2. Коагулянты и флокулянты, примен. В водоподгот. Опр-е расчетных доз реагентов при осветл-и и обесцв. Природн. Вод.

В-ва, кот. вводят для нарушения агрегативной устойчивости системы – коагулянты. Чаще всего они явл. солями слабых оснований и сильных кислот. При их растворении происх. гидролиз. В рез-те электролитич. диссоциации, эти соли при взаимодействии с содержащимися в воде гидроксильными ионами ОН^-, образуют малорастворимые соед-я, выпадающие в осадок. Применяют след. коаг-ты: А) Сернокислый алюминий: Al₂(SO₄)₃·18H₂O,может быть неочищенный и очищенный. Недостатки солей Al: высокая чувствит-ть к изменениям рН; чувствит-ть к t-ре очищ.воды, т.е. при t<+4°С процесс коагуляции идёт медленнее; требует примен. спец устройств, интенсифицир-их процесс его растворения; Б) Оксихлорид аллюминия: Al(OH)₅Cl·6H₂O. При его использовании возрастает минерализация воды, а щёлочность снижается; В) Алюминат Na: (NaAlO₂); Г) Соли железа: 1) хлорид Fe или хлорное железо (FeCl₃·6H₂O); 2) сульфат Fe²⁺ (железный купорос) - FeSO₄·7H₂O; 3) сульфат Fe³⁺ Fe₂(SO₄)₃·2H₂O. Преимущ-ва Fe³⁺: Улучшение условий коаг-и при низких t-рах воды; хлопья Fe(OH)₃ более тяжёлые, время осажд-я их сокращается; при низких t-рах не оказ. сильн. воздействие рН среды на процесс коагул. Недостатки: необходимо тщательное дозирование расч.дозы коаг-та. Хорошие рез-ты дает также прим-е железн.купороса с одновремен. хлорир-ем воды. Введение хлора облегчает проц. коаг-и и способствует окислению закисного железа; Д) Алюможелезн.коагул. (Al₂(SO₄)₃+ FeCl₃).

Определение дозы коагулянта: 1 способ – по цветности воды: ; 2 способ – доза коаг-та опр. в зависимости от исходной мутности воды (ТКП 45-4.01-31-2009). Полученные 2 дозы коаг-та сравниваются, и к расчету приним. наибольшая доза.

Для инсификации проц коагулир-я прим-ся флокулянты – высокомолекулярные в-ва, минеральн. или органические. Из минер-ых наиб распростр – активированная кремниевая к-та (АК), из органич – полиакриламид ПАА. Дозы флокулянтов зависят от кач-ва обрабат воды (мутности и цветности). Дозу ПАА и АК подбираем в соотв-ии с ТКП. Использование флок-тов позволяет сократить дозу коаг-та. Флокулянты следует вводить в воду после коаг-та. При очистке высокомутных вод допускается ввод флок-в до коаг-в. Следует предусматривать возм-сть ввода флок-тов и коаг-тов с разрывом во времени до 2-3 мин в завис. от кач-ва обрабат воды.

3.Физико-химические основы процесса коагулирования примесей воды.

Коагуляция примесей воды – это процессс укрупн-я коллоидн и взвешенных частиц дисперсной с-мы, происх-щий в рез-те их взаимод-я и объед-я в агрегаты. Этот процесс завершается отдел-ем агрегата слипшихся частиц от жид. фазы осажд-я. Если частицы, нах-еся в воде имеют одинак. заряды, возник-т межмолекул. силы отталкив-я и агрегативная устойчивость с-мы наруш-ся. При введении в воду хим. соед-й или коаг-тов, агрегат-ая устойч-ть с-мы наруш-ся. Это происх-т в рез-те сниж-я заряда ч-ц или в рез-те сорбции на образующихся коллоидах частиц загрязнений. В-ва, кот. вводят для наруш-я агрегат. устойч-ти с-мы – коагулянты (солиAl, соли Fe и др.). Схематич изображ-е мицеллы золя Fe(OH)₃ с полож-но заряж. частицей:

{m[Fe(OH)₃]∙nH⁺, (n-x)Cl^-}xCl^-

Fe(OH)₃ – ядро, Н⁺ - потенциал-обазующ. ионы, Cl^- - ионы дифуз. слоя, А- адсорбцион. слой, В- диффузный слой, - электрокинетич. потенциал, возник. на границе слоев А и В; - термодинамич. потенциал, возник. на границе ядра и слоя А.

Коллоидная частица золя Fe(OH)₃ сос-ит из ядра, образован. Fe(OH)₃, адсорбционно связанных с ядром потенциал-образующих ионов водорода nH⁺, некоторого кол-ва ионов хлора (n-x)Cl^-

xCl^-{Fe(OH)₃nH⁺,(n-x)Cl^-

Возникновению коллоид. ч-ц предшеств-т образ-е тверд. фазы (ядра), адсорбирующей из р-ров потенциалобразующие ионы Н⁺. С больш. скоростью будут сорбир-ся те ионы, к-ые больше понижают своб. энергию пов-ти твердой фазы.

Из-за эл. притяж-я к ионам водорода приближ-ся противоионы Cl^- и они вместе с ним образ-т коллоид. ч-цу. Если бы в воде отсутствовало тепл. броуновское дв-е и турбулизация жид-ти, то между разноименно заряж. ч-цами образавался бы мономолекулярный слой с потенциалами м/д разноименно заряж. ч-цами, к-ый носит назв-е термодинам. потенциал .

Золь- это система, сост-ая из коллоид. ч-ц, распред-ых в жид. или газообраз. среде. Если такой средой явл-ся вода, то с-ма наз. гидрозолем. В водоподготовке стремятся создать такие усл-я, чтобы величина потенциала приближ-сь к нулю. Диффузн. слой явл-ся размыт. слоем, поэтому м/ду плотной частью коллоид. ч-цы и размыт. частью возник-т скачок потенциала, к-ый носит назв-е эл. кинет. потенциала . Чтобы нарушить агрегат. устойч-ть коллоид. ч-ц в воду вводят хим. соед-я, чтобы конц-ция противоионов диффуз. слоя возросла. Т. к. больш-во ч-ц природ. вод несут отриц. заряд, то для наруш-я агрегат. устойч-ти с-мы вводят в-ва, к-ые имеют полож. заряд.

На проц коаг-ции оказ-ют влияние след факторы: конц-ция ионов Н⁺ в воде; щелочность воды; t-ра воды; условия перемешивания воды; быстрота смешения коаг-та с водой; содержание в воде естеств. взвесей; анионный состав воды; рН воды; доза коаг-та; цветность воды.