ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД КОАГУЛИРОВАНИЕМ

Сточные воды населенных мест содержат 50—60% загрязнений, относящихся по физико-химическим свойствам к коллоидным. Коллоидные дисперсные частицы не осаждаются и не задерживаются обычными фильтрами. Их размер условно находится в интервале 1 — 100 нм. Они образуют устойчивые системы, по внешним признакам сходные с истинными растворами.

Для повышения эффективности очистки сточных вод от коллоидных загрязнений используют реагенты, называемые коагулянтами. Минеральные коагулянты — это гидролизирующиеся соли металлов.

В качестве коагулянтов часто используют сульфат алюминия А12(804)3 • 18Н20, алюминат натрия №АЮ-,, гидроксохлорид алюминия А12(ОН)5С1, реже — тетраоксосульфаты алюминия—калия и алюминия—аммония. Широкое распространение получил сульфат алюминия. При коагулировании сульфат алюминия взаимодействует с гидрокарбонатами, имеющимися в воде, или специально добавляемыми щелочными реагентами, образуя малорастворимые основания. В последнее время успешно применяют гидроксохлорид алюминия, для которого требуется меньший щелочной запас воды.

Железосодержащие коагулянты — это прежде всего сульфаты двух- и трехвалентного железа Ре2(804)3 • 2Н20, Ре(80)4 • ЗН20 и Ре80420, а также хлорное железо РеС13. Поскольку железо обладает переходной валентностью, перечисленные реагенты могут применяться не только для коагулирования, но и для проведения реакций окисления-восстановления с последующей седиментацией.

Для интенсификации процессов отделения скоагулированных загрязнений применяют реагенты, называемые флокулянтами. Флокулянты могут быть как неорганическими, так и органическими веществами. В последнее время для очистки сточных вод широко применяются высокомолекулярные соединения (ВМС). Молекула ВМС в воде может быть электронейтральна или нести заряд. В последнем случае вещество будет называться полиэлектролитом. Иногда полиэлектролиты полностью выполняют функции коагулянта и флокулянта.

Технологический комплекс для коагулирования сточных вод включает основные сооружения для смешивания обрабатываемой воды с растворам коагулянта, формирования крупных флокул оседающих соединении, осветления воды, а также вспомогательные сооружения и оборудование для хранения, приготовления и дозирования реагентов.

Для эффективного проведения коагуляции необходимо обеспечить наиболее благоприятные условия для протекания реакций гидролиза коагулянтов, взаимодействия с загрязнениями и формирования прочных хлопьев осадка. Поэтому смешение коагулянта с водой должно происходить так, чтобы сразу образовывалось большое количество мелких агрегатов, которые впоследствии станут центрами кристаллизации малорастворимых соединений.

Коагулянты смешивают с обрабатываемой сточной водой в смесителях. По конструктивным особенностям смесители бывают перегородчатые, дырчатые, шайбовые и вертикальные.

Процесс формирования флокул осуществляют в камерах хло-пьеобразования. По виду движения потока камеры хлопьеобразо-вания могут быть водоворотные, перегородчатые, вихревые, а также с механическим перемешиванием.

Отделение сформировавшейся дисперсной системы гидролизованного коагулянта и загрязнений происходит, как правило, в отстойниках вертикального, горизонтального или радиального типа. Возможно применение для этих целей флотаторов и осветлителей.

Выбор типа сооружений технологического комплекса зависит от его производительности, состава и свойств сточных вод, применяемых реагентов, условий проектирования, строительства и эксплуатации очистной станции.

В технологии коагулирования городских сточных вод используют разные схемы, обеспечивающие наилучшие результаты очистки в конкретных условиях. Главные отличия этих схем заключаются в выборе точек ввода реагентов в технологической цепочке сооружений и режимов их подачи. Для очистки городских сточных вод наиболее целесообразной является двухступенчатая схема отстаивания сточных вод. На I ступени осуществляется отстаивание в первичном отстойнике без коагулянта, на II ступени — обработка сточных вод коагулянтами и флокулянтами с последующим осветлением в отстойнике или флотаторе. На рис. 13.2 дан пример технологического комплекса коагулирования сточных вод, выполненного в виде моноблока сооружений.

Истинно растворенные и коллоидные органические загрязнения городских сточных вод характеризуются многообразием КОМ-

6

Комбинированное сооружение физико-химической

Рис. 13.2. Комбинированное сооружение физико-химической

очистки сточных вод:

  • 1 — подводящий канал сточных вод; 2 — механический смеситель;
  • 3 -камера хлопьеобразования; 4 — флотатор; 5 — отводящий канал очищенной воды; 6 — система приготовления водовоздушной смеси

понентов. Изучение состава растворенных органических загрязнений показало, что 62—66% соединений относятся к группе органических кислот, 8,2—9,6% проявляют свойства оснований, а 28,4—34,0% нейтральны. С учетом адсорбции загрязнений на гидроксидах коагулированием удаляется 30—40% общей массы органических веществ, находящихся в растворе. Наибольшая эффективность очистки воды достигается по органическим основаниям (до 70%), наименьшая — по органическим кислотам (до 20%).

Соединения фосфора, находящиеся в растворенном состоянии, в процессе коагулирования образуют малорастворимые фосфаты алюминия, железа или кальция и выпадают в осадок. Сложные и нерастворимые формы фосфора удаляются путем сорбции на хлопьях гидроксидов.

Удаление тяжелых металлов происходит в результате сорбции и соосаждения их гидроксидов, полнота которого зависит от pH сточной воды и свойств самих металлов.

Таким образом, в процессе коагулирования и последующего отделения осадков из сточных вод могут быть достаточно полно удалены не только взвешенные вещества, но и органические коллоидные загрязнения, некоторые растворенные загрязнения, в том числе обладающие поверхностно-активными свойствами, соединения фосфора, соли тяжелых металлов и т.д.

Применение флотации для отделения скоагулированных загрязнений наряду с увеличением скорости извлечения загрязнений повышает эффективность очистки воды по взвешенным веществам, ПАВ, ХПК. В табл. 13.2 приведены результаты коагулирования городских сточных вод, прошедших полную биологическую очистку, с последующей флотацией. В качестве коагулянта использовано хлорное железо в количестве 0,5—1,0 мг-экв/л. Продолжительность обработки воды в компрессионном флотаторе — 20 мин.

Таблица 73.2

Результаты доочистки сточных вод коагулированием

с последующей флотацией

Показатель

Сточные ВОДЫ

Средний эффект очистки, %

поступающие

очищенные

Взвешенные вещества, мг/л

18-40

6-10

71

БПК5, мг 02

20-35

4,5-11

73

ХПК, мг 02

90-170

35-70

60

ПАВ, мг/л

4-20

1,3-6

70

Коагулирование с последующим отстаиванием практически неэффективно в отношении удаления аммонийного азота. К другим недостаткам метода относятся необходимость применения реагентов и увеличение объемов отделяемых осадков.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >