшие массы, часто называемые «булавочными хлопьями» или «микрохлопьями», поскольку они едва видны невооруженным глазом размером около 50 мкм. Флокуляция – это процесс слипания частиц вместе с образованием более крупных агломератов. В этом процессе вводится большая молекула с электростатически заряженными участками связывания, чтобы притягивать противоположно заряженные частицы или микрохлопья. Сама реакция флокуляции хорошо видна, так как образующиеся «хлопья» легко отделяются от воды.

Обратите внимание, что термины «Коагуляция» и «Флокуляция» часто используются взаимозаменяемо, но на самом деле это разные функции.

Коагулянты для очистки сточных вод

Существует множество коагулянтов для очистки сточных вод, для проверки при глубоком погружении. Ниже представлено введение в коагулянты, представляющие различные составы и плотности заряда.

Коагулянты на основе металлов составляют самую большую группу доступных продуктов. Продукты могут содержать только соли металлов (например, сульфат алюминия или хлорид железа) или продукты могут представлять собой полимеризованные соли металлов (например, полиалюминийхлорид или хлоргидрат алюминия).

Синтетические коагулянты могут нести очень высокую плотность заряда на относительно больших молекулах (таких как полиамин или полиДАДМАХ). В зависимости от состава некоторые синтетические производные могут вести себя как флокулянты.

Биополимерные коагулянты получают из природных источников.Ряд продуктов для очистки воды Dober получают из растительных источников (таких как лигнин, дубильные вещества и крахмалы). Существуют также полисахариды и другие природные биополимеры, полученные из животных, грибков и микробных процессов (для получения хитозана, пектина, каррагинана, подорожника и других).

Для этих источников и составов коагулянтов существует множество гибридов. Комбинируя два или более коагулянта, можно получить еще больше возможностей. Dober Water Treatment специализируется на использовании лучших характеристик коагулянтов для создания гибридов, оптимизирующих различные процессы очистки сточных вод.

На стенде можно проверить, как коагулянт поведет себя в процессе очистки сточных вод. Баночное тестирование является важным инструментом для сравнения продуктов, оптимизации производительности, оценки затрат на лечение и планирования операций.

 

Независимо от того, какой коагулянт используется в системе очистки сточных вод, реакции коагуляции требуют адекватного перемешивания. Типичными вариантами смешивания являются встроенный статический смеситель или бак для коагуляции с механическим смесителем.Выбор оборудования будет зависеть от общей конструкции системы и ее работы, но цель остается неизменной. Молекулы коагулянта должны взаимодействовать и сталкиваться с частицами в суспензии, чтобы разрушить коллоидную систему.

Исторически сложилось так, что коагуляция с использованием только солей металлов (квасцов, хлорида железа и т. д.) может привести к образованию избыточного ила для удаления или создать проблемы безопасности и токсичности ниже по потоку после очистки. Эффективная коагуляция может помочь стабилизировать эффективность очистки за счет изменчивости производственных операций с заменой продукта, санитарными мероприятиями и изменением потока.Выбор правильной стадии коагуляции улучшит всю систему очистки за счет более эффективного отделения твердых частиц.

Что такое коагуляция и флокуляция при очистке сточных вод?

Написано AOS Treatment Solutions 3 апреля 2018 г.

Одной из проблем, стоящих перед любой водоочистной станцией или очистным сооружением городских сточных вод, является возможность быстрого и эффективного удаления подавляющего большинства частиц отходов из воды.Коагуляция и флокуляция для очистки сточных вод представляют собой проверенные способы повышения эффективности и удаления больших объемов частиц. Вот что вам нужно знать об этих двух процессах.

Что такое коагуляция при очистке сточных вод?

Коагуляционная очистка воды является первым этапом химической очистки сточных вод. Вместо того, чтобы проходить через частицы, которые в противном случае проскользнули бы через фильтр и упали бы слишком медленно, чтобы попасть в осадок, коагуляция объединяет их вместе, чтобы их было легче удалить.Большинство из нас знает коагуляцию из класса анатомии. Это то, что делает наша кровь, когда она соединяется с кислородом, образуя корку или тромб. Тот же принцип и с очисткой сточных вод.

При коагуляционной обработке безвредное химическое вещество, такое как квасцы, заставляет все частицы испускать положительный заряд и, таким образом, слипаться, что облегчает их фильтрацию. Коагуляция особенно полезна при удалении химического фосфора из воды. Однако коагуляционная очистка воды — далеко не новый процесс.Фактически, египтяне использовали его еще в 2000 г. до н.э. Позже римляне использовали процесс коагуляции для очистки воды, как и англичане в 18 веке.

Что такое флокуляция при очистке сточных вод?

Флокуляция идет рука об руку с коагуляцией при очистке сточных вод. После того, как частицы отходов слиплись вместе с помощью коагуляции, для удаления комков используются флокулянты при очистке сточных вод. Флокулянты представляют собой легкие, средние и тяжелые полимеры, которые заставляют дестабилизированные комки частиц агломерироваться и выпадать из раствора, удаляя их из отфильтрованной воды.Используемый вес зависит от типа частиц.

Флокулянты похожи на высокотехнологичную веревку, которая связывает все коагулированные комки воедино. Флокулянты бывают разного заряда, плотности заряда, молекулярной массы и формы, и они также существуют уже много столетий. Природные полимеры, такие как измельченные орехи, использовались в качестве флокулянтов с доисторических времен некоторыми центральноафриканскими племенами.

Коагуляция, флокуляция и EPA

Процессы коагуляции и флокуляции становятся все более и более популярными из-за все более строгих требований к фильтрации для промышленных и муниципальных водоочистных сооружений и очистных сооружений, взимаемых США. S. Агентство по охране окружающей среды (EPA.)

Правила обработки поверхностных вод Агентства по охране окружающей среды США требуют удаления или инактивации Giardia на 99,9% (3 log) и не менее 99% (2 log) удаления Cryptosporidium. Комбинация коагуляции и флокуляции особенно полезна при превышении этих рекомендаций. Использование этих двух методов очистки с осаждением и фильтрацией, которым присвоен коэффициент удаления Giardia 2,5 log, оставит лишь 0,5 log инактивации.

Хотите узнать больше о том, как коагуляция и флокуляция могут помочь вашему лечебному учреждению стать более эффективным и результативным? Чтобы узнать больше о коагуляции и флокуляции при очистке воды и сточных вод, позвоните по номеру в AOS Treatment Solutions сегодня по номеру .

 

Рубрика: Решения по очистке сточных вод

Что такое коагуляция для очистки воды?

Что такое коагуляция, как она работает и какие типы коагулянтов существуют?

Коагуляция является одним из распространенных методов, используемых водоочистными сооружениями для обеспечения безопасной и чистой питьевой водой потребителей общественного водоснабжения. Этот метод часто используется наряду с такими процессами, как фильтрация, дезинфекция и осаждение, для удаления из воды отдельных загрязнителей.

В этой статье будет рассмотрена коагуляция в водоподготовке: что это такое, как она работает и что удаляется в этом процессе.

Что такое коагулянт для очистки воды?

Сульфат железа, сульфат алюминия или хлорид железа, классифицируемые как соли алюминия или железа, являются распространенными коагулянтами для очистки воды.

Коагулянт – это химическое вещество, которое используется для удаления взвешенных твердых частиц из питьевой воды. Они состоят из положительно заряженных молекул, которые помогают обеспечить эффективную нейтрализацию воды.

Реклама

Как работает лечение коагуляции?

Коагуляционная обработка обычно проводится перед осаждением и фильтрацией. В процессе в воду добавляется коагулянт, положительный заряд которого нейтрализует отрицательный заряд взвешенных загрязнений.

Нейтрализация вызывает связывание взвешенных частиц (отсюда и термин коагуляция). В комках, известных как «хлопья», эти частицы оседают на дно резервуара для обработки. Затем их легче отфильтровать из воды.

Во время этого процесса коагулянт быстро добавляется в воду и перемешивается, что позволяет распределить его по всей пробе воды. Когда вода коагулируется, ее можно фильтровать через ультрафильтрационную или микрофильтрационную мембрану или средний фильтр для удаления осевших частиц. Воду также можно направить в отстойник, в котором тяжелые частицы осядут на дно, откуда их затем можно будет удалить.

Что удаляется при коагуляции?

Коагуляция наиболее эффективна при удалении взвешенных твердых частиц и природных органических веществ, таких как гравий, песок, водоросли, глина, железо, простейшие и даже бактерии.Многие из этих загрязнителей могут придавать воде неприятный вкус, если присутствуют в больших количествах, а также могут придавать воде коричневый или оранжевый цвет.

Однако не все загрязнения можно коагулировать за одно и то же время, поэтому наряду с этим методом очистки воды используются и другие методы очистки.

Гравий, песок и мелкий песок могут коагулировать во время нейтрализации в течение двух минут. Для сравнения, для водорослей, глины и простейших требуется до 2 часов.

Все остальное, что может коагулировать, требует гораздо больше времени: бактериям и водорослям диаметром 1 микрон требуется около 8 дней, чтобы коагулировать и осесть на дно водоема, а вирусам 0.1 микрон в диаметре коагулирует и оседает за 2 года. Вот почему дезинфекция необходима для более быстрого и эффективного уничтожения микробиологических загрязнителей.

При этом многие патогены прикрепляются к коагулированным частицам и удаляются во время фильтрации.

Коагуляция не гарантирует безопасность питьевой воды, но по-прежнему является важным процессом очистки воды. Он удаляет взвешенные вещества, которые затрудняют надлежащую обработку воды дезинфицирующим средством, и означает, что для дезинфекции воды можно добавлять меньше хлора.

Наряду с экономией денежных средств от этого процесса химической обработки муниципальные поставщики воды также могут гарантировать более безопасную питьевую воду, поскольку некоторые органические частицы могут вступать в реакцию с хлором и производить опасный побочный продукт, известный как тригалометаны (ТГМ).

Реклама

Каковы наиболее распространенные типы коагулянтов?

Наиболее часто используемым реагентом для коагуляции является сульфат алюминия. Сульфат железа, хлорид железа или алюминат натрия также являются популярными типами коагулянтов.

Рассмотрим эти коагулянты подробнее:

Сульфат алюминия

Сульфат алюминия доступен в нескольких формах, включая молотый, гранулированный или в виде блоков. При добавлении к естественно щелочной воде (которая обычно содержит бикарбонат кальция) сульфат алюминия образует хлопья гидроксида алюминия.

Сульфат железа

Сульфат железа — это тип коагулянта железа, который уступает по качеству коагулянту после сульфата алюминия. Эта химическая комбинация часто используется в сочетании с хлором и может обеспечить более плотный флок, чем сульфат алюминия.Однако при этом образуется значительно более тяжелый гидроксидный шлам.

Хлорид железа

Хлорид железа является альтернативой сульфату железа, но менее популярен, так как хлорид может повысить коррозионную активность воды.

Алюминат натрия

Алюминат натрия представляет собой комбинацию оксида натрия и оксида алюминия. Твердые формы этого химического вещества обычно содержат 70-80% алюмината натрия, а жидкие формы содержат около 30% алюмината натрия.

Реклама

Как выбрать коагулянт для водоподготовки

Тип коагулянта, используемого вашим местным водоочистным сооружением, обычно зависит от наличия и доступности.Поскольку сульфат алюминия доступен, доступен по цене и высокоэффективен, он является предпочтительным выбором для очистки воды в общественных местах во всем мире.

Металлические коагулянты

также являются одними из самых популярных для очистки воды. Однако также доступны синтетические коагулянты и биополимерные коагулянты (включая природные биополимеры, полученные из грибов, растений и животных). Их преимущество заключается в том, что они производят меньше шлама и создают меньше проблем с токсичностью или безопасностью.

Коагуляция — необходимый процесс очистки воды, но он не может работать сам по себе.Фильтрация, отстаивание и дезинфекция также необходимы для того, чтобы вода не содержала вредных примесей и была безопасна для питья.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Kinetics and Natural Coagulant Evaluation

Abstract

В этом исследовании три коагулянта (ферромагнетит (F), квасцы (A) и яичная скорлупа (E)) и их гибриды (FA, FE и FEA) были исследованы как возможные по стоимости. -эффективные коагулянты для очистки промышленных сточных вод. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) в сочетании с энергодисперсионным рентгеновским излучением (EDX) использовалась для характеристики морфологического и элементного состава коагулянтов. Влияние дозировки коагулянта (10–60 мг/л) и времени осаждения исследовали на удаление мутности, цвета и общего содержания взвешенных веществ.Использовали тестер в сосуде (JTL6), работающий в условиях 150 об/мин в течение 2 мин (быстрое перемешивание) и 30 об/мин в течение 15 мин (медленное перемешивание). Результаты охарактеризованного супернатанта показали удаление примерно 80% загрязняющих веществ. Доказаны наиболее эффективные перспективы Ф по сравнению с бинарными (ФА > ФЭ) и тройными гибридизированными (ФЭА) коагулянтами. При оптимальной дозировке и времени осаждения 20 мг/л и 30 минут соответственно эффективность очистки F оказалась пригодной для очистки сточных вод.

Ключевые слова: квасцы, яичная скорлупа, кинетика коагуляции, ферромагнетит, магнитные коагулянты, наноматериалы, очистка сточных вод и другие виды инновационной деятельности [1]. Большинство промышленных стоков подвергаются той или иной форме очистки, и их характеристики зависят от производственных процессов и типов используемого сырья.Как правило, они содержат уровни взвешенных веществ, которые варьируются от 300 до 400 мг/л, с рН 6,5–7,0, химической потребностью в кислороде (ХПК) 2000–3000 мг/л и общей щелочностью 50–100 мг/л. [2]. Производство огромного количества сильно загрязненных сточных вод побудило к исследованиям, направленным на разработку, улучшение и внедрение соответствующих методов очистки для устранения загрязняющих веществ [3]. Сточные воды требуют последующей обработки для удаления цвета и других органических загрязнителей перед сбросом в ближайший водоток [4].Хорошо зарекомендовавшие себя традиционные методы очистки сточных вод включают химическое осаждение, химическое окисление или восстановление, фильтрацию, ионный обмен и применение мембранной технологии [5,6].

Тем не менее, в этих процессах есть и неудачи. К ним относятся неполное удаление металла, необходимость в дорогостоящем оборудовании и системах мониторинга, высокие требования к реагентам и энергии и/или образование токсичного шлама или других отходов, требующих утилизации [7]. Согласно Тетте [8], выбор технологии очистки зависит от качества восстановленной воды, размера естественного органического вещества (NOM), химического состава сточных вод и правил сброса.Обычно процесс коагуляции используется для удаления взвешенных твердых частиц вместе с нежелательными или токсичными веществами [4], поскольку он прост, эффективен и требует мало энергии [9,10]. Известно, что он полезен для защиты окружающей среды и здоровья человека [11]. Для очистки сточных вод используются коагулянты на основе алюминия и железа. Однако существуют недостатки, связанные с их использованием. К ним относятся образующиеся в результате наноматериалы с истекшим сроком службы и повышенная интенсивность цвета сточных вод, а также образование шлама и остатков тяжелых металлов, которые потенциально токсичны для экосистемы [9,10,11,12,13,14].Вышеупомянутые проблемы приводят к высокой стоимости системы очистки сточных вод, а также к другим техническим недостаткам [15].

В последние десятилетия предварительная очистка промышленных сточных вод с использованием процессов коагуляции и флокуляции приобрела решающее значение для эффективного снижения органической нагрузки перед последующими процессами очистки [11,16]. Коагуляция является важным механизмом, включающим добавление коагулянтов, ответственных за дестабилизацию и нейтрализацию взвешенных частиц [17,18,19,20], которые образуют крупные хлопья или агрегаты.Как правило, отрицательно заряженные взвешенные частицы агломерируются с положительно заряженными коагулянтами за счет адсорбции ионов и ионизации поверхностных групп [4]. Эти агрегаты удаляются с помощью механизмов осаждения, фильтрации или флотации [7,13]. Коагуляция включает три различных механизма: (1) нейтрализация заряда (дестабилизация частиц при низкой дозировке коагулянта), (2) продувка (добавление коагулянта в достаточно высоких концентрациях, чтобы вызвать безводный аморфный осадок, запутывающий коллоидные частицы в этих осадках) и (3). ) образование мостов [14,21,22,23].

Процессы коагуляции не соответствуют строгим стандартам Агентства по охране окружающей среды по регулированию качества сточных вод [10,13] из-за высокого потребления энергии, высоких затрат на химические реагенты и необходимости вторичной обработки осадка для очистки от вторичных загрязнителей [ 11,24]. Достижения в области нанотехнологий внесли значительный вклад в разработку новых методов решения многих проблем со здоровьем и окружающей средой при меньшем потреблении энергии [25,26,27]. Полимеры привлекли значительное внимание в качестве эффективных адсорбентов тяжелых металлов из-за их высокого сродства к связыванию с ионами металлов [11,28].Они ответственны за образование более крупных, плотных, прочных и быстро оседающих хлопьев [10]. Кроме того, они содержат мономеры акриламида, которые не вредны для человека и вряд ли будут давать очищенную воду с экстремальным pH и высокой биоразлагаемостью [12]. Кроме того, наночастицы (Fe 3 O 4 ) все чаще рассматриваются как чрезвычайно полезные материалы из-за их специфических свойств, включая их суперпарамагнитную, нетоксичную природу и малый размер. [7,29].

В последнее время магнитная технология привлекает внимание к водоснабжению и очистке сточных вод для очистки, удаления тяжелых металлов и отделения появляющихся загрязняющих веществ [7,11,26]. Функционализация магнитных наночастиц оксида железа в сочетании с полимерами, такими как яичная скорлупа, хитозан, рисовый крахмал, кожура бананов, семена моринги и т. д., привлекает внимание в условиях очистки сточных вод [7,26]. Этот процесс считается очень привлекательным из-за его высокой эффективности, способности уменьшать объем ила, быстрого осаждения и низкой стоимости [11,26,30].Наблюдается всплеск использования биоотходов, таких как отходы яичной скорлупы [31]. Яичная скорлупа экономически эффективна, легкодоступна в качестве биоматериала и широко используется в качестве заменителей костей, катализаторов и опор. Они являются эффективными биошаблонами из-за их высокой каталитической активности, простоты обращения, возможности повторного использования и доброкачественного характера [32,33,34]. Ферромагнетит можно использовать в качестве коагулянта при очистке сточных вод благодаря его суперпарамагнитным свойствам, которые могут влиять на стабильность и адсорбционную способность загрязняющих веществ из сточных вод [27,35]. Согласно Тетте и Ратилалу [7], включение ферромагнетита в квасцы улучшало содержание кластеров квасцов, межслойные структуры, площадь поверхности и размер пор, повышая эффективность очистки сточных вод. Тем не менее, знания о применении природных коагулянтов и ферромагнетита ограничены.

Таким образом, в данном исследовании изучалась возможность применения природных коагулянтов в сочетании с ферромагнетитом в системе намагниченной коагуляции для очистки сточных вод. Ожидается, что это будет экономически целесообразным, с дополнительными преимуществами, включая повторное использование сточных вод, снижение затрат на химикаты и минимизацию проблем, связанных с захоронением отходов и отстоя [26,36].В этом исследовании изучалась эффективность трех коагулянтов (ферромагнетит (F), квасцы (A) и яичная скорлупа (E)) и их гибридов (FA, FE и FEA), чтобы определить возможный эффективный коагулянт для очистки промышленных сточных вод. Проведен морфологический анализ коагулянтов. Кроме того, были исследованы две кинетические модели (псевдо первого порядка и псевдовторого порядка) для подтверждения наилучшего соответствия экспериментальным данным.

3. Результаты и обсуждение

В этом исследовании изучались природные коагулянты и их комбинации в качестве альтернативы обычному коагулянту (квасцам).Полученные результаты представлены в четырех разделах, а именно: морфология коагулянтов (раздел 3.1), влияние дозировки коагулянта (раздел 3.2), влияние времени осаждения (раздел 3.3) и кинетика коагуляции (раздел 3.4).

3.1. Коагулянты Морфологические результаты

Морфологический анализ поверхности квасцов (А), яичной скорлупы (Э), ферромагнетита (Ф) и их гибридов (ФА, ФЭ и ФЭА) проводили методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в сочетании с энергодисперсионным методом. Рентгеновское излучение (EDX), чтобы определить форму их частиц и распределение элементов.показаны СЭМ-изображения зерен коагулянта в масштабе 100 мкм с увеличением 1000 кх и энергоемкостью посадки 20 кэВ. Гибридные изображения (d–f) показывают шероховатую поверхность неправильной формы и мезопористость с массивной неоднородностью, которая усиливает агломерацию крупных хлопьев [42,43]. На крайних поверхностях пленки (а–в) выявлены дополнительные белые каплеобразные скопления с обильными порами. Кроме того, гибридные изображения (d–f) выявили хорошо организованную поверхность с идеальными плетеными ступенями и микроструктурированными нитями, что можно объяснить наличием ферромагнетита, что подтверждается EDX (1).Дополнительные беловатые метафоры многочисленных микроспор на поверхностях (d–f) могут быть связаны с присутствием оксида кальция и других примесей [44,45]. Судя по рабочему расстоянию (РД) СЭМ-изображений (г – е), размеры пор ФЭА (5,5 мм) были очень малы по сравнению с другими гибридными коагулянтами (ФЭ (6,1 мм) > ФЭ (6 мм)) . Аналогичным образом, в их немодифицированной форме (a–c) порядок убывания размера пор был следующим: F (6,1 мм) > A (5,9 мм) > E (5,3 мм). Анализы EDX для F, A, E, FE, FA и FEA показаны на a – f с соответствующими распределениями элементов.Спектр F (а) показал состав Fe > O > C > S > Cl, тогда как A (b) содержал состав O > S > C > Al, а состав O > Ca > C был найден для E (c) . Гибридизированные макромолекулы (FE, FA и FEA) выявили высокоаффинные ионы металлов с высокой селективностью, которые усиливали осаждение [46,47]. Это подтвердило, что морфологические поверхности хорошо связаны с ионами металлов для адсорбции и агломерации. Vepsäläinen [22] описывает коллоиды как микроскопические частицы размером от 1 нм до 10 нм, рассеянные по всей среде (жидкой, газообразной или твердой).Общая площадь поверхности диспергированных коллоидов велика из-за их малого размера [46]. Поверхностный заряд коллоидов в растворе обуславливает виртуальную устойчивость дисперсий и дестабилизацию при медленном их осаждении [47,48,49]. Поверхность заряжается за счет ионизации функциональных групп (например, спирта, карбоновой кислоты и амина), адсорбции ионов, растворения ионных твердых веществ и изоморфного замещения [48,49]. Согласно Дуану и Грегори [23], коллоидная стабильность и дестабилизация могут быть вызваны увеличением ионной силы при некотором снижении дзета-потенциала и уменьшением толщины диффузной части двойного электрического слоя.

СЭМ-изображения: ( a ) ферромагнетита (F), ( b ) квасцов (A), ( c ) яичной скорлупы (E), ( d ) FA, ( e ) FE, и ( f ) ВЭД.

Спектры изображений EDX ( a ) ферромагнетита (F), ( b ) квасцов (A), ( c ) яичной скорлупы (E), ( d ) FA, ( e ) FE, и ( f ) ВЭД.

3.2. Влияние дозировки коагулянта

Это было сравнительное исследование трех коагулянтов и их гибридов с целью получения возможного экономичного коагулянта для очистки промышленных сточных вод.Испытания в сосудах для каждого коагулянта проводились путем изменения дозировки по концентрации (10–60 мг/л) с целью определения оптимальной дозировки. Супернатанты декантировали и измеряли их значения для TSS, мутности и цвета. представлены результаты, полученные по влиянию дозировки коагулянта на удаление загрязнений при использовании квасцов (A), яичной скорлупы (E), ферромагнетита (F) и их комбинированной дозировки (FA, FE и FEA). Агломерация и дестабилизация коллоидов (как при обработке органического вещества, так и гидрофобного органического вещества) лучше происходили при дозировке 10–20 мг/л.Это подтверждает результаты других исследований, согласно которым увеличение дозировки коагулянта повышает способность к обработке до тех пор, пока не будет достигнуто насыщение агломерации, в результате чего эффективность начинает снижаться или стабилизироваться [7,35]. Таким образом, передозировка коагулянта (> 20 мг / л), как показано на рисунках a–c, e–f, снижает эффективность лечения. Это вызвало заметное снижение удаления загрязняющих веществ (мутность и цвет) из-за обратного чистого заряда взвешенных твердых частиц в сточных водах [7,40,41].

Влияние дозировки коагулянта (мг/л) на удаление загрязнителей (TSS (черный), цвет (красный) и мутность (синий)) с использованием ( a ) A: квасцы, ( b ) E: яичная скорлупа, ( c ) F: ферромагнетит, ( d ) FE, ( e ) FA и ( f ) FEA. TSS: общее содержание взвешенных веществ.

Кроме того, передозировка могла вызвать повторную стабилизацию, поскольку полимерная цепная реакция не могла произойти, и загрязняющее вещество могло найти пустые места для адсорбционных мостиков [42,43] с повышенной вероятностью вымывания [35]. Кроме того, передозировка или недостаточная дозировка могут негативно повлиять на процесс лечения коагуляции, тем самым увеличивая стоимость использования химикатов [37,39]. Кроме того, начальный рН сточных вод оказал влияние на химию агломерации вода-коагулянт.Как сообщают Sun et al. [35], при низком рН (<7) органический материал в воде становится отрицательно заряженным и легко агломерируется. При высоком pH (> 7) существует возможность повышения гидрофильности, а также снижения нейтрализации заряда молекул воды, способности к коалесцированию и способности к обработке [35,37]. Однако наблюдалась межмолекулярная взаимосвязь между мутностью и удалением TSS (), так как оба уменьшались с одинаковой тенденцией [35,44]. Согласно Матеусу и др.[44], это явление может быть связано с щелочным сродством коагулянта, поскольку аналогичная тенденция снижения наблюдается для удаления цвета. При оптимальной дозировке 20 мг/л значения эффективности удаления мутности, цветности и TSS были зарегистрированы соответственно для каждого коагулянта (A: 99,58%, 99,66% и 100%; E: 98,89%, 98,89% и 98,52). %; F: 99,72%, 94,62% ​​и 95,19%; FA: 99,50%, 99,66% и 99,75%; FE: 92,56%, 96,24% и 94,86%; и FEA: 99,76%, 99,59% и 100%) . В то время как большинство коагулянтов показали лучшие результаты при более высокой дозировке (50 мг/л), из-за последствий для стоимости была рассмотрена более низкая дозировка (20 мг/л).Очевидно, что каждый коагулянт продемонстрировал уникальную эффективность в отношении удаления загрязняющих веществ. Таким образом, FEA> FA> F> E> A были жизнеспособны для удаления мутности и TSS, тогда как FE максимизировал удаление цвета. Было доказано, что эффективность комбинированного коагулянта выше благодаря присутствию ферромагнетита с уникальными магнитными свойствами и стабильностью [7,45]. Согласно Tripathy и De [36], суспензия может быть стабильной благодаря влиянию впитавшихся молекул воды, создающих физический барьер, предотвращающий столкновение и дестабилизацию частиц.Электростатическое отталкивание контролирует стабильность как гидрофобных, так и гидрофильных частиц.

Сравнительное исследование

показывает сравнительную эффективность коагулянтов при оптимальной дозировке 20 мг/л в отношении удаления мути, где FEA показал максимальную эффективность удаления. Порядок действия коагулянта был следующим: FEA (99,76%) > FA (99,51%) > F (99,17%) > E (98,89%) > A (98,62%) > FE (92,56%). Как видно из , при сравнении эффективности коагулянта с другими в литературе ферромагнетит показал большой потенциал для будущих крупномасштабных применений при очистке промышленных сточных вод [46].

Эффективность коагулянта при оптимальной дозировке 20 мг/л для удаления мути (%): FEA > FA > F > E > A > FE.

Таблица 3

Различные коагулянты, используемые при очистке сточных вод.

0 Это исследование

0 [7]

0 0 FA

0 [7]

0 [49]

0 Common Bean

0 [50]

0 PAC и Gossypium Herbaceum (GHC)

900 и 2200

0 —

0 [51]

0 [51]

0 Walnut Bio-Coagulant

0 83

0 [52]

3

3.3. Влияние времени отстаивания

Для понимания кинетики коагуляции-флокуляции контролировали степень агрегации. Для этого исследовали влияние времени седиментации (10–60 мин) при постоянной дозировке 20 мг/л для всех трех коагулянтов и их гибридов. показывает, что желательна короткая продолжительность (10–30 мин) лаг-фазы из-за экономии энергии и времени [35,45]. Несмотря на это, наблюдалась значительная разница между коагулянтами и загрязняющими веществами в отношении увеличения времени осаждения.показывает результаты мутности для всех коагулянтов через 30 мин. Их порядок был следующим: F (99,34%) > A (99,07%) > E (96,21%) > FE (99,17%) > FA (92,85%) > FEA (91,74%). Способствовали росту хлопьев и агломерации, увеличивая удаление цвета и TSS. Однако со временем размер хлопьев в основном уменьшился, а эффективность удаления мути снизилась. Это было результатом плохой осаждающей способности хлопьев из-за разрушения коллоидов, образовавшихся во взвеси [50]. Было замечено, что все коагулянты продемонстрировали исключительную эффективность удаления взвешенных частиц (> 94%), затем удаление мутности (> 92%) и, наконец, удаление окраски (> 76%).Резкое снижение мутности во времени (10–20 мин) (для ФЭА, ФК и яичной скорлупы) отражает тот факт, что по мере протекания реакции количество доступных для коагуляции частиц уменьшалось. Это может быть связано с флок-механизмом или комбинированным мостиковым механизмом [45,50].

Влияние времени отстаивания (мин) на удаление загрязнителей (взвешенные вещества (черный), цвет (красный) и мутность (синий)) при концентрации 20 мг/л с использованием: ( a ) квасцов, ( b ) яичной скорлупы , ( c ) ферромагнетит, ( d ) FA, ( e ) FE и ( f ) FEA.

Эффективность коагулянта при оптимальной дозировке (20 мг/л) и времени отстаивания (30 мин) по удалению мути (%): F > A > E > FE > FA > FEA.

3.4. Кинетика коагуляции

Полученные данные были сопоставлены с уравнениями кинетики (7) и (9) для оценки эффективности обработки загрязняющих веществ. Скорость удаления загрязняющих веществ в реакционной системе зависит от множества внутренних и внешних факторов, таких как температура, дозировка и характеристики самой сточной воды [52].Когда реакция протекает, частицы загрязняющих веществ прикрепляются как к химическим, так и к физическим местам связывания. Реакция продолжается до полного насыщения свободных участков с быстрым отстаиванием. Было замечено, что введение ферромагнетита в коагулянты приводило к лучшим характеристикам агломерации, чем обычный коагулянт (квасцы и яичная скорлупа) [11,51]. Таким образом, полученные данные хорошо аппроксимировались с удовлетворительной значимостью для применимости модели удаления мути ().Очевидно (), что коэффициент детерминации (R 2 ) для разовой дозы коагулянта был благоприятен для кинетической модели второго порядка (а), тогда как кинетическая модель первого порядка (б) показала хорошее соответствие для комбинированная дозировка коагулянта. Кроме того, максимальное удаление загрязнителя соответствовало разумным кинетическим константам, как показано на рис. Можно предположить, что добавление F к другим коагулянтам приводило к быстрой агломерации хлопьев и увеличению их размера, что увеличивало эффективность коагуляции и седиментацию.Таким образом, степень агрегации и динамика флокуляции наблюдались вскоре после добавления коагулянтов, в результате чего дестабилизированные частицы агрегировали с образованием более крупных хлопьев [52]. Кроме того, плато значений R показывает степень агрегации частиц по отношению ко времени, необходимому для разрушения хлопьев. Наличие разрушения хлопьев и полученные результаты подтверждают, что включение F увеличивает молекулярную массу компонентов коагулянта [50,52].

Кинетика моделей ( a ) второго порядка и ( b ) первого порядка для удаления мути.

Таблица 4

Сравнительное кинетическое исследование.

Coagulant Type Дозировка Дозировка (MG / L) Удаление мутности (%) Удаление цвета (%) TSS Удаление (%) Ссылка

Eggshells (E) 20 98.89 98.88 988 98. 52 Это исследование
Alum (а)

20 20 99.58 99.66 100
50 70 70 75
99. 17 94.62 95.19 Это исследование
FEA 20 99.76 99.59 99.59 100 Это исследование
50 90 85
20 99,51 99,66 99. 75 Это исследование
Alum- Моринга масличная 43 97,70 — [48]
Вешенка био — коагулянт 600 84.10 90.69 [49]
0. 40
1600 и 2200 86.10 и 85.48 95 и
35

-0.0.04057

0 0,01036

Кинетика первого порядка
коагулянта типа Е F FE FA ФЕА
R 2 0,9536 0,9523 0,9654 0,969 0,857 0,9659
Уклон (k 1 ) 0,0315 0. 0265 0,296 0,201 0,0291 0,0453
у-перехватывают 3,38 3,11 1,99 3,61 1,92 1,05
ГСП 0,0369 0,01172 0,02043 0,00945 0,01277 0,04292
Кинетическая модель второго порядка
Р 2 0. 993 0,979 0,978 0,9135 0,828 0,897
Склон (к 1 ) 0,00314 0,000377 0,000341 0,00334 0,00341 0,0002756
г -Intercept -0. 0119 0.00754 0.00487 -0.0091
SSE 0,06269 0.0885 0,0374 0,041355 0,08397 0,02323

Методы обеззараживания сточных вод

Ник Николас

Каждый этап процесса очистки сточных вод важен для достижения желаемых результатов очистки. Однако первичная обработка и третичная обработка имеют решающее значение для общего процесса. В процессе первичной обработки твердые частицы уменьшаются в значительной степени.Без этого шага последующее лечение было бы менее эффективным. При третичной очистке вредные микробиологические вещества убиваются или становятся неактивными, чтобы они не вызывали болезней у тех организмов, которые с ними сталкиваются.

К таким методам очистки сточных вод относятся коагуляция и обеззараживание соответственно. Эти процессы могут быть выполнены различными способами, как химическими, так и нехимическими, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Коагуляция

Сточные воды содержат различные уровни общего содержания растворенных твердых веществ (TDS) и общего количества взвешенных твердых частиц (TSS).Просеивание грунта и песколовки снизят TSS, но за ними должен последовать более тонкий процесс удаления твердых частиц. Осаждение и фильтрация — это методы, которые использовались в прошлом, но эти методы не могут удалить многие мельчайшие частицы.

Коагуляция стала популярным методом снижения TSS и, в некоторых случаях, TDS сточных вод. Этот процесс включает дестабилизацию заряженных частиц в растворе. Из-за одинаковых электрических зарядов частицы отталкиваются друг от друга и не позволяют им быстро оседать.Чтобы дестабилизировать этот электрический заряд, к раствору необходимо приложить противоположный заряд, что позволит коллоидам и другим минералам агрегировать.

В настоящее время известны два метода коагуляции:

Химическая коагуляция

Химическая коагуляция является хорошо известным методом коагуляции частиц. Этот процесс требует добавления ряда химических добавок для достижения желаемого дестабилизированного состояния. Квасцы, хлорид железа, сульфат железа, сульфат железа и известь — вот некоторые из добавок, используемых для нейтрализации заряженных частиц.Другие добавки включают полимеры, которые способствуют агрегации твердых веществ.

Профи

Основное соображение, стоящее за использованием химической коагуляции, заключается в том, что она ускоряет время, необходимое для того, чтобы твердые частицы оседали сами по себе. Таким образом, уменьшается общее время задержки процесса очистки сточных вод.

Химическая коагуляция также может способствовать осаждению более мелких коллоидных частиц и минеральных загрязнителей. Эти частицы, как правило, могут не осаждаться во время процесса осаждения и должны пройти через последующую систему фильтрации.

Минусы

Химическая коагуляция по своей сути является аддитивным процессом. Хотя это может уменьшить количество твердых веществ в растворе, для достижения этого все же требуется добавление химических веществ. Добавление этих веществ может быть довольно сложным и требует тщательного тестирования сосуда. Дозировки должны быть достаточно точными, чтобы правильно обрабатывать входящий поток оптимально. Дозировка может потребовать постоянной корректировки в зависимости от состава источника сточных вод.

Добавление химикатов также приводит к образованию большого объема шлама, который необходимо обрабатывать и утилизировать после обработки. Этот шлам также опасен из-за природы добавляемых компонентов. Объем и токсичность шлама могут привести к увеличению затрат на утилизацию, поскольку его нелегко обезвоживать.

Электрохимическая коагуляция

Совсем недавно электрохимическая коагуляция вышла на сцену очистки сточных вод в более оптимизированной форме. После корректировки pH, если необходимо, этот процесс включает подачу определенной мощности на ряд металлических сред. Аноды и катоды могут быть выполнены из одного и того же материала или отличаться друг от друга.Этот материал оптимизируется в зависимости от подпитки поступающей воды. Алюминий и железо — два таких материала, которые можно использовать в этом процессе. Электроды выделяют в раствор заряженные ионы при окислении, что приводит к дестабилизации частиц в растворе.

Профи

Электрокоагуляция — простой процесс. В нем мало движущихся частей, поэтому его можно контролировать удаленно с меньшими затратами на надзор и техническое обслуживание. Процесс также обычно можно отрегулировать, чтобы приспособиться к разным количествам частиц без особых усилий, если это необходимо.

Процесс EC также позволяет воздействовать на несколько загрязняющих веществ с помощью одной системы и, в некоторых случаях, за один проход обработки. Отсутствие типичных химических добавок приводит к образованию меньших объемов шлама, которые обычно неопасны, легко обезвоживаются и менее затратны в обработке и утилизации.

Минусы

Система EC может потребовать добавления кислот или оснований для регулирования pH, поэтому она не полностью свободна от добавок. Кроме того, из-за характера процесса электроды расходуются и со временем подвергаются коррозии, что требует замены.Он может использовать процесс безразборной мойки (CIP) для очистки тарелок, при котором в цикле очистки будет использоваться кислота. Характер процесса также требует электроэнергии. Хотя единовременно может не потребоваться много энергии, в некоторых местах в мире электроэнергия может быть дороже, что может увеличить эксплуатационные расходы.

Дезинфекция

В процессе третичной очистки сточные воды могут содержать бактерии, вирусы, плесень, цисты или другие патогены, которые не могут быть удалены другими процессами очистки.Прежде чем очищенную воду можно будет сбросить в какой-либо водоем, микробиологические загрязнители должны быть инактивированы или уничтожены. Существует несколько доступных методов обеззараживания сточных вод, но наиболее часто используются два из них: хлор и ультрафиолетовое излучение.

Дезинфекция хлором

Большинство знакомы с использованием соединений хлора для шоковой обработки плавательных бассейнов. Хлор является токсичным агентом для биологических организмов и убивает их путем окисления.Он проникает на поверхность патогенов и, попав внутрь, начинает взаимодействовать с внутриклеточными ферментами и белками, выводя их из строя. Микроорганизм либо погибнет, либо не сможет размножаться.

Профи

Хлор относительно недорог и легко доступен. Кроме того, поскольку это такой мощный окислитель, он может быть весьма эффективным при обезвреживании больших количеств вредных микроорганизмов с подходящим временем реакции.

Минусы

Хлор довольно летуч и может образовывать побочные продукты дезинфекции (DBP), которые могут быть вредными для людей, животных и водных организмов.Он требует бережного обращения при транспортировке, хранении и безопасном использовании. Вирусы Giardia lamblia и Cryptosporidium не подвержены влиянию дезинфекции хлором.

УФ-дезинфекция

Системы дезинфекции ультрафиолетовым светом в последнее время получили широкое распространение во многих областях благодаря своим возможностям нехимической дезинфекции. При определенных длинах волн ультрафиолетовый свет может разрушить ДНК патогена, разорвав ее молекулярные связи. В этом состоянии нормальная клеточная функция становится невозможной, а микробиологические организмы, цисты и вирусы остаются практически инертными.

Профи

Дезинфекция УФ-излучением — это полностью физический процесс, поэтому опасные химические вещества не требуются. В очищенной воде не образуются вредные остаточные побочные продукты. Он очень эффективен против большинства вирусов, бактерий, спор и цист и требует более короткого времени контакта, чем другие методы третичной очистки сточных вод. Кроме того, он имеет компактные размеры для возможности дезинфекции.

Минусы

Из-за использования света для обеззараживания раствора высокие концентрации общего количества взвешенных твердых частиц (TSS) могут сделать его неэффективным.Это не проблема, если предыдущий процесс лечения эффективен для удаления TSS. Низкие дозы УФ-излучения могут быть неэффективны против некоторых вирусов, спор и цист, поэтому для них потребуется более длительное время контакта или более интенсивное воздействие. Существует также возможность фотореактивации микроорганизмов, в результате чего организмы восстанавливаются после обработки, если доза УФ-излучения недостаточно сильна.

Сводная таблица плюсов и минусов

Флокулянты и коагулянты | ХимТрит, Инк.

Что такое коагуляция и флокуляция?

Химикаты для обработки флокуляцией и коагуляцией

используются в процессах очистки сточных вод для удаления твердых частиц, осветления воды, умягчения извести, сгущения осадка и обезвоживания твердых частиц.

Коагулянты

Коагуляционная обработка нейтрализует отрицательный электрический заряд частиц, что дестабилизирует силы, разделяющие коллоиды. Коагулянты для обработки воды состоят из положительно заряженных молекул, которые при добавлении в воду и смешивании обеспечивают нейтрализацию этого заряда.Неорганический, органический или комбинация обоих типов коагулянтов обычно используются для очистки воды от взвешенных твердых частиц.

При добавлении неорганического коагулянта в воду, содержащую коллоидную суспензию, катионный ион металла из коагулянта нейтрализует отрицательно заряженный двойной электрический слой коллоида. Почти то же самое происходит с органическим коагулянтом, за исключением того, что положительный заряд чаще всего исходит от аминной группы (NH 4 + ), присоединенной к молекуле.ChemTreat предлагает продукты для коагуляции, одобренные NSF, и соответствующие требованиям GRAS. Примеры продуктов коагуляции ChemTreat включают соли алюминия, соли железа и полиэлектролиты.

Флокулянты

Химикаты для обработки флокуляцией и коагуляцией

используются в процессах очистки сточных вод для удаления твердых частиц, осветления воды, умягчения извести, сгущения осадка и обезвоживания твердых частиц.

Как действуют флокуляционные химикаты?

Флокулянты собирают дестабилизированные частицы вместе и вызывают их агломерацию и выпадение из раствора.Примеры флокулянтов ChemTreat включают низко-, средне- и высокомолекулярные полимеры.


Узнайте о возможностях обработки ChemTreat коагулянтами и флокулянтами:

Органические коагулянты

Для некоторых источников воды органическая коагуляция больше подходит для разделения твердой и жидкой . Органический коагулянт обычно используется, когда желательно уменьшить образование шлама. Кроме того, смешанные органические и неорганические химикаты часто более эффективны, чем только органические или неорганические химикаты.Правильная смесь часто может сочетать в себе преимущества использования неорганического коагулянта с хлопьевидным хлопьевидным механизмом с характеристиками снижения образования шлама, характерными для органических коагулянтов. Составы ChemTreat основаны на следующих химических веществах:

Полиамин и полиДАДМАХ

Это наиболее широко используемые классы органических химикатов для коагуляции. Они функционируют только за счет нейтрализации заряда, поэтому в механизме «прогон-флок» нет никаких преимуществ. Полиамины, как правило, эффективно обрабатывают сырую воду с более высокой мутностью (примерно >20 NTU).Полиамины также эффективны при очистке многих типов сточных вод. PolyDADMAC представляют собой особый класс полиаминов, подпадающих под эту категорию.

Меламины, формальдегиды и дубильные вещества

Эти полностью органические полимеры действуют подобно неорганическим коагулянтам в том смысле, что они не только коагулируют коллоидный материал в воде, но также способствуют осаждению собственных хлопьев. Этот осадок легко адсорбирует органические материалы, такие как масло и жир. Осадок обычно обезвоживается до низкой концентрации влаги, что делает этот выбор коагулянта особенно подходящим для установок, образующих опасный шлам, таких как установки DGF и IGF на нефтеперерабатывающих заводах.Эта самоосаждающаяся химия, как правило, значительно дороже в использовании, чем химия с неорганическим коагулянтом, но она может быть экономичной, если учесть затраты на удаление и утилизацию шлама.

Неорганические коагулянты

Неорганическая коагуляция экономична и применима для широкого спектра воды и сточных вод. Обработка неорганическими коагулянтами особенно эффективна для сырой воды с низкой мутностью (общая концентрация взвешенных веществ) и часто используется для обработки этого типа воды, когда органические коагулянты не могут этого сделать.

После добавления в воду неорганические коагулянты реагируют с щелочностью и гидратируются с образованием осадков гидроксида металла (алюминия или железа), которые действуют как механизм смывания хлопьев. Этот механизм можно сравнить со снегопадом на грязном воздухе. Когда падает снег, он поглощает твердые частицы в воздухе, которые выпадают в осадок, таким образом очищая воздух. При очистке воды флок гидроксида металла действует на воду так же, как снегопад действует на воздух. Многие трудно поддающиеся обработке коллоидные суспензии можно эффективно обрабатывать с помощью неорганических коагулянтов.

Несмотря на то, что осадок гидроксида металла является предпочтительным при очистке воды, эти осадки увеличивают общий объем шлама, который необходимо обрабатывать и удалять. Эти осадки также имеют тенденцию снижать общую плотность и обезвоживаемость ила по сравнению с осадками, образующимися с органическими коагулянтами. Для применений с поступающей или сырой водой , где шлам, как правило, не опасен, штраф за образование большего количества ила с более высоким содержанием воды невелик. В случае использования сточных вод с опасным осадком экономический штраф может быть значительным.

Сульфат алюминия

Квасцы умеренно опасны с таким же воздействием на здоровье и коррозионными характеристиками, что и разбавленная серная кислота. Он производится в виде жидкости, а кристаллическая форма обезвоживается из жидкости. Квасцы являются одним из наиболее часто используемых химикатов для обработки воды в мире.

Хлорид алюминия

Как правило, хлорид алюминия работает аналогично квасцам, но обычно более дорог, опасен и вызывает коррозию.Из-за этого, как правило, это отдаленный второй выбор после квасцов. ChemTreat предлагает хлорид алюминия в виде жидкости.

PACl и АСН

ChemTreat предлагает набор различных комбинаций хлорида полиалюминия (PACl) и хлоргидрата алюминия (ACH), разработанных для щелочности вашей воды.

Железо и сульфат железа

Коагуляция железом работает аналогично коагулянтам алюминия, но стоимость может варьироваться в зависимости от местного источника поставок.