ИЗВЕСТКОВАНИЕ И КОАГУЛЯЦИЯ ВОДЫ В ОСВЕТЛИТЕЛЯХ
1. СУЩНОСТЬ КОАГУЛЯЦИИ И ИЗВЕСТКОВАНИЯ
Коагуляцией называют процесс освобождения йоды от коллоидных загрязнений органического и минерального происхождения в результате обработки специальными реагентами — коагулянтами. Действие коагулянтов заключается в следующем: в водных растворах при определенном значении pH они образуют труднорастворимые гидроокиси, частицы которых заряжены положительно. При соприкосновении этих частиц с коллоидными веществами, загрязняющими воду и обычно заряженными отрицательно, происходит взаимная нейтрализация их электрических зарядов. В результате происходит коагуляция коллоидов и образование легко оседающих хлопьев.
Выбор метода и условий проведения коагуляции воды в каждом отдельном случае принимается «а основе опытной коагуляции, производимой в лабораторных условиях. Коагуляция обычно проводится солями железа или алюминия. В схемах водоподготовительных установок при совместном известковании и коагуляции, как показала практика, наиболее целесообразно применять в качестве коагулянта железный купорос. Железный купорос быстро образует тяжелые хлопья. Процессы хлопьеобразования, а следовательно, и коагуляции улучшаются при значениях pH выше 8,2—8,5. При значении pH коагулируемой воды ниже 8,2 процесс окисления гидрата закиси железа (перевод железа из двухвалентного в трехвалентное) идет очень медленно, что обычно приводит к повышению содержания железа в коагулируемой воде; железо в этих случаях выпадает на внутренней поверхности аппаратуры и загрязняет иониты, поэтому значение pH должно быть выше 8.2. При правильном проведении процесса коагуляции снижение окисляемости должно составлять не менее 60—80% ее первоначального значения.
Гидролиз железного купороса FeSO4 · 7H2O в щелочной среде протекает с образован„ем гидрата закиси железа:
Под действием кислорода воздуха, растворенного в воде, образовавшийся гидрат закиси железа при значении pH более 8 окисляется в труднорастворимым гидрат окиси железа:
Раствор железного купороса установленной концентрации готовится предварительно. Для дози&зки коагулянта применяется шайбовый дозатор*. Требуемую дозировку коагулянта определяют лабораторным путем и уточняют в процессе наладки.
*Наряду с этим применяются насосы-дозаторы типа ПС-46 и НД (Рижского арматурного завода) или других марок. — Прим. ред. .
Известкование осуществляется введением в воду гашеной извести Са(ОН)г. При этом в обрабатываемой воде протекают следующие процессы: связывается свободная углекислота ,(CO25) и образуется труднорастворимое, выпадающее в осадок соединение CaCOj — углекислый кальций:
При введении извести в количестве большем, чем это необходимо для связывания свободной углекислоты, в воде повышается содержание гидроксильных ионов (ОН-), что приводит к переходу бикарбонат-ионов
обрабатываемой воды в карбонат-ноны
Карбонат-ионы образуют с находящимися в воде ионами кальция выпадающий в осадок карбонат кальция:
Ионы магния, взаимодействуя с гидроксильными ионами, выделяются в осадок в виде труднорастворимого пирата окиси магния Mg(OH)2:
Образующиеся в процессе известкования воды углекислый кальций СаCO3 и гидрат окиси магния Mg(OH)2 выпадают в виде осадка (шлама), причем Mg(OH)2 частично осаждает содержащиеся в воде кремнекислые соединения.
Для полноты протекания реакций в воде поддерживается избыток извести (создается гидратная щелочность, равная 0,1-0,4 мг-экв/кг), а для ускорения процесса кристаллизации выпадающего осадка известкование ведется с подогревом воды обычно до 40° С. Па установках с обессоливанием из-за малой термостойкости анионитов подогрев воды производится до температуры не более 30С .
2. ОБОРУДОВАНИЕ КОАГУЛЯЦИИ И ИЗВЕСТКОВАНИЯ
В состав головной части установки входит следующее оборудование:
Подогреватель исходной воды с системой регулирования температуры подогрева
На водоподготовительную установку следует подавать подогретую до постоянной температуры воду. Постоянную температуру воды поддерживают регуляторами различного типа, например
ОЧ-ТГ-6Ю, ЧМЗ, ЭКТ-1 и т.п.
Осветлитель ЦНИИ МПС-1
Корпус осветлителя (см. рис. 3) состоит из двух цилиндров разного диаметра, соединенных переходом, имеющим вид усеченного конуса. Вода (через воздухоохладитель) и реагенты вводятся тангенциально в нижнюю часть конусного днища осветлителя через сопла, благодаря чему возникает интенсивное вращательное движение, обеспечивающее хорошее перемешивание воды с реагентами. Для осветлителя ЦНИИ-1 обычно изготовляется несколько пар сопл с различным диаметром выходного сечения. Для гашения вращательного движения имеются вертикальные дырчатые перегородки. Верхние и нижние дренажные решетки выравнивают вертикальное поступательное движение воды (в некоторых последних конструкциях осветлителей нижняя дренажная решетка отсутствует). Отвод шлама в шламо- уплотнитель осуществляется через шламоотводные окна шламоотводной трубы. Подвижным кожухом можно перекрывать шламовые окна в трубе, что позволяет регулировать высоту взвешенного шлама (шламового фильтра).
Внутри шламоуплотнителя имеется дренажная решетка. Отстоявшаяся в нем вода через дренажное устройство и трубу поступает в общий сборный короб. Скапливающийся в шламоуплотнителе шлам удаляется при непрерывной продувке. Тяжелый шлам и грязь, скапливающиеся в конусной части осветлителя и грязевике, удаляются при периодической продувке. Осветленная вода собирается в кольцевом сборном желобе, из которого поступает в сборный короб с успокоительным бачком. Для контроля за работой осветлителя служат пробоотборные точки 1—VIII.
