§ 4.15. Приготовление растворов и режимы коагуляции

Основными факторами, влияющими на время приготовления растворов коагулянта, являются высокая температура растворителя (табл.4.18), конструктивное совершенство системы перемешивания растворов и состояние растворяемого вещества (мелкораздробленный порошок или жидкий продукт).

Таблица 4.18

Растворимость реагентов, применяемых при очистке воды

#G0	Растворимость реагентов, кг/м
Темпера- тура воды, °С	Аl (SO )	Аl (SO ) ·18Н О	FeSO	FeSO ·7Н О	FeCl	Na CO	NaOH	NaCl	Ca(OH)
0	312	608	156	284	744	70	420	357	1,85
10	335	650	205	374	818	125	515	358	1,76
20	364	703	265	485	919	215	1090	360	1,65
40	457	890	402	733	1100	485	1290	366	1,41
60	592	1148	485	902	-	464	1740	373	1,16
80	771	1420	-	-	5250	458	-	384	0,94
100	890	1725	-	-	5370	455	3470	398	0,77

Интенсификация процессов коагулирования может осуществляться двумя путями: внесением в обрабатываемую воду дополнительных реагентов - флокулянтов, окислителей, регуляторов величины рН, новых коагулирующих веществ, а также применением различных вариантов электрохимической коагуляции; осуществлением наиболее рациональных способов введения коагулянтов в воду - прерывистого коагулирования, концентрированного коагулирования и фракционного коагулирования, рециркуляции коагулированной взвеси через зону ввода свежих порций коагулянта и совмещения коагулирования химическими реагентами с физическими методами коагуляции - электрическим и магнитным полями, ультразвуком, вибрацией и т.д.

Прерывистая коагуляция может проводиться как для двухступенчатых, так и для одноступенчатых схем подготовки воды. Оптимальные условия прерывистой коагуляции следует определять в каждом конкретном случае опытным путем с учетом местных условий. Интервалы времени между включением и выключением (или снижением дозы) подачи коагулянта, а также величина необходимых доз зависят от принятой схемы обработки, состава и свойств исходной воды. Прерывистое коагулирование может осуществляться подачей реагента то в оптимальной (расчетной), то в резко уменьшенной (дефицитной) дозе или путем прекращения подачи вообще. Время чередования доз и прекращения подачи реагента может быть самым разнообразным. Если подача происходит в течение 20-40 мин, то перерыв в подаче реагента (или в подаче дефицитной дозы) может быть равен времени подачи (при наличии в системе очистки осветлителей со слоем взвешенного фильтра или контактных осветлителей) или сокращен до 5-10 мин (в системах с отстойниками).

Чтобы решить вопрос о целесообразности прерывистого коагулирования для одноступенчатых схем очистки воды, следует знать: при обработке цветных вод болотного происхождения, богатых органическими примесями, режим прерывистого коагулирования эффективен лишь до цветности 40-45 град.; для речных вод со значительным содержанием взвешенных веществ и легкоустранимой цветностью (частично минерального происхождения), что характерно для паводковых вод, границы применения прерывистого коагулирования расширяются до цветности 100 град.; при прерывистом коагулировании имеет место уменьшение грязевой нагрузки на КО, которая может достигать 18-35% по сравнению с режимом обычного коагулирования, а это ведет к уменьшению требуемого количества промывной воды на 15-20% .

Осуществление прерывистого коагулирования может дать экономию коагулянта в количестве 20-45%. Важным условием быстрого и полного растворения порошкообразного коагулянта является обеспечение необходимого перемешивания растворителя. Для этого в практике водоподготовки в СССР принято подавать в растворитель воздух. Необходимый эффект может быть получен, если скорость выхода воздуха из отверстий воздухораспределительной системы будет не меньше 30 м/с.

При концентрированной коагуляции используется положение, что скорость любой реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Сущность способа заключается в том, что полная расчетная доза коагулянта (или несколько уменьшенная) подается только в часть обрабатываемой воды (50-60% общего расхода воды). Растворение коагулянта только в части воды повышает его начальную концентрацию, создавая тем самым оптимальные условия коагуляции и ускоряя процесс хлопьеобразования.

После перемешивания обработанной реагентом воды с необработанной процесс протекает в среде с готовыми первичными хлопьями, которые служат центрами коагуляции. Вся среда представляет собой полидисперсную систему с искусственно сдвинутым началом хлопьеобразования. Одновременно усиливается и адсорбция веществ, обусловливающих цветность воды, на поверхности образующихся хлопьев.

При фракционном коагулировании ввод расчетного количества коагулянта осуществляется порциями: 3/4 расчетной дозы коагулянта вводится предварительно, а 1/4 - через 2-3 мин; к фракционному коагулированию относится и коагулирование воды различными коагулянтами в разных соотношениях.