3.1.3. Снижение расчетных доз коагулянта при доочистке сточных вод на контактных осветлителях

Известным фактом является то, что изменение дозы вводимого коагулянта поддерживает нормальный технологический режим работы очистных сооружений при изменении качества поступающей на сооружения воды [53].

Результаты проведенных исследований (раздел 3.1.2) показали, что применение активированных растворов реагентов при доочистке биологически очищенных сточных вод на контактных осветлителях позволяет интенсифициро­вать процесс дефосфатизации сточных вод. Последнее является немаловажным, так как позволяет снизить расчетные дозы реагентов.

Нами была проведена серия опытов, в которых биологически очищенная сточная вода после вторичных отстойников фильтровалась через слой песка высотой 500 мм и размерами частиц 1,0-1,2 мм со скоростью 5,5 м/ч. Проводилась серия опытов с добавлением обычного и активированного раствора коагулянта. После фильтрования в осветленной воде определялось содержание фосфатов и взвешенных веществ.

В качестве реагентов применялись растворы сульфата алюминия и хлорида железа (III). Результаты исследований приведены в табл. 3.7.

Приведенные опытные данные табл. 3.7 показывают, что применение активированных растворов реагентов позволяет снизить их расчетную дозу в среднем на 22-26 %, при этом качество осветленной воды остается прежним по сравнению с использованием обычных растворов коагулянтов.

Так, при контактной коагуляции сточной воды с применением раствора сульфата алюминия дозой 50 мг/дм3 содержание взвешенных веществ при использовании обычного раствора коагулянта составило 3,3 мг/дм3 и 2,3 мг/дм3 - с использованием активированного раствора коагулянта. А при контактной коагуляции сточной воды с применением раствора хлорида железа (III) дозой

75 мг/дм содержание взвешенных веществ - 3,0 мг/дм с использованием обычного раствора коагулянта и 2,3 мг/дм3 при использовании активированного раствора коагулянта.

Процесс контактного осветления воды характеризуют кривые контактной коагуляции, которые закладываются в основу при выборе оптимальных доз коагулянта в процессе осветлении воды на контактных осветлителях.

Исследования по контактной коагуляции, выполненные Д.М. Минцем и др. [65, 71, 83, 85], показывают общий характер наблюдаемых закономерностей при построении кривых контактной коагуляции.

На рис. 3.4 и 3.5 приведены кривые контактной коагуляции для био­логически очищенных сточных вод при применении растворов коагулянтов сульфата алюминия и хлорида железа (III).

Опытные данные позволяют сделать вывод, что при малых дозах коагулянта изменение дозы не оказывает существенного влияния на качество фильтрата (зона 1). Но после определенного значения дозы ее влияние сильно сказывается и качество фильтрата резко улучшается (зона 2). Дальнейшее увеличение дозы вновь мало сказывается на эффекте очистки (зона 3).

Первый этап характеризуется сохранением устойчивости загрязняющих воду частиц при малых дозах коагулянта. К поверхности зерен фильтрующей загрузки прилипают лишь те частицы, которые по своим природным свойствам способны к прилипанию и без добавления коагулянта.

Вторая зона характеризуется быстрым уменьшением степени устойчивости частиц; их способность к прилипанию резко увеличивается с увеличением дозы коагулянта. Степень устойчивости частиц у правой границы второй зоны уже настолько незначительна, что контактная коагуляция практически идет до конца.

Таблица 3.7 - Снижение расчетных доз активированных растворов коагулянтов при удалении фосфатов из биологически очищенных сточных вод

 

 

 

 

 

 

Содержание взвешенных веществ в исходной воде, мг/дм

Содержание фосфатов в исходной воде, мг/дм

Доза коагулянта, мг/дм3

Показатели осветленной воды

Обычный раствор коагулянта

Активированный раствор коагулянта

содержание взвешенных веществ, мг/дм3

содержание фосфатов,

мг/дм3

содержание взвешенных веществ, мг/дм3

содержание фосфатов, мг/дм3

Раствор сульфата алюминия

10,38

8,0

25

6,4

5,6

4,8

3,8

10,38

8,0

50

3,3

1,2

2,3

0,9

10,38

8,0

75

3,7

1,9

2,7

1,3

10,38

8,0

100

5,9

3,4

4,5

2,4

Раствор хлорида железа (III)

11,26

8,96

25

5,8

3,5

3,9

2,5

11,26

8,96

50

4,6

2,1

3,2

1,5

11,26

8,96

75

3,0

1,6

2,3

1,1

11,26

8,96

100

4,9

2,5

3,7

1,9

Примечание: приведены усредненные результаты 3-4 опытов

В третьей зоне происходит дальнейшее увеличение интенсивности прилипания частиц, которое, однако, не оказывает существенного влияния на величину мутности или цветности фильтрата.

Кривые контактной коагуляции (рис. 3.4-3.5) получены при различном качестве исходной биологически очищенной сточной воды (содержание фосфатов, взвешенных веществ), но имеют аналогичный характер, различаясь только величиной характерных зон.

Величина отдельных зон при проведении процесса контактной коагуляции, прежде всего, зависит от характера суспензии, от природы и свойств частиц, содержащихся в воде. В некоторых случаях величина первой зоны очень мала. Это свидетельствует об относительно малой устойчивости частиц; их астабилизация начинается при минимальных дозах коагулянта [53, 65, 68].

Кривые контактной коагуляции позволяют установить оптимальные дозы реагентов - сульфата алюминия и хлорида железа (III). Полученные кривые строились при проведении экспериментов с применением обычных и активированных растворов коагулянтов.

Анализ приведенных кривых контактной коагуляции (рис. 3.4-3.5) показывает, что зоны контактной коагуляции при использовании обычного раствора коагулянта имеют несколько меньшую величину, чем при обработке биологически очищенной воды активированным раствором коагулянта.

При использовании активированного раствора коагулянта устойчивость примесей воды (зона 1) уменьшается интенсивнее, чем при обработке воды обыч­ным раствором коагулянта. При этом резко возрастает способность частиц к при­липанию во второй зоне кривой контактной коагуляции. Более интенсивно идет процесс прилипания и в третьей зоне кривой контактной коагуляции, но это уже не оказывает существенного влияния на качество фильтрата. Для обеспечения надеж­ной работы контактного осветлителя на протяжении всего рабочего цикла доза коагулянта должна находиться в пределах третьей зоны кривой контактной коагуляции.

Приведенные опытные данные показывают, что применение активированных растворов реагентов позволяет снизить их расчетную дозу в среднем на 25-32 %, при этом качество осветленной воды остается прежним по сравнению с использованием обычных растворов коагулянтов.ей

А  Обычный раствор коагулянта

□  Активированный раствор коагулянта

<-

1 зона

1 зона

<-

2 зон

X

■ч \

\ \

3 зона

Содержание фосфатов Взвешенные вещества

2 зона

3 зона

ъ—>Ж----------

 

-> ->

0 10        20      30      40        50        60       70        80       90 100

Доза коагулянта сульфата алюминия,

3

Рис. 3.4 - Кривые контактной коагуляции для биологически очищенных сточных вод при применении раствора

сульфата алюминия

А  Обычный раствор коагулянта

□  Активированный раствор коагулянта

1 зона <---------_>[ч

1

зона

ч \

^^і<1 \ 3 зона

Содержание фосфатов

Взвешенные вещества

 

0 10        20       30      40        50 60       70        80        90 100

3

Доза коагулянта хлорида железа (III), мг/дм

Рис. 3.5 - Кривые контактной коагуляции для биологически очищенных сточных вод при применении раствора

хлорида железа (III)