Δεξαμενές κροκίδωσης και εξοπλισμός

Δεξαμενή κροκίδωσης και εξοπλισμός

Γενικά

Η θολότητα των νερών οφείλεται σε στερεά με ιοντικό και μη φορτίο και τα οποία σε φυσική κατάσταση εμφανίζονται σε πλήρη διασπορά και διάλυση εις τα νερά. Η διασπορά προέρχεται είτε από την κολλοειδή φάση είτε από την φάση των αιωρούμενων στερεών που ευρίσκονται τα στερεά. Η κατάσταση της διασποράς των στερεών, εκτός από την θολότητα που προσδίδει, ταυτόχρονα δεν επιτρέπει διαχωρισμό των στερεών από τα νερά με την τεχνική της καθίζησης. Επίλυση της κατάστασης αυτής επιτυγχάνεται με την κροκίδωση δηλαδή με τεχνικό τρόπο σχηματισμό ιζημάτων. Κροκίδωση είναι μια φυσικοχημική διεργασία κατά την τα στερεά σε διασπορά μετασχηματίζονται
σε θρόμβους (κροκίδες και ιζήματα) με την βοήθεια ειδικών χημικών ουσιών που προστίθενται εις τα νερά.

Στόχος της χημικής αυτής επεξεργασίας είναι να επιτευχθεί αύξηση του μεγέθους (κροκίδωση-συσσωμάτωση) των στερεών - ρυπαντών ώστε σύμφωνα με τον νόμο του Stoke's να αναπτυχθεί μεγαλύτερη ταχύτητα καθίζησης που θα επιτρέψει τον διαχωρισμό με καθίζηση. Η νέα αυτή ταχύτητα επιτρέπει τον διαχωρισμό, την συγκέντρωση και συμπύκνωση των στερεών ώστε να πραγματοποιείται το επιθυμητό, δηλαδή: απομάκρυνση των ιζημάτων (θολότητας) με την μέγιστη δυνατή συγκέντρωση εις την λάσπη, δηλαδή με τον ελάχιστο δυνατό όγκο παραγόμενης λάσπης.

H διεργασία που περιλαμβάνει την προσθήκη των χημικών μέσων με την θραύση της διασποράς την άρση του κολλοειδούς και τον σχηματισμό λεπτού μεγέθους θρόμβων, υπό ανάδευση ονομάζεται περικινητική κροκίδωση. Η φάση της συνένωσης ονομάζεται ορθοκινητική κροκίδωση. Η συνένωση των ουσιών σχηματίζει μία νέα κατάσταση σε μορφή αδιάλυτης φάσης που διακρίνεται με γυμνό οφθαλμό. O διαχωρισμός των συσσωματώσεων είναι πλέον εφικτός εις την δεξαμενή καθίζησης. Η περικινητική και ορθοκινητική κροκίδωση περιγράφονται και υπολογίζονται με βάση την απορροφημενή ισχύ σαν αποτέλεσμα του τετραγώνου της ταχύτητας σχηματισμού των θρόμβων. Ο σχηματισμός θρόμβων πραγματοποιείται εις τις δεξαμενές κροκίδωσης.

Η ταχύτητα σχηματισμού των θρόμβων αναπτύσσεται είτε με την βοήθεια μαιανδρικής ανάδευσης ελέγχοντας την ταχύτητα διέλευσης είτε με την προσφορά μηχανικής ενέργειας. Πειραματικά δεδομένα είναι απαραίτητα δια να καθορίσουν την πραγματική ταχύτητα ανάδευσης και προσφοράς μηχανικής ενέργειας - διατμητικής τάσης μέσω των
πτερωτών των αναδευτήρων που αναπτύσσουν γωνιακές ταχύτητες. Δια την αύξηση της απόδοσης της επεξεργασίας και σύμφωνα με τις αρχές της χημικής μηχανικής προσφέρεται συνεχής ανάδευση εις όλα τα στάδια ώστε να
βελτιώνονται οι συνθήκες διείσδυσης των χημικών εις όλη την μάζα του νερού. Βασικά στοιχείο κατά την σχεδίαση της κροκίδωσης είναι ο αποκλεισμός συνθηκών που  καταστρέφουν τους σχηματισθέντες θρόμβους.

Διατάξεις κροκίδωσης

Οι κροκιδώσεις εκτελούνται σε δύο ομότοιχες δεξαμενές που διαθέτουν αναδευτήρες. Η πρώτη δεξαμενή με το πολύστροφο αναδευτήρα (40RPM) χρησιμοποιείται δια την περικινητική κροκίδωση όπου τα στερεά δημιουργούν μικρού μεγέθους συσσωματώσεις με την βοήθεια ειδικών χημικών προσθέτων. Ο χρόνος παραμονής στην περικινητική δεξαμενή είναι μικρός max 5min (δεξαμενή ταχείας ανάδευσης). Η δεύτερη δεξαμενή χρησιμοποιείται ώστε με αργή ανάδευση και την προσθήκη διαφορετικών χημικών υλών οι συσσωματώσεις να διογκωθούν. Η φάση της ορθοκινητικής κροκίδωσης περιλαμβάνει την χρησιμοποίηση ενός ακόμη χημικού μέσου, με σκοπό την γεφύρωση όλων των μικρού μεγέθους κροκιδώσεων της περικινητικής δράσης. Ο νέος σχηματισμός των συσσωματώσεων είναι ορατός δια γυμνού οφθαλμού (δεξαμενή αργής ανάδευσης). Συνήθης χρόνοι παραμονής εις την δεξαμενή ορθοκινιτικής κροκίδωσης είναι 30 min και οι περιφερειακές ταχύτητες των λεπίδων είναι 0,4m/sec.

Παράμετροι σχεδιασμού

Οι υπολογισμοί του μεγέθους των δεξαμενών κροκίδωσης, του απαιτούμενου χρόνου παραμονής, της ταχύτητας περιστροφής των αναδευτήρων, το ζητούμενο μέγεθος των ιζημάτων και το είδος και η ποσότητα των χημικών προσθέτων εξαρτώνται από την ποιότητα και την προέλευση των προς επεξεργασία ρυπαντών. Οι χημικές ύλες προετοιμάζονται κατάλληλα ώστε να ωριμάζουν και να διοχετεύονται στα νερά ανάλογα με την παροχή αλλά και βεβαίως με την συγκέντρωση της περιεχόμενης θολότητας. Ως κροκιδωτικά χρησιμοποιούνται πολυηλεκτρολύτες- πολυακριλαμίδια και σύμπλοκα άλατα αργιλίου και σιδήρου.

Παρασκευάστρια και διάταξη προσθήκης των χημικών υλών

Σχηματισμούς κροκίδων δίδουν τα αιωρούμενα στερεά, τα κολλοειδή (χρωστικές ενώσεις) και μέρος των διαλυτών όταν παρουσιάζονται με ισχυρό ηλεκτροστατικό φορτίο. Αντίστοιχα με τις απαιτούμενες δύο φάσης θρόμβωσης υπάρχουν δύο παρασκευαστήρια με αναδευτήρες που αραιώνουν τις ύλες οι οποίες έχουν μορφή σκόνης.
Η διαδικασία της κροκίδωσης εναλλακτικά πραγματοποιείται και σε δεξαμενή ενσωματωμένη με την καθίζηση όπου τα ιζήματα έρχονται σε άμεση επαφή με την ήδη υπάρχουσα λάσπη. Η διεργασία αυτή μειώνει την κατανάλωση των χημικών προσθέτων και του χρόνου κροκίδωσης έχει όμως το μειονέκτημα της έλλειψης ευελιξίας. Η λάσπη που παράγεται επιπλέον της προσθήκης των κροκιδωτικών είναι ελάχιστη σε μονάδες ppm και δεν θεωρείται ότι επιβαρύνεται η εγκατάσταση με δημιουργία πρόσθετης λάσπης.

Download file as PDF