Роль коллоидно-химических свойств коагулянтов на основе солей алюминия при водоочистке Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

2012

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Химия

Вып. 1(5)

УДК 541.18.046:628.16

РОЛЬ КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИХ свойств КОАГУЛЯНТОВ НА ОСНОВЕ СОЛЕЙ АЛЮМИНИЯ ПРИ ВОДООЧИСТКЕ

(Обзор)

М.В. Корнеева, М.А. Волкова

Пермский государственный национальный исследовательский университет 614990, Пермь, ул. Букирева, 15 E-mail: margo@psu.ru

В работе рассмотрены вопросы коагуляционной активности гидролизующихся коагулянтов в зависимости от коллоидно-химических свойств частиц. Особое внимание уделено электрокинетическим и размерно-плотностным характеристикам продуктов гидролиза солей алюминия, влияющих на процессы хлопъеобразова-ния и седиментации коагулированной взвеси.

Ключевые слова: коагулянт; соли алюминия; гидролиз; размер частиц; хлопьеобразование

Введение

Основные сульфаты алюминия (ОСА) обладают повышенными коагуляционными свойствами по сравнению с сульфатом алюминия, традиционно используемым в процессах водоподготовки. При этом наибольшая разница в эффективности действия указанных коагулянтов наблюдается при пониженных температурах, а также при очистке вод повышенной мутности и дестабилизации концентрированных дисперсий. Возникает необходимость связать эти особенности с различием в гидратации и электроповерхностных свойствах частиц А1(ОН)3, формирующихся в результате гидролиза солей алюминия. Детальное изучение электрокинетических свойств и дегидратации продуктов гидролиза основных солей алюминия позволило бы обосновать вклады этих факторов в конкретных условиях и способствовало бы направленному воздействию на них при проведении процессов во-

доочистки и водоподготовки. Методы коагуляции и флокуляции широко распространены для очистки сточных вод предприятий химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, легкой, текстильной и других отраслей промышленности.

Размерно-плотностные характеристики

Одним из наиболее широко используемых минеральных коагулянтов является сульфат алюминия. Он обладает хорошей хлопьеобразующей способностью, довольно большим значением pH, в котором происходит гидролиз соли и т.д. [1,2] Однако он недостаточно эффективен при пониженных температурах очищаемой воды, имеет небольшую адсорбционную ёмкость по отношению к некоторым, встречающимся в природных водах, растворённым примесям. Частицы, образующие-

© Корнеева М.В., Волкова М. А., 2012

ся при его гидролизе, несут сравнительно невысокий положительный заряд [3, 4], что затрудняет протекание процессов гетерокоагуляции частиц в дисперсиях. Учитывая значительную разнородность содержащихся в природных водах примесей [5] и относительно небольшой выбор имеющихся в промышленности коагулянтов [6], целесообразным было бы расширение спектра их действия путём изменения основности солей. В этом направлении выполнен ряд работ, касающихся в основном получения гидроксохлоридов алюминия [7, 8], разработки методов синтеза основных сульфатов алюминия.

Появление на отечественном рынке высокоосновных минеральных коагулянтов позволяет значительно повысить эффективность коагуляционной очистки промышленных сточных вод, во многих случаях отказаться от использования подщелачивающих реагентов для корректировки pH сточной воды. Самыми распространёнными реагентами этой группы являются полиоксихлориды алюминия.

В связи с этим представляет интерес рассмотрение результатов исследований по коагуляционной активности гидролизующихся коагулянтов в зависимости от коллоиднохимических свойств частиц продуктов их гидролиза.

В работе [9] были проведены исследования по коагуляционным свойствам гидроксосуль-фатов (ГСА) и гидроксохлоридов (ГХА) алюминия в широком ряду основностей с целью выявления параметров наиболее эффективных коагулянтов и изучения их коллоиднохимических свойств.

В данной работе впервые получены экстремальные зависимости количества осаждённой взвеси (коагулятов частиц, образованных при обработке воды гидроксосульфатами алюминия) от модуля основности (т) коагулянтов, представляющего собой молекулярное соотношение 803 к А120з. Во всех опытах концентрация коагулянтов была постоянна и составляла 16 мг/дм3 в пересчёте на А1203. Данную серию опытов проводили при 25 °С. Все кривые С=1'(т) являются экстремальным максимумом в области т= 1,5-2, причём наи-

более резкие различия в эффективности коагулянтов наблюдаются в первые 30 мин. процесса хлопьеобразования. Авторы отмечают, что как сульфат (т=3), так и высокоосновные гидроксосульфаты алюминия по своей эффективности значительно уступают ГСА промежуточных основностей (т= 1,5-2). Качественно аналогичные зависимости были получены и для гидроксохлоридов различной основности.

Визуальная оценка показала, что в данных условиях (близких к таковым при проведении процесса водоподготовки) продукты гидролиза ГСА с низким и высоким модулями образуют довольно мелкие агрегаты, надолго остающиеся во взвешенном состоянии, тогда как в промежуточных модулях хлопья являются более крупными и быстро седименти-рующими. В проведённых опытах, как и в реальных условиях водоподготовки, после внесения коагулянтов pH дополнительно не корректировалось, однако из-за присутствия гидрокарбоната натрия в системе pH снижалось незначительно. Минимальная его величина

(7,2) наблюдалась для сульфата алюминия. Во всех остальных случаях снижение pH было тем слабее, чем выше основность применяемого коагулянта. Для самых высокоосновных образцов величина pH оставалась практически неизменной.

При пониженных температурах (1 °С) также наблюдалась проходящая через максимум зависимость кривых С=1'(т). но здесь в ещё большей мере проявляются различия в эффективности хлопьеобразования при использовании ГСА модулей 1,5-2 и 3: если для сульфата алюминия резко снижается начальная скорость хлопьеобразования и повышается количество остаточной взвеси в растворе, то для модулей 1,5-2 эти различия при понижении температуры более слабо выражены. Аналогичная зависимость при сравнении коагулирующего действия А12(804)3 и А12(0Н)2(804)2 получена [10]. Предполагают, что указанные особенности в значительной мере обусловлены различиями гидратации формирующихся частиц и их коагулянтов.

На моделях природной воды, имеющей те же параметры, но повышенное содержание твёрдой фазы (моделируемой каолинитом), наблюдались качественно аналогичные зависимости.

Однако в этом случае отношение Ст=15/ Ст з:) (параметр Ст характеризует количество взвеси в надосадочной жидкости при обработке воды ГСА определённого модуля) было наибольшим в любой фиксированный промежуток времени, особенно в начале процесса хлопьеобразования. Так, если при т=90 мин. Ст=1>5/ Ст з:) составило 1,7, то через 30 мин. это соотношение было равно 6.

Электрокинетические характеристики

Авторы отмечают, что указанные закономерности в различии коагуляционной способности гидролизующихся коагулянтов связаны с особенностями электроповерхностных характеристик образующихся при их гидролизе частиц. Последние, в свою очередь, зависят от адсорбции на их поверхности гидроксоком-плексов, формирующихся в ряде случаев ещё в рабочих растворах коагулянтов. В растворах ГСА образуются, в основном, положительные четырёхзарядные димеры и тетрамеры -[А12(Н20)2(0Н)2]4+ и [А12(Н20)8(0Н)8]4+, в состав которых входят сульфогруппы. Определено количество групп 8042 , находящихся в коагулятах продуктов гидролиза ГСА различной основности и привнесённых сюда гидро-ксокомплексами. Было обнаружено, что наибольшее их количество содержится в агрегатах частиц, образующихся при гидролизе гид-роксосульфатов алюминия с модулями 1,5-2. При изменении основности (возрастание или убывание модуля) содержание сульфогрупп в коагулянте снижается. Это может явиться косвенным свидетельством более интенсивного образования гидроксокомплексов в ГСА с т= 1,5-2.

Адсорбция высокозарядных гидроксокомплексов на поверхности частиц гидроксида алюминия приводит к повышению заряда и потенциала последних. На это указывают оп-

ределённые величины ^-потенциала частиц: они изменяются симбатно количеству 8042 групп в коагулятах, т.е. имеют максимальные величины для модулей 1,5-2. Этим и объясняют возросшую интенсивность процессов гетерокоагуляции в системе, содержащей коа-линит и продукты гидролиза ГСА указанных модулей.

В данной работе были также рассчитаны величины энергий взаимодействия частиц гидроксида алюминия для тех же условий, в которых определялась кинетика хлопьеобразования.

Энергия взаимодействия частиц А1(ОН)3 в условиях эксперимента описывается пологим максимумом, локализованным в области 2-15 мВ. Для величин ^-потенциала, наблюдаемых в опыте и принятых в качестве первого приближения равных эффективному, высота потенциального барьера совершенно незначительна (в действительности эффективный потенциал будет несколько выше ^-потенциала и соответственно высота потенциального барьера возрастёт). Таким образом, реальный процесс образования агрегатов частиц гидроксида алюминия в исследованных условиях происходит при практическом исчезновении потенциального барьера. Однако при концентрации коагулянтов 16 мг/дм3 А1203 наблюдается интенсивное хлопьеобразование. Начало этого процесса происходит при концентрации ГСА 8-10 мг/дм3, что соответствует пониженным ионным силам раствора, более высоким значениям ^-потенциала частиц и соответственно величинам потенциального барьера. Однако тенденция сохраняется той же: более интенсивное хлопьеобразование имеет место в случае ГСА промежуточных модулей, т.е. при возрастании до некоторых пределов высоты потенциального барьера. Казалось бы, это несколько противоречит общепринятым представлениям. Однако в развиваемой теории, посвящённой исследованию процессов агрегатообразования гидрофильных частиц в условиях медленной коагуляции (а именно такие условия имеют место при дозе ГСА 8-10 мг/дм3, соответствующей области начала хлопье-образования), некоторая величина по-

тенциального барьера не только не предотвращает процесс агрегации первичных частиц, но, наоборот, способствует укрупнению линейных участков в формирующихся линейно-сетчатых агрегатах. Это, в свою очередь, приводит к созданию крупных рыхлых хлопьев, что и наблюдалось на опыте при использовании гидроксосульфатов алюминия с модулями 1,5-2.

Авторы отмечают, что в литературе имеются и несколько иные представления о коагуляции частиц гидроксидов алюминия и железа (приводящей к хлопьеобразованию при обработке воды коагулянтами) в области вторичного минимума. Как показывают приведенные расчёты, значительной глубины вторичный минимум появляется при достижении радиусов частиц гидроксидов порядка > 1 мкм. Это имеет место при пониженных величинах pH, определённой ионной силе раствора, его анионном составе, температуре и т.д. Кроме того, это возможно при взаимодействии сверхмицеллярных, т.е. предварительно укрупнённых, частиц. В данном случае радиус частиц, образующихся в результате гидролиза солей алюминия при достаточно высоких (8,2) pH, определённый электронно-

микроскопически, составляет 20 нм. Поэтому на потенциальных кривых, описывающих взаимодействие частиц, вторичный минимум отсутствует.

Таким образом, для начальной стадии процесса коагуляции частиц гидроксида алюминия, полученных в условиях эксперимента, представления о коагуляции в области вторичного минимума вряд ли применимы.

В работе [11] были получены зависимости ^-потенциала частиц А1(ОН)3 от концентрации рабочих растворов сульфата (Мос=2,97) и основных сульфатов алюминия. Для сульфата алюминия концентрация указанных растворов коагулянта на ^-потенциал частиц не влияет. Для основного сульфата алюминия оно проявляется тем в большей степени, чем выше основность коагулянта. Полученные зависимости можно объяснить, исходя из учёта влияния pH рабочих растворов на свойства частиц. Оказалось, что для сульфата алюми-

ния в исследуемом интервале концентраций

0,9-4,78 % по А1203 pH изменяется от 2,8 до 2,1, в то время как для ОСА с Мос=2,74 и 1,97 указанные величины составляют соответственно 3,6-3,2 и 3,7-3,5, т.е. наблюдается сильное смещение pH в щелочную область даже в случае коагулянта средней основности. Довольно низкое значение pH рабочих растворов сульфата алюминия исключает возможность начала в них гидролиза, поэтому дозировка реагента из растворов разных концентраций не влияет на ^-потенциал частиц продуктов гидролиза. Что же касается ОСА, то, поскольку в рабочих растворах формируются положительно заряженные димеры и тетрамеры А12(0Н)2(Н20)+48 и

А12(0Н)8(Н20)+48, их переход на поверхность значительно увеличивает ^-потенциал частиц. Это увеличение тем существеннее, чем ниже концентрация раствора (для ОСА с Мос=1,97 в исследуемом интервале концентраций указанный прирост может составить 50-60 %).

Была изучена зависимость ^-потенциала продуктов гидролиза коагулянтов от их дозы в обрабатываемой воде. Показано, что с понижением дозы коагулянта (при сохранении постоянной ионной силы раствора) С,-потенциал частиц возрастает. Эта зависимость сохраняется для всех образцов коагулянтов и усиливается по мере увеличения основности. Обнаруженный эффект также связывают с особенностями процесса гидролиза коагулянтов в системах с различной их концентрацией в очищаемой воде, где за счёт высокого pH

(8,3) процесс гидролиза идёт очень быстро. Полученные данные объясняют известный факт [1] большей эффективности действия коагулянтов при использовании дробной коагуляции. В этом случае процесс гетерокоагуляции при взаимодействии частиц минеральных загрязнений воды с продуктами гидролиза коагулянтов идёт более интенсивно за счёт повышенного ^-потенциала (особенно в случае основных сульфатов алюминия), что приводит к увеличению эффективности хлопье-образования и снижению дозы реагента.

Исследовано влияние pH обрабатываемой воды на ^-потенциал частиц А1(ОН)3, обра-

зующихся при гидролизе ОСА различных модулей. Существенное превышение С,-потенциала частиц А1(ОН)3, образующихся при использовании основных сульфатов алюминия, по сравнению с полученными при гидролизе сульфата алюминия, сохраняется при всех исследованных pH, но наиболее значительно оно при рН<7,5. Резкое снижение С,-потенциала частиц с последующей перезарядкой происходит при рН<8,7, поскольку в этом случае потенциалопределяющими становятся ионы А1(ОН) 4. Здесь уже наблюдается обратная картина: высокоосновные коагулянты образуют частицы, имеющие меньшие (по абсолютной величине) заряды и потенциалы. Смещение границы возможного хлопьеобра-зования в кислую область по мере изменения модулей основности коагулянта от 3 до 2 связано с уменьшением в том же направлении величины снижения pH системы при её обработке основными коагулянтами, т.е. в ходе гидролиза.

Изучена зависимость ^-потенциала частиц А1(ОН)3 от величины электропроводности (ионной силы раствора) системы. Здесь же наблюдается совершенно нетривиальная картина: вместо ожидаемого спада величины С,-потенциала происходит даже некоторое его возрастание, особенно существенное при малых ионных силах раствора.

Авторы объясняют столь необычные закономерности следующим образом: в ряде случаев (например, при наличии на поверхности частиц протяжённых адсорбционных или гид-ратных слоёв) наложение электрического поля приведёт к возникновению в коллоидной системе диполей, которые будут оказывать тормозящее влияние на скорость перемещения частиц в поле [12, 13]. В результате измеряемый ^-потенциал будет существенно меньше реального. Благодаря этому эффекту часто имеет место экстремальная зависимость ^-потенциала указанного рода частиц от ионной силы раствора [14, 15], поскольку проявляется конкурирующее влияние дипольного торможения с одной стороны и сжатие двойного электрического слоя - с другой.

Для частиц продуктов гидролиза солей алюминия, покрытых гидратными оболочками, тормозящее влияние диполей должно особенно сильно проявляться, поскольку формирование полимолекулярных гидратных слоёв может привести к вытеснению части противоионов и размыванию ДЭС. Как оказалось, даже увеличение ионной силы раствора до значительных величин не приводит к падению ^-потенциала, а лишь несколько ослабляет его рост. В данном случае толщина гидрат-ного слоя может существенно превышать толщину ДЭС, что тоже имеет немаловажное значение, особенно при трактовке результатов по устойчивости лиофилизированных дисперсных систем [16].

Коагуляционная активность гидролизующихся коагулянтов в решающей степени зависит от коллоидно-химических свойств частиц продуктов их гидролиза. К последним, наряду с ранее изученными электрокинетиче-скими свойствами частиц и гидратацией их поверхности, относятся размерно-

плотностные характеристики продуктов гидролиза солей алюминия.

В литературе практически нет данных о дисперсном составе частиц продуктов гидролиза солей алюминия, формирующихся в процессе водо-подготовки. В то же время значительное число работ посвящено изучению размеров первичных частиц гидроксида алюминия (конечного продукта гидролиза), образующихся либо в процессе гидролиза растворов солей алюминия при повышенной температуре, либо осаждением - при действии эквивалентных количеств щелочных реагентов [17, 18, 19]. В ранних работах [20, 21] показано, что первичные частицы А1(ОН)3 имеют сферическую форму и размер порядка 0,2 мкм. Авторы [17] характеризуют свежеосаж-дённый гидроксид алюминия как конгломерат частиц меньшего размера (10-50 нм). Однако дальнейшие исследования [18] свидетельствуют, что частицы в 10-50 нм, рассматриваемые как первичные, таковыми не являются, а представляют собой аморфные агрегаты из ещё более мелких частиц (1,5-5 нм). Анализ литературных данных указывает на тот факт,

что размеры первичных частиц гидроксида алюминия, определённые различными авторами и в различных условиях, плохо согласуются между собой. Последнее может быть обусловлено либо неодинаковой предысторией исследуемых объектов, либо нахождением последних на разных этапах своей эволюции. Тем не менее, можно предположить, что размеры первичных частиц гидроксида алюминия находятся в интервале 1,5-50 нм.

Недостаточно изучен и процесс взаимодействия первичных частиц продуктов гидролиза солей алюминия, дисперсный состав образующихся агрегатов и зависимость его от условий формирования. Согласно эпизодическим исследованиям по данному вопросу, основная масса агрегатов первичных частиц продуктов гидролиза сульфата алюминия имеет радиус порядка 2,0-2,5 мкм. Кроме этого, имеются и более крупные агрегаты (6-20 мкм).

В работе [22] были исследованы размеры продуктов гидролиза (первичные частицы, первичные агрегаты) основных солей алюминия (5/6, 2/3, 1/3 ОХА) в зависимости от pH, ионной силы раствора и т.д. Показано, что увеличение pH и щёлочности воды, снижение основности ОХА приводит к образованию первичных частиц большего радиуса (3,1-8,7 нм), поверхность которых резко снижается в первые минуты агрегатообразования. Последнее объясняется различными размерно-

плотностными свойствами первичных агрегатов исходных частиц при варьировании условий их формирования.

В табл. 1 показано влияние рН0 (исходного показателя) и щёлочности (Щ) модельной воды на средний радиус первичных частиц продуктов гидролиза ОХА различной основности (а°ср), а также на величину А8УД0™ (относительное снижение удельной поверхности в ходе агрегатообразования).

Авторы отмечают, что падение удельной поверхности происходит примерно в течение 10 мин. Протекающие после этого процессы хлопьеобразования и седиментации практически не меняют суммарной адсорбирующей поверхности формирующихся осадков гидроксида алюминия. Предполагается, что в течение 10 мин. идёт формирование первичных агрегатов продуктов гидролиза из частиц размером в единицы нанометров. Наблюдаемое при этом снижение удельной поверхности связывают со свойствами первичных агрегатов: либо со снижением дисперсности, либо с повышением плотности упаковки частиц. Указанные свойства первичных агрегатов продуктов гидролиза определяются условиями их формирования, поскольку А8УД0ТН не постоянна, а изменяется. В частности, увеличение рН0 и Щ, как видно по результатам исследований, которые приведены в табл.1, приводит к росту величины А8УД0ТН.

Таблица 1

Влияние рН0 и щелочности раствора на размер первичных частиц и изменение А8удотн продуктов гидролиза ОХА различного модуля основности

рН0 щ, ммоль/л 5/6 ОХА 2/3 ОХА 1/3 ОХА

яо ср, НМ А 8 °™ ¿АОуд , % яо ср, НМ А 8 °™ ¿АОуд , % яо ср, НМ А 8 °™ ¿АОуд , %

7,55 2,33 ЗД 18,0 3,8 24,2 5,0 29,6

8,30 2,33 3,7 22,5 4,3 27,0 5,6 32,0

9,05 2,33 5Д 28,0 5,7 31,0 6,5 35,5

10,35 2,33 7,7 32,3 8,0 42,6 8,7 44,4

9,05 1,17 ЗД 27,3 3,9 29,7 4,9 34,5

9,05 2,38 5Д 28,0 5,7 31,0 6,5 35,5

9,05 3,50 5,8 31,4 6,3 34,3 7,5 37,6

9,05 5,35 6,9 34,2 7,4 37,4 8,1 40,3

Так, увеличение рН0 модельной системы вызывает с одной стороны, уменьшение С,-потенциала частиц продуктов гидролиза ОХА, с другой - рост их гидратации. Возрастание А8УД0ТН в исследуемом интервале рН0 в первую очередь связано с преобладающим влиянием электро-кинетического потенциала частиц на свойства формирующихся из них первичных агрегатов (снижение дисперсности и пористости). Аналогичное объяснение авторы дают и полученной закономерности изменения А8Уд0ТН от щёлочности. Увеличение А8УД0ТН при уменьшении основности образцов ОХА следует взять, по мнению авторов, с увеличением в том же направлении плотности формирующихся агрегатов.

Полученные в ходе исследований данные свидетельствуют о ступенчатом агрегатообра-зовании в системе, т.е. о наличии в ней в каждый промежуток времени нескольких преимущественных фракций агрегатов. В системе присутствует значительное количество первичных агрегатов с радиусом 2,5-3,3 мкм. Агрегаты больших размеров представлены в меньшей степени. Количество и размеры последних увеличиваются во времени. Размеры агрегатов более высокого порядка изменяются симбатно с изменением размеров первичных агрегатов. Авторы работы предполагают, что все последующие агрегаты формируются в основном не из первичных частиц, а из агрегатов первого порядка. Поэтому основное внимание в данном исследовании было уделено изучению влияния условий формирования только на дисперсность первичных агрегатов продуктов гидролиза коагулянтов, так как их размеры, наряду с исследованными в предыдущих работах электрокинетическими свойствами [23] и гидратацией [24], определяют дальнейший ход агрегации.

Как показано в данной работе, увеличение основности образцов ОХА приводит к образованию первичных агрегатов большего радиуса и увеличению их полидисперсности. Влияние щёлочности также оказывает непосредственное влияние на радиус преимущественной фракции первичной фракции первичных агрегатов продуктов гидролиза ОХА,

размер и полидисперсность которых непрерывно повышаются при увеличении в системе концентрации гидрокарбонатных ионов.

По мере увеличения (уменьшения) ионной силы раствора наблюдается повышение (понижение) полидисперсности первичных агрегатов и постепенно уменьшается (увеличивается) дискретность перехода между агрегатами первого и последующих порядков - сохраняется и в данном случае. В области высоких значений ионной силы увеличивается количество агрегатов более высокого порядка при снижении первичных. Ускорение последнего процесса наблюдается при переходе от низко-к высокоосновным образцам в ряду исследуемых коагулянтов, т.е. повышение основности образцов при одинаковых условиях формирования продуктов гидролиза интенсифицирует процесс агрегатообразования. Снижение гидратации продуктов гидролиза [24], обнаруженное в исследуемом интервале I, вероятно, также благоприятствует процессу формирования первичных агрегатов большего размера. Резкое увеличение наиболее вероятного радиуса первичных агрегатов в области высоких значений I обусловлено, как предполагают, одновременным снижением электростатического и адсорбционно-сольватного барьеров, вследствие уменьшения заряда и потенциала частиц продуктов гидролиза, а также количества связанной ими воды. Всё это ещё раз доказывает наличие тесной взаимосвязи между электрокинетическими свойствами частиц продуктов гидролиза солей алюминия, их гидратацией и размерами формирующихся в них агрегатов.

Данное исследование распределения агрегатов продуктов гидролиза ОХА по размерам в зависимости от условий их формирования показало, что последние в значительной степени определяют величину наиболее вероятного радиуса первичных агрегатов. При этом необходимо подчеркнуть, что полученные данные характеризуют размеры продуктов гидролиза (в основном первичных агрегатов) только до определённого момента (т=10 мин.), непрерывно протекающего и изменяющегося во времени процесса агрегатообразования.

Заключение

Таким образом, электрокинетические свойства продуктов гидролиза основных солей алюминия в большей степени, чем сульфат алюминия, подвержены влиянию различных факторов. Это обстоятельство с одной стороны, требует четкости в поддержании режимов коагуляционной очистки, с другой стороны - позволяет в широких пределах направленно изменять электроповерхностные свойства продуктов гидролиза основных сульфатов алюминия, а значит и коагуляционные свойства ОСА. Изучение размерно-плосткостных характеристик продуктов гидролиза основных солей алюминия дает возможность реально влиять на эффективность процессов хлопьеобразования и седиментации коагулированной взвеси.

Библиографический список

1. Кулъский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова Думка, 1983. 528 с.

2. Руденко Г.Г., Гороноеский И.Т. Удаление примесей из природнх вод на водопроводных станциях. Киев: Строитель, 1976. 206 с.

3. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 1977. 355 с.

4. Панченко Л.И., Дешко И.И., Заполъский А.К., Бондарь Л.А. Гидроксосульфат алюминия - новый коагулянт для очистки воды // Химия и технология воды. 1981. Т. 3, №5. С. 439-441.

5. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Киев: Наукова Думка, 1980. 680 с.

6. Ткачев A.B., Заполъский А.К., Кисилъ Ю.А. Технология коагулянтов. Л.: Химия, 1988. 184 с.

7. Басов В.П., Шутъко А.П. Физикохимические исследования хлоридных растворов алюминия // Докл. АН СССР. 1976. Т. 230, №3. С. 599-601.

8. Левицкий Э.А., Максимов В.Н. О составе продуктов гидролиза в растворах А1С13 //

Докл. АН СССР. 1961. Т. 141, №4. С. 865-857.

9. Заполъский А.К., Панченко Л.И., Соло-менцева И.М., Герасименко Н.Г. Коагуляционные свойства гидроксосолей алюминия различной основности // Химия и технология воды. 1987. Т.9, № 2. С. 130-133.

10. Панченко Л.И., Дешко И.И., Заполъский

А.К., Бондарь Л.А. Гидроксосульфат алюминия - новый коагулянт для очистки воды // Химия и технология воды. 1981. Т. 3, №5. С. 439-41.

11. Герасименко Н.Г., Соломенцева И.М., Заполъский А.К. Роль электрокинетических свойств продуктов гидролиза основных солей алюминия при водоочистке // Химия и технология воды. 1988. Т. 10, № 4. С. 329-332.

12. Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев: Наукова Думка, 1975. 256 с.

13.Духин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез. М.: Наука, 1976. 328 с.

14. Величанская Л.А., Баран A.A., Соболева

Н.М. Исследование структуры двойного электрического слоя меламино-

формальдегидных частиц // Коллоидный журнал. 1981. Т. 43, №6. С. 1163-1164.

15. Фридрихсберг Д.А., Сидорова М.П., Шубин В.E., Ермакова Л.Э. Устойчивость и электрокинетические свойства суспензий безэмульнаторного полистрирольного латекса в растворах 1 : 1, 2 : 1 и 3 : 1 - зарядных электролитов // Коллоидный журнал. 1986. Т. 48, №5. С. 967-973.

16. Эстрела-Лъопис В.Р., Овчаренко Ф.Д., Дудник В. В. Потенциальные кривые с двумя максимумами для лиофильных коллоидов // Коллоидный журнал. 1986. Т. 48, №4. С. 838-839.

17. Буянов P.A., Рыжак И.А. Механизм зарождения и роста кристаллов гидроокиси алюминия в маточных растворах // Кинетика и катализ. 1973. Т. 14, №5. С. 1265— 1268.

18. Криворучко О.П., Коломийчук В.И, Буянов P.A. Исследование формирования гидроксидов алюминия (III) методом малоугло-

вого рентгеновского рассеяния // ЖНХ. 1985. Т. 30, №2. С. 306-310.

19. Прокофьев М.Ю. Шконда С.Э. Строение дисперсной фазы гидрогелей алюминия// Журн. «Прикл. химия». Л., 1986. С. 30.

20. Берестенева З.Я. Корецкая Т. А. Каргин

В.А. О механизме образования коллоидных частиц гидроокиси алюминия // Коллоидный журнал. 1951. Т. 13, №4. С. 323-326.

21. Левина С.А., Ермоленко Н.Ф. Структура и адсорбционная активность гидроокиси алюминия в зависимости от условий образования // Тр. III Всесоюз. конф. по коллоид. химии. М., 1956. С. 276-284.

22. Соломенцева И.М., Заполъский А.К, Тесел кип В.В. Размерно-плотностные харак-

теристики продуктов гидролиза основных хлоридов алюминия // Химия и технология воды. 1993. Т. 15, № 11- 12. С. 719-726.

23. Соломенцева И.М., Герасименко Н.Г., Заполъский А.К, Сурова Л.М. Электрокине-тические свойства продуктов гидролиза основных хлоридов алюминия в условиях процесса водоочистки // Химия и технология воды. 1989. Т. 11, № 7. С. 601-604.

24. Герасименко Н.Г. Коллоидно-химические свойства и механизм агрегатообразования продуктов гидролиза коагулянтов - основных солей алюминия: автореф. дис. ... канд. хим. наук. Киев, 1991. 16с.

ROLE OF COLLOID-CHEMICAL PROPERTIES OF ALUMINUM-BASED COAGULANTS IN WATER TREATMENT

(Review) M.V. Korneeva, M.A. Volkova

Perm State University. 15, Bukirev st., Perm, 614990 E-mail:margo@psu.ru

In this paper some issues in the coagulation activity of the hydrolyzing coagulants depending on the colloid-chemical properties of the particles are discussed. Particular attention is given to the electrokinetic and size-density characteristics of the aluminum salts hydrolysates affecting the processes of flocculation and sedimentation of coagulated suspensions.

Keywords: coagulant; aluminum salts; hydrolysis; particle size; flocculation