Статья поступила 01.03.2025 г.
Статья одобрена к публикации 10.04.2025 г.
Одним из основных источников загрязнения сточных вод являются взвешенные вещества. Для очистки таких вод используются различные методы, одним из которых является механическая фильтрация. Но порой очистки воды от взвешенных веществ на осветлительных фильтрах недостаточно, например, на автомойках чаще всего используют замкнутую схему водоснабжения, что способствует накоплению взвешенных веществ, это влечет за собой некачественную мойку автомобиля [1]. Для интенсификации процесса фильтрования можно применять химические реагенты — коагулянты [2]. В традиционном способе используют три стадии: смешение воды с коагулянтом, образование хлопьев и процесс фильтрования. Все стадии часто проходят в разных аппаратах, при этом образованные хлопья, переходя из камеры в камеру, разрушаются, что уменьшает эффективность очистки.
Для увеличения эффективности коагуляции предлагается комбинированный фильтр со встроенной камерой перемешивания воды с коагулянтами [3]. Такая камера поможет увеличить эффективность очистки за счет контактной коагуляции [4], в камере будут образовываться микрохлопья, которые будут увеличиваться уже в объеме загрузки.
Для исследования была разработана встроенная камера перемешивания воды с реагентами. Принцип работы камеры заключается в следующем: вода подается в камеру интенсивного перемешивания, где загрузка начинает перемешивать воду с коагулянтом. Для перемешивания двух потоков не нужна электроэнергия, перемешивание происходит под напором воды. Далее вода поступает во вторую камеру успокоения, где начинается зарождение хлопьев. Здесь должно быть плавное течение, поэтому для уменьшения турбулизации потока предлагается нижний перелив [5]. Далее жидкость из камеры успокоения поступает на загрузку. Конструкция камеры показана на рис. 1.
Данная камера была изготовлена на 3D-принтере. Для проверки ее эффективности был проведен эксперимент. Для эксперимента требовалось подготовить модельный сток, который представлял собой 70 г угля фракцией 0,1 мм в 1 л водопроводной воды, коагулянт 6 %-ный полиоксихлорид алюминия, 6 мерных стаканов объемом 50 мл для определения оптимальной дозы коагулянта, фильтровальная установка, встроенная камера перемешивания, перемешивающая загрузка в виде деревянных дисков диаметром 20 мм и толщиной 4 мм, а также турбидиметр модели HACH 2100N.