21. Основныу условия коаугуляции коллоидных частиц. Краткая характеристика коагулянтов.

Коагуляция представляет собой комплекс химических и физических взаимодействий между отрицательно заряженными коллоидными частицами и катионами, т.е. положительно заряженными химическими реагентами. Она использует различные силы отталкивания и притяжения, которые обеспечивают устойчивость или, наоборот, неустойчивость коллоидной взвеси, а именно:

• - силы электростатического отталкивания;

• - броуновское движение;

• - силы притяжения Ван дер Ваальса;

• - силу всемирного тяготения.

Положительно заряженные коагулянты нейтрализуют отрицательный заряд, окружающий коллоидные частицы. Когда заряд вокруг каждой частицы нейтрализован, они постепенно сближаются, уменьшая свой эффективный радиус, становятся в конце концов неустойчивыми и могут сталкиваться друг с другом. При столкновении частицы соединяются друг с другом за счет водородных связей или, например, сил Ван дер Ваальса, образуя большие массы, или хлопья. Энергия перемешивания, применяемая в процессе очистки, увеличивает количество и частоту этих столкновений частиц, усиливая агломерацию твердого вещества и способствуя образованию хлопьев.

Образованию хлопьев способствует полимерная природа коагулянтов. Их длинные молекулярные цепочки подхватывают агломерированные частицы, образуют мостики от одной поверхности к другой, связывая вместе отдельные хлопья в крупные, легко удаляемые массы.

Из двух механизмов, участвующих в процессе коагуляции, нейтрализация заряда играет гораздо более важную роль, чем химическое связывание.

В настоящее время ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью улучшения качества питьевой воды постоянно растёт.

Гидроксохлорид алюминия («оксихлорид алюминия», «полиалюминия хлорид») — коагулянт нового поколения, предназначен для подготовки питьевой воды при обработке поверхностных и подземных вод, а также для очистки сточных и оборотных промышленных вод металлургических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, бытовых и городских стоков.

Сульфат алюминия технический используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также применяется в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Алюминия гидроксохлоросульфат — смешанный коагулянт на основе сульфата алюминия, предназначен для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения и промышленных стоков, для использования в бумажной, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности.

Алюможелезный коагулянт относится к категории смешанных коагулянтов на основе сульфата алюминия, получаемый частичной заменой алюминия на соединения железа.

Алюминия сульфат технический очищенный модифицированный используется в качестве коагулянта при очистке воды хозяйственно-питьевого и промышленного назначения, а также сточных вод различного происхождения.

Современные коагулянты на основе гидроксохлорида – полигидроксохлорид, гидроксохлорсульфат алюминия, Аква-Аурат и т. п. – позволяют существенно повысить качество и интенсифицировать процесс очистки сточных вод. Они имеют ряд существенных преимуществ перед сульфатом алюминия, а именно:

·       значительно большее содержание активного вещества;

·       соответственно меньшая доза коагулянта, минимум в 2 раза;

·       удобство и технологичность использования;

·       меньшие мутность, цветность очищенной воды, объем осадка, время коагуляции;

·       минимальное остаточное содержание алюминия – < 0,2 мг/л;

·       больший диапазон рабочих температур, вплоть до 0,5 °С;

·       отсутствие изменения рН.

Их бóльшая стоимость окупается указанными преимуществами, и они являются наиболее перспективными коагулянтами.