CC BY
53
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2006, том 49, №8
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 542:669.071
Д.Р.Рузиев, К.Ф.Эмомов, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов ИССЛЕДОВАНИЕ КОАГУЛИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СМЕШАННОГО АЛЮМОЖЕЛЕЗИСТОГО КОАГУЛЯНТА, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН
Использование в качестве сырья для получения сульфата алюминия дорогостоящего и дефицитного гидроксида алюминия, являющегося полупродуктом при получении металлургического глинозёма, нерационально. Поэтому исследовалась возможность получения этого продукта из дешевого и повсеместно распространенного алюминиевого сырья - местных бентонитовых глин Шаршарского месторождения. Изучен химизм и кинетика процесса полученного смешанного коагулянта из бентонитовых глин кислотным способом [1,2].
Одним из наиболее широко применяемых на практике приёмов снижения содержания взвешенных и коллоидных примесей в воде является их седиментация под действием сил тяжести [3]. Однако примеси, обуславливающие мутность и цветность природных вод, отличаются малыми размерами, вследствие чего их осаждение происходит крайне медленно, так как силы диффузии превалируют над силами тяжести. Кроме того, наличие примесей коллоидного характера ещё более осложняют процесс седиментации. Для ускорения процессов осаждения, фильтрования флотации и повышения их эффективности прибегают к коагулированию содержащихся в воде примесей.
На процесс коагуляции примесей воды в объёме оказывают влияние следующие факторы: правильный выбор дозы коагулянта, температура воды, условия перемешивания, быстрота смешения коагулянта с водой, содержание в воде естественных взвесей.
С этой целью доза коагулянта определялась методом пробного коагулирования; при осветлении мутность вод составляла 1025 мг/дм .
Результаты сравнения стандартных коагулянтов сернокислого алюминия и смешанных алюможелезосодержащих коагулянтов приведены в таблице.
Как видно из таблицы, основными влияющими факторами при коагуляции являются продолжительность процесса и доза коагулянта.
При повышении дозы коагулянта с 1 до 5 мл/л остаточное содержание взвешенных частиц в воде изменяется от 325 до 87.5 мг/дм при продолжительности процесса в минуту (табл. п. 1...5).
В результате проведенных исследований показано, что при повышении дозы коагулянта и продолжительности процесса достигается максимальная степень коагуляции, а остаточное содержание в воде взвешенных веществ остается 4 мг/л, при следующем режиме коагуляции: доза коагулянта 5 мл/л при продолжительности процесса в течение 30 мин.
Таблица
Результаты изучения стандартного сернокислого алюминия
со смешанными алюможелезосодержащими коагулянтами
№ Доза коагулянта, мг/л т, мин Остаточное содержание в воде взвешенных веществ, мг/дм3
сернокислый алюминий по ГОСТу смешанный (ЛІ2О3 + БЄ203) сернокислый алюминий по ГОСТу смешанный (ЛІ2О3 + БЄ203)
1 1 1 6 340 325
2 2 2 6 104.3 102.5
3 3 3 6 98 96.1
4 4 4 6 92.7 90.2
5 5 5 6 88.5 87.5
6 1 1 12 103.6 102.5
7 2 2 12 97.1 96.4
8 3 3 12 91.9 90.3
9 4 4 12 72.3 70.4
10 5 5 12 69.2 68.5
11 1 1 18 102.5 100.3
12 2 2 18 94.3 93.6
13 3 3 18 85.3 84.5
14 4 4 18 68.7 66.7
15 5 5 18 49.8 48.5
16 1 1 24 98.2 96.3
17 2 2 24 92.6 90.4
18 3 3 24 77.4 75.6
19 4 4 24 56.3 53.5
20 5 5 24 49.1 47.2
21 1 1 30 94.8 93
22 2 2 30 92.6 90
23 3 3 30 72.3 50
24 4 4 30 51.4 50
25 5 5 30 45.4 43
Этот коагулянт особенно эффективен при большой мутности воды. Например, при
3 3
мутности воды 1025 мг/дм коагулянт в дозе 20 мг/дм (по Л1203 + Ре203), обеспечивает эффект очистки 98.6%. Он эффективно устраняет тяжёлые металлы, позволяет получать воду с меньшим содержанием ионов.
Исследование эффективности коагуляции от температуры очищаемой воды представлено на рис.1.
Как видно из рис.1, сульфат алюминия при температуре 4...6°С замедляет скорость агрегатообразования и седиментации, что связано с повышением устойчивости гидроксида алюминия в этих условиях и приводит к увеличению содержания остаточного алюминия в очищенной воде.
Алюминий в живых организмах не выполняет какой-либо физиологической функции, хотя входит в состав живого вещества. Поступающий в организм с водой алюминий в форме нерастворимого фосфата выводится с фекалиями, а также частично всасывается через желудочно-кишечный тракт в кровь и выводится почками. Если же деятельность почек нарушена, происходит накопление алюминия, сопровождающееся ростом хрупкости костей, нарушением метаболизма Са, М^, Р, Б и развитием различных форм анемии.
В результате исследования смешанного коагулянта (рис.1) видно, что при температуре 2.. ,4°С эффективность коагуляции выше, чем у сульфата алюминия.
Рис.1. Зависимость эффективности коагуляции от температуры: а) сульфат алюминия; б) смешанный коагулянт.
В результате исследования выяснилось, что применение смешанного коагулянта дозами 10.150 мг/л для обработки питьевой воды при правильной дозировке не является опасным, т.к. остаточное содержание алюминия и железа в несколько раз ниже ПДК.
Кривые скорости эффекта очистки воды для смешанных коагулянтов в сравнении со свойствами широко используемого сульфата алюминия по продолжительности процесса представлены на рис.2.
Как свидетельствуют приведенные данные, исследуемый коагулянт при дозе в 2.5 раза меньше (по Al2O3+Fe2O3), чем сернокислый алюминий, при продолжительности коагуляции 30 мин дает эффект очистки 96.4%, а сульфата алюминия - 85.2% соответственно.
Таким образом, приведенные исследования показали, что смешанный алюможелезосодержащий коагулянт по своему коагулирующему действию несколько превосходит сернокислый алюминий.
Рис.2. Кривые скорости осаждения коагулированной взвеси для коагулянта: а) смешанный алюможелезистый коагулянт; б) сернокислый алюминий.
Институт водных проблем, Поступило 19.09.2005 г.
гидроэнергетики и экологии АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Эмомов К.Ф., Рузиев Д.Р., Мирсаидов УМ. - ДАН Республики Таджикистан, 2005, т.XVШ, №8, с.42-48.
2. Эмомов К.Ф., Рузиев Д.Р., Мирсаидов УМ. - ДАН Республики Таджикистан, 2005, т.XVШ, №8, с.49-54.
3. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высшая школа. -1987. 479 с.
Ч,.Р.Рузиев, К.Ф.Эмомов, У.М.Мирсаидов ТАДКИЦОТИ ХУСУСИЯТИ ТОЗАГАРДОНИИ КОАГУЛЯНТИ ОМЕХТАИ АЛЮМИНИЙ-О^АНИ АЗ ХОКАИ БЕНТОНИТЙ ХОСИЛ КАРДА ШУДА
Дар мак;ола усулх,ои х,озиразамони х,осил намудани коагулянтх,ои омехта, ки до-рои хусусиятх,ои баланди чаббандагй доранд, пешних,од карда шудааст.
Ch.R.Ruziev, K.F.Emomov, U.M.Mirsaidov THE PARTICULARITY RESEARCH OF CLEANING OF COAGULANT OF ALUMINUM-IRON MIXING PRODUCING FROM BENTONIT CLAYS
In article was discussed the modern styles of cleaning of mixing coagulants, which have the high particularity attraction.
