A víz koagulálása a víz tisztításának előzetes fizikai és kémiai módszereire utal. Az eljárás lényege a mechanikai szennyeződések vagy emulgeált anyagok megnagyobbodásában és kicsapásában rejlik. Ezt a technológiát a modern szennyvíz- és víztisztító telepeken használják.
Fizikai alapok
A víz koagulálása, vagy más szóval derítése olyan folyamat, amelyben a szuszpenzióban lévő kis részecskék nagyobb konglomerátumokká egyesülnek. Ennek az eljárásnak a végrehajtása lehetővé teszi a finoman diszpergált szennyeződések eltávolítását a folyadékból a további ülepítés, szűrés vagy flotáció során.
A részecskék "összetapadásához" szükséges a köztük lévő kölcsönös taszító erők leküzdése, amelyek biztosítják a kolloid oldat stabilitását. Leggyakrabban a szennyeződések gyenge negatív töltéssel rendelkeznek. Ezért a víz koagulációval történő tisztításához ellentétes töltésű anyagokat vezetnek be. Ennek eredményeként a szuszpenzió részecskéi elektromosan semlegesek lesznek, elveszítik kölcsönös taszító erejüket, és elkezdenek összetapadni, majd kiesnek.az üledékben.
Felhasznált anyagok
2 típusú kémiai reagenst használnak koagulánsként: szervetlen és szerves. Az anyagok első csoportjából a legelterjedtebbek az alumínium-, vas-sók és ezek keverékei; titán-, magnézium- és cinksók. A második csoportba tartoznak a polielektrolitok (melamin-formaldehid, epiklór-hidrindimetil-amin, poliklór-diallil-dimetil-ammónium).
Ipari körülmények között a szennyvizet leggyakrabban alumínium- és vassókkal koagulálják:
- Alumínium-klorid AlCl3∙6H2O;
- vas(III)-klorid FeCl3∙6H2O;
- Al-szulfát 2O;
- vas-szulfát FeSO4 7H2O;
- nátrium-aluminát NaAl(OH)4 és mások.
A koagulánsok nagy fajlagos felületű pelyheket képeznek, ami biztosítja jó adszorpciós képességüket. Az optimális anyagtípus és dózisának kiválasztása laboratóriumi körülmények között történik, figyelembe véve a kezelő objektum folyadékának tulajdonságait. Természetes vizek derítésénél a koagulánsok koncentrációja általában 25-80 mg/l.
Gyakorlatilag ezek a reagensek a 3. vagy 4. veszélyességi osztályba tartoznak. Ezért azoknak a területeknek, ahol ezeket használják, elszigetelt helyiségekben vagy különálló épületekben kell lenniük.
Úticél
A koagulációs eljárást mind a vízkezelő rendszerekben, mind az ipari ésháztartási szennyvíz. Ez a technológia segít csökkenteni a káros szennyeződések mennyiségét:
- vas és mangán - akár 80%;
- szintetikus felületaktív anyagok – 30-100%-kal;
- ólom, króm - 30%-kal;
- kőolajtermékek – 10-90%-kal;
- réz és nikkel – 50%-kal;
- szerves szennyezés - 50-65%-kal;
- radioaktív anyagok - 70-90%-kal (kivéve a nehezen eltávolítható jódot, báriumot és stronciumot; ezek koncentrációja csak harmadával csökkenthető);
- peszticidek – 10-90%-kal.
A koagulációval, majd ülepítéssel történő víztisztítás lehetővé teszi a benne lévő baktériumok és vírusok mennyiségének 1-2 nagyságrenddel, a legegyszerűbb mikroorganizmusok koncentrációjának pedig 2-3 nagyságrenddel történő csökkentését. A technológia a következő kórokozók ellen hatékony:
- Coxsackievírus;
- enterovírusok;
- hepatitis A vírus;
- E. coli és bakteriofágjai;
- giardia ciszták.
Főbb tényezők
A vízalvadás sebessége és hatékonysága több feltételtől függ:
- Finomsági fok és a szennyeződések koncentrációja. A megnövekedett zavarossághoz nagyobb dózisú koaguláns szükséges.
- A környezet savassága. A humin- és fulvosavakkal telített folyadékok tisztítása alacsonyabb pH-értékeknél jobban megy végbe. Normál víztisztítás esetén a folyamat aktívabb magasabb pH-n. A lúgosság növelése érdekében adjon hozzá meszet, szódát, marószódát.
- Ionos összetétel. Alacsony koncentrációbanelektrolitok keveréke, a vízalvadás hatékonysága csökken.
- Szerves vegyületek jelenléte.
- Hőmérséklet. Csökkenésével a kémiai reakciók sebessége csökken. Az optimális üzemmód 30-40 °С-ig történő felfűtés.
Technológiai folyamat
Két fő koagulációs módszert használnak a szennyvíztisztító telepeken:
- Ingyenes hangerőben. Ehhez keverőket és flokkulációs kamrákat használnak.
- Kapcsolatvilágítás. Először koagulánst adnak a vízhez, majd egy szemcsés anyagrétegen engedik át.
A vízalvadás utolsó módszere a legszélesebb körben alkalmazott, a következő előnyök miatt:
- Nagy tisztítási sebesség.
- Kisebb adag koagulánsok.
- A hőmérsékleti tényezőnek nincs erős hatása.
- Nem kell lúgosítani a folyadékot.
A szennyvíz koagulációval történő tisztításának technológiai folyamata 3 fő szakaszból áll:
- Reagens adagolása és keverése vízzel. A koagulánsokat 10-17%-os oldatok vagy szuszpenziók formájában vezetik be a folyadékba. A tartályokban történő keverés mechanikusan vagy sűrített levegővel történő levegőztetéssel történik.
- Floc képződés speciális kamrákban (kontaktus, vékonyréteg, kilökődés vagy recirkuláció).
- Üleepítő tartályokba telepedés.
A szennyvíz ülepítés hatékonyabb kétlépcsős módszerrel, ha először koagulánsok nélkül, majd vegyszeres kezelés után történikreagensek.
Hagyományos csaptelepek
A koaguláns oldat bejuttatása a kezelt vízbe többféle keverővel történik:
- Csőszerű. Statikus elemek kúpok, membránok, csavarok formájában vannak beépítve a nyomócső belsejébe. A reagenst Venturi-csövön keresztül táplálják be.
- Hidraulikus: cloisonne, perforált, vortex, alátét. A keveredés a válaszfalak mentén, lyukakon, lebegő koaguláló üledékrétegen vagy egy lyukkal ellátott alátét (membrán) formájában áthaladó turbulens vízáramlás miatt következik be.
- Mechanikai (lapát és légcsavar).
Kombináció flotációval
A szennyvíz koagulációval történő tisztítása nehezen szabályozható a folyamat a folyadék minőségének állandó változása miatt. Ennek a jelenségnek a stabilizálására flotációt alkalmaznak - a szuszpendált részecskék elválasztását hab formájában. A koagulánsokkal együtt flokkulálószereket vezetnek be a tisztított vízbe. Csökkentik a szuszpenzió nedvesíthetőségét, és javítják a légbuborékokkal való tapadását. A gáztelítést flotációs üzemekben végzik.
Ezt a technikát széles körben használják a következő iparágak termékeivel szennyezett víz koagulálására:
- finomítóipar;
- műszálgyártás;
- pép- és papír-, bőr- és vegyipar;
- gépészet;
- gyártásétel.
3 típusú flokkulálószert használnak:
- természetes eredetű (keményítő, hidrolizált takarmányélesztő, bagasse);
- szintetikus (poliakrilamid, VA-2, VA-3);
- szervetlen (nátrium-szilikát, szilícium-dioxid).
Ezek az anyagok lehetővé teszik a koagulánsok szükséges adagjának csökkentését, lerövidítik a tisztítás időtartamát és növelik a pelyhesedés sebességét. A poliakrilamid hozzáadása már nagyon kis mennyiségben is (0,5-2,0 mg/kg) jelentősen leterheli az ülepedő pelyheket, ami növeli a vízemelkedés sebességét a függőleges típusú derítőkben.
A folyamat intenzitásának módszerei
A vízalvadási folyamat javítása több irányban történik:
- Módosítsa a feldolgozási módot (frakcionált, különálló, szakaszos koaguláció).
- A víz savasságának szabályozása.
- Ásványi homályosító szerek használata, amelyek részecskéi további központokként játszanak szerepet a konglomerátumok, szorpciós anyagok (agyag, klinoptilolit, szaponit) képződésében.
- Kombinált feldolgozás. Koaguláció és vízmágnesezés kombinációja, elektromos tér alkalmazása, ultrahang expozíció.
- vas(III)-klorid és alumínium-szulfát keverékének felhasználásával.
- Mechanikus keverés alkalmazása, amely 30-50%-kal csökkenti a koagulánsok adagját és javítja a tisztítás minőségét.
- Oxidálószerek (klór és ózon) bevezetése.
