2. Флокуляция

Флокуляцией называют процесс агрегации дисперсных частиц под действием высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами.

Флокулянты используют для расширения оптимальных диапазонов коагуляции (по рН и по температуре), а также для повышения плотности и прочности образующихся хлопьев и снижения расхода коагулянтов, в результате чего повышается надежность работы и пропускная способность очистных сооружений.

Флокулянты могут быть классифицированы в зависимости от полярных групп, входящих в их состав на следующие:

– неионогенные – полимеры, содержащие неионогенные группы: –ОН, =СО (крахмал, поливиниловый спирт, полиакрилонитрил и др.);

– анионные – полимеры, содержащие анионные группы: –СООН, –SО3Н, –OSО3Н (активная кремневая кислота, полиакрилат натрия, альгинат натрия, лигносульфонаты и др.);

– катионные – полимеры, содержащие катионные группы: –NН2, =NH (полиэтиленимин, сополимеры винилпиридина и др.);

– амфотерные – полимеры, содержащие одновременно анионные и катионные группы: полиакриламид (— СН2 — СН — СОNH2)n, белки и др.

3.Технология коагуляционной и флокуляционной очистки сточных вод и используемое оборудование

Количество коагулянта, необходимого для очистки сточных вод зависит от вида коагулянта, расхода, состава, требуемой степени очистки сточных вод и определяется экспериментально. Эффективность процесса флокуляции и его скорость зависят от следующих факторов: состава сточных вод и их температуры, интенсивности перемешивания и последовательности введения коагулянтов и флокулянтов. Процесс очистки сточных вод указанными методами состоит из следующих технологических операций: приготовление водных растворов коагулянтов или флокулянтов, дозирование, смешение с объемом сточной воды, хлопьеобразование, выделение хлопьев из сточной воды. Коагулянты используют в виде 1 – 10 % растворов, а флокулянты – в виде 0,1 – 1 % растворов. Для смешивания коагулянтов с обрабатываемой сточной водой используют смесители различной конструкции: перегородчатые, дырчатые, шайбовые и вертикальные. Продолжительность пребывания воды в смесителях обычно составляет 1 – 2 мин. Из смесителей вода, обработанная коагулянтами, поступает в камеры хлопьеобразования, в которых и происходит процесс образования хлопьев. По конструкции камеры хлопьеобразования делятся на водоворотные, перегородчатые, вихревые и с механическим перемешиванием.

Скорость движения сточной воды в коридорах лежит в пределах 0,1 – 0,3 м/с. Продолжительность пребывания воды в перегородчатых камерах 20 – 30 мин. Высота камеры определяется высотой отстойника, а ширина коридоров составляет не менее 0,7 м.

Последующее осветление сточной воды производится в горизонтальных, радиальных и вертикальных отстойниках. Двухступенчатая схема отстаивания сточных вод является наиболее эффективной. На первой стадии сточная вода отстаивается без коагулянта, а на второй она обрабатывается коагулянтами и флокулянтами.

При концентрации в сточных водах взвешенных веществ, способных к агрегации, до 4 г/л используют осветлители со взвешенным слоем осадка, в которых последовательно осуществляют три основные процесса: смешение, коагуляцию и осветление сточных вод.

Устройство осветлителя с взвешенным слоем осадка представлено на рис. 5.2. Обычно используются осветлители круглой (диаметром до 15 м) или прямоугольной формы, причем площадь отечественных осветлителей не превышает 150 м2.

Принцип работы этого осветлителя основан на пропускании восходящего потока сточной воды через слой ранее выделившегося шлама, причем скорость потока регулируется таким образом, чтобы частицы шлама не уносились из зоны выделившегося осадка. Для повышения эффективности осветления сточная вода, смешанная с коагулянтами, предварительно проходит через воздухоотделитель 1, в котором она освобождается от пузырьков воздуха.

Скорость потока сточной воды в осветлителе зависит от концентрации взвешенных веществ

Эффективность коагуляционной и флокуляционной очистки достигает 90 – 95%.