ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химическая очистка производственных сточных вод из "Водное хозяйство промышленных предприятий Книга 1" К физико-химическим методам относятся коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция, включая ионный обмен, обратный осмос, экстракция, эванора-ция, электрохимические методы. [c.317] Коагуляция — это слипание частиц колловдной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции образуются агрегаты—более крупные (вторичные) частицы, состоящие из скопления мелких (первичных). Первичные частицы в таких афегатах соединены силами межмолекулярного взаимодействия непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. Коагуляция сопровождается прогрессирующим укрупнением частиц и уменьшением их общего числа в объеме дисперсионной среды (в нашем случае — воды). Слияние однородных частиц называется гомокоагуляцией, а разнородных — гетерокоагуляцией. [c.317] Коллоидная частица вместе с окружающим ее диффузионным слоем называется мицеллой. На рис. 4.21 представлена схема строения мицеллы золя гидроксида железа (III), полученного путем гидролиза хлорного железа. [c.318] Золь — система, состоящая из коллоидных частиц, распределенных в жидкой или газообразной среде. Если такой средой является вода, систему называют гидрозолем. Коллоидная частица золя гидроксида железа (III) состоит из ядра, образованного гидроксидом железа (III), адсорбционно связанных с ним потенциалообразующих водородных ионов (nii ) и некоторого количества ионов хлора [(и -х)СП, меньшего, чем количество ионов водорода, в результате чего коллоидная частица имеет положительный заряд. Ионы водорода и входящие в состав частицы противоионы хлора образуют двойной электрический слой. Отдельные ионы хлора (хС1 ) образуют диффузионный слой и вместе с коллоидной частицей составляют мицеллу золя гидроксида железа (Ш). [c.318] Очевидно, что при гидролизе раствора сульфата алюминия потенциалообразующими ионами и противоионами будут и 80 . [c.319] Коллоидные частицы находятся в постоянном движении, увлекая за собой молекулы окружающего частицу раствора, которые движутся вместе с ней в виде тонкой пленки. При движении в электрическом поле коллоидная частица увлекает часть раствора. При этом она становится отрицательно заряженной, а окружающий ее раствор приобретает положительный заряд. Перепад потенциала, возникающий при этом между частью жидкости, увлекаемой коллоидной частицей, и остальным раствором, называется электрокинетическим или -потенциалом. Он изменяется при добавлении к коллоидным системам электролитов. В случае отрицательно заряженных частиц -потенциал зависит от величины заряда катионов электролитов, а для положительно заряженных частиц от величины заряда анионов. [c.319] Агрегативная устойчивость гидрофильных золей объясняется тем, что поверхность их частиц обусловливает образование вохсруг них молекулярных гид-ратных слоев при участии ван-дер-ваальсовых, водородных и комплексных связей, вне зависимости от действия небольших концентраций электролитов. Поэтому очищенные золи кремниевой кислоты и гидроксида алюминия могут сохраняться в растворе даже при уменьшении значения -потенциала почти до нуля. [c.320] Для сближения коллоидных частиц необходимо затратить работу на преодоление сопротивления так называемого расклинивающего давления , обусловленного силами молехсулярного сцепления воды с поверхностью частиц. На расстоянии 1 нм и меньше силы взаимного притяжения взаимодействующих частиц превалируют над силами сцепления в гидратном слое. При значительных расстояниях между ними гидратные слои являются термодинамически устойчивым стабилизирующим фагагором. [c.320] Из уравнения следует, что скорость гидролиза пропорциональна концентрации катионов коагулянта. Учитывая, что применяющиеся на практике концентрации его растворов незначительны, мотао считать, что скорость гидролиза коагулянта прямо пропорциональна его концентрации (или его дозе), введенной в воду. По Вант-Гоффу, с повышением температуры на каждые 10 °С скорость гидролиза возрастает в 2-4 раза. [c.321] Обязательным условием дпя полного протекания гидролиза является удаление из сферы реакции образующихся гидр оксидов железа (III) или алюминия, а также связывание ионов водорода в малодиссоциированные молекулы. Реакция гидролиза ускоряется при разбавлении коагулянта. Результаты экспериментов показьшают, что гидролиз солей железа (Ш) протекает полнее, чем солей алюминия, и значительно полнее, чем гидролиз солей железа (Ш). [c.321] С увеличением степени гидролиза pH раствора понижается. Повышение pH воды обеспечивает более полный гидролиз введенного в нее коагулянта. Очевидно, что для быстрого и полного протекания гидролиза коагулянтов необходим некоторый щелочной резерв воды, т. е, наличие в ней достаточного количества гидрокарбонат-ионов, которые связывали бы ионы водорода, выделяющиеся при гидролизе по реакции. [c.321] Благодаря наличию в воде буферной системы (гидрохсарбонат-ионы и углекислота) с pH, близким к 7, pH воды при гидролизе коагулянтов в большинстве случаев изменяется незначительно. [c.321] Другими особенностями контактной коагуляции являются независимость процесса от щелочности и температуры воды, меньшее влияние pH воды. [c.322] Флокуляция. Многочисленные способы очистки промышленных сточных вод и осадков применяют различные технологии и разделительную технику, однако в современных условиях практически все технологии предусматривают использование полимерных флокулянтов. [c.322] Достаточно часто флокулирование заменяет не только реагентную обработку, но и другие методы очистки. Преимущественное использование этого метода объясняется не только высокоэффективным образованием осадка, но и, в отличии от коагулянтов, отсутствием засоления обрабатываемой воды, поскольку весь флокулянт соединяется и уходит с осадком. Особенно эффективно использование флокулянтов при центробежной обработке стоков и осадков. [c.322] Как правило, на очистные соорунсения цехов прокатки подаются сточные воды других источников, содержащие разнообразные органические примеси, СОЖ, твердые включения. Совместная, переработка таких разнообразных стоков требует качественного подбора универсальных флокулянтов и режима дозирования, что не всегда возможно осуществить в определенный момент работы очистных сооружений. [c.322] Вернуться к основной статье