Механізм видалення ПОЗ при коагуляції

 

 

 

Для води, яка містить висомолекулярні ПАР оптимальна доза при посиленні коагуляції буде низькою, основний механізм їх видалення — нейтралізація та вловлювання зарядку ПОЗ.

Якщо у воді містяться високомолекурні не гумусового характеру речовини, механізм видалення адсорбцією на гідроксидах і комплексоутворенні. Видалення ПОЗ ефективно досягається в інтервалі значення дзета-потенціалу від -10 до 5 мВ.

Вважаються, що механізм видалення ПОЗ коагулянтом Fe чи AI — різний. Залізний коагулянт більш ефективний для видалення ПОЗ з молекулярною масою від 1000 до 4000 дальтон. Ця фракція найбільш відповідає наявності переважно фульво-кислот. Видалення залізним коагулянтом обумовлено високою густиною зарядку продуктів. Флокули, що формуються при гідролізі, більші за розміром, ніж ті які формуються при гідролізі алюмінієвого коагулянту. Сучасні підходи до процесу коагуляції говорять, що високий ефект коагуляційного очищення має бути досягнутий при:

· Використанні неорганічних коагулянтів з органічними полімерними флокулянтами;

· Використання при коагуляції гідроксихлоридів чи гідроксисульфатів;

Одним із ефективних коагулянтів є коагулянт складу:

1. поліалюмінійферумсилікат хлорид;

2. полісилікатний оксид феруму;

3. сульфат феруму (працює в широкому інтервалі рН).

ФЛОКУЛЯНТИ. ФЛОКУЛЯЦІЯ.

Флокуляція — процес, при якому дрібні частинки, що знаходяться у зваженому стані у рідкому чи газовому середовищі, утворюють рихлі пластівцеподібні скупчення — флокули.

Флокулянти у технології очищення води — речовини, що інтенсифікують процеси пластівцеутворення і коагуляції. Флокулянти зазвичай — високоорганічні речовини з довжиною ланцюга приблизно 100 нм.

Флокулянти поділяють на 3 групи:

1. Неорганічні — активний силікат натрію, активна кремнієва кислота.

2. Природні органічні — крохмаль, білкові гідролізні дріжджі, картопляна мізга.

3. Синтетичні органічні флокулянти — високомолекулярні довголанцюгові полімери — ПАА, ВА-2 (бензилтриметиламоній хлорид).

В залежності від складу полімерних груп флокулянти поділяють наступним чином:

Ø Неіоногенні полімери (-ОН, = С = О) — крохмаль, поліакрилонітрил, поліетиленоксид.

Ø Аніонні флокулянти — полімери, що містять аніонні групи (-СООН, -СО₃Н) — активна кремнієва кислота, поліакрилат натрій.

Ø Катіонні флокулянти (-NH₂, = NH-) — сополімери вінілпіридину.

Ø Амфотерні — полімери, що містять одночасно і аніоні, і катіонні групи — гідролізований ПАА, речовини білкового типу.

Основною вимогою до флокулянтів, що використовуються у водоочищенні є те, що вони мають бути водорозчинні.

— «діаметр» полімерної молекули ().

Для багатьох неіонних полімерів величина , де — молекулярна маса речовини.

Характерною особливістю цього клубочка є те, що його об’єм більший за об’єм молекули.

За густиною заряду поліелектроліти класифікуються так:

· Низькозаряджені — вміст іонних груп на 1 моль речовини складає приблизно 10%.

· Середньозаряджені — вміст іонних груп 25%.

· Високозарядженні — вміст іонних груп від 50% і вище.

Існує три види механізмів, які використовуються для флокуляції частинок полімерами:

1. Утворення мостів;

2. Нейтралізація заряду, включаючи електростатичні «заплати».

3. Вичерпання флокулюючої здатності. Використовується рідко.

Механізм утворення мостів

Існує три метода прикріплення ланцюга до поверхні:

Ø В місцях контакту;

Ø Наявність хвостів;

Ø Наявність петель.

Сили, що обумовлюють адсорбційну силу взаємодію з поверхнею:

1. Електростатичні;

2. Водневі зв’язки;

3. Молекулярні сили.

Один кінець молекули сорбується на одній частині, а інший — на другій. Цих частинок може бути багато. За рахунок цього утворюються флокули.

Важливою потребою для утворення мостів флокул є достатня кількість вільної поверхні частинок для прикріплення сегментів полімерного ланцюга, адсорбованих на іншій частинці.

Оптимальна доза флокулянта для місткової коагуляції визначається к доза, що відповідає половині покриття поверхні. Типова доза — 1 мг. полімеру/1 г. зависі.