§ 4.5. Процессы смешения и смесители

Процесс смешения предназначен для быстрого и равномерного распределения реагентов в обрабатываемой воде. Смешение по нормативам должно быть закончено в течение 1-2 мин при мокром и не более 3 мин при сухом дозировании реагентов. В то же время необходимо отметить, что эффект смешения в значительной степени зависит от первоначального смешения: чем меньше срок смешения, тем быстрее и глубже происходит коагулирование примесей, т.е. быстрее наступает хлопьеобразование.

Эффективное смешение реагентов с обрабатываемой водой достигается турбулизацией ее потока в смесителях гидравлического и механического типов. В принятых в СССР смесителях гидравлического типа эффект смешения создается трехкратным местным увеличением скорости потока обрабатываемой воды с 0,3-0,6 до 1,0 м/с при расчетных расходах воды. При снижении или увеличении расходов воды (уменьшении или увеличении скорости) гидравлические смесители не обеспечивают удовлетворительного смешения ее с реагентами. В этом случае требуемое время пребывания воды в смесителях необходимо поддерживать дополнительными устройствами, обеспечивающими, например, циркуляцию воды или пропуск части ее мимо смесителей.

Применение механических смесителей связано с применением дополнительных устройств и повышенными затратами электроэнергии. Применение таких смесителей требует в каждом случае обоснования.

При эксплуатации смесителей необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициент объемного использования сооружения (т.е. объем смесителя) был наивысшим.

Осмотр, очистка и текущий ремонт камер смесителей должен осуществляться в периоды наименее напряженной работы станций в соответствии с планом ППО и ППР (табл.4.2 и 4.3). При эксплуатации перегородчатых и дырчатых смесителей необходимо следить за тем, чтобы в воду не попал воздух. С этой целью проходы перегородчатого смесителя должны быть затоплены, причем расстояние от верхней кромки прохода до уровня воды должно составлять 10-15 см. В дырчатых смесителях верхний ряд отверстий должен быть также затоплен на глубину 10-15 см. Отводящие от смесителей воду трубопроводы погружаются в воду на глубину 50-60 см от верхней кромки трубопровода.

Для интенсификации процесса смешения обрабатываемой воды с коагулянтом и улучшения процесса осаждения коагулированной взвеси применяют аэрирование воды. Как известно, продуктами гидролиза сернокислого алюминия при растворении его в воде являются коллоиды гидроокиси алюминия или основные соли его и ионы водорода. Последние, вступая во взаимодействие с присутствующими в воде бикарбонатными ионами, приводят к образованию значительного количества свободной углекислоты:

Н + НСО Н О + СО . (4.2)

Образующаяся углекислота сорбируется частицами хлопьевидной взвеси, вызывая ее флотацию - всплывание хлопьев на поверхность воды. При этом хлопья становятся более рыхлыми, менее прочными, со сниженными сорбционными свойствами. Все это ухудшает процесс осаждения взвеси в отстойных сооружениях.

Применение аэрирования воды во многом ускоряет процесс удаления углекислоты и делает процесс десорбции ее наиболее полным. При этом значительно изменяется также структура хлопьев: они делаются более плотными, менее газонаполненными, что приводит к более быстрому осаждению взвеси и лучшему осветлению воды.

Наиболее неблагоприятно сказывается процесс флотирования хлопьев на осветлении воды при коагулировании маломутных цветных вод, и особенно в условиях низких температур, когда вязкость воды значительно увеличивается. В данном случае наиболее целесообразен и приемлем метод коагулирования с применением аэрирования.