ODNOWA WODY WYKŁAD 4. KOAGULACJACIEKÓW 2 Koagulacja wapnem

Transkrypt

1 ODNOWA WODY WYKŁAD 4 KOAGULACJACIEKÓW 2 Koagulacja wapnem

2 cieki wirusy bakterie elazo, metale mikrofauna CH 4 ; H 2 S zawiesiny H 2 O twardo INNE N, P zapach nadmierny ChZT pestycydy barwa i mtno Metody -chemiczne -biologiczne cieki

3

4 Elektrokoagulacja

5

6

7

8

9 KOAGULACJA WAPNEM Wprowadzenie LLP (ph 9,5-10,5) - strcanie chemiczne HLP (ph 10,5-11,5) - strcanie chemiczne/koagulacja Mg(OH)2 Wapno CaCO 3 temp. CaO + CO 2 wapno palone Wapno dolomitowe CaO + H 2 O Ca(OH) 2 wapno gaszone Ca(OH) 2-10% zawiesina w wodzie (mleko wapienne) Ca(OH) 2-1% roztwór (woda wapienna) Ca(OH) 2 / Mg(OH) 2 60 % / 40 %

10 2.5. Reakcje chemiczne (c.d.) odwracalne (ogólne) aa + bb cc + dd v s = k 1 [A] a [B] b v p = k 2 [C] c [D] d v s = v [ ] c [ ] d p k1 C D = K = k [ A] a [ B] b 2

11 2.5. Reakcje chemiczne (c.d.) odwracalne (rozpuszczanie) A a B b(s) aa b+ + bb a- K = [ ] [ ] b+ a a- A B [ A a B b ] s b K IR = [ ] [ ] b+ a a- A B b zwykle lg IR Fe(OH) 3 Fe OH - Al(OH) 3 Al OH - Ca(OH) 2 Ca OH - CaCO 3 Ca 2+ + CO 2-3 lg IR

12 CHEMIZM KOAGULACJI WAPNEM LLP CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 + 2H 2 O Mg(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = Mg(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2 HLP Mg(CO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = Mg(OH) 2 + CaCO 3

13 CHEMIZM KOAGULACJI WAPNEM Rozp CaCO 3 (g/m 3 ) K 273 K ,0 10,5 11,0 11,5 ph

14 Procesy towarzyszce

15 Skład cieków Próbka cieków 0,5 µm Rozpuszczone Zawiesina nieorganiczne organiczne detrytus organizmy s. biogen. m. cikie j.główne aniony rozp.gazy całkowite (ChZT, RWO) kwasy humusowe ekstrakt eter mikro-zaniecz. (WWA, PCB...) aminokwasy, cukry bakterie bezkrgow. krgowce

16 LLP/HLP. PROCESY TOWARZYSZCE DEFOSFATACJA a) ortofosforany (całkowite usunicie) % P w ciekach 3PO Ca(OH) 2 = Ca 5 OH(PO 4 ) 3 + 9OH - 2PO Ca(OH) 2 = Ca 3 (PO 4 ) 3 + 6OH -

17 LLP/HLP. PROCESY TOWARZYSZCE KLAROWANIE (przyspieszone opadanie zawiesin) ph 9,5-10 γ CaCO 3 = 2,5 g/cm 3 mtno wzgl. 1 0,5 m.z. d.ortof. dua zasadowo mała zasadowo mało ortofosforanów ph

18 LLP/HLP. PROCESY TOWARZYSZCE USUWANIE ZW. ORGANICZNYCH Redukcja w wyniku sorpcji a) 50% OWO b) 60% E Ch z wgla aktywnego c) 35% E A z wgla aktywnego b) zw. hydrofobowe c) zw. hydrofilowe

19 LLP/HLP. PROCESY TOWARZYSZCE USUWANIE ZW. NIEORGANICZNYCH Mn, Fe, Zn, Cu, Cd, Ni, Pb, Co pozostaje < 0,1 g/m3 ( < 20% ) mechanizm: wodorotlenki metali, współstrcanie Co(OH) 2 I R = 10-15

20 REKARBONIZACJA LLP HLP nasycony roztwór Ca(OH) 2 IR = -8 IR = Ca(OH) 10 CaCO 10 dodatek nadmiaru CO 2 a) proces dwustopniowy Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 b) proces jednostopniowy Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2

21 URZDZENIA DO KOAGULACJI WAPNEM urzdzenia z osadem zawieszonym dowiadczalne ustalenie dawki zasady oblicze dawki- jak dla wody

22

23 Schemat klarownika z zawieszonym osadem 2 II II I III I 1 3 1

24 Schemat klarownika korytowego z osadem zawieszonym przekrój j pionowy B B

25 Klarownik cylindryczny z zawieszonym osadem

26 Koagulacja objtociowa Mieszacze hydrauliczne a) z poziomym przepływem wody; 1- dopływ wody, 2- dopływ koagulantu, 3- odpływ zawiesiny, 4- odpływ wody przelewowej, 5- przegrody perforowane, b) z wirowym przepływem wody (wodoskrtne) 1- dopływ wody 2- dopływ koagulantu 3- odpływ

27 Koagulacja obitociowa- sposoby mieszania - hydrauliczne (a, b) - mechaniczne (c) a) c)

28

29 Przygotowanie roztworów koagulantów i flokulantów Schemat zbiornika zarobowo-roztworowego do przygotowywania roztworu koagulantu 1- koagulant w bryłach, 5- spust, 2- ruszt drewniany, 6- zbiornik zarobowy, 3- sprone powietrze, 7- zbiornik roztworowy 4- roztwór roboczy

30 Koagulacja strefowa Osad-koagulant Osad-koagulant Zagszczony osad-koagulant Schemat klarownika z osadem zawieszonym; I-strefa zawieszonego osadu, II-strefa wody sklarowanej, III-zagszczacz; 1- dopływ wody 2- odpływ wody 3- odprowadzenie osadu

31 Wytwarzanie wapna dopr. wody zsyp cz.stał zsyp cz.nierozp. napd koryto wózek Zbiornik do gaszenia wapna

32 Sprawnokoagulacji wapnem

33 2.3. Stenia substancji biogenicznych w ciekach Nog Pog (mg/dm 3 ) cieki miejskie surowe m.s. po II st oczyszczania (o.cz.) po III st. ocz.(str.chem) 40 2(1,5) + filtr 30 0,3 + klinoptylolit 4 0,3.m.s. po wysoko- 12 1,2 efektywnych biologicznych metodach usuwania substancji biogenicznych

34 Efektywnoi koszt procesów jednostkowych w III stopniu oczyszczania cieków miejskich Proces jednostkowy cieki miejskie ciek B.O. Koagulacja CaO Filtracja Klinoptylolit (J) Adsorpcja Dezynfekcja (Cl 2 ) Odwrócona osmoza BZT 5 ChZT mtno P N ,5 1,5 0,5 0,0 0,0 Wska nik zanieczyszczenia(mg/l) ,5 0, ,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0, ,5 Index coli Koszt zw.rozp. L/100cm 3 gr/m

35 cieki oczyszczone 2.4. Schemat oczyszczania (II + III stopie) cieki surowe O O.Cz. O K O F D BZT Nog 80 N NH Pog ,3

36 SPRAWNO KOAGULACJI WAPNEM W OSADNIKACH KONTAKTOWYCH Wska nik dopływ Stenie (g/m 3 ) odpływ Redukcja % BZT5 rozp zaw ogółem ChZT rozp zaw ogółem P ogólny zaw 1 0,7 68 rozp 10 0,0 > 99 ogółem 11 0,7 94

37 SPRAWNO KOAGULACJI WAPNEM W OSADNIKACH KONTAKTOWYCH (c.d.) Wska nik Stenie (g/m 3 ) dopływ odpływ Redukcja % PO 4 3- rozp 8,8 0,0 > 99 zaw 1,9 0,6 73 ogółem 10,6 0,7 94 Zawiesina org ogółem Barwa Zasadowo ph 7,2 11,0

38 ZNACZENIE FILTRACJI Wska nik dopływ Stenie g/m 3 odpływ Redukcja % Fosfor ogólny rozpuszcz 0,65 0,05 (70) ,45 0,01 (60) - 98 ChZT (20) - 45 BZT (70) Zawiesiny µ-filtracja?

39 Koagulacja wapnem-zagadnienia 1. LLP/HLP 2. Chemizm LLP/HLP 3. Redukcja zanieczyszcze 4. Urzdzenia do koagulacji strefowej 5. Rola filtracji Elektrokoagulacja