Очистка сточных вод коагуляцией. Какие схемы коагуляции и коагулянтов применяют в настоящее время для очистки сточных вод

     Вихревая  камера хлопьеобразования представляет собой конический или цилиндрический расширяющийся кверху резервуар  с нижним впуском сточной воды со скоростью 0,7-1,2 м/с. Угол наклона стенок камеры к горизонту около 70°. Скорость восходящего потока сточной воды на уровне выпуска 4-5 м/с, продолжительность пребывания воды в камере 6-10 мин.

     В камерах хлопьеобразования с  лопастными мешалками продолжительность  пребывания воды 20-30 мин, а скорость движения воды 0,15-0,2м/с.   
 

     Рис. 2. Баки для мокрого хранения коагулянта.   

     1- кусковой коагулянт; 2, 3, 4- подача соответственно воды, пара и сжатого воздуха; 5- насос для перекачки раствора в расходные баки; 6- выпуск в канализацию; 7- подача воды для смывания воды.  

     Последующее осветление сточной воды производится в горизонтальных, радиальных и вертикальных отстойниках.   
 

     Рис 3. Перегородчатая камера хлопьеобразования  с горизонтальным движением обрабатываемой сточной воды.

     1, 2-отводной канал сточной воды и осадка;

     3,4- шиберы соответственно для отключения  части коридоров камеры и выпуска  осадка.  

     Наиболее  целесообразной является двухступенчатая  схема отстаивания сточных вод. На I ступени осуществляется простое  отстаивание в отстойнике без  коагулянта, на II ступени-обработка сточных вод коагулянтами и флокулянтами с последующим отстаиванием в отстойнике.

     Если  в производственных сточных водах  концентрации взвешенных веществ, способных  к агрегации, не превышает 4 г/л, то применяют  осветлители со взвешенным слоем осадка. В осветлителях происходят три основных процесса: смешение, коагуляция и осветление сточных вод. Обрабатываемая в осветлителях сточная вода проходит снизу вверх через слой ранее выделившегося шлама с такой скоростью, при которой взвешенные частицы не уносятся из зоны взвешенного осадка. При движении сточной воды через взвешенный слой увеличивается эффект задержания мелких суспензированных частиц. Осветлители проектируются круглыми (диаметр до 15м) или прямоугольными в плане, площадь осветлителя не должна превышать 150 м2.

     Для обеспечения нормальной работы осветлителя  сточную воду после смешения с  коагулянтами направляют в воздухоотделитель, где она освобождается от пузырьков  воздуха, выделяющихся в результате реакций. В течение 1 ч допускается колебание температуры не более чем на 1°С, а расхода - не более чем на 10 %. Резкие колебания скорости движения воды не допускаются.

     Величина  восходящей скорости потока в зоне осветления зависит от концентрации взвешенных веществ. Так, при обработке сточных вод сульфатом алюминия при содержании взвешенных веществ до 400 мг/л расчетная скорость восходящего потока Vрасч=0,8-1 мм/с, 400-1000 мг/л. Vpac = 1-1,1 мм/с, 1000-2500 мг/л - Vрас = 1,1-1,2 мм/с.

     Высота  слоя взвешенного осадка принимается  равной 1,5-2,5 м; высота защитной зоны от верха осадкоотводящих окон или труб до лотков для сбора осветленной воды 1-1,5 м; низ осадкоприемных окон или кромка осадкоотводящих труб располагается на расстоянии 1,5-1,75 м выше перехода наклонных стенок осветлителя в вертикальные; угол наклона к горизонту нижних частей стенок осветлителей и осадкоуплотнителей принимается не менее 450.

     Избыток шлама, накапливающегося в осветлителе, перетекает под действием разности плотностей осветленной воды и взвешенного  слоя в осадкоуплотнитель (осветлители с естественным отсосом шлама) либо отсасывается вследствие разностей уровней отбора воды из рабочей камеры и уплотнителя (осветлитель с принудительным отсосом избытка шлама). Осветлители второй конструкции работают эффективнее.

     Исходя  из концентрации взвешенных веществ  в обрабатываемой сточной воде Си, при известных расчетной скорости восходящего потока воды в зоне осветления Vрасч, эталонной концентрации взвешенных веществ во взвешенном слое Сэ (при  скорости движения воды 1 мм/с и температуре 20 °С) и концентрации взвешенных веществ в осадке, после его уплотнения  

     Рис. 4. Осветлители со взвешенным слоем  осадка.  

     1- воздухоотделитель; 2- опускные трубы; 3- осадко-отводные трубы или окна; 4- осадкоуплотнитель; 5,6- трубопроводы  соответственно выпуска осадка  и отвода осветленной воды  из осадкоуплотнителя. 

     находим по выражению 

     fосв  = Fз.о.+Fo.у =Qосв [1+{Ch -Ck//Сшл] [kp + Ф (1 - kp)]Vрасч (2) 

     где Fз.о и Fo.y - площадь зоны соответственно осветления и осадкоуплотнителя, м2;

     kp - коэффициент распределения воды  между зоной осветления и осадкоуплотнителем, равный:

     kp = l-Vрасч (Сн-Cк)/Cэ, (3)

     Ф - коэффициент подсоса осветленной воды в осадкоуплотнитель, равный 1,15-1,2.   

В Технологии очистки  используют основные типы коагуляции. 

1. Непрерывное коагулирование с возвратом осадка, часть коагулированных примесей возвращают к началу первоначального процесса, для полного извлечения веществ.

2. Непрерывное  коагулирование – коагулянт подается  в начало технологической схемы.

3. Раздельное  коагулирование – реагент вводиться  в небольшой объем стоков, быстро  перемешивается во  всем объеме.

4. Дробное коагулирование  - реагент подается порциями

5. Периодическое  коагулирование – подача реагента  с заданным промежутком времени.