Лабораторна робота № 4 вивчення впливу флокулянтів на процеси пластівцеутворення й осадження

Мета роботи: ознайомлення з фізико-хімічним методом очищення виробничих стічних вод реагентним методом (флокуляцією), ефективного флокулянта і його оптимальної концентрації.

Короткі теоретичні відомості

Для очищення виробничих стічних вод, що містять забруднення у вигляді тонкодисперсної зависі й колоїдів, застосовується метод флокуляції.

Під флокуляцією розуміють агрегацію часток, у якій крім безпосереднього контакту часток, відбувається їхня взаємодія через молекули адсорбованого флокулянта (рис. 4.1).

При очищенні води із застосуванням флокулянтів крім інтенсифікації процесу осадження суспензії й видалення колоїдних забруднень можливо значно знизити БСК, зменшити кількість бактерій, знизити концентрацію розчинених органічних сполук і понизити ХСК.

Цим відрізняється процес флокуляції від коагуляції. Флокулянти - це високомолекулярні природні або штучні органічні речовини.

Процес флокуляції зважених часток суспензії при введенні в неї флокулянтів заснований на адсорбції подовжених молекул полімеру поверхнею часток. При цьому окремі молекули як би "склеюють" частки, утворюючи з них зв'язані швидко осаджувальні агрегати ("пластівці").

Одночасне розчинення флокулянта у воді супроводжується дисоціацією його молекул на аніони й катіони, що нейтралізують електричні заряди твердих часток, у результаті чого відбувається коагуляція.

Найбільш важливі властивості флокулянта - молекулярна маса, електричний заряд і вид функціональних груп. Молекулярна маса важлива для утворення "містків" - зв'язків між зваженими частками, а вид функціональних груп характерний для адсорбції - закріплення їх (функціональних груп) на поверхні часток забруднень.

Флокулянти бувають: природні (крохмаль й ін.) і штучні (поліакриламід, поліоксиетилен й ін.)

Всі флокулянти залежно від властивостей, що проявляються ними при розчиненні у воді, прийнято класифікувати на: аніоноактивні, катіоноактивні, амфолітні й неіоногенні.

Аніоноактивні флокулянти з однієї або декількома функціональними групами, що іонізуються у водяних розчинах, причому поверхнева активність їх обумовлюється негативно зарядженими іонами (аніонами).

Катіоноактивними називають флокулянти з однієї або декількома функціональними групами. Вони також іонізуються у водяних розчинах, але поверхнева активність їх зумовлюється утворюючими позитивно зарядженими іонами (катіонами).

Рис. 4.1. Схематичний механізм дії поліакриламіду на тверді частки

Неіоногенними називають флокулянти, які у водяному розчині не утворюють іонів. Розчинність неіоногенних речовин у воді обумовлена функціональними групами, що мають сильну спорідненість із нею.

У технології очищення стічних вод знайшли широке застосування високомолекулярні флокулянти з молекулярною масою від одного до декількох мільйонів. Однак останнім часом намітилася тенденція до виробництва й застосування високомолекулярних сполук з молекулярною масою від 100 000 до 500 000. Ці речовини більш легко розчиняються у воді, можуть використовуватися у вигляді порошків або гранул. Вони значно швидше мігрують у водних суспензіях, що спричинює, в деяких випадках, високі технологічні властивості.