Очистка воды от взвешенных веществ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Очистка воды от взвешенных веществ 1 2 Сахибгареева Р. Р. , Ермолаева А. П.

2Сахибгареева Регина Разифовна / Sahibgareeva Regina Razifovna - магистр;

2Ермолаева Анастасия Петровна /Ermolaeva Anastasija Petrovna - магистр, кафедра аналитической химии, сертификации и менеджмента качества, факультет нефти, химии и нанотехнологий,

Казанский национальный исследовательский технологический университет (КХТИ), г. Казань

Аннотация: рассмотрены основные принципы и механизмы дестабилизации водных дисперсных систем с помощью коагулянтов и флокулянтов. Выбор оптимальной дозы этих веществ.

Ключевые слова: очистка воды, коагуляция, флокулянты, взвешенные в воде вещества.

Загрязненная вода представляет собой дисперсную систему, содержащую взвешенные нерастворимые вещества. Взвешенные вещества, в основном, возникают из-за эрозии земель, распада минералов, растительности и от бытовых и промышленных отходов и, как правило, приводят к ухудшению качества воды за счет уменьшения четкости (например, вызывая мутность или цветность), и в конечном итоге реализации патогенных организмов или токсичных соединений.

Взвеси твердых — суспензии или жидких веществ — эмульсии могут быть отделены фильтрованием или отстаиванием, если размеры частиц превышают 10-6 м. Очистки воды от содержащихся нерастворимых примесей, размеры которых меньше 1 мкм, осуществляется такими методами, как коагуляция и флокуляция.

Под коагуляцией понимается процесс, при котором преодолеваются силы электростатического отталкивания, и происходит укрупнение частиц [1]. Процесс коагуляции представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Процесс коагуляции

Коагуляция может происходить самопроизвольно, в результате разных причин, например, изменений температуры, воздействия излучений, позволяющих преодолеть энергетический барьер процесса укрупнения частиц или под влиянием химических и физических процессов.

В настоящее время существует три типа коагулянтов: минеральные коагулянты (соли алюминия Al2(SO4)3, соли железа FeCl3 или их смеси), органические коагулянты (полиамины, полидадмак, дициандиамидные смолы, меламиноформальдегидные смолы), смеси из минеральных и органических коагулянтов (полиоксихлорид алюминия).

Образовавшиеся в процессе коагуляции хлопья сорбируют вещества, загрязняющие сточные воды, осаждаются вместе с ними, тем самым очищая воду.

При выборе оптимальной дозы коагулянта учитывают все свойств дисперсной системы: температура, время года, количество взвешенных и коллоидно-дисперсных веществ, значение рН коагулируемой воды. Как правило, требуемые дозы коагулянта находятся в пределах 0,3-1,5 ммоль/л.

Особым видом коагуляции является флокуляция. Ее проводят для более интенсивного процесса образования хлопьев. Флокуллы вступают в контакт друг с другом в процессе медленного перемешивания. Столкновение этих частиц приводит к сорбции, в результате чего образуются большие, видимые хлопья. После того как флокулл достиг своего оптимального размера и прочности, вода готова к процессу разделения (фильтрации) [2]. Это явление, благодаря невысокой цене флокулянтов, широко используется для очистки природных и сточных вод.

При подборе флокулянта и условий его работы необходимо руководствоваться табл. 1.

Таблица 1. Выбор флокулянта

Описание процесса Размер флокул Оценка

1 2 3

Быстрое образование очень стабильных и больших флокул, жидкая фаза прозрачная, осаждение быстрое > 6 мм Очень хорошо

Длительная агломерация до появления различимых флокул, жидкая фаза достаточно чистая, но с небольшим количеством микрофлокул, осаждение не самое быстрое 4-6 мм Хорошо

Медленная агломерация до небольших флокул, видимая остаточная мутность, удовлетворительная скорость осаждения 2-4 мм Удовлетворительн о

Очень медленное образование очень маленьких флокул, незаметное снижение мутности, очень медленное осаждение <2 мм Плохо

Реакция не наблюдается - Очень плохо

Выбор способа очистки воды от взвешенных веществ - довольно кропотливая работа. Должны быть учтены свойства воды, такие как рН, жесткость, проводимость и гранулометрический состав и тип взвешенных веществ.

Литература

1. ФридрихсбергД. А. Курс коллоидной химии. - Л.: Химия, 1974. 351 с.

2. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии / С. С. Воюцкий - М.: Химия, 1964. - 574 с.