Улучшения коагуляции можно достичь также обработкой воды сульфатом алюминия или хлорным железом с предварительным выделением их гидроксидов. Сущность этого метода заключается в том, что оптимальная доза сернокислого алюминия и известкового молока вводится в промежуточный реактор, куда подается 1 % обрабатываемой воды. В реакторе образуются первичные хлопья гидроксидов основных солей алюминия, которые обладают высокой сорбционной способностью и хорошо агломерируются в крупные агрегаты. Затем из реактора эта суспензия подается в поток обрабатываемой воды.

Ускорение процесса хлопьеобразования достигается применением метода концентрационного коагулирования, при котором расчетное количество коагулянта вводится лишь в часть обрабатываемой воды. После смешения с раствором коагулянта поток обрабатываемой воды объединяют (обычно в начале камеры хлопьеобразования) с потоком остальной некоагулированной воды. Описанный метод обладает рядом преимуществ: распределение всего коагулянта в части обрабатываемой воды создает условия для ускоренного хлопьеобразования; после смешения с некоагулированной водой хлопья, образованные в условиях повышенной концентрации коагулянта, хорошо сорбируют водные примеси. Однако, этот метод не всегда дает положительные результаты, что объясняется изменением свойств обрабатываемой воды и ее примесей.

К физическим методам интенсификации процесса коагуляции относятся аэрирование, наложение электрического и магнитного полей, воздействие ультразвуком, ионизирующее излучение. Введение сжатого диспергированного воздуха в обрабатываемую воду в смеситель после добавления коагулянта с некоторым разрывом во времени позволяет удалить из зоны коагуляции образующийся при распаде угольной/кислоты диоксид углерода. Своевременное удаление свободной углекислоты из сферы формирования микрохлопьев значительно ускоряет дальнейший ход коагуляции. Аэрирование в количестве 10 . .30% от расхода обрабатываемой воды позволяет снизить расход коагулянта на 25 . 30% и улучшить качество обработки воды.

Благодаря наложению электрического поля ускоряются процессы хлопьеобразования и' осаждения коагулированной взвеси, повышается степень очистки воды от органических и неорганических примесей фильтрованием; улучшается отделение водорослей. Действие магнитного поля способствует уменьшению структурно-механической гидратации и g-потенциала частиц. Сорбционная емкость гидроксидов коагулянтов по отношению к гуминовым веществам возрастает на 30 . 40%- При обработке вод, содержащих минеральные взвеси, магнитная обработка позволяет увеличить плотность и гидравлическую крупность хлопьев скоагулированной взвеси, повысить производительность водоочистных сооружений I ступени и снизить мутность осветленной воды. Магнитная обработка цветной и железосодержащей воды увеличивает плотность скоагулированной взвеси и снижает в 2 . 8 раз остаточные концентрации примесей. В целях интенсификации коагуляции рекомендуется омагничивать воду за 10 . 60 с до ввода коагулянта, скорость движения воды в рабочем зазоре магнитного аппарата поддерживать 1 м/с, количество знакопеременных магнитных контуров в генераторе должно составлять 4 . 6, длительность омагничивания — 0,6 . 1,0 с. Возможно омагничивание лишь части (например, половины) обрабатываемой воды с последующим смешением ее (до ввода коагулянта) с .остальной водой. Улучшить ход коагуляции можно также магнитной обработкой раствора коагулянта. При этом эффект активации раствора зависит от напряженности магнитного поля. Расход электроэнергии при омагничивании 1 м3/ч воды составляет 5 . 8 Вт-ч.

Процесс очистки воды коагулированием можно улучшить наложением электрического поля. По этому методу исходную воду с введенными в нее небольшими дозами коагулянта пропускают между алюминиевыми электродами, подключенными к источнику тока. При этом сохраняется преимущество метода электролитического коагулирования, а расход электроэнергии не превышает 10 Вт/м3 воды.

Коагуляцию примесей воды улучшает обработка ее ультразвуком. Однако, происходящее при этом разрушение механических примесей, уменьшающее степень полидисперсности суспензии, иногда сказывается отрицательно. Результаты исследований по ультразвуковой коагуляции, проведенные В. Б. Викулиной, показывают, что оптимальные результаты достигаются при относительно низких частотах ультразвука — 8 . 18 кГц при продолжительности озвучивания 1 . 3 мин. С увеличением интенсивности ультразвука возрастает скорость коагуляции.

Воздействие ионизирующих у-, р- и рентгеновских лучей проявляется в ускорении окисления органических и минеральных примесей растворенным в воде кислородом, в результате чего вода обесцвечивается, обеззараживается, дезодорируется, ускоряется осаждение взвешенных примесей. Все перечисленные выше процессы улучшают обработку воды коагулянтами, расширяют сферу их применения.

коагуляция вода примесь

Контактная коагуляция

Контактная коагуляция — технологический процесс осветления и обесцвечивания воды, заключающийся в адсорбции ее примесей с нарушенной агрегативной устойчивостью на поверхности частиц контактной массы. В основе процесса лежат вандер-ваальсовы силы межмолекулярного притяжения. Однако, они определяются только при условии движения жидкости, когда мелкие частицы примесей воды сближаются с зернами фильтрующей загрузки, преодолев при этом электростатические силы отталкивания.

В процессе контактной коагуляции взаимодействуют частицы, значительно различающиеся своими размерами. Частицы примесей воды имеют микро- и ультрамикроскопические размеры, а частицы контактной среды — макроскопические. Прилипание агрегативно неустойчивых примесей воды к поверхности частиц контактной массы является частным случаем коагуляции, носящим название адагуляция. Характерной особенностью этого процесса является большая скорость в сочетании с высоким эффектом при меньших затратах коагулянта. Интенсивность прилипания мелких примесей к относительно крупным зернам загрузки намного превышает скорость агломерации между собой отдельных мелких частиц в свободном объеме жидкости.

При фильтровании воды, обработанной коагулянтом, через песок с размером зерен 0,5 мм ее осветление происходит за 5— 10 с. Подобная глубина осветления воды при конвективной коагуляции частиц с образованием хлопьев достигается за 20— 40 мин. Контактная коагуляция отличается не только высокой скоростью процесса, но и большой полнотой извлечения из воды ее примесей, что позволяет при обработке маломутных цветных вод ограничиваться только одним методом ее кондиционирования. При коагулировании примесей воды в объеме образующиеся хлопья требуют последующего их выделения тем или иным методом.

Практика показала, что эффект контактной коагуляции повышается по мере сокращения интервала между вводом коагулянта в обрабатываемую воду и ее поступлением в слой контактной массы. За этот короткий промежуток времени в обрабатываемой воде успевают образоваться микроагрегаты слипшихся первичных частиц. Далее коагуляция идет за счет коррозии этих микроагрегатов на макроповерхности частиц контактной массы.