Анализ воды и форма его выражения
Использование анализов при проектировании
Выбор технологической схемы обработки воды
Осветление и обесцвечивание воды коагулированием. Классификация взвешенных веществ. Устройства и расчет осветлителей
Принципы процесса осветления воды в сооружениях
Расчет осветлителей для проектируемой станции водоочистки
Основные положения процесса фильтрования
Фильтрующие материалы для зернистых фильтров
Напорные скорые фильтры
Общие положения
Навигация
Осветление и обесцвечивание воды коагулированием. Классификация взвешенных веществ. Устройства и расчет осветлителей
Качество воды
101686
знаков
14
таблиц
0
изображений
3.1 Осветление и обесцвечивание воды коагулированием. Классификация взвешенных веществ. Устройства и расчет осветлителей.
Обработка воды коагулянтами применяется для очистки воды от взвешенных веществ, снижения цветности, а также для интенсификации осаждения карбоната кальция и гидроокиси магния при реагентом умягчении воды.
Наиболее часто обработка коагулянтами производится для очистки воды открытых водоемов. При этом наряду с освобождением воды от взвеси достигается удаление из воды коллоидных веществ, обусловливающих цветность воды, планктонных организмов, существенно снижается бактериальная загрязненность воды.
Нередко при обработке коагулянтом уменьшаются также запахи и привкусы воды.
В водах открытых водоемов взвешенные вещества чаще всего представляют собой частицы песка, глины, ила, планктонные организмы, продукты разрушения растений и т. п.
Взвешенные частицы, удельный вес которых больше единицы, стремятся осаждаться на дно сосуда. Однако наиболее мелкие частицы суспензий размерами от 3 – 4 до 0,1 мк и коллоидные частицы размерами от 0,1 до 0,001 мк практически не осаждаются, оставаясь в воде во взвешенном состоянии.
С приемлемой для техники отстаивания скоростью осаждаются только частицы крупнее 30 – 50 мк т.е не мельче илистых частиц. Мелкий ил, глинистые и коллоидные частицы без специальных мер выделить отстаиванием невозможно. Для их осаждения и применяют добавление к воде коагулянтов – веществ, образующих относительно крупные, быстро осаждающиеся хлопья, которые увлекают с собой при осуждении мелкодисперсную взвесь, загрязняющую воду.
Скорости осаждения в воде частиц кварца крупности например 10 мк, с удельным весом γ = 2,65 при температуре 15С, равна 0,1 мм/сек.
В таблице 3.1 приведена относительная коагулирующая способность катионов и анионов различной валентности. Следует иметь ввиду, что для положительно заряженных коллоидных частиц коагулирующими ионами являются анионы, а для отрицательно заряженных коллоидов – катионы.
Таблица 3.1
Относительная коагулирующая способность электролитов (коагулянтов ).
| Электролит (коагулянт ) | Относительная коагулирующая способность для коллоидов, заряженных. | |
| положительно | отрицательно | |
| NаСl | 1 | 1 |
| ВаСl2 | 1 | 30 |
| Nа2SO4 | 30 | 1 |
| Nа3РО4 | 1000 | 1 |
| МgSO4 | 30 | 30 |
| АlCl3 | 1 | 1000 |
| Аl2(SO4 )3 | 30 | 1000 |
| FeСl3 | 1 | 1000 |
| Fe2(SO4)3 | 30 | 1000 |
В таблице 3.2 приведена примерная классификация взвешенных веществ по гидравлической крупности.
Гидравлическая крупность взвешенных веществ природных вод.
Таблица 3.2
| Взвесь | гидравлическая крупность в мм / сек | приблизительный размер частиц взвеси в мм |
| песок: | ||
| крупный | 100 | 1 |
| средний | 50 | 0,5 |
| мелкий | 7 | 0,1 |
| Ил | 1,7 – 0,5 | 0,05 – 0,027 |
| мелкий ил | 0,07 – 0,017 | 0,01 – 0,005 |
| Глина | 0,005 | 0,0027 |
| тонкая глина | 0,0007 – 0,00017 | 0,001 – 0,0005 |
| коллоидные частицы | 0,000007 | 0,0001 – 0,000001 |
Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в воде, подаваемой хозяйственно – питьевыми водопроводами, нормировано ГОСТом. Согласно этому ГОСТу содержание взвешенных веществ в питьевой воде должно быть не более 2 мг / л.
В последнее время в санитарно – технической литературе наблюдается тенденция к снижению предельно допустимой концентрации взвешенных веществ, так как считается, что это повышает санитарную безопасность воды в отношении вирусных инфекций.
Ряд производств химической, нефтяной, текстильной, бумажной, радиотехнической и других видов промышленности предъявляет к воде такие же или даже более высокие требования, чем при водоснабжении населенных мест. Эти требования обычно определяются специалистами – технологами различных производств.
В практике очистке воды в качестве коагулянтов применяются преимущественно соли алюминия и железа: сернокислый алюминий Аl2(SO4)3, хлорное железо FеCl3, железный купорос FеSO4, сернокислое трехвалентное железо Fе2(SO4)3.
Значение этих коагулянтов заключается в том, что они способны образовывать гидрофобные коллоидные системы, которые при коагуляции дают хлопья, сорбируют и захватывающие при осаждении частицы природных загрязнений воды.
При введении в воду сернокислого алюминия происходит его диссоциация.
Аl2(SO4)3--- 2Аl3+ +3SO42-
далее Al3 + +3Н2О ----- Аl(ОН)3 + 3Н+
Хлопья Аl(ОН)3, осаждаясь захватывают частицы загрязнений, находящихся в воде. Процесс образования Аl(ОН)3 зависит от рН среды.
Примерные значения величин рН, при которых протекает процесс коагуляции после введения в воду сернокислого алюминия, приведены в таблице 3.3
Оптимальные значения рН при обработке вод различного состава сернокислым алюминием.
Таблица 3.3
| Характеристика воды | Оптимальные значения рН |
| осветление и обесцвечивание мягких цветных вод со щелочностью до 1,5 мг – экв/л и цветностью более 50 град. | 5 – 6 |
| осветление и обесцвечивание вод средней жесткости ( 4- 5 мг-экв/л ) со щелочностью 3 – 4 мг- экв/л и цветностью до 40 град осветление жестких (6 – 8 мг-экв/л) малоцветных вод с повышенным солесодержанием ( 800 – 1000 мг/л ) и щелочностью более 5 мг- экв/ л. | 6,5 – 7,5 |
Большое значение имеют условия растворимости гидроокиси алюминия и основных сульфатов алюминия. Если после отсеивания и фильтрования с очистной станции в водопроводную сеть поступает вода с содержанием алюминия, превышающим растворимость его соединений, которые образуются при данных величинах рН, то это означает, что вода находится в состоянии пересыщения соединениями алюминия и возникает опасность так называемой « отлежки », т.е выделения осадка соединений алюминия в трубах.
В качестве коагулянтов, как указано выше, применяют сернокислое закисное железо FеSO4 7Н2О ( железный купорос, хлорное железо FеСl3 и сернокислую окись железа Fе2 (SO4 )3.
Оптимальное значение рН для солей железа равно рН = 7,5 – 8. При недостаточной величине рН воды и при недостатке кислорода железо Fе2+ может оставаться в воде, выходящей из очистной станции.
При использовании в качестве коагулянтов солей железа дозы последних при очистке мутных вод можно принимать на 10 – 20 % меньше, чем сернокислого алюминия (в пересчете на безводные продукты). Выше указывалось, что при недостатке природной щелочности для проведения процесса коагуляции, воду нужно подщелачивать. Доза щелочи для обеспечения коагуляции, воду нужно подщелачивать. Доза щелочи для обеспечения коагуляции может быть определена по формуле
( 3.1 )
где М – доза реагента (технического продукта) для подщелачивания воды в мг / л ;
Д – доза коагулянта в пересчете на безводное активное вещество в мг / л ;
е1 и е2 – эквивалентный вес активной части соответственно реагента для подщелачивания и коагулянта в мг/мг – экв (табл. 3.3)
Щ – общая щелочность обрабатываемой воды в мг – экв / л;
С – содержание активного вещества в реагенте для подщелачивания воды в %;
1 – резервная щелочность, которая должна оставаться после обработки воды коагулянтом в мг – экв / л.
Эквивалентные веса активной части реагентов, используемых при очистке воды коагулированием.
Таблица 3.3
| Реагент для подщелачивания | Эквивалентный вес в мг / мг - экв | Коагулянт | Эквивалентный вес в мг / мг – экв |
| СаО | 28 | Аl2(SO4)3 | 57 |
| Nа2СО3 | 53 | FеСl3 | 54,1 |
| NаОН | 40 | FеSO4 Fе2(SO4)3 | 76 66,7 |
Если при расчете по формуле (3.1) доза М получается величиной отрицательной, то это означает, что естественная щелочность воды достаточна и по соображениям сохранения резерва щелочности подщелачивания воды не требуется. Тем не менее добавление некоторого количества щелочного реагента в некоторых случаях может оказаться полезным для создания оптимальной величины рН и обеспечения благоприятных условий коагуляции.
Похожие работы
... воды в районе г. Сургута в летний период составлял 411 см, а в 1998 г. — 465 см, то общая минерализация — соответственно 152,7 и 130,6 мг/дм3. Общая сумма ионов в воде р. Оби на 20-25 % выше на границе Тюменской области, после впадения р. Вах, притоков в районе г. Сургута; общая минерализация снижается до 105-125 мг/дм3 в районе поселков Белогорье, Перегребное, Казым-Мыс(табл. 1). Таблица 1 ...
... the ecology of the lakes. The results of research entered into the database of ecological condition of reservoirs of Saint-Petersburg area. Суздальские озера находятся в черте города Санкт - Петербурга и являются излюбленным местом отдыха горожан, в связи с чем к качеству воды в этих озерах предъявляются повышенные требования. Нами было проведено исследование воды этих озер на содержание в ней ...
... - мощность ("глубина") безнапорного потока в ненарушенном состоянии и в точке работающей скважины (соответственно), а понижение уровней , получим после простых преобразований: , . Моделирование приречных водозаборов применяется, как правило, для относительно крупных месторождений со сложной геометрией речных контуров и других граничных условий, при существенной неоднородности параметров ...
... организмов в качестве биологического индикатора имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении задач биоиндикации. Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофирования (заболачивания) водоема. Зоопланктон также достаточно показателен как индикатор эвтрофирования и загрязнения (в частности органического и ...
0 комментариев