Отстаивание и коагуляция

Для освобождения воды от взвешенных частиц ее подвергают отстаиванию или фильтрованию. Воду отстаивают в течение 6 – 12 ч. Под действием силы тяжести взвешенные частицы осаждаются. Отстаивание осуществляют в отстойниках периодического и непрерывного действия. Более распространенный способ освобождение от взвешенных частиц – фильтрование. В качестве фильтрующих материалов применяют кварцевый песок, гравий, дробленый антрацит.

Некоторые воды загрязнены минеральными и органическими примесями в коллоидно-дисперсном состоянии, которые не задерживаются при фильтровании и не оседают при отстаивании. Это, например, кремниевая кислота и ее соли, гуминовые вещества. В этом случае воду обрабатывают веществами, которые вызывают укрупнение коллоидных частиц и выпадение их в осадок. Такой процесс называется коагуляцией, а применяемые вещества – коагулянтами. В качестве коагулянтов используют сульфаты алюминия Al₂(SO₄)₃ • 18H₂O, сульфаты железа Fe₂(SO₄)₃ • 7H2O.

В водном растворе сульфат алюминия подвергается гидролизу с образованием гидроксида алюминия и серной кислоты.

Малорастворимый гидроксид алюминия представляет собой положительно заряженные частицы с большей активной поверхностью, которые адсорбируют частицы примесей с отрицательным зарядом и осаждаются. Образующиеся крупные агрегаты при осаждении захватывают другие взвешенные вещества, способствуя тем самым осветлению воды.

Коагуляция гидроксидом железа по сравнению с коагуляцией гидроксидом алюминия протекает быстрее, т.к. первый имеет плотность в 1,5 раза больше.

Для проведения коагуляции необходим резервуар с мешалкой или система перфорированных труб для подачи сжатого воздуха, а также дозатор. Обработанную коагулянтом воду подвергают фильтрованию.

Фильтрование воды

Для удаления взвешенных частиц воду фильтруют на песочных и угольно-песочных фильтрах.

Песочный фильтр:
1 – патрубок; 2 – распределительная головка; 3 – стальной
цилиндрический сосуд; 4 – решетка 5 – патрубок

а) Песочный фильтр представляет собой стальной цилиндрический сосуд 3, внутри которого укреплена решетка 4 с отверстиями диаметром 1 мм. На решетку уложен слой мелкого гравия (5 – 7 см), слой крупного песка (5 – 10 см) и слой мелкого песка (около 40 см).

Воду подают в фильтр через распределительную головку 2, она проходит сверху вниз через слой песка, фильтруется и отводится по патрубку 5. К патрубку 1 прикреплен воздушник для удаления воздуха при заполнении фильтра водой.

б) Угольно-песочные фильтры используют для очистки воды с неприятным запахом, повышенным содержанием хлора и цветностью. Фильтрация проходит через четыре слоя: гравий 10 см, песок 35 – 40, активный уголь 15, гравий 10. Слои между собой отделяет коррозионностойкая сетка.