Коагулирование примесей воды
Другими особенностями контактной коагуляции является независимость процесса от щелочности и температуры воды, меньшее влияние рН и др.
Водоочистные сооружения, работа которых основана на принципе контактной коагуляции, называют контактными осветлителями, контактными фильтрами, осветлителями со слоем взвешенного осадка.
Определение оптимальных доз реагентов
Доза коагулянта для вод ра
зного состава не одинакова и устанавливается путем пробного коагулирования исходной воды в лаборатории. Оптимальная доза коагулянта вызывает образование крупных, быстро декантирующих хлопьев и не дает опалесценции воды. Существует методика определения показателя коагулируемости воды, под которым понимается способность к коагуляции грубодисперсных и коллоидных примесей, присутствующих в воде, при обработке ее коагулянтом — сернокислым алюминием, проводимой как без подщелачивания воды, так и с ее подщелачиванием. Для ориентировочных подсчетов дозу коагулянта следует определять по СНиП 2.04.02—84, которая в пересчете на безводные A12(S04)3; Fe2(S04)3; FeCl3 при обработке мутных вод принимается (в зависимости от содержания примесей) от 25 до 80 мг/л. При коагулировании воды с повышенной цветностью доза коагулянта находится по формуле ДК=4Ц0'5, где Ц — цветность воды, град.
Дозу ПАА, считая по безводному продукту, можно определить в зависимости от места его ввода. Так, при вводе перед сооружениями I ступени, согласно СНиПу, в зависимости от мутности и цветности исходной воды она варьируется в пределах 0,2 . 1,5 мг/л, а при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке — 0,05 . 0,1 мг/л, при вводе перед фильтровальными сооружениями при одноступенчатой очистке — 0,2 . . 0,6 мг/л.
Доза АК, считая по диоксиду кремния, также зависит от места ее ввода: при вводе перед сооружениями I ступени при температуре исходной воды свыше 5 .7°С она равна 2 . 3 мг/л, а при температуре воды ниже 5 °С — 3 .5 мг/л; при вводе перед фильтрами при двухступенчатой очистке — 0,2 .0,5 мг/л и при вводе перед фильтровальными сооружениями при одноступенчатой очистке — 1 .3 мг/л.
Флокулянты следует вводить в воду через 2 .3 мин после ввода коагулянта. При очистке мутных вод допускается введение в воду флокулянтов до коагулянтов или одновременно.
При предварительном хлорировании, которое предусматривается для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для поддержания водоочистных сооружений в надлежащем санитарном состоянии, доза хлора принимается 2 . 4,0 мг/л. Реагент следует вводить в воду за 1 . 3 мин до наступления коагулянта и тщательно перемешивать.
При наличии в исходной воде фенолов рекомендуется применять ее преаммонизацию путем введения в воду перед хлорированием аммиака или аммонийных солей в количестве 20 . 25% (по NH3) от дозы хлора.
При низкой щелочности исходной воды для обеспечения успешной коагуляции ее приходится подщелачивать, для чего в нее вводят известь или соду в количествах, определяемых по формуле
Дщ = Кщ (Дк/ек— Щ0) + 1
где Дк — максимальная в период подщелачивания доза безводного коагулянта, мг/л; Щ0 — минимальная щелочность исходной воды, мг-экв/л; Кщ — коэффициент, равный для извести (по СаО)—28 и для соды (по Na2C03)—53; ек — эквивалентная масса коагулянта (безводного), мг-эквл, принимаемая для A12(S04)3 — 57, FeCl3 — 54, Fe2(S04)3 — 67.
При отрицательной величине Дщ подщелачивание не требуется. Щелочные реагенты следует вводить одновременно с вводом коагулянта или до него.
При дезодорации исходной воды следует применять: тонко- диспергированный порошкообразный уголь, дозу которого назначают (по углю марки «А-щелочной»), руководствуясь результатами технологических исследований, перманганат калия, озон.
Для устранения нежелательных привкусов и запахов возможно комбинированное применение указанных реагентов, при этом активный уголь следует вводить в воду после окислителей.
Дозу фторсодержащего реагента, мг/л, при фторировании воды следует определять по формуле
Дф = 104(mф*аф - Ф)/(Кф*Сф),
где mф — коэффициент, зависящий от места ввода реагента в воду, принимаемый при вводе в фильтрат — 1, при вводе перед фильтровальными аппаратами — 1,1; aф — содержание фтора в обработанной воде, мг/л (для средней полосы России для зимнего периода аф=1 мг/л, для летнего — 0,8 мг/л); Ф — содержание фтора в исходной воде, мг/л; Кф — содержание фтора в чистом реагенте, %, принимаемое для кремнефтористого натрия — 61; для фтористого натрия — 45; для кремне- фтористого аммония — 64; для кремнефтористоводородной кислоты — 79; Сф — содержание чистого реагента в товарном продукте, %.
Ввод фторсодержащих реагентов следует предусматривать в фильтрат перед обеззараживанием, возможно, их введение перед фильтрами при двухступенчатой очистке.
Дехлорирование воды производится аэрированием (при небольшом избытке остаточного хлора) или связыванием хлора при введении тиосульфата, сульфита и дисульфита натрия, аммиака, сжиженного оксида серы(IV) или ее фильтрованием через гранулированный активный уголь. Примерные дозы реагентов определяются следующими соотношениями: на 1 мг хлора требуется тиосульфата натрия 0,8 . 7,2 мг, сульфита натрия — 2,5 . 3,5 мг, оксида серы(1У)—0,9 . 1,1 мг, аммиака — около 0,13 мг.
Последовательность ввода реагентов и их экспозиции надлежит принимать, руководствуясь указаниями табл. 3.6. При невозможности соблюдения указанных рекомендаций между вводом реагентов в трубопроводы перед водоочистным комплексом и смесителем допускается устройство контактных емкостей или дополнительных смесителей, конструкции которых исключали бы вероятность седиментации суспензий дозируемых реагентов.
Таблица 3.6.
Характеристика воды |
Применяемые реагенты для обработки воды |
Последовательность введения реагентов в воду |
1 |
2 |
3 |
Не имеющая запахов и привкусов |
Хлор, коагулянт |
Первичное хлорирование, через 2 . 3 мин коагулянт |
С запахом и привкусом, с хлорфенсильным запахом |
1. Коагулянт, озон 2. Хлор, перманганат калия, коагулянт, флокулянт 3. Хлор, активный уголь, коагулянт, флокулянт 4. Хлор, пермангаиат калия, коагулянт |
Коагулянт, озон перед фильтрами или в фильтрованную воду Первичное хлорирование, через 10 мин перманганат калия, через 2 . 3 мин коагулянт, через 2 мин флокулянт: а) первичное хлорирование, через 10 . 15 мин активный уголь, через 10 мин коагулянт, через 2 мин флокулянт б) первичное хлорирование, через 2 . 3 мин коагулянт, активный уголь дозой до 5 мг/л перед фильтрами Первичное хлорирование, через 10 мин перманганат калия, через 10 . 15 мин активный уголь, через 10 мин коагулянт |
С запахом и привкусом, при хлорировании появляется хлорфенольный запах |
1. Аммиак, хлор, коагулянт 2. Коагулянт, озон 3. Пермангаиат калия, хлор, коагулянт 4. Аммнак, хлор, пермангаиат калия, коагулянт, Флокулянт 5.Пермангаиат калия, хлор, активный уголь, коагулянт, флокулянт |
Аммиак, через 2 . 3 мии первичное хлорирование, через 2 . 3 мин коагулянт Коагулянт, озон перед фильтрами или в фильтрованную воду Пермангаиат калия, через 10 мин хлор, через 2 .3 мин коагулянт Аммиак, через 2 . 3 мин хлор, через 10 мин перманганат калия, через 2 . 3 мин коагулянт, через 1 мин флокулянт. Перманганат калия, через 10 мин хлор, через 10 .15 мин активный уголь, через 10 мин коагулянт, через 2 мин флокулянт |
С недостаточным щелочным резервом |
Известь, сода, едкий натр |
До или одновременно с вводом коагулянта |
Содержит патогенные бакгернн |
Хлор, хлорная известь, гипохлорит кальция или натрия, озон, перманганат калия, аммиак |
Обеззараживание путем введения одного из перечисленных окислителей в фильтрованную воду, иногда с преаммонизацией, когда аммиак вводится за 1 . 2 мин до ввода окислителя |
С недостаточным содержанием фтора |
Кремнефтористый натрий или аммоний, фтористый натрий |
Фторирование введением раствора фторсодержащего реагента в воду до или после фильтровальных аппаратов; независимо от места ввода хлора для обеззараживания |
С повышенной жесткостью |
Железный коагулянт, хлор, известь, сода, едкий натр, тринатрийфосфат, гидроксид бария, углекислый барий |
При реагентом умягчении воды, предварительное хлорирование, через 2 . 3 мин коагулянт, через 3 . 5 мин реагент для умягчения воды |
Высокая цветность |
Хлор и его производные, озон, коагулянт, перекись водорода |
Предварительное хлорирование или озонирование, через 3 . 5 мин коагулянт |
Избыток хлора в фильтрате |
Тиосульфат, сульфит и дисульфит натрия, оксид серы (IV), аммиак |
Дехлорирование указанными реагентами не менее, чем через 30 . 40 мин после ввода хлора для обеззараживания |