4.Обробка води коагулянтами. Призначення. Стадії процесу коагулювання. Характеристика коагулянтів.
Коагулювання – це обробка води реагентом (коагулянтами), що призводить до укрупнення частинок забруднень та полегшення їх подальшого вилучення.
Метою к-я є звільнення води від домішок, що обумовлюють її каламутність і забарвлення, фізико-хім вл-сті яких не дозволяють вилучення їх безреагентними методами.
Здійснюється додаванням до води мінеральних солей з гідролізуючими катіонами або анодним розчиненням металів.
К-и – це солі сильних кислот і слабких лугів.(Al2(SO4)3, AlCl3, FeSO4, FeCl2, Fe2(SO4)3, FeCl3)
Стадії процесу коагулювання: 1. гідроліз к-у з утворенням розведеного золя гідроксиду металу.2. коагуляція утвореного золя коагулянту під дією аніонів води і його взаємодія з колоїдами і зависями води.3. утворення пластівців і видалення їх з води.
1 стадія: після введення к-у зразу відбувається гідроліз.
Al2(SO4)3+HOH↔Al(OH)3+H2SO4
Al2(SO4)3↔Al3++SO 2-4
Al3++HOH↔AlOH2++H+
AlOH2++HOH↔Al(OH)+2+H+
AlOH++HOH↔Al(OH)3+H+
Al3++3HOH↔(AlOH)3++H+
Необхідною умовою перебігу гідролізу до кінця є зв’язування іонів Н+. Повнота перебігу гідролізу забезпечується природною лужністю води.При великих дозах к-у і малій лужності воду підлуговують вапном (Ca(OH)2), содою (NaHCO3).
2 стадія: глинисті частинки - гідроалюмосилікати
на 2 ст впливають: склад домішок води, рН води(=5,5-9,5), t, доза к-у.Оптимальна доза к-у – така найменша доза коагулянту, яка при пробному коагулювані забезпечує забарвлення обробл води менше 20 град при мін значені калам та гарному перебігу процесів. Результат – утворення над міцелярної структури.
3 стадія: Під дією гідродинамічних сил потоку та гравітації над міцелярна структура руйнується, уламки її зчіплюються між собою, утворюють пластівці, які укрупнюються і ущільнюються під час осідання або переміщення води. Завершується вилученням пластівців – сепарація(н-д фільтрування крізь зернисте завантаження).
5.Інтенсифікація процесів освітлення та знебарвлення води. Флокулянти, види і механізм дії.
Методи інтенсиф: реагентні – застос флокулянтів, окисників, коригування рН, мін скаламучувачами; безреагентні – раціон додавання коаулянту, рециркуляція коагульованої зависі через зону наведення нових порцій коагулянту. Флокулянти – речовини, що утвор з водою колоїдні с-ми і дозв прискорювати процеси утвор пластівців та їх седиментацію. Класиф фл: за хім. природою (органічні, неорганічні); за походженням (природні, штучні). Неорганічні штучні ( активн кремній кислота(АК), рідке скло) Орган природні (крохмаль), орган штучні (поліакриламід ПАА).
1.АК. – це колоідний розчин кремнієвої кислоти та її солей, активований сірчаною кислотою, хлором, коагулянтом. Na2O × nSiO2× mH2O(+H2SO4, Cl2, Al2(SO4)3). З водою утвор колоїдний розчин зі знаком мінус. Механізм дії: 1. взаємна коагул протилежнозарядж золей АК і коагулянту.
2. утвор додаткових центрів коагуляції. Переваги застос АК: розширює діапазон ефективності доз коагулянту, розширює діапазон рН, підвищ ефектив коагул при низьких t, доступний і дешевий реагент.
2.ПАА – сополімер акріламіда ісолей акрилової кислоти.
Механізм діх: адсорбція молекул високополімеру флокулянту частинками зависей з адсорбованим коагулянтом. Перевага: дози к-ту в 10-20 раз ефективніше дії в кислому середовищі.
Катіонний флокулянт: ВА-2
Реагентна інтенсифікація:
Корегування рН: при недостатній лужності води та великих дозах коагулянту зо стос підлуговування вапном, содою. Обробка кислотами (сірчаною, соляною) ефективна для забарвлених вод.
Зкаламучування: додавання суспензії глини , мармур, антрацит, який створює дод центри коагуляції, збільшення ваги та щільності пластівців.
Безреагентна інтенсиф: переміш впливає на процес утвор пластівців, компенсує негат вплив низьких t; раціон додавання коагулянту; фракціоноване коаг-я (порційне додавання коагул-у); рециркуляція осаду; обробка ультразвуком; електричне поле. Ел поле – процес електрохід коагул-ї. Вода оброблена в електрокоагуляторі з елеектрохім розчинним анодом.
Контактна коаг-я – відбув при введені к-у безпосередньо перед подачею води на фільтрування. Коаг-я домішок прискор за рахунок адсорбції та адгезії част зернист фільтр завантаження.