Clarification des eaux usées

2.3. Structures et appareils pour la déposition d'impuretés d'eaux usées

Réservoirs d'eaux usées

Le puisard est la principale installation de traitement mécanique des eaux usées. Les fosses septiques sont utilisées pour piéger les contaminants non dissous.

Les fosses septiques ont pour but:

- primaire (disposé en face d'installations de nettoyage biologique ou physico-chimique);

- secondaire (aménagé après les installations de traitement biologique pour séparer l’eau purifiée des boues activées).

Par la nature du mouvement de l'eau (par ses caractéristiques de conception), les fosses septiques sont divisées en trois types:

Une variété de bassins de sédimentation sont également:

En eux, il y a une clarification des déchets liquides et en même temps la décomposition des sédiments précipités.

Les bassins de sédimentation primaires sont utilisés pour extraire les substances insolubles des eaux usées qui, sous l’effet des forces de gravitation, se déposent au fond du bassin ou flottent à la surface de celui-ci. L'effet de clarification obtenu sur les substances en suspension est de 40 à 60% avec une durée de sédimentation de 1 à 1,5 heure, ce qui s'accompagne également d'une diminution simultanée de la valeur de DBO dans les eaux usées clarifiées de 20 à 40% par rapport à la valeur initiale.

Le choix du type et de la conception des bassins de décantation dépend de la quantité et de la composition des eaux usées industrielles introduites dans le traitement, des caractéristiques des boues (compactage, transportabilité) et des conditions locales du site de construction de la station de traitement. Dans chaque cas, le choix du type de décanteur devrait être déterminé à la suite d'une comparaison de faisabilité de plusieurs options. Le nombre de réservoirs de sédimentation en accepte au moins deux, mais pas plus de quatre.

A) Le décanteur horizontal est utilisé pour le traitement des eaux usées ménagères et de leurs abords. Il s’agit d’un réservoir rectangulaire en béton armé de plan rectangulaire, divisé en plusieurs compartiments (au moins deux) par des séparations pour permettre le nettoyage et la réparation. La largeur du couloir est de 3 à 6 m, la profondeur du décanteur varie de 1,5 à 4 m, la longueur du décanteur doit être de 8 à 12 fois sa profondeur.

Dans le puisard, la sédimentation gravitationnelle des particules en suspension se produit en raison d'une diminution brutale (par rapport au canal d'entrée) de la vitesse du fluide. La vitesse maximale de l'eau dans un puisard horizontal est de 0,7 mm / s. Ils sont utilisés dans des stations d’une capacité supérieure à 15 000 m 3 / jour. La durée de décantation est comprise entre 0,5 et 1,5 heure, pendant laquelle le gros des solides en suspension précipite. L'efficacité de nettoyage dans un carter horizontal atteint 50 - 60%.

Les sédiments sont raclés dans la fosse à boues par un mécanisme de raclage et enlevés par des pompes, des ascenseurs hydrauliques, des grappins ou sous pression hydrostatique. L'angle d'inclinaison des parois de la fosse est égal à 50-60 °. Le fond du puisard a une pente d'au moins 0,005 menant à la fosse. Le réservoir de sédimentation horizontal, comparé au radial, consomme plus de béton armé par unité de volume de construction.

On utilise également des bassins de sédimentation équipés de mécanismes de raclage à chariot ou à courroie (figure 2.12), qui déplacent les sédiments déposés dans les puisards. Le volume de la fosse est égal à deux jours (pas plus) de précipitations. De la fosse, les sédiments sont éliminés par des pompes, des ascenseurs hydrauliques, des grappins ou sous pression hydrostatique. L'angle d'inclinaison des parois de la fosse est égal à 50 - 60 °.

Fig. 2.12. Puisard horizontal:

1 - bac d'alimentation en eau, mécanisme de raclage à 2 disques,

Mécanisme à 3 racleurs, 4 bac de drainage, 5 - drainage des boues

Les eaux usées pénètrent dans les bacs de décantation à partir du plateau aéré de distribution, passent dans le bac d’entrée et sont évacuées du bac collecteur avec un barrage à double face. Les sédiments sont mis au rebut dans la fosse à limon par un mécanisme de raclage et retirés par des pompes à plongeur. Les substances flottantes sont collectées par le mécanisme de raclage pendant la course de retour et sont éliminées à la fin du puisard à travers un tube rotatif avec des fentes en forme de fente. Les substances en suspension qui pénètrent dans le puits collecteur sont pompées pour être traitées conjointement avec le sédiment.

Sur la fig. 2.13 montre un schéma axonométrique du puisard horizontal.

Fig. 2.13. Schéma axonométrique du puisard horizontal

1 - afflux d’eaux usées; 2, 4 - le seuil pour la formation d'un flux laminaire;

3 - tuyau pour enlever la graisse et la mousse dans le puits de graisse; 5 - un dispositif pour ratisser les boues décantées; 6 - libération d'eau clarifiée; 7 - tuyau de trop-plein; 8 - fosse de collecte de limon

B) Un décanteur vertical est utilisé pour clarifier les eaux usées industrielles, ainsi que leurs mélanges avec les eaux usées domestiques contenant des impuretés grossières. Il s’agit d’une citerne ronde ou carrée en béton armé à fond conique ou pyramidal. Le puisard a une profondeur suffisamment grande (environ 7 m), mais une superficie inférieure à celle du puisard horizontal. Le diamètre du bassin de décantation varie de 4 à 9 m. Les bassins de décantation sont de conception simple et faciles à utiliser, leur manque est la grande profondeur des structures, ce qui limite leur diamètre maximal.

Les bassins de décantation les plus courants avec entrée d'eau à travers le tuyau central avec une cloche. Les eaux usées pénètrent dans le tuyau circulaire central et se terminent par une fusée éclairante et un bouclier réfléchissant se déplaçant de haut en bas puis remontant dans l'espace annulaire situé entre le tuyau central et la paroi du puisard. Les dépôts se produisent dans un écoulement ascendant dont la vitesse est comprise entre 0,5 et 0,6 m / s. La séparation intensive des phases liquide et solide se produit au tournant du flux dans la partie inférieure du puisard. La hauteur de la zone de dépôt est de 4 à 5 m. Les eaux clarifiées sont évacuées par un déversoir annulaire dans un bac collecteur.

Sur la fig. 2.14 montre un dessin de travail d'un puisard vertical.

Fig. 2.14. Dessin de travail d'un colon vertical

1 - afflux d’eaux usées; 2 - tube central; Plateau de collecte à 3 anneaux;

4 - tuyau de boue; 5 - canalisation d'eau clarifiée; 6 - planches semi-immergées

pour assurer l'écoulement laminaire

Le décanteur vertical a le plus faible effet d’éclaircissement (10 à 20% de moins que dans les décanteurs horizontaux). Il est utilisé dans les stations de faible capacité (moins de 20 000 m 3 / jour).

C) Le décanteur radial (Fig. 2.15) est utilisé pour nettoyer les eaux usées ménagères et leurs proches en termes de composition. Il s’agit d’un réservoir en béton armé de forme ronde de grand diamètre (18 à 60 m) et d’une profondeur relativement faible de la partie débit (1,5 à 5 m). Les bassins de sédimentation les plus courants avec un fluide d’entrée central.

Fig. 2.15. Puisard radial:

1 - tuyau d'alimentation en eau; 2 - grattoirs; 3 - bol de distribution;

4 - déversoir; 5 - drainage des sédiments

Le fluide usé est alimenté par un tuyau central situé sous le fond du puisard. Le tuyau a une petite extension pour compenser la vitesse du fluide. Les eaux usées sont réparties dans le volume du décanteur au moyen d'un bol de distribution. Ensuite, le flux se déplace dans une direction radiale avec une vitesse décroissante du centre vers la périphérie.

Lorsque cela se produit, les précipitations sont ramassées au centre par des grattoirs suspendus à la ferme. Les sédiments sont extraits de la fosse par une pompe ou par pression hydrostatique. L'eau clarifiée est évacuée par une goulotte de récupération annulaire. La durée de décantation est de 1,5 heure.Le carter radial fournit l'effet éclaircissant le plus élevé (60% ou plus). Il est utilisé dans les stations de grande capacité (plus de 20 000 m 3 / jour). Par rapport aux décanteurs radiaux horizontaux, il existe certains avantages: simplicité et fiabilité de fonctionnement, rentabilité, possibilité de construire des structures à haute productivité. L'inconvénient est la présence d'une ferme mobile avec des grattoirs.

Sur la fig. 2.16 montre un dessin de travail d'un puisard radial.

Fig. 2.16. Dessin de travail du carter radial

Les inconvénients de tous les types de décanteurs considérés sont les suivants:

- grands encombrements et consommation importante de matériaux pour leur fabrication, respectivement, leur coût est très élevé;

- longue durée de règlement;

- efficacité de nettoyage relativement faible;

- la présence dans le processus de clarification du mode turbulent du mouvement de l'eau, qui inhibe la sédimentation des suspensions et réduit l'effet de la clarification.

Ces carences sont partiellement éliminées dans les cuves à couche mince (figure 2.17) et tubulaires. Ils sont utilisés pour augmenter l'efficacité de la résolution. Les puisards peuvent être horizontaux, verticaux, radiaux; se composent de zones de distribution d’eau, de captage et de décantation. Le mouvement laminaire qui en résulte est obtenu par la séparation de la zone de décantation en couches minces le long de la hauteur par des plaques (étagères) de faible profondeur (jusqu’à 150 mm) ou un ensemble d’emballages de tubes de faible diamètre (25 à 50 mm). La pente des éléments dans les puisards à action continue est de 45 à 60 o. Dans le même temps, le processus de décantation se déroule en 4 à 10 minutes, ce qui permet de réduire la taille du décanteur. Les fosses septiques spécifiées sont utilisées de la manière la plus efficace pour la clarification des eaux usées fortement concentrées.

L'inconvénient des réservoirs de sédimentation minces est la difficulté d'éliminer les sédiments des étagères. Les sédiments accumulés sont éliminés par balayage avec un courant inverse d’eau clarifiée. L'efficacité des abris tubulaires et des étagères est presque la même.

Fig. 17. Bassin de décantation à lit mince:

1 - pipe pour enlever les sédiments; 2 - tuyau d'échappement d'air;

3, 7 - drainage de l'eau clarifiée du dépoussiéreur;

4 - conduite de chauffage; 5 - trous dans les rainures préfabriquées transversales;

6 - plateau soudé; 8 - chargement multicouche; 9 - logement;

10 - maçonnerie; 11 - alimentation en eau de la section;

12 - chambre de flotteur de gravier

Les bassins de décantation à lit mince sont classés selon les caractéristiques suivantes:

- sur la construction de blocs inclinés - tubulaire et étagère;

- selon le mode de fonctionnement - action périodique (cyclique) et continue;

- sur le mouvement mutuel de l'eau clarifiée et des sédiments déplacés - avec flux direct, à contre-courant et mixte (combiné).

La section transversale des sections tubulaires peut être rectangulaire, carrée, hexagonale ou ronde. Les étagères sont montées à partir de feuilles plates ou ondulées et ont une section transversale rectangulaire. Les éléments du carter sont en acier, aluminium et plastique (polypropylène, polyéthylène, fibre de verre).

La pente des blocs dans les bassins d'action périodique (cyclique) est faible. La pente des éléments dans les puisards à action continue est de 45 à 60 °. Les sédiments accumulés sont éliminés par balayage avec un courant inverse d’eau clarifiée. L'efficacité des abris tubulaires et des étagères est presque la même.

Grande Encyclopédie du Pétrole et du Gaz

Eaux usées clarifiées

Pendant ce temps, toute l’huile libre et la majeure partie de l’huile désémulsifiée sont séparées de l’émulsion et sont collectées à partir de la couche supérieure du liquide. L'huile est versée dans un récipient spécial et les eaux usées clarifiées sont neutralisées avec de la chaux. L'huile récupérée après une régénération appropriée peut être réutilisée. La séparation complète de l'émulsion se produit à une température de 20 à 50 ° C [31].

La traduction du terme eaux usées résiduaires doit être lue: eaux usées décantées, eaux usées clarifiées. [32]

En cas de rejet d'eaux usées du service d'extraction vers le collecteur de boues, il convient de garder à l'esprit qu'elles contiennent, en plus des boues, des quantités insignifiantes de silicofluorure H2SiF6 et d'acides orthophosphoriques (H3PO4). La question de la nécessité de neutraliser ces acides doit être résolue en fonction des conditions locales et de la puissance du réservoir, où les eaux usées clarifiées finissent par baisser. [33]

Afin de réduire la quantité d'eaux usées et les coûts de construction des installations de traitement dans les installations d'extraction d'or, des systèmes d'approvisionnement en eau recyclée sont utilisés. En même temps, dans les usines avec un processus complet de traitement des boues, les eaux usées après clarification dans le bassin de résidus sont utilisées pour distribuer du gâteau et des queues d'hydrotransport. Dans les installations de flottation, les eaux usées clarifiées sont utilisées dans le processus lui-même, en particulier dans le processus de flottation. [35]

Les substances flottantes et la graisse du clarificateur sont éliminées 30 à 40 minutes après le rejet des sédiments dans le réservoir de digestion. En règle générale, la surface du clarificateur doit être exempte de substances en suspension. Avant de jeter les substances en suspension et la graisse du clarificateur dans le distillateur, fermez la vanne du pipeline, ce qui élimine les eaux usées clarifiées. L'approvisionnement en eau usée du clarificateur se poursuit, ce qui augmente leur niveau dans le clarificateur; dans le même temps, les substances en suspension, extraites par un racleur spécial dans des poches modulaires, sont retirées dans le rotateur. [36]

Les substances flottantes et la graisse du clarificateur sont éliminées 30 à 40 minutes après le rejet des sédiments dans le réservoir de digestion. En règle générale, la surface du clarificateur doit être exempte de substances en suspension. Avant de jeter les substances en suspension et la graisse du clarificateur dans le distillateur, fermez la vanne du pipeline, ce qui élimine les eaux usées clarifiées. L'approvisionnement en eau usée du clarificateur se poursuit, ce qui augmente leur niveau dans le clarificateur; en même temps [37]

Les substances flottantes et la graisse du clarificateur sont éliminées 30 à 40 minutes après le rejet des sédiments dans le réservoir de digestion. En règle générale, la surface du clarificateur doit être exempte de substances en suspension. Avant de jeter les substances en suspension et la graisse du clarificateur dans le distillateur, fermez la vanne du pipeline, ce qui élimine les eaux usées clarifiées. L'approvisionnement en eau usée du clarificateur se poursuit, ce qui augmente leur niveau dans le clarificateur; dans le même temps, les substances en suspension, extraites par un racleur spécial dans des poches modulaires, sont retirées dans le rotateur. [38]

Avant le dessalement, les eaux industrielles sont traitées. De la cuve de réception, ils sont pompés dans une cuve de détermination de la moyenne, conçue pour une capacité interchangeable de l'usine de dessalement, puis dans le mélangeur et la chambre de réaction, où l'acide chlorhydrique ou les alcalis sont distribués automatiquement, en fonction du pH du milieu. Les eaux usées neutralisées sont ensuite introduites dans les clarificateurs avec une couche de sédiments en suspension, où, à l'aide d'un coagulant, les impuretés grossières libèrent de l'eau. Les eaux usées clarifiées sont ensuite filtrées sur des filtres en quartz, puis acheminées vers une usine de dessalement. [40]

La zone est conçue pour une oxydation complète. Sur les côtés de l'installation se trouvent deux zones de décantation. Les boues activées sont renvoyées à travers la fente inférieure sous l’action de la gravité et de l’aspiration du flux circulant dans la zone d’aération. Les eaux usées clarifiées ayant traversé une couche de boues en suspension sont évacuées par des bacs de décontamination. [42]

Le traitement des eaux usées de Milori s'effectue en deux étapes. Premièrement, les eaux usées sont nettoyées mécaniquement dans des puisards horizontaux. Ces derniers sont calculés selon les mêmes normes que les bassins de décantation pour les effluents issus de la production de couronnes en zinc par la méthode continue. Ensuite, les eaux usées clarifiées sont neutralisées avec de la chaux. Après la neutralisation, le précipité est éliminé et les eaux usées prétraitées sont rejetées dans les égouts. [43]

Les substances flottantes et les graisses sont éliminées du clarificateur 30 à 40 minutes après le rejet des sédiments. La surface du clarificateur doit être exempte de substances flottantes. Les corps gras qui ont émergé dans la chambre de floculation sont évacués par une fenêtre latérale disposée dans la paroi de la chambre. Avant le rejet de substances flottantes dans le diffuseur, la vanne est fermée sur le pipeline qui rejette les eaux usées clarifiées. L'approvisionnement en eau usée du clarificateur se poursuit, ce qui augmente leur niveau dans le clarificateur; dans le même temps, les substances en suspension sont ramassées avec un racloir spécial dans des poches préfabriquées, à travers lesquelles elles tombent dans le rotateur. [44]

Habituellement, un agent neutralisant est inclus dans la station de neutralisation s'il y a une eau usée acide et alcaline à l'usine où s'écoule un effluent acide et alcalin. Lorsque la quantité de déchets acides sur alcalins est supérieure, ils sont neutralisés par des réactifs. À partir du moyenneur, les eaux usées entrent dans le mélangeur avec le réactif (par exemple, le lait de chaux) préparé dans l'installation de réactif. À partir du mélangeur, le liquide est envoyé dans la chambre de réaction (neutralisant) dans laquelle la durée de contact de l'eau usée avec le réactif est de 5 minutes et en présence d'ions de métaux lourds dans les drains acides - jusqu'à 30 minutes. Les eaux usées neutralisées et clarifiées des fosses septiques sont envoyées vers le réseau d'égouts. [45]

Méthode de clarification des déchets

On et С A H et K, ц891574

AU TÉMOIN DE L'AUTEUR8U.

Republic (61) Supplément à ed. certificate-vuv ”(22) Déclaré le 17. 08. 79 (21) 2811406 / 29-26 avec l'ajout de la demande M (23) Priorité (51) M. Cl.

1Baudité cond. honneurs

URSS ai libre cas

Posté le 23. 12. 81. Bulletin M 47

Date de publication de la description 23 (53) UDC 663.63h.066 (o88.8) P.À. Karvatskaya, I.Yu. Svyadosh, etc. Pisotsk et V. I. Ryaboshapka (72)

Yi „:, -,. prov sys (71) Demandeur

All Scientific Research et titane (54) MÉTHODE D'ÉCLAIRAGE DE L'EAU USÉE

L'invention concerne le traitement des eaux usées, en particulier des eaux de surface, et peut être utilisée dans l'industrie métallurgique et le travail des métaux.

L’une des sources de pollution des masses d’eau publiques est le ruissellement de surface (pluie, fonte, arrosage et lavage) qui élimine du territoire des entreprises industrielles divers contaminants, principalement des solides, qui pénètrent dans les masses d’eau par des particules en suspension. La teneur en matières en suspension de l'effluent rejeté dans les réservoirs ne doit pas dépasser 10-15 mg / l. Des études ont montré que dans les effluents de surface du territoire des entreprises de titane et de magnésium, la teneur en substances en suspension était comprise entre 50 et 2 000 mg / l.

Il est connu que le procédé le plus simple de traitement des eaux usées à partir de substances en suspension est la sédimentation (1).

L'inconvénient de cette méthode est le faible degré de purification des substances en suspension et la durée du processus.

Plus proche de la proposition

La méthode S selon l’essence technique est la méthode de clarification des eaux usées de surface, qui comprend le traitement avec un agent alcalin (pH 7,08,0), l’introduction d’un agent de nettoyage en poudre et d’un coagulant de polymère de haut poids moléculaire et la séparation du précipité formé dans un réacteur présentant les caractéristiques dynamiques correspondantes nécessaires clarification de l'eau par séparation dynamique des boues. Ensuite, les boues sont soumises à un processus de séparation dans un hydrocyclone, après quoi l'agent de nettoyage séparé est réutilisé dans le schéma de purification et les contaminants pressés avec des composants combustibles sont brûlés (2).

Cependant, la méthode prévoit des moyens technologiques indépendants

891574 4 eaux traitées. Ainsi, au lieu de plusieurs opérations, comme dans le procédé connu, on en effectue une.

Exemple 1. Dans les expériences, un échantillon de ruissellement de surface contenant 792 mg / l de matières en suspension, ayant un pH de b, 8, a été utilisé. A 1 l d'eau usée, ajoutez 10 ml de pâte contenant, g / l: Cac1! 6.5; CaCO> 2.9.

t0 et Cao 0,3. Après 10 minutes d’agitation, le pH est déterminé et l’échantillon est versé dans 3 éprouvettes graduées d’une capacité de 250 ml. Après un certain temps (> 7,24 et 48 heures), un échantillon d’eau clarifiée est prélevé du haut du cylindre à une profondeur de

100 mg et déterminer le contenu des substances en suspension.

Ensuite, on injecte 20 ml de pulpe à 1 ml de l'échantillon, puis on injecte 50 ml de pulpe dans un autre lot et les tests sont complètement répétés. Pour comparaison, l'expérience a été réalisée sans réactif.

Les résultats sont présentés dans le tableau 1, /

40 opération pour amener le pH de l'effluent à

7-8, qui nécessite la consommation d'un réactif alcalin.Un réacteur spécial présentant certaines caractéristiques dynamiques est nécessaire pour effectuer le processus de nettoyage.

De plus, afin de régénérer l'agent de nettoyage en poudre, une troisième opération technologique est fournie - la séparation des boues dans un hydrocyclone.

Ainsi, le schéma technologique du traitement des eaux de surface est fastidieux et nécessite des équipements sophistiqués.

L’objectif de l’invention est d’augmenter le degré de purification à partir de matières en suspension et de simplifier le procédé.

Cet objectif est atteint par le fait que les eaux usées de surface sont traitées avec la production de déchets de titane-magnésium, contenant du chlorure de calcium, du carbonate de calcium et de l'oxyde de calcium en une quantité de! 0-20, 2,5-3, 0,2-0,3 g / l, respectivement, et introduisent les déchets dans une quantité de 2 050 ml / l d’eaux usées.

La méthode proposée pour nettoyer les eaux usées de surface des solides en suspension est la suivante.

Dans les drains entrer la pulpe du calcul

20–50 l de 1 m d’effluent, mélanger pendant 10 minutes et laisser reposer pendant 1 jour.

Le processus de nettoyage est effectué sans chauffage à une température ambiante de 35 ° C.

La décantation peut être effectuée dans des décanteurs radioactifs largement utilisés dans les stations de traitement des eaux usées industrielles.

En raison de la présence de CaO dans la pulpe, le pH est ajusté à 7-7,5 °

Le chlorure de calcium provoque la coagulation des solides en suspension, et les solides de CaO contribuent à la sédimentation des suspensions coagulées, en les entraînant au fond du décanteur. Il en résulte une clarification satisfaisante du ruissellement en surface.

La teneur en matières en suspension dans l’eau clarifiée est de 10 à 20 kg / l, ce qui est conforme aux exigences réglementaires

Exemple 2. Dans les expériences, un échantillon de ruissellement de surface contenant 1325 mg / l de matières en suspension et de pâte contenant, g / l: CaC100,5, CaCO 2,5 et CaO 0,2 a été utilisé. Les expériences ont été effectuées de manière similaire à l'exemple 1. Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau 2.

Les données expérimentales obtenues montrent qu’avec l’introduction de pâte à raison de 20 à 50 ml pour 1 litre d’eaux usées de surface après une sédimentation quotidienne, des résultats de nettoyage satisfaisants sont obtenus: la teneur en matières en suspension dans l’eau clarifiée ne dépasse pas 30 mg / l à un taux acceptable ne dépassant pas

En outre, l’avantage de la méthode proposée pour la clarification des eaux usées de surface réside dans le fait que le processus de nettoyage est effectué sur un équipement standard, selon le schéma technologique le plus simple.

Utilisez des déchets de production de titane-magnésium au lieu de coagulants rares et coûteux.

Clarification de l'eau

Chaque jour, chaque personne utilise de l'eau et ne pense même pas à l'endroit où le liquide pollué va se déposer. Les méthodes de traitement des eaux usées sont très diverses et comportent de nombreuses nuances. Ainsi, le liquide résiduel est en général trouble et contient beaucoup d'impuretés nocives. Il est donc totalement impropre à la consommation, aux besoins domestiques et industriels.

Etapes de clarification

Pour que l'eau puisse à nouveau être utilisée au quotidien, elle doit être nettoyée efficacement. Au début, en règle générale, les déchets liquides sont décantés, puis passent par une filtration primaire, une filtration grossière, après quoi la méthode de clarification de l'eau est utilisée. Dans la phase finale, le liquide doit être nettoyé efficacement et répondre aux exigences et aux normes; vous devez utiliser un bon filtre. Le matériau filtrant doit avoir une certaine hauteur, se distinguer par une excellente résistance, ne pas s'user, ne pas être trop léger. Très souvent, pour la clarification des eaux usées à ce stade, on utilise de l'argile expansée broyée ou de l'hydroanthracite, ainsi que d'autres filtres. Parfois, des systèmes de filtration à deux et à trois couches sont utilisés: dans ce cas, une couche avec des particules plus grosses est versée par le haut et des particules plus petites sont appliquées par le haut.

Clarification de l'eau par méthode de coagulation

Récemment, la clarification de l'eau par méthode de coagulation a également été largement utilisée. Ainsi, beaucoup d'entre nous ont remarqué que, apparemment, dans l'eau claire se forme un précipité de couleur jaune, noire ou blanche. Les filtres à grosses particules ne peuvent pas retarder de telles impuretés, car vous devriez penser à la coagulation. Ainsi, les particules ont des charges négatives, entrent en collision les unes avec les autres et sont dans un état suspendu. Cependant, lors du processus de coagulation, la charge négative est éliminée et les particules, qui peuvent être des micro-organismes, des bactéries et des virus, sont regroupées et deviennent bien visibles. Ainsi, avec l'aide de réactifs spéciaux, même les déchets liquides hautement turbides et pollués peuvent être efficacement nettoyés, y compris dans les entreprises exerçant des activités de chimie, de pétrochimie et de raffinage du pétrole. Contactez Vodproektstroy - un personnel qualifié se fera un plaisir de répondre à vos questions, de vous aider à choisir une méthode efficace de traitement des eaux usées et de vous informer sur les différents systèmes et leur travail. Faites confiance aux professionnels et vous verrez que les eaux usées traitées répondent aux normes.

ÉCLAIRAGE DES EAUX USÉES INDUSTRIELLES

V.P. Panov

BASES THÉORIQUES

PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT

(Isolement des eaux usées)

UDC 628.31

BBK 20.1

Pan 16

Relecteurs:
Docteur en sciences techniques, professeur

SZTU
Docteur en sciences chimiques, professeur

Le didacticiel présente les bases théoriques de l’élimination des eaux usées industrielles par des méthodes de sédimentation, de coagulation, de floculation, de flottation, de filtration, de traitement électrochimique du traitement des eaux usées.

Il est destiné aux étudiants inscrits au programme 656600 - "Protection de l'environnement" du cours "Fondements théoriques de la protection de l'environnement". Cela peut être utile pour les étudiants des cycles supérieurs, les ingénieurs, les enseignants travaillant dans le domaine de la protection de l'environnement.

Approuvé par le University Publishing Council

UDC 628.31

BBK 20.01

AVANT-PROPOS

Les ingénieurs certifiés dans la spécialité 33.0200 «Génie de l'environnement» devraient avoir les connaissances nécessaires pour pouvoir développer, concevoir, exploiter et améliorer les techniques et le génie de l'environnement, examiner les projets, les technologies et la production afin de maximiser la sécurité des activités humaines et de réduire les risques d'impact humain. sur l'environnement.

Le spécialiste devrait être en mesure de déterminer les sources d'émission de polluants, d'énergie dans l'environnement, d'évaluer les risques que présentent pour l'environnement les opérations technologiques, les processus individuels et la production dans son ensemble. L’ingénieur en environnement doit connaître les moyens techniques et les méthodes de prévention de la pollution de l’environnement par les eaux usées, les émissions de gaz, les déchets solides, comprendre le fonctionnement des processus de nettoyage des rejets et des émissions industriels, réduisant ainsi les impacts énergétiques sur l’environnement. L’ingénieur en environnement doit comprendre les avantages et les inconvénients des schémas technologiques de la station d’épuration.

Sans connaissance des bases physico-chimiques des processus de neutralisation des déchets industriels, du traitement des eaux usées et des gaz résiduaires, il est difficile d'analyser les moyens techniques possibles pour résoudre les problèmes environnementaux. Le cours "Fondements théoriques de la protection de l'environnement" décrit les bases physiques, physico-chimiques et chimiques des processus de neutralisation des déchets industriels.

Ce cours est basé sur les connaissances précédemment acquises en mathématiques, physique, chimie (en particulier physique et chimie des colloïdes), dynamique des fluides et transfert de chaleur et de masse, principes fondamentaux de la toxicologie, etc., "Méthodes d'ingénierie pour la protection de l'hydrosphère", etc.

Le manuel tentait pour la première fois de discuter de l'expérience de l'enseignement de ce cours en SPSUTD pour la spécialité 33.0200 en l'absence de manuels sur cette discipline. L'auteur sera reconnaissant à ses collègues pour leurs commentaires constructifs et leurs suggestions visant à améliorer l'enseignement de cette discipline.

L’auteur exprime ses sincères remerciements au personnel du département "Fondements écologiques de la gestion de l’environnement" du SSTU (responsable du département, professeur MP Fedorov), ainsi qu’aux professeurs A.I. Alekseev et B.Ya. Veretnov pour ses précieux conseils et recommandations qui ont contribué à l’amélioration du manuscrit.

INTRODUCTION

Dans les conditions modernes, la protection de l’environnement est devenue l’un des problèmes les plus importants, dont la solution est liée à la protection de la santé des générations présentes et futures de personnes et d’autres organismes vivants. Prendre soin de la préservation de la nature ne consiste pas seulement à élaborer et à respecter la législation sur la protection de la Terre et de son sous-sol, des forêts et des eaux, de l’air, des plantes et des animaux, mais également à connaître les relations de causalité entre divers types d’activités humaines et les modifications de l’environnement naturel. Les changements environnementaux sont toujours en avance sur le rythme de développement des méthodes de surveillance et de prévision de son état. La recherche scientifique dans le domaine de la protection de l'environnement devrait viser à réduire les effets négatifs de divers types de production humaine sur la recherche et la mise au point de méthodes et de moyens efficaces de réduction de l'impact anthropogénique sur l'environnement.

Tous les facteurs anthropiques ayant des effets indésirables sur l’environnement sont appelés polluants. Ils sont divisés en mécanique, chimique, physique / énergie / et biologique. Mécaniquement, inclure les particules de poussière dans l'air atmosphérique, les particules solides et divers objets dans l'eau, les substances étrangères présentes dans le sol, etc. Produit chimique - gaz et vapeurs, substances liquides et solides / éléments chimiques et composés /, pénétrant dans l'environnement et interagissant avec composants environnementaux. Les sources physiques de pollution sont la chaleur, les vibrations, le bruit, les ultrasons, les rayonnements ionisants et les champs électromagnétiques. La pollution biologique comprend des espèces de micro-organismes qui sont apparues avec la participation de l'homme et qui lui sont nuisibles ou à la nature vivante.

Les principaux dommages causés à l'environnement sont les émissions de polluants dans l'atmosphère, les rejets d'eaux usées et l'accumulation de déchets solides. Les émissions atmosphériques sont divisées en solides, liquides, gaz et vapeurs et en mélanges. Les déchets solides sont divisés en déchets domestiques, industriels et mixtes. Les eaux usées sont divisées en eaux domestiques, atmosphériques ou pluviales et industrielles. En fonction de la teneur en polluants, les eaux usées sont divisées en zones propres et polluées.

La composition des eaux usées domestiques résultant d'activités humaines est relativement constante - les polluants sont composés à 60% de composés organiques et à 40% de minéraux. Habituellement envoyé aux centres de traitement municipaux. Atmosphérique / eaux pluviales / eaux usées - le résultat des eaux de ruissellement provenant de certains territoires, va directement dans les plans d'eau ou les systèmes d'égouts. La composition de l'effluent varie en fonction du type d'objets économiques dans la région.

Les eaux usées industrielles sont formées à la suite de la consommation d'eau dans divers processus technologiques. Dans le même temps, environ 90% de l'eau utilisée dans le processus de production est renvoyée dans des réservoirs présentant différents degrés de pollution. La composition des contaminants dépend du type de production et peut être extrêmement diverse.

L’amélioration, la protection et l’utilisation rationnelle des ressources en eau sont aujourd’hui principalement axées sur le développement et la mise en œuvre de technologies permettant d’économiser l’eau et de systèmes d’alimentation en eau en boucle fermée. La création de systèmes d'approvisionnement en eau fermés sans égout pour les entreprises industrielles est une tâche difficile, mais nécessaire pour résoudre le problème dans les conditions modernes. Pour atteindre de tels objectifs, il est important de mettre en pratique des méthodes de traitement des eaux usées prometteuses, fondées sur des réalisations scientifiques et techniques dans le domaine de l'ingénierie environnementale et des domaines de connaissance connexes.

Une grande variété de polluants des eaux usées, ainsi que les méthodes utilisées pour les traiter, compliquent la recherche d'options optimales lors du choix de solutions techniques / schémas et dispositifs technologiques / dans des cas spécifiques. La recherche de telles méthodes ne peut aboutir si le spécialiste n’a pas une compréhension et une connaissance adéquates des lois de base des méthodes et processus d’élimination des impuretés qui contaminent l’eau. Par conséquent, les questions de classification des méthodes de purification et des impuretés éliminées, proposées et discutées jusqu'à présent dans de nombreux articles scientifiques, monographies et manuels, sont importantes.

La classification des impuretés de l’eau proposée par LA est largement utilisée. Kulsky, basé sur l'état de phase et la dispersion des impuretés. Selon cette classification, les eaux usées sont divisées en deux types de systèmes: hétérogènes et homogènes.

Le premier groupe de systèmes / suspensions et émulsions dispersés / couvre les impuretés d’une granulométrie comprise entre 10 -3 et 10 -7 m. cause la turbidité de l’eau, les composés colloïdaux et de poids moléculaire élevé déterminent l’oxydabilité et la couleur de l’eau. Le troisième groupe comprend les solutés moléculaires dans les systèmes homogènes et le quatrième groupe comprend les substances dissociées en ions. La taille des particules de polluants dans ces groupes est de 10 -9 -10 -10 m.

Les substances moléculaires dissoutes donnent à l'eau une odeur et un goût; substances dissociées en ions - minéralisation, acidité ou alcalinité. Bien entendu, cette division est quelque peu arbitraire.

Pour chaque groupe d'impuretés selon la classification de L.А. Kulsky peut identifier quelques méthodes spécifiques de contrôle de leur teneur en eau et des processus technologiques de purification de l’eau, prenant en compte la taille de particule des impuretés, leur mobilité, la stabilité cinétique des systèmes, les impuretés de l’eau et d’autres caractéristiques. L’état des phases des impuretés de l’eau, tenant compte de leur nature chimique, détermine le comportement de ces substances dans les procédés de traitement de l’eau, détermine la combinaison caractéristique des méthodes d’exposition permettant d’obtenir la qualité requise d’eau purifiée.

Cette classification couvrant l’ensemble des types d’impuretés couvertes et des méthodes de nettoyage présente certains inconvénients. Par exemple, la même méthode vous permet d'éliminer les impuretés attribuées à différents groupes. Une très grande variété d'impuretés dans les eaux usées, tant par leur dispersion que par leur nature chimique, prédéfinit l'utilisation d'autres classifications.

En tant qu'attributs dans la classification des méthodes de purification de l'eau et d'élimination des impuretés, V.V. Kafarov a souligné ce qui suit:

- la nature physico-chimique de la méthode utilisée pour le nettoyage / sans tenir compte de la nature des impuretés éliminées ni des modifications de leur état au cours du processus de nettoyage /;

- la nature des forces agissant sur les impuretés / également sans tenir compte de la nature des impuretés et des modifications de leur état /;

- la nature des impuretés à éliminer / sans tenir compte du changement d'état de celles-ci à la suite du nettoyage /;

- modification de l'état des impuretés dans les processus de nettoyage.

Toutes les méthodes de traitement des eaux usées sont divisées en trois grands groupes: 1. Les méthodes basées sur l'isolement des impuretés;

2. méthodes basées sur la conversion des impuretés;

3. méthodes biochimiques.

L'utilisation des méthodes du premier groupe conduit à la sélection des impuretés dans l'eau sans modifier leurs propriétés chimiques. Ceci est possible dans les systèmes hétérogènes et homogènes. Si de l'eau et une impureté forment une phase (par exemple, une vraie solution) et qu'il est impossible d'appliquer directement les méthodes de nettoyage du premier groupe, l'eau purifiée est préalablement soumise à un tel traitement, au cours duquel l'impureté passe à une autre phase. Sur cette base, les méthodes basées sur l'isolation des impuretés sont divisées en deux sous-groupes:

1) Extraction directe des impuretés de l'eau / libération mécanique sans réactif, flottation, méthodes à la membrane, certaines méthodes électrochimiques, etc. /;

2) Changement préliminaire de l’état de phase d’une impureté ou de l’eau, suivi de leur séparation / agrégation de particules, cristallisation, sorption, etc. /.

Dans l’outillage pédagogique, les fondements théoriques des méthodes et processus de traitement des eaux usées en isolant les impuretés, ainsi que les processus les plus largement utilisés dans la pratique industrielle, sont pris en compte. Compte tenu de l’ampleur des travaux, des tâches assignées, les matériaux présentés ne reflètent pas une gamme complète et inconditionnelle de méthodes pour séparer les impuretés des eaux usées utilisées dans diverses industries, mais toute une gamme d’opinions sur le mécanisme et la cinétique des processus. Dans une certaine mesure, la préférence est donnée aux méthodes utilisées ou recommandées pour la production de textiles, de cuir et de fourrure, de fibres chimiques et de services publics.

Dans le chapitre «Procédés électrochimiques dans le traitement des eaux usées», des procédés de traitement des eaux usées séparés sont basés sur la conversion des impuretés, afin de ne pas perturber l'intégrité de cette section et de ne pas revenir aux méthodes indiquées dans les manuels suivants.

ÉCLAIRAGE DES EAUX USÉES INDUSTRIELLES

Systèmes de dispersion

Chaque corps est délimité par une surface sur laquelle des phénomènes de surface peuvent se développer. Les particules de substances en suspension dans les eaux usées sont des particules dont la surface est très développée. La combinaison de ces particules, ainsi que le milieu dans lequel elles sont réparties, forment un système dispersé. Les systèmes dispersés sont les objets les plus typiques et les plus complexes de la chimie des colloïdes, car ils manifestent toute la diversité des phénomènes de surface qui forment les propriétés particulières de tels systèmes. Les eaux usées sont un système de dispersion typique.

Les eaux usées ont deux caractéristiques communes: l'hétérogénéité et la dispersion. L'hétérogénéité indique la présence d'une surface interfaciale et la dispersion / fragmentation / est déterminée par la taille et la géométrie / forme / corps. La dispersibilité confère de nouvelles propriétés non seulement aux éléments individuels du système dispersé, mais également à l'ensemble du système. Avec la dispersion croissante, le rôle des phénomènes de surface dans le système augmente. La dispersion est un paramètre purement quantitatif caractérisant la taille de la surface interfaciale.

Selon les propriétés cinétiques de la phase dispersée, tous les systèmes sont divisés en deux classes: les systèmes libres dispersés dans lesquels la phase dispersée est mobile et les systèmes dispersés connectés - systèmes avec un milieu de dispersion solide dans lesquels les particules de la phase dispersée sont interconnectées et ne peuvent pas se déplacer librement. Les eaux usées sont un système à dispersion libre. Ces derniers sont divisés en ultramicrohétérogènes dont la taille des particules est comprise entre 10 -9 et 10 -7 m; microhétérogène avec une taille de particule de 10 -7 à 10 -5 m et des particules grossières avec des particules plus grandes que 10 -5 m. Les systèmes ultramicrohétérogènes sont souvent appelés véritablement colloïdaux / ou sols /.

Pour tous les systèmes dilués en dispersion libre dans lesquels le mouvement des particules n'est pas compliqué par leur agrégation, les lois générales régissant les propriétés électrocinétiques et cinétiques moléculaires sont caractéristiques. Dans la pratique du traitement de l'eau, en fonction de la dispersion de la phase solide, les suspensions sont subdivisées en particules grossières d'un diamètre supérieur à 100 microns / minces / de 100 à 50 microns / et troubles / de 0,5 microns à 100 nm /. Parfois, cette classification inclut des sols avec une taille de particules inférieure à 100 nm, mais pour un certain nombre de caractéristiques spécifiques, ils représentent un type qualitativement différent de systèmes dispersés.

Une propriété commune caractéristique des suspensions, les émulsions est la tendance des particules à se déposer ou à flotter des particules de la phase dispersée. La sédimentation de particules s'appelle la sédimentation et la flottaison est la sédimentation inverse.

1.2 Clarification des eaux usées par gravité

Les particules en suspension sont évacuées des eaux usées dans des stations pour la clarification de leurs réactifs et leur blanchiment dans des bassins de décantation ou des clarificateurs. La décantation des particules en suspension se produit sous l'action de la gravité. Une particule, lorsqu'elle tombe dans un fluide, subit une force de résistance, décrite par la loi de Stokes linéaire

où est la force de résistance, m est le coefficient de viscosité dynamique, d est le diamètre de la particule, U0 - taux de dépôt de particules.

Selon la loi de Stokes, la force de résistance d'une particule déposée varie proportionnellement à la vitesse de dépôt. Aux faibles taux de dépôt (mode laminaire) et aux petites tailles de particules, seules les forces visqueuses affectent la résistance au mouvement des particules.

Le taux de dépôt de petites particules sphériques denses (10 -1 - 10 -4 mm) qui ne changent pas de volume au cours du processus de dépôt avec Re

Éclaircissement à l'eau: tout ce que vous vouliez savoir sur ce processus

La clarification de l'eau consiste à éliminer les substances en suspension qui modifient la couleur de l'eau ou la rendent opaque. La nécessité et le degré d'un tel nettoyage dépendent du but de l'utilisation ultérieure du liquide.

De cet article, vous apprendrez:

A quel stade de purification de l'eau se trouve sa clarification

Quelles méthodes de clarification de l'eau existent

Quelles sont les installations de filtrage pour la clarification de l'eau

A quel stade du traitement se trouve la clarification des eaux usées

Nous utilisons de l'eau tous les jours, mais nous ne pensons presque jamais à ce qui va lui arriver après. Les eaux usées sont un liquide trouble contenant une grande quantité d'impuretés, notamment nocives, généralement avec une odeur désagréable. Une telle eau ne convient pas à la consommation, aux besoins domestiques et industriels. Actuellement, il existe de nombreuses méthodes de traitement des eaux usées dans le but de les traiter efficacement. L'eau purifiée peut être réutilisée par l'homme.

En règle générale, lors de la première étape de purification, les déchets liquides sont décantés puis filtrés. Le filtrage consiste généralement en plusieurs étapes. Effectuez d’abord la filtration de la purification grossière, après quoi des méthodes de clarification de l’eau sont utilisées. À la dernière étape, des filtres spéciaux de clarification de l'eau sont utilisés. Le matériau de ces filtres doit être d'une certaine hauteur, se distinguer par une résistance élevée, ne doit pas s'user, ne doit pas être trop léger.

En tant que matériau pour les filtres à ce stade du processus de clarification des eaux usées, on utilise de l'argile expansée broyée ou de l'hydroanthracite. Des systèmes de filtration à deux et à trois couches sont parfois utilisés: dans ce cas, une couche avec des particules plus grosses est coulée par le haut et des particules plus petites sont appliquées par le haut.

Méthodes de clarification de l'eau

Selon le degré de purification requis, différentes méthodes de clarification de l'eau peuvent être appliquées. Ceux-ci incluent ceux basés sur l'utilisation de divers processus physicochimiques. Par exemple, la purification des particules solides en suspension est effectuée par décantation. En outre, l’eau peut être nettoyée à l’aide de crépines, de filtres de clarification et de sorption, ainsi que par hydro-clonage, flottation, coagulation et floculation.

Chloration de l'eau

Traditionnellement, la chloration est la méthode de désinfection de l’eau la plus répandue, en raison de son faible coût et de sa faible disponibilité. À cette fin, on utilise du chlore gazeux (en bouteilles), de l’eau de javel, de l’hypochlorite de calcium et de la chloramine.

L'effet bactéricide de la chloration est obtenu par:

Propriétés antimicrobiennes du chlore.

Propriétés antimicrobiennes de l'oxygène atomique (O), qui se forme lors de la décomposition de l'acide hypochloreux, formé par l'interaction du chlore avec de l'eau.

L'effet de la chloration dépend de:

L'activité des substances utilisées. Le chlore a la plus grande activité, suivi de l’eau de javel, encore plus faible - les autres réactifs. L'activité de l'eau de Javel est également inégale et plus le pourcentage de chlore actif dans celui-ci est élevé (25–35%);

La pureté de l'eau chlorée. Premièrement, le chlore est consommé pour l'oxydation de substances organiques dans l'eau et, deuxièmement, les particules en suspension dans l'eau empêchent l'action du chlore. Par conséquent, plus la qualité de l'eau est élevée, plus l'effet de sa chloration est important.

Doses de chlore et heure de son action.

Les propriétés des microorganismes eux-mêmes et des autres.

Plusieurs technologies de chloration sont connues. Dans les usines de traitement de l'eau, on utilise habituellement une post-chloration normale avec du chlore gazeux.

La chloration de l'eau a ses inconvénients:

Modification de l'odeur, du goût et de la limpidité de l'eau (propriétés organoleptiques).

Tous les micro-organismes ne sont pas détruits, par exemple les microbes sporogènes.

Maintien

La méthode de décantation de l'eau n'est purifiée qu'à partir de grosses inclusions, dont la taille transversale est 0,1-0,01 mm. Pour éliminer les particules plus petites lors de la clarification de l'eau, une coagulation doit être effectuée.

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De nombreuses stations d’épuration sont équipées de puisards. En règle générale, ces dernières se présentent sous la forme de bassins dans lesquels l'eau se déplace lentement et en continu. En passant du tuyau au large canal du bassin, l’eau ralentit son débit de 1 m / s à plusieurs millimètres par seconde.

À une décélération aussi rapide, la suspension précipite presque au même rythme que dans l’eau stagnante. Au cours du processus de décantation, certaines petites particules sont grossies et se déposent également au fond. Selon la conception du puisard, en particulier la direction du mouvement de l'eau, celui-ci peut être horizontal ou vertical.

Les bassins de décantation horizontaux sont construits sous la forme de bassins rectangulaires, allongés dans le sens de la circulation de l'eau, équipés d'un dispositif créant un écoulement laminaire dans l'eau. Le fond du réservoir est incliné vers l'entrée. Il y a une fosse au fond pour collecter les sédiments au début du réservoir. L'eau clarifiée pénètre dans le réservoir par l'un des côtés du puisard et ressort par l'autre, en traversant une cloison percée d'ouvertures.

La cuve du puisard est généralement divisée en plusieurs couloirs parallèles, d’une largeur d’environ 6 m, dont la valeur correspond au débit d’eau compris entre 2 et 4 mm / s. La vitesse des particules dans l'écoulement est égale à la superposition de deux composantes mutuellement perpendiculaires: la vitesse de précipitation, dirigée verticalement vers le bas, et la vitesse de l'écoulement laminaire horizontal.

Selon le rapport entre les modules de ces composants, la particule lors du passage du bassin tombe au fond ou est extraite du puisard.

Le puisard vertical est un réservoir cylindrique (cubique) à fond conique (pyramidal). Au centre du réservoir se trouve un tube coaxial dans lequel l’eau éclairée s’écoule d’en haut. Après avoir descendu le tube central, l'eau clarifiée pénètre dans l'espace annulaire du réservoir, dans la zone dite de précipitation.

Le processus de clarification de l'eau a lieu lors de son mouvement du bas vers le haut avec une petite vitesse (environ 0,4–0,6 mm / s) dans tout l'espace annulaire. Ayant atteint le sommet du réservoir du décanteur, les eaux partiellement clarifiées (clarifiées) sont évacuées du réservoir et les sédiments recueillis dans la partie inférieure du décanteur sont périodiquement retirés. En fonction de la taille du réservoir, le temps nécessaire au passage de l'eau dans le décanteur est de 4 à 8 heures.

L'avantage de la conception verticale des puisards est une petite zone occupée par eux. Les inconvénients sont le lent processus de clarification de l'eau et la hauteur élevée des réservoirs, nécessaires pour augmenter le temps de précipitation. Les inconvénients des bassins de sédimentation verticaux peuvent également être pris en compte, car ils n’ont pas le temps de se déposer et que les substances colloïdales ne se forment pas du tout.

Sur le terrain, avec la dislocation à long terme du contingent dans un endroit particulier, de petits barrages ou réservoirs artificiels, communiquant avec le fleuve, sont souvent utilisés comme décanteurs. Avec la sédimentation à long terme de l’eau dans des conditions naturelles, ainsi que l’augmentation de la transparence, on observe une diminution de la chromaticité, ainsi qu’une diminution du nombre de microbes de 75 à 90% chez Khlopin.

La coagulation

La coagulation fait également partie des méthodes de clarification de l'eau, dont l'essence réside dans la formation de flocons lors de la coagulation de substances présentes dans l'eau colloïdale. Cette méthode de clarification est utilisée pour réduire la turbidité de l’eau et changer de couleur. La coagulation est réalisée à l'aide de produits chimiques spéciaux (coagulants): sel d'aluminium - Al2(SO4)3 × 18H2O sulfate de fer - FeSO4 × 7H2Oh, le chlorure ferrique - FeCl3 × 6H2O.

En règle générale, les eaux usées après filtration grossière et sédimentation présentent des taux élevés de couleur et de turbidité, représentant un système en suspension d'électrolyte, de particules colloïdales et d'impuretés grossières. Les coagulants, après leur dissolution dans un tel mélange polydispersé, subissent une hydrolyse. En conséquence, des flocons d'hydrates, d'oxydes et de dioxyde de carbone peu solubles se forment dans l'eau:

Lorsqu'un hydrate d'oxyde d'aluminium colloïde chargé positivement interagit avec les anions du colloïde d'eau, les particules colloïdales sont agrandies puis précipitées sous forme de flocons.

Les flocons de coagulant, lâches dans leur structure, ont une très grande surface active (plusieurs dizaines de mètres carrés pour 1 g de sédiment). Les particules colloïdales sont adsorbées sur cette surface. Ils s'enfoncent lentement au fond, capturant des suspensions plus grossières. Ainsi, le processus de clarification de l'eau.

La vitesse de coagulation dépend de la température de l'eau, de l'intensité de son mélange, du nombre d'inclusions grossières dans l'eau, de la réaction active et de son alcalinité.

Pour différentes compositions de l’eau clarifiée, vous devez sélectionner votre dose de coagulant.

Le processus peut être accéléré au moyen de floculants, des composés synthétiques à poids moléculaire élevé.

Filtration de l'eau

À l'aide de filtres, l'eau est purifiée des particules en suspension qui la rendent turbide. En même temps, des micro-organismes, ainsi que des substances toxiques et radioactives séparées, se déposent partiellement dans le filtre. En conséquence, la couleur et l'oxydabilité du liquide sont réduites.

Par la vitesse de filtration, il y a: filtres lents (de 0.1 à 0.3 m / h) et rapides (de 5 à 10 m / h).

Les filtres sont divisés en: suivant la direction du flux d’eau filtré - flux simple et flux double; sur le nombre de couches filtrantes - sur une couche et deux couches.

Pour éliminer les impuretés mécaniques de l'eau, des filtres à chargement granulaire sont également utilisés. Ce sont des dispositifs sous la forme d'un conteneur avec des matériaux filtrants, qui doivent être chimiquement résistants au fluide traité, avoir une résistance mécanique élevée et ne pas le contaminer. À ces fins, on utilise généralement du sable de quartz, des copeaux de céramique, de la sciure de bois, des copeaux de coke, de l'argile expansée, de l'anthracite broyé.

Les filtres à deux couches, en plus de la couche de filtrage principale, ont un support, qui retient le matériau filtrant fin et empêche le flux d’eau de le détruire. La couche de support est constituée de gravier ou de pierre concassée de différentes tailles, augmentant progressivement de haut en bas de 2 à 40 mm.

Actuellement, il existe deux méthodes fondamentalement différentes de clarification de l'eau par filtration. L'un d'eux est la filtration sur film adhésif. Lorsque cette clarification de l'eau et la rétention des impuretés dispersées se produit à la surface de la couche filtrante. Le film est formé en raison du faible taux de filtration, de la turbidité élevée de l’eau et d’une teneur importante en micro-organismes vivants (film biologique). Lors de la filtration par adhésif, les substances en suspension dans l'eau sont piégées par la surface des grains (collent dessus) du matériau filtrant dans son ensemble.

Le film biologique joue un rôle majeur dans l'action des filtres lents. Outre les suspensions, le film retient également les bactéries, ce qui réduit leur nombre de 95 à 99%. De plus, le film biologique réduit l'oxydabilité (de 20 à 45%) et la couleur (de 20%) de l'eau. Les filtres lents sont faciles à utiliser et à entretenir. Ils ont d'abord été utilisés comme usines de traitement des eaux usées dans les villes. À l'avenir, en raison de l'augmentation de la consommation d'eau, ils ont été remplacés par des filtres rapides plus performants, ce qui est important dans les conditions de la métropole moderne.

Installations de filtration pour la clarification de l'eau

Les filtres sédimentaires sont utilisés pour purifier l'eau d'inclusions telles que le fer, la rouille, le sable, le tartre, etc. Ces filtres sont utilisés pour les petites et les grandes stations industrielles.

Filtre éclaircissant

En passant à travers la structure granulaire du filtre, l’eau, débarrassée de ses particules en suspension, est clarifiée. Les performances de ce processus dépendent des propriétés physicochimiques des impuretés, des caractéristiques des matériaux filtrants et des caractéristiques hydrodynamiques du filtre.

La filtration de l’eau résulte de deux processus de contre-radiation: l’adhésion et la suffusion. Lorsque l'eau passe à travers le filtre, les particules solides qu'il contient entrent en contact avec les grains de chargement et y adhèrent (adhérence). Ensuite, sous la pression de l’eau, une certaine partie des particules déjà adhérées se détache des grains du filtre et est transférée aux couches suivantes du filtre (suffusion). Là, ils sont à nouveau retardés dans les canaux du matériau filtrant.

La clarification de l'eau pendant la filtration se produit lorsque le taux de collage des particules dépasse le taux de séparation. Plus l'efficacité de ce processus est élevée, plus l'excès est important.

Filtre à sédiments

Au fur et à mesure que les couches supérieures de la charge deviennent saturées, la zone de filtration se déplace dans la direction de l'écoulement depuis les couches supérieures du filtre, là où le processus de suffixe prévaut, jusqu'aux couches inférieures soumises à une charge fraîche - ici, l'adhérence se produit principalement.

La période pendant laquelle le filtre fournit le degré requis de clarification de l'eau s'appelle l'action protectrice de la charge et la phase pendant laquelle la perte de charge dans la charge augmente jusqu'à la valeur maximale possible pour ce filtre est appelée le temps nécessaire pour atteindre la perte de charge maximale. Du point de vue technique et économique, le mode de fonctionnement du filtre est considéré comme optimal lorsque les valeurs des deux périodes sont approximativement égales.

Lorsque la pression maximale ou la détérioration de la clarification de l’eau sont atteintes, il est nécessaire de régénérer le filtre. Pour ce faire, il est transféré dans le mode de lavage par lavage, lorsque la charge est lavée avec un flux d’eau inversé, et que la pollution est rejetée dans le drainage.

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