![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Химическая сущность процесса коагулирования. Определение оптимальных доз.Стр 1 из 10Следующая ⇒
6. А)Источники водоснабжения — поверхностные (реки, водохранилища), грунтовые и межпластовые воды, служащие для местного (децентрализованного) или централизованного водоснабжения. Источники водоснабжения различаются по своему происхождению, количеству в них воды, ее качеству и санитарной надежности, т. е. возможности изменения и ухудшения качества воды. Наиболее часто для централизованных водопроводов используют поверхностные и межпластовые воды. Глубокие межпластовые (артезианские) воды более надежны в санитарном отношении. Грунтовые воды менее пригодны для хозяйственно-бытовых целей. Они служат для децентрализованного водоснабженияПоверхностные водоисточники (реки, водохранилища) наиболее обильны и слабо минерализованы. Они легко загрязняются с поверхности и требуют специальной очистки и обеззараживания. В районах, где существует ирригационная система, в качестве источников водоснабжения используют ирригационные каналы. В последние годы в связи с увеличением расхода воды в крупных городах и промышленных центрах на хозяйственно-бытовые и производственные нужды используют искусственные водохранилища, устраиваемые путем регулирования стока больших рек. Б)Зоны санитарной охраны — территории вокруг источников водоснабжения и водопроводных сооружений, где устанавливается особый режим, исключающий или ограничивающий возможность их загрязнения или заражения. Зоны санитарной охраны устанавливаются на всех действующих, строящихся и проектируемых водопроводах и делятся на 3 пояса с особым режимом в каждом. I пояс— зона строгого режима — устанавливается на территории, где производится забор воды и расположены головные сооружения водопровода. При использовании открытых водоемов территория I пояса включает противоположный берег и участок не менее 200 м ниже водозабора; при использовании подземных вод — около 0, 25 га радиусом не менее 30 м вокруг скважин, использующих межпластовые воды; 50 м — грунтовые воды. Эта территория ограждается, окружается полосой зеленых насаждений и обеспечивается охраной; внутри нее запрещается пребывание посторонних лиц и строительство. 7. Система водоснабжения представляет собой комплекс сооружений для обеспечения определенной группы потребителей водой в требуемых количествах и требуемого качества. Кроме того, система водоснабжения должна обладать определенной степенью надежности, то есть обеспечивать снабжение потребителей водой без недопустимого снижения установленных показателей своей работы в отношении количества или качества подаваемой воды (перерывы или снижение подачи воды или ухудшение ее качества в недопустимых пределах). Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения: · водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников, · водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления, · сооружения для очистки воды, · водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления, · башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения. В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников. Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению: · системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков), · системы производственного водоснабжения, · системы сельскохозяйственного водоснабжения, · системы противопожарного водоснабжения, · комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.). По способу подачи воды: · самотечные (гравитационные), · с механизированной подачей воды (с помощью насосов), · зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами). По характеру используемых природных источников: · получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.), · получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.), · смешанного типа. По способу использования воды: · системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды), · системы оборотного водоснабжения, · системы с повторным использованием воды. · 8. По цели очистки методы подразделяют на: · улучшающие органолептические свойства воды, т.е. свойства, воспринимаемые органами чувств человека: запах, привкус, окраска, мутность, температура, пленки и др.; · обеспечивающие ее эпидемиологическую безопасность; · методы кондиционирования подземных вод; · улучшающие ее газовый состав после удаления сероводорода, кислорода, метана, свободной углекислоты и других веществ; · направленные на извлечение трудноокисляемой органики, вредных продуктов, образующихся попутно при обработке воды с помощью проведения процессов обратного осмоса, биосорбции, нанофильтрации и других. К методам, улучшающим органолептические свойства воды, относят осветление, обесцвечивание и дезодорацию. Осветление воды предполагает удаление из нее взвешенных и коллоидных веществ. Осветление и обесцвечивание воды проводят с помощью метода коагуляции, методов отстаивания и фильтрации. Эпидемиологическую безопасность воды обеспечивают с помощью методов хлорирования, озонирования, элекроимпульсной обработки, ультрафиолетового облучения
Улучшение минерального состава вод: умягчение, обессоливание и опреснение, дегазация, обезжелезивание и деманганация, фторирование и обесфторирование, обескремнивание и некоторые другие методы. Умягчение воды имеет целью снижение жесткости воды посредством удаления из нее ионов кальция и магния. Для предварительного назначения варианта технологии очистки питьевой воды в НИИ ВОДГЕО под руководством проф. М.Г. Журбы разработан классификатор. Выбор технологии производится в зависимости от классов качества воды поверхностных и подземных источников водоснабжения, фазово-дисперсного состояния водных примесей, являющихся загрязнениями, присутствия в воде загрязнений антропогенного происхождения. Разумеется, окончательный выбор технологии должен быть подтвержден положительными результатами лабораторных исследований и технико-экономическим сравнением альтернативных вариантов. По таблице 15 СНиП. ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ выбирается технологическую схему очитски, которая уточняется в зависимости откачества исходной воды. Если в исходной воде планктона больше 1000кл/мл3, то нужен микрофильтр до смесителя. Способы обеззараживания воды: 1. Если запах и привкус более трех баллов, ПО меньше 5баллов, то используется дляпервичного обеззараживания хлор; 2. Если запах и привкус меньше трех баллов, ПО меньше пяти баллов, но в водеприсутствует фенол, то сначала используют аммиак, а затем первичный хлор. 3. Если запах и привкус больше трех баллов, то используется первичное озонирование, вследствие чего предусматривается контактная камера перед смесителем для ввода первичного озона. 4. Если запах и привкус более трех баллов, ПО больше восьми, то испоьлуют двойное озонирование
Коагуляция укрепление частиц в коллоидных или грубодисперсных системах, в результате их слияния или слияния под действием молекулярных сил Стабильность коллоидной смеси поддерживается в основном за счёт электростатического отталкивания и стерических эффектов, потому коагулирование применяет следующие методы: · предотвращение электростатического отталкивания с помощью добавления солей или изменения кислотности; это даёт возможность коллоидным частицам сблизиться на расстояние, на котором силы Ван-дер-Ваальса приведут к слипанию частиц; Процесс коагулирования проводится в два этапа: · быстрое смешивания химиката с водой. Обычно продолжается около одной минуты (меньшие интервалы приводят к худшему распределению коагулянта; бо́ льшие могут привести к разрушению уже образовавшихся флокул). Смешивание обычно производится в специальном резервуаре-смесителе; · собственно флокуляция (обычно от получаса до 45 минут). В процессе флокуляции вода проходит через несколько резервуаров с постепенно уменьшающейся скоростью перемешивания воды. Можно разделить на 2 вида Коагуляция контактная - процесс, осуществляемый в фильтрах с движением воды снизу вверх, при котором коагулирующий реагент вступает в контакт с образовавшимися ранее хлопьями коагулянта, взвешенными веществами, зернистой и пористой загрузками фильтров. Преимущества коагуляции контактной по сравнению с обычной объемной в следующем: протекает она быстрее, менее чувствительна к температуре, возможна даже при низком щелочном резерве воды, требует на 10—15% меньших доз коагулянтов. При объёмной коагуляции, используют КХО и ГО. Химическая сущность процесса коагулирования. Определение оптимальных доз. Коагуляция - физико-химический процесс слипания коллоидных частиц под действием сил молекулярного притяжения с образованием грубодисперсной макрофазы (флокул) с последующим выделением ее из воды. В практике водоподготовки под коагуляцией понимают очистку воды от коллоидных веществ с одновременной очисткой от грубодисперсных примесей и обесцвечиванием воды путем дозировки в обрабатываемую воду специального реагента - коагулянта. Процесс коагуляции требует для своего завершения определенного промежутка времени (4 - 5 мин). Хлопья, вначале невидимые, постепенно соединяются в крупные комплексы, вызывая помутнение воды. Затем образуются, как отмечалось, более крупные рыхлые хлопья, захватывающие грубодисперсные примеси и воду. Режим потока воды влияет на формирование хлопьев. Он может даже разрушать сформировавшиеся хлопья, поэтому скорость воды в зоне формирования и отстаивания хлопьев должна быть не более 1.5 мм/сек. К основным факторам, определяющим течение процесса коагуляции, относятся: 1. Температурный режим. Подогрев коагулируемой воды до 30 - 40°С и перемешивание ее вызывает более частые и сильные столкновения коагулирующих частиц, приводящие к их слипанию; 2. Дозировка коагулянта. Она определяется составом и количеством коллоидных примесей и солесодержанием обрабатываемой воды. Оптимальная доза коагулянта устанавливается опытным путем для конкретного источника водоснабжения и времени года. Обычно дозы коагулянта находятся в пределах 0.3 - 0.8 мг-экв/дм3, увеличиваясь в паводковый период до 1.0 - 1.2 мг-экв/дм3. 3. Значение pH среды. Его значение оказывает влияние на скорость и полноту гидролиза коагулянта, а также на состояние удаляемых из воды примесей. При коагуляции сернокислым алюминием оптимальная величина pH, устанавливаемая также экспериментально, находится в пределах 5.5 - 7.5. При pH < 4.5 гидролиз сернокислого алюминия практически не происходит, гидроксид алюминия не образуется, а введенный в воду коагулянт остается в растворе в виде ионов Al3+ и SO42-. В щелочной среде гидроксид алюминия растворяется, диссоциируя, как кислота:
Процесс коагуляции в ряде случаев может быть ускорен применением флокулянтов, к которым относится широко используемый синтезированный реагент - полиакриламид (ПАА).
12. Меры по повышению эффективности процесса коагуляции: 1. Увеличение мутности исходной воды(рециркуляция осадка из отстойника или КХО); 2. Температура воды и соответствующее перемешивание; 3. Использование доп. Реагентов – окислителей и флокулянтов (окислители разрушают водную оболочку гидрофильных частиц, а флокулянты ускоряют процесс хлопьеобразования)-. Зима и лето самые неблагоприятные условия. Флокулянты используются в помощь коагулянту в период низких температур и большой мутности воды, их молярная масса больше, обычно вводят коагулянт через 1-3 мин флокулянт.; 4. Воздействие различными физическими факторами (магнитные и электрические поля, УЗ или УФ); 5. Удаление СО2 путем аэрации из зоны реакции (аэрацию ведут в смесителе или в начале КХО) В настоящее время применяются два основных типа коагулянтов: 1. Минеральные коагулянты: В их основе лежат, главным образом, соли железа (хлорное железо, сульфат железа и т. д.) или алюминия (гидроксид алюминия, оксихлорид алюминия, сульфат алюминия и т. д.). Основными преимуществами таких коагулянтов являются универсальность их применения и низкая стоимость. 2. Органические коагулянты: • Полиамины • Полидадмак • Дициандиамидные • Меламиноформальдегидные смолы Основными преимуществами таких коагулянтов являются небольшие дозы и небольшой объем образующегося ила (нет гидроокиси). Кроме того, эти коагулянты не влияют на рН или титриметрический анализ жесткости. 3. Смеси из минеральных и органических коагулянтов: Эти смеси позволяют в одном коммерческом продукте объединить преимущества как органических, так и минеральных коагулянтов В зависимости от характера активных групп флокулянта при диссоциации либо поляризации в воде различают флокулянты-полиэлектолиты (ионогенные), которые в свою очередь подразделяются на анионные, катионные и катионно-анионные полиэлектролиты, и неионные (неионогенные) флокулянты.Анионные полиэлектролиты образуют при диссоциации полимерный органический полианион и простой катион (Na, K, NH4). К анионным флокулянтам относятся полиакрилат и полиметаакрилат натрия, сополимеры с малеиновой кислотой, гидролизованные полиакриламиды, сополимеры
|