5.1. Коагуляция
Последующее осветление сточной воды производится в горизонтальных, радиальных или вертикальных отстойниках.
Наиболее целесообразной является двухступенчатая схема отстаивания сточных вод. На первой ступени осуществляется простое отстаивание в отстойнике без коагулянта. На второй ступени – обработка сточных вод коагулянтами и флокулянтами с последующим отстаиванием в отстойнике.
Если в производственных сточных водах концентрация взвешенных веществ, способных к агрегации, не превышает 4 г/л, то применяют осветлители со взвешенными слоями осадка. В осветлителях происходят три основных процесса: смешение, коагуляция и осветление сточных вод. Обрабатываемая в осветлителях сточная вода проходит снизу вверх через слой ранее выделившегося шлака с такой скоростью, при которой взвешенные частицы не уносятся из зоны взвешенного осадка. При движении сточной воды взвешенный слой увеличивается эффект задержания мелких суспензированных частиц. Осветлители проектируются круглыми (диаметр до 15 м) или прямоугольными в плане, площадь осветлителя не должна превышать 150 м2.
Для обеспечения нормальной работы осветлителя сточную воду после смешения с коагулянтами направляют в воздухоотделитель, где она освобождается от пузырьков воздуха, выделяющихся в результате реакции. В течение одного часа допускается колебание температуры не более чем на 1 0С, а расхода – не более чем на 10 %. Скорость коагуляции (рис. 1.18) зависит от концентрации электролита.
При малых числах соударений частиц, т.е. отношений числа столкновений окончившихся слипанием скорость близка к нулю (у = 0). По мере роста концентрации скорость коагуляции повышается, но не все столкновения эффективны – такую коагуляцию называют медленной. При 
наступаетбыстрая коагуляция, при которой все столкновения частиц заканчиваются образованием агрегатов.
Скорость быстрой коагуляции для неподвижной среды при броуновском движении частиц по теории Смолуховского равна
Количество частиц в единице объема воды за время Т для быстрой и медленной коагуляции определяются по формулам
Для ламинарного и турбулентного движения потока воды число взаимодействий частиц за единицу времени в единицу объема жидкости 
и 
вычисляется по формулам:
где 
– число агрегатов частиц; k – константа коагуляции, k = 4πD, R = 8πDr; D – коэффициент диффузии одиночных частиц; r – радиус частиц; R – расстояния, на которые должны приблизиться частицы, чтобы произошло их объединение в агрегаты: R ≈ 2r; 
– начальная концентрация частиц; Т1/2 – время коагуляции, в течение которого количество частиц в единице объема уменьшается вдвое; 
– коэффициент эффективности столкновений частиц; nл и nт – число взаимодействий частиц за единицу времени в единицу объема соответственно для ламинарного и турбулентного движения потока воды; n1 и n2 – число частиц с размером d1 и d2 соответственно; G – скоростной градиент: G = dV / dz; V1 и V2 – среднеквадратичные скорости двух коагулирующих частиц.
В полудисперсных системах коагуляция происходит быстрее, чем в монодисперсных, т.к. крупные частицы при оседании увлекают за собой более мелкие.
Форма частиц также влияет на скорость коагуляции. Например, удлиненные частицы коагулируют быстрее, чем шарообразные.
Загрузка ...