Metody strąceniowe uzdatniania wody i oczyszczania ścieków

Wysokie ładunki zanieczyszczenia ujmowanej wody oraz odprowadzanych do wód powierzchniowych ścieków wymusza konieczność ich oczyszczania. Główny ładunek zanieczyszczeń to zawiesiny mineralne i organiczne, związki koloidalne, rozpuszczone sole nieorganiczne i związki organiczne, metale ciężkie czy mikroflora. Większość tych zanieczyszczeń możliwa jest do usunięcia metodami strąceniowymi. W tym celu wykorzystuje się proces koagulacji. Koagulacja jest jednym z procesów jednostkowych stosowanych w technologii wody. Proces koagulacji polega na łączeniu cząstek koloidalnych obecnych w wodzie w większe aglomeraty, które można następnie usunąć przez sedymentację, flotację lub filtrację. Proces ten przebiega dwuetapowo: najpierw następuje przekształcanie koloidu stabilnego w niestabilny (koagulacja), a następnie tworzenie się rozbudowanych aglomeratów (flokulacja) często wspomagany dodatkiem polimerów - flokulantów. W procesach uzdatniania wody mętność, barwa, wysokie wskaźniki tlenowe BZT5 i ChZT to parametry wody surowej, które najczęściej decydują o wyborze koagulacji jako jedynego z procesów uzdatniania wody. Celem koagulacji jest przede wszystkim usuwanie mętności i usuwanie barwy wody. Koagulacja prowadzi także do wielu innych, korzystnych efektów: usunięcie znacznych ilości węgla organicznego, obniża potencjał tworzenia trihalometanów (THM), obniża stężenia jonów metali ciężkich, usuwa bakterie, wirusy i fitoplankton z wody.

W przypadku niektórych ścieków przemysłowych proces koagulacji poprzedzony jest chemiczną obróbką ścieków która prowadzi do utlenienia, redukcji czy strącenia nierozpuszczalnych związków zanieczyszczeń. Przykładem mogą być ścieki po obróbce galwanicznej często zawierające jony chromu Cr6+, cyjankowe CN-, jony kompleksowe oraz wolne kwasy i zasady. W takim przypadku w pierwszym etapie jony chromu redukowane są do jego jonów na III stopniu utlenienia i następnie strącane w postaci Cr(OH)3, natomiast w przypadku cyjanków utleniane są one do jonów cyjanianowych i dalej do wolnego azotu. Ścieki po redukcji chromu i utlenianiu cyjanków są następnie łączone z pozostałymi rodzajami ścieków i poddawane procesowi neutralizacji umożliwiającymi strącenie wodorotlenków metali ciężkich. Metale ciężkie są w niektórych przypadkach strącane jako trudno rozpuszczalne węglany lub siarczki. Jako koagulanty zwykle stosowane są roztwory soli żelazowych Fe3+ oraz rozpuszczalne sole glinowe

Procesy strąceniowe prowadzone są zwykle w reaktorach wyposażonych w mieszadło mechaniczne do których dozowane są pompami dozującymi reagenty w uzależnieniu od parametrów fizykochemicznych mieszaniny reakcyjne pH i potencjału red-ox. W następnej kolejności do ścieków dozowany jest koagulant i po wymieszaniu flokulant.

Po zakończonej flokulacji od ścieków oddzielany jest skoagulowany i sflokulowany osad w procesie sedymentacji lub flotacji. Sedymentacja prowadzona jest osadnikach gdzie osad opada na dno zbiornika, natomiast flotacja we flotatorach ciśnieniowych gdzie osad unoszony jest na powierzchnię ścieków przez pęcherzyki powierza z której jest zgarniany mechanicznie. W celu zmniejszenia objętości oddzielonych osadów wykorzystywane są prasy filtracyjne płytowe lub taśmowe oraz worki filtracyjne. Odwodnione osady kierowane są do utylizacji przez wyspecjalizowane firmy.

Sklarowane ścieki odprowadzane są zwykle na biologiczna oczyszczalnie ścieków lub w niektórych przypadkach bezpośrednio do wód powierzchniowych.