Vee koaguleerimine viitab selle puhastamise esialgsetele füüsikalistele ja keemilistele meetoditele. Protsessi olemus seisneb mehaaniliste lisandite või emulgeeritud ainete suurendamises ja sadestamises. Seda tehnoloogiat kasutatakse kaasaegsetes reovee- ja veepuhastusjaamades.
Füüsilised alused
Vee koaguleerimine ehk teisisõnu selle selgitamine on protsess, mille käigus suspensioonis olevad väikesed osakesed liidetakse suuremateks konglomeraatideks. Selle protseduuri läbiviimine võimaldab eemaldada vedelikust peeneks hajutatud lisandid selle edasise settimise, filtreerimise või flotatsiooni käigus.
Selleks, et osakesed "kokku kleepuksid", on vaja ületada nendevahelised vastastikused tõukejõud, mis tagavad kolloidlahuse stabiilsuse. Kõige sagedamini on lisanditel nõrk negatiivne laeng. Seetõttu viiakse vee puhastamiseks koagulatsiooni teel sisse vastupidise laenguga aineid. Selle tulemusena muutuvad suspensioonide osakesed elektriliselt neutraalseks, kaotavad vastastikuse tõukejõu ja hakkavad kokku kleepuma ning seejärel välja kukkuma.settes.
Kasutatud materjalid
Koagulantidena kasutatakse 2 tüüpi keemilisi reaktiive: anorgaanilisi ja orgaanilisi. Esimesest ainerühmast on levinumad alumiiniumi-, rauasoolad ja nende segud; titaani, magneesiumi ja tsingi soolad. Teise rühma kuuluvad polüelektrolüüdid (melamiinformaldehüüd, epiklorohüdrindimetüülamiin, polüklorodiallüüldimetüülammoonium).
Tööstuslikes tingimustes koaguleeritakse reovesi kõige sagedamini alumiiniumi- ja rauasooladega:
- Alumiiniumkloriid AlCl3∙6H2O;
- raud(III)kloriid FeCl3∙6H2O;
- Al-sulfaat 2O;
- raudsulfaat FeSO4 7H2O;
- naatriumalumiinaat NaAl(OH)4 ja teised.
Koagulandid moodustavad suure eripinnaga helbeid, mis tagab nende hea adsorptsioonivõime. Aine optimaalse tüübi ja selle annuse valik tehakse laboritingimustes, võttes arvesse töötlemisobjekti vedeliku omadusi. Looduslike veekogude selgitamiseks on koagulantide kontsentratsioon tavaliselt vahemikus 25-80 mg/l.
Praktiliselt kõik need reaktiivid kuuluvad 3. või 4. ohuklassi. Seetõttu peavad alad, kus neid kasutatakse, asuma eraldatud ruumides või eraldiseisvates hoonetes.
Sihtkoht
Koagulatsiooniprotsessi kasutatakse nii veepuhastussüsteemides kui ka puhastamiseks tööstus- jaolmereovesi. See tehnoloogia aitab vähendada kahjulike lisandite hulka:
- raud ja mangaan - kuni 80%;
- sünteetilised pindaktiivsed ained – 30–100%;
- plii, kroom – 30%;
- naftatooted – 10-90%;
- vask ja nikkel – 50%;
- orgaaniline saaste – 50–65%;
- radioaktiivsed ained - 70–90% (v.a raskesti eemaldatav jood, baarium ja strontsium; nende kontsentratsiooni saab vähendada vaid kolmandiku võrra);
- pestitsiidid – 10–90%.
Vee puhastamine koagulatsiooniga, millele järgneb settimine, võimaldab vähendada bakterite ja viiruste sisaldust selles 1-2 suurusjärku ning kõige lihtsamate mikroorganismide kontsentratsiooni - 2-3 suurusjärku. Tehnoloogia on efektiivne järgmiste patogeenide vastu:
- Coxsackievirus;
- enteroviirused;
- hepatiidi A viirus;
- E. coli ja selle bakteriofaagid;
- giardia tsüstid.
Põhitegurid
Vee hüübimise kiirus ja tõhusus sõltuvad mitmest tingimusest:
- Peenusaste ja lisandite kontsentratsioon. Suurenenud hägusus nõuab suuremaid koagulandi annuseid.
- Keskkonna happesus. Humiin- ja fulvohapetega küllastunud vedelike puhastamine toimub paremini madalamate pH väärtuste korral. Tavalise vee selgitamise korral on protsess kõrgendatud pH korral aktiivsem. Aluselisuse suurendamiseks lisage lubi, soodat, seebikivi.
- Iooniline koostis. Madala kontsentratsioonigaelektrolüütide segu, väheneb vee koagulatsiooni efektiivsus.
- Orgaaniliste ühendite olemasolu.
- Temperatuur. Selle vähenemisega väheneb keemiliste reaktsioonide kiirus. Optimaalne režiim on kuumutamine kuni 30-40 ° С.
Tehnoloogiline protsess
Reoveepuhastites kasutatakse kahte peamist koagulatsioonimeetodit:
- Tasuta helitugevuses. Selleks kasutatakse segisteid ja flokulatsioonikambreid.
- Kontaktvalgustus. Esm alt lisatakse veele koagulant ja seejärel lastakse see läbi granuleeritud materjalide kihi.
Viimane vee hüübimise meetod on kõige laialdasem alt kasutatav järgmiste eeliste tõttu:
- Kiire puhastuskiirus.
- Väiksemad koagulantide annused.
- Temperatuuriteguril puudub tugev mõju.
- Ei ole vaja vedelikku leelistada.
Reovee koagulatsiooniga puhastamise tehnoloogiline protsess sisaldab 3 peamist etappi:
- Reaktiivi doseerimine ja veega segamine. Koagulandid viiakse vedelikku 10-17% lahuste või suspensioonidena. Konteinerites segamine toimub mehaaniliselt või suruõhuga aereerimisel.
- Floki moodustumine spetsiaalsetes kambrites (kontakt-, õhukesekihiline, väljutus või retsirkulatsioon).
- Settimine settepaakidesse.
Reovee settimine on tõhusam kaheetapilise meetodiga, kui see toimub esm alt ilma koagulantideta ja seejärel pärast kemikaaliga töötlemistreaktiivid.
Traditsioonilised segistikujundused
Koagulandilahuse sisestamine töödeldud vette viiakse läbi erinevat tüüpi segistitega:
- Tubulaarne. Survetorustiku sisse on paigaldatud staatilised elemendid koonuste, membraanide, kruvide kujul. Reaktiiv tarnitakse läbi Venturi toru.
- Hüdraulika: kloisonne, perforeeritud, vortex, pesumasin. Segamine toimub turbulentse veevoolu tekitamise tõttu, mis kulgeb mööda vaheseinu, läbi aukude, hõljuva koaguleeriva settekihi või auguga seibi (diafragma) kujul oleva vahetüki.
- Mehaaniline (tera ja propeller).
Kombinatsioon flotatsiooniga
Reovee puhastamist koagulatsiooniga on vedeliku kvaliteedi pideva muutumise tõttu keeruline protsessi kontrollida. Selle nähtuse stabiliseerimiseks kasutatakse flotatsiooni - hõljuvate osakeste eraldamist vahu kujul. Koos koagulantidega viiakse puhastatud vette flokulandid. Need vähendavad suspensioonide märguvust ja parandavad viimaste nakkumist õhumullidega. Gaasi küllastamist teostatakse flotatsiooniseadmetes.
Seda tehnikat kasutatakse laialdaselt järgmiste tööstusharude toodetega saastunud vee koaguleerimiseks:
- rafineerimistööstus;
- tehiskiu tootmine;
- tselluloosi- ja paberi-, naha- ja keemiatööstus;
- masinaehitus;
- tootminetoit.
Kasutatakse 3 tüüpi flokulande:
- loodusliku päritoluga (tärklis, hüdrolüüsitud söödapärm, bagasse);
- sünteetiline (polüakrüülamiid, VA-2, VA-3);
- anorgaaniline (naatriumsilikaat, ränidioksiid).
Need ained võimaldavad vähendada vajalikku koagulantide annust, lühendada puhastamise kestust ja kiirendada helveste settimist. Polüakrüülamiidi lisamine isegi väga väikestes kogustes (0,5–2,0 mg/kg) kaalub märkimisväärselt settivaid helbeid, mis suurendab vee tõusu kiirust vertikaalset tüüpi selgitajates.
Protsessi intensiivistamise meetodid
Vee hüübimise protsessi parandatakse mitmes suunas:
- Muutke töötlemisrežiimi (fraktsionaalne, eraldiseisev, katkendlik koagulatsioon).
- Vee happesuse reguleerimine.
- Mineraalsete hägususainete kasutamine, mille osakesed mängivad täiendavate keskuste rolli konglomeraatide, sorptsioonimaterjalide (savi, klinoptiloliit, saponiit) moodustamisel.
- Kombineeritud töötlemine. Koagulatsiooni kombineerimine vee magnetiseerimisega, elektrivälja rakendamine, kokkupuude ultraheliga.
- Raud(III)kloriidi ja alumiiniumsulfaadi segu kasutamine.
- Mehaanilise segamise kasutamine, mis vähendab koagulantide annust 30-50% ja parandab puhastamise kvaliteeti.
- Oksüdeerijate (kloor ja osoon) kasutuselevõtt.
