2. Проектирование и расчёт сооружений станции водоподготовки.

2.1 Коагулянты

Естественная скорость осаждения коллоидных частиц в воде очень мала, поэтому требуется агломерация коллоидных примесей с образованием крупных частиц.

Для интенсификации процессов осветления воды, уменьшения запахов и привкусов применяют коагулирование. Это процесс свертывания в хлопья и выпадение в осадок веществ, находящихся в воде в коллоидном состоянии.

Реагент, обуславливающий процесс коагуляции, называют коагулянтом. Чем выше валентность коагулянта, тем эффектнее его действие.

В качестве коагулянта наиболее часто применяется сернокислый алюминий Al₂(SO₄)₃ 18H₂O, Хлорное железо FeCl₃, железный купорос FeSO₄ 7H₂O, сульфат железа Fe2(SO₄)₃ 7H₂O.

Для ускорения процессов реакции и улучшения качества хлопьев применяют флокулянты дозой от 0,5 до 2 мг/л.

Доза коагулянта зависит от мутности и цветности воды, активной реакции pH, состава растворенных солей и других факторов.

Дозу коагулянта при обработке цветных вод определяют по формуле:

Д_к=4 , мг/л. (2.1)

где Ц – цветность исходной воды в градусах платиново кобальтовой шкалы. При одновременном наличии в воде взвешенных веществ дозу коагулянта определяем по таблице 2.1

Из двух доз принимают максимальную, она является расчётной.

Доза коагулянта для разного состава вод неодинакова и устанавливается опытным путём (пробные лабораторные опыты)

Таблица 2.1 – Выбор дозы коагулянта по мутности

Мутность воды, мг/л	До 100	100… 200	200… 400	400… 600	600… 800	800… 1000	1000… 1500
Доза коагулянта, мг/л	25- 35	30- 40	35- 45	45- 50	50- 60	60- 70	70- 80.

Для улучшения процесса хлопьеобразования при недостаточной щелочности исходной воды параллельно с применением коагулянта проводят её подщелачивание известью или содой.

Дозу подщелачивающего реагента определяют по формуле:

Д_щ=Э₁(Д_к/Э₂-Щ+1) 100/с, мг/л (2.2)

где Э₁ – эквивалентная масса активной массы реагента для подщелачивания, мг(мг. экв.);

Э₂ – эквивалентная масса коагулянта (безводного) мг(мг. экв.), таблица 2.2;

Д_к ­­– максимальная доза безводного коагулянта, мг/л;

Щ – минимальная щелочность исходной воды, мг. – экв/л;

1 – Избыток щелочности, мг. – экв/л.

Если доза щелочности получается со знаком минус, то природная щелочность достаточна и подщелачивание не требуется.

При обработке высокомутных вод допускается ввод флокулянтов до ввода коагулянтов.

Фактическое содержание взвешенных веществ после введения коагулянта увеличивается из-за содержания в коагулянте примесей песка, глины и т.п.

М_ф=М+КД_к+0,25Ц+В, мг/л. (2.3)

где М – количество взвешенных веществ в обрабатываемой воде, мг/л;

К – коэффициент, для очищенного сернокислого алюминия К=0,55, для хлорного железа К=0,8;

Ц – цветность обрабатываемой воды;

В – количество нерастворимых веществ, вводимых с известью (если проводят подщелачивание), мг/л.

При коагулировании и подщелачивании воды новая щелочность

Щ_н=Щ-Д_к/Э₂+Д_щ/Э₁, мг. экв /л. (2.4)

Таблица 2.2 – Эквивалентная масса активной части реагента

Реагент	Формула	Эквивалентная масса, мг(мг. экв.)
Коагулянт
1. Сернокислый алюминий.	Al2(SO4)3 18H2O	57
2. Хлорид железа	FeCl3	54,1

Продолжение таблицы 2.2

3. Сернокислое железо	Fe2(SO4)3 9H2O	66,7
4. Железный купорос	FeSO4 7H2O	76
Реагент для подщелачивания
5. Известь	CaO	28
6. Сода	Na2CO3	53
7. Гидроксид натрия	NaOH	40