Очистка сточных вод от коллоидных и взвешенных примесей

Рассмотрение методов очистки от взвешенных и коллоидных примесей следует начать с рассмотрения способов удаления включений с диаметром частиц более 3 мм, эти частицы относятся к влекомым частицам, то есть частицам, которые при снижении скорости потока жидкостей склонны к осаждению.

Любой способ очистки сточных вод связан на первой стадии с удалением этих включений. В общем случае удаление может производиться либо путем их извлечения либо снижением размера их частиц.

В первом случае для удаления используются решетки различной конструкции. В общем случае решетки представляют собой набор бесконечных лент с расстоянием между ними 3-5 мм.

Второй способ заключается в измельчении влекомых частиц с использованием различных устройств.

Удаление крупнодисперсных примесей происходит в отстойниках. По способу движения жидкостей все отстойники можно разделить на вертикальные, горизонтальные и радиальные.

Для горизонтальных отстойников глубина составляет до метра, для вертикальных отстойников глубина – 4-5 м, для радиальных отстойников глубина до 5 м. Эффективность осаждения отстойников не превышает 60% для частиц диаметром 0,25 мм.

С целью увеличения эффективности очистки, а также удаления коллоидных примесей предварительно используются укрупнения частиц.

Укрупнение частиц производится за счет процессов коагуляции и флокуляции.

Под коагуляцией понимают процесс укрупнения частиц за счет взаимодействия их с неорганическими катионами, при этом происходит изменение заряда частиц. Наиболее распространенными коагулянтами являются хлорид железа (3 валентный), сульфат алюминия. Эти соединения в результате гидролиза агрегируют частицы и способствуют их осаждению.

Флокуляция – это процесс укрупнения частиц посредством введения высокомолекулярных соединений. Если в случае коагуляции концентрация коагулянта должна составлять 1-5%, то в случае флокулянта она составляет 10 доли процесса.

Метод основан на образовании комплекса частица–пузырек воздуха и последующем всплывании комплекса и удалении его с поверхности.

Методы флокации классифицируются по способу образования пузырьков газа. Выделяют:

· напорную флокацию – метод, при котором пузырьки газа образуются за счет движения жидкости и подачи в него воздуха;

· эрлифтная флокация – метод, при котором образование пузырьков происходит за счет изменения высот очищаемой жидкости;

· флокация с механическим диспергированием воздуха происходит за счет использования мешалок с полым ротором, куда подается газ;

· химическая флотация основана на образовании пузырьков за счет химической реакции, как правило, химическую реакцию проводят путем смешения жидкостей, имеющих кислую и щелочную реакцию среды, выделяющийся газ при этом обычно углекислый газ;

· биофлотация происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов и выделения газов, обычно углекислого газа. Биологическая флокация зачастую является побочным процессом очистки, иногда данный процесс нежелателен.

Фильтрование (фильтрация) – процесс очистки жидкости от взвешенных и коллоидных веществ посредством пропускания ее через фильтрующую перегородку.

Фильтры классифицируют:

1) По способу протекания процесса очистки:

· фильтры поверхностной очистки;

· фильтры глубинной очистки.

2) По характеристикам фильтровальной перегородки:

· с жесткой фильтровальной перегородкой;

· фильтры с гибкой и полугибкой фильтровальной перегородкой;

· фильтры с зернистой фильтровальной перегородкой.

3) По скорости фильтрования:

· медленные фильтры;

· скоростные (быстрые) фильтры;

· сверхскоростные фильтры.

Фильтры позволяют очищать сточные воды от загрязняющих частиц, диаметр которых не превышает коллоидных систем (10^-8 м). С целью повышения эффективности работы фильтра может проводится обработка сточных вод коагулянтами и флокулянтами, это позволяет повысить скорость очистки, ее эффективность и удельную нагрузку на фильтровальную перегородку.