Coagulare și floculare - studopediya
Coagularea - o întrepătrundere a particulelor sistemului coloidal atunci când acestea se ciocnesc în procesul de mișcare termică, agitație, sau mișcarea direcțională într-un câmp de forță externă.
Ca rezultat, coagularea agregatelor formate - mai mari particule (secundare) constând dintr-un grup de mici (primar).
In timpul tratamentului mecanic al apelor reziduale sunt îndepărtate dimensiune destul de ușor a particulelor de 10 microni sau mai mult; aproape nu îndepărtat și fin divizată particule coloidale de curățare mecanică. Astfel, multe facilități de apă uzată după instalațiile de tratare mecanică sunt sistem de agregare stabil.
Pentru curățarea acestor efluenți aplică tehnici de coagulare și floculare. astfel stabilitatea agregatelor perturbate, formate agregate mai mari de particule, care sunt eliminate din apele uzate prin metode mecanice.
Pentru tratarea apelor uzate industriale folosind diverse coagulanți minerale (vezi Tabelul 4.1.).
Tabelul 4.1 coagulanți minerale utilizate în purificarea apelor uzate industriale
Pieces, pelete, brichete alb
Bucăți de gri
BOD în apele uzate menajere la 300
solide în suspensie în apă a deșeurilor municipale până la 350
În cazul utilizării ca reactivi de sulfat feros trebuie folosit amestecătoare gazeificate, separatorul de nisip aerat sau furnizarea de transfer de preaeratory (II) hidroxid de fier, fier (III). Timpul de staționare în mixer, în acest caz nu trebuie să fie mai mică de 7 m, intensitatea fluxului de aer de 0,7-0,8 m 3 / m 3 de apă uzată tratată în 1 min, amestecând adâncimea de 2-2,5 m.
Precipitatele rezultate sunt de coagulare dimensiune fulg de câțiva micrometri până la câțiva milimetri. Flască spațiale fulgi de nămol structură le provoacă la umiditate ridicată - până la 96-99,9%. Densitatea flocoanelor de nămol este de obicei 1,01-1,03 t / m 3.
Pentru a intensifica procesele de coagulare și precipitarea fulgilor care rezultă frecvent Reactive organice naturale și sintetice utilizate - substanțe macromoleculare numite floculantilor. Aceste substanțe pot fi utilizate singure sau în combinație cu coagulanți anorganici. REZUMAT Flocularea este agregarea particulelor, prin contactul dintre particule are loc prin molecule floculant adsorbit. Acest lucru este diferit de procesul de coagulare floculare. Floculare se caracterizează printr-o așezare rapidă a flocoane mari și durabile, rezistente la efectele curgerii apei turbulente.
În funcție de compoziția grupelor polare floculanti sunt:
- neionici - polimeri conținând grupări neionice: -OH,> CO (amidon, hidroxietil celuloză, alcool polivinilic, poliacrilonitril, etc.);
- anionici - polimeri conținând grupări anionice: -COOH, -SO3 H, -OSO3 H (acid silicic activ, poliacrilat de sodiu, alginat de sodiu, lignosulphonates etc.);
- cationic - polimeri conținând grupări cationice: -NH2. = NH (polietilenimină, copolimeri vinilpiridină, VA - 2 VA - 102 VA - 212 și colab.);
- Amfoteri - polimeri conținând grupări surfactanți anionici și cationici: poliacrilamidă, proteine și altele.
Cel mai larg poliacrilamidă, polioxietilena, polietilenimina, săruri de sodiu și esteri ai acizilor poliacrilici și polimetacrilici, polivinilpiridină, copolimeri de anhidridă maleică și acetat de vinil, polimeri pe bază de stiren și acidul silicic activ.
Mixere. Pentru amestecarea apei reziduale cu coagulant utilizate amestecătoare: perforat, Cloisonne, vertical și cu un agitator cu palete.
mixer perforate (fig. 4.1) este o tavă de beton sau metal cu șicane perforate. Distanța dintre pereții despărțitori este determinată să fie lățimea tăvii. Diametrul găurii de 20-100 mm. Suprafața totală a găurilor din fiecare partiție Fotv = Q / WO. Viteza de circulație a apei în găuri WO = 1 m / s, în tava pentru ultima partiție w ≈ 0,6 m / s. Nivelul apei ultimei Partiția este determinată să fie Ho = 0,4-0,5 m. Pierderea presiunii în deschiderile se determină prin formula
în cazul în care - coeficientul de rezistență.
Adăugarea la valoarea capului pierdut Ho h. găsirea nivelului apei în fiecare compartiment al mixerului.
Fig. 4.1. mixer perforate:
1 - alimentarea cu apă; 2 - șicane cu găuri
mixer Cloisonne (fig. 4.2) este o tavă cu pereți despărțitori cu deschideri. Distanța dintre deschiderile este egală cu dublul lățimii tăvii. Viteza de deplasare în tava de apă w ≈ 0,6 m / s, iar în deschiderile wo ≈ 1 m / s. Timpul de staționare a apei într-un mixer timp de 3-5 minute.
Fig. 4.2. mixer cloisonne:
1 - furnizare de reactivi; 2 - alimentarea cu apă; 3 - partiție; 4 - admisie pentru evacuarea apei
mixer vertical (fig. 4.3) este un cilindru cu fund conic. Agitarea a realizat prin schimbarea vitezei de deplasare în partea conică. Viteza în partea de jos a conului este de 1 m / s, iar în partea cilindrică superioară de 25 mm / s. Timpul de staționare a apei în camera # 964; = 1,5-2 min.
Cunoscând debitul apei Q. m3 / s, iar viteza mișcării sale în porțiunea cilindrică w. este posibil să se calculeze diametrul părții cilindrice:
Fig. 4.3. mixer vertical: 1 - ape uzate furaje; 2 - reactanți de hrănire; 3 - tavă; 4 - apă reziduală Problemă
Înălțimea porțiunii conice se găsește din relația
unde dp - diametrul conductei de intrare; # 966; - unghiul conului.
Capacitatea porțiunii conice este găsită din ecuația
în cazul în care hc - înălțimea părții conice.
Înălțimea porțiunii cilindrice este definită de relația
Înălțimea totală a mixer
Rata de circulație în wzh jgheab luând 0.5-0.8 m / s. Sloping tava inferioară i = 0,02. Diametrul dp admisie se calculează pentru viteza apei 1 m / s.
Camera floculare. camere - asignarea pentru a oferi fulgi de educație coagulant. Următoarele camere: Cloisonne, vortex, turbionar și agitatoare.
Camera Cloisonne (fig. 4.4) este un rezervor divizat prin pereți despărțitori în 8-10 coridoare. Lățimea coridorului nu este mai mică de 0,7 m. Viteza apei în camera de 0,2-0,3 m / s. Cunoscând debitul de apă și timpul șederii sale în camera, volumul camerei este determinat. Căderea de presiune:
unde n - numărul de spire; HT - pierderi de frecare întreaga lungime a camerei; # 958; - coeficientul de rezistență locală (rotații).
Camera Eddy (fig. 4.5), combinat structural cu jompuri verticale. Timpul de staționare a apei din camera este determinată să fie # 964; k = 15 ... 20 min, și precipitarea # 964; h a = 1 viteză de ieșire a apei din duza w = 2 ... 3 m / s .. Înălțimea camerei floculare Nk.h = 3,6 ... 4 m.
Presupunând că numărul camerelor de floculare pk.h și cunoscând debitul de apă a fost suprafață determinată de o cameră și diametrul său:
Duza este plasat o distanță de 0,2dk.h peretele camerei, la o adâncime de 0,5 m de la suprafața apei. Diametrul ajutajului egal cu:
unde - debitul maxim de apă reziduală pentru o duză, m 3 / s; # 956; - Debit (egal cu 0,908).
Zona de depunere a capacității este calculată din raportul
Înălțimea zonei de depunere
Diametrul rezervorului de decantare se calculează cu formula:
Decantoare cu tura pat șlam, coagularea și sedimentarea apar într-un singur aparat.
cerere de succes sunt verticale (swirl) camera flocularea este subdivizată într-o cameră fără un strat de sedimente în suspensie și cu nămol în suspensie.
Camera turbionară (fig. 4.6). Viteza de circulație a apei în porțiunea conică inferioară 0,7 m / s; în partea superioară a 4-5 mm / s. Timpul de staționare a apei într-o cameră de 6-10 min. Dimensiunile camerei se determină precum dimensiunile mixer vortex.
Camera Flocularea este adecvată în cazul în care pentru clarificarea suplimentară a apei folosite fose septice. Dacă clarificare este efectuată în decantoarele apă cu nămol pătură, rezervorul de reacție nu este necesară, deoarece fulgi format eficient într-un strat de sedimente în suspensie.
Camera floculare cu un agitator mecanic. Timpul de staționare în camerele de floculare primire, m (Figura 4.7.): Când separarea solidelor suspendate coagulate prin decantare pentru coagulanți - 10-15, 20-30 pentru flocculants, în purificarea apelor reziduale prin flotație la coagulanți - 3-5 pentru floculanti - 10- 20.
Evaluarea proceselor de floculare sub agitare mecanică recomandată de criteriul G × t. Camp a propus, în care: - gradientul mediu vitezei, sec'1; - timp cu.
Gradientul medie a vitezei este determinată de dependența
unde - puterea consumată pe amestecare, J / s; # 956; - viscozitate a apei, Pa × s; Q - cantitatea de apă m 3.
gradient de viteză medie unitate - în secunde minus unu (-1). Optimizarea procesului de floculare ar trebui să fie evaluate de valoarea G × T.
Acest criteriu este parametrul de modelare mixere mecanice si camere floculare: pentru mixere cu coagulanți - 200, cu agenți de floculare - 300-500; pentru camere de floculare: pe picioare pentru coagulanti si floculanti - 25-50; flotație - 50-75.
Fig. 4.7. Camere de floculare cu agitatoare mecanice:
și - pe arborele orizontal; b - pe un ax vertical; 1 - sursa de alimentare a apelor uzate; 2 - furajelor reactiv; 3 - un amestecător; 4 - lamă agitator mecanic; 5 - unitate reductor; 6 - carter; 7 - apa de la robinet coagulat
Electrocoagulare. apa de coagulare conținând particule fine și coloidale pot să apară în timp ce trece ape uzate prin celula electrolitică cu anod realizat din aluminiu sau fier. anod metalic sub acțiunea DC și devine ionizate în apă care trebuie tratate, particulele sunt impurități coagulate care sa format un hidroxid de aluminiu greu solubil sau fier.
Dizolvare în apă de 1 g de aluminiu echivalent cu introducerea de 6,3 g de Al2 (SO4) 3. dizolvarea a 1 g de fier - introducerea de 2,9 g de FeCl3 și 3,6 g de Fe2 (SO4) 3. Consumul de energie teoretic pentru dizolvarea a 1 g 12 W · hr aluminiu, 1 g de fier -. 2.9 densitatea curentului Wh se recomandă să nu fie mai mare de 10 A / m 2. distanța dintre electrozi - nu este mai mare de 20 mm, iar viteza apei dintre electrozi - nu mai puțin de 0,5 m / s.