Контактная коагуляция является технологическим процессом, обеспечивающим ускоренное образование микроагрегатов слипшихся частиц примесей при обработке природной воды коагулянтами. При фильтровании коагулируемой воды через слой контактной загрузки происходит быстрая адсорбция примесей с нарушенной агрегативной устойчивости на поверхности частиц фильтрующего слоя. Процесс контактной коагуляции осуществляется, как правило, совместно с осветлением воды в контактных осветлителях и фильтрах при малых скоростях фильтрования (до 12 м/ч) и относительно низкой удельной производительности сооружений.
Практический интерес представляет осуществление контактной коагуляции с высокими скоростями фильтрования и, соответственно, с высокой производительностью в смесительных устройствах водопроводных очистных сооружений (ВОС). В данном случае на типовых смесителях, используемых при водоподготовке, предлагается дополнительно устанавливать контактные камеры с крупнозернистой загрузкой, состоящей из щебня или гравия крупностью зерен более 10 мм, обладающих низким гидравлическим сопротивлением [1]. Часть расхода коагулируемой воды при этом пропускается через слой контактной массы, что приводит к образованию более прочных и крупных агрегатов частиц примесей по сравнению с коагуляцией в свободном объеме типового смесителя [2]. Таким образом, оснащение типовых смесителей контактными камерами с крупнозернистой загрузкой позволит без снижения производительности ВОС повысить эффективность процессов коагуляции последующей очистки воды в отстойниках и скорых фильтрах, наиболее часто используемых при водоподготовке на коммунальных водопроводах.
Важным вопросом является экспериментальное определение рациональных режимов фильтрования обработанной коагулянтом природной воды через слой контактной массы, а также подбор крупности зерен загрузки, обеспечивающей максимальный эффект последующей очистки воды отстаиванием и фильтрованием.
Объектом исследования являлась вода реки Суры в районе г. Пензы, испытания проводились в летний период. Мутность исходной сырой воды изменялась в пределах 4,7–6,8 мг/л, температура воды была равна 21–220 °С, перманганатная окисляемость – 4,7–5,8 мгО2/л, цветность составляла 22–25 град., величина рН изменялась в пределах 7,6–7,7, щелочность – от 2,2 до 2,4 ммоль/л. Лабораторные эксперименты проводились в лаборатории ВОС г. Пензы по схеме, представленной на рис. 1.