Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Охрана труда и природы»

Реферат принят

с оценкой ______________

Преподаватель

_________Е.Л.Никитиа

«____»___________2025

Описать метод, который лежит в основе очистки стоков коагулянтом и флокулянтом

Контрольная работа по дисциплине

«Методология научного исследования»

ЯГТУ 18.03.02 – 004 Р

Контрольную работу выполнил студент группы ЗОС-41 ___________ «____»___________2025

2025

Р еферат

12 стр., 2 рис, 6 ист..

Коагуляция, сточная вода, фактор, анализ, флокуляция

Объектом исследования является очистки стоков коагулянтом и флокулянтом.

Цель работы – изучить и описать основные методы, которые лежит в основе очистки стоков коагулянтом и флокулянтом.

В процессе работы описаны методы и приведён отчёт с факторами, влияющих на анализ эффективности очистки стоков коагулянтом и флокулянтом.

Содержание

Реферат 2

Введение 4

1 Очистки стоков коагулянтом и флокулянтом 5

2 Технологическая схема 8

3 Факторы, влияющие на процесс очистки стоков коагулянтом и флокулянтом 9

4 Отчёт 10

4.1 Двухфакторный дисперсионный анализ с повторениями 10

Заключение 11

Список использованных источников 11

Введение

Очистка сточных вод является одной из важнейших задач в сфере экологии и охраны окружающей среды. Она необходима для того, чтобы уменьшить загрязнение водных ресурсов и предотвратить негативное воздействие на живой мир. Одним из способов очистки сточных вод является использование флокулянта и коагулянта.

Коагуляция – процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты.

Флокуляция – процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами.

Коагулянты – химические вещества, которые добавляются в сточные воды для того, чтобы ускорить процесс коагуляции. Коагулянты помогают объединить мелкие частицы загрязнений в крупные, что делает их более легкими для удаления. Коагулянты используются в процессе осаждения.

Флокулянты – полимеры, которые добавляются в сточные воды для того, чтобы увеличить размер частиц загрязнений. Это делает их более легкими для удаления из воды. Флокулянты помогают сформировать «флоки», то есть крупные частицы загрязнений, которые можно легко удалить из сточных вод. Флокулянты используются в процессе флотации, осаждения и фильтрации.

1 Очистки стоков коагулянтом и флокулянтом

Введение в сточную воду коагулянтов вызывает сложную последовательность химических и физико-химических взаимодействий ионов реагента с ионами и мицеллами веществ, находящихся в воде.

При введении в воду коагулянтов происходит их диссоциация. Образующиеся при этом поливалентные катионы коагулянта Al⁺³ , Fe⁺³, Fe⁺² вступают в ионный обмен с катионами адсорбционного слоя отрицательно заряженных коллоидных частиц загрязнений, понижая их стабильность.

По установлении равновесия между катионами в адсорбционном слое коллоидных частиц и в растворе происходит гидролиз избытка коагулянта. В результате гидролиза в зависимости от рН среды образуются гидрофобные коллоиды малорастворимых гидроокисей алюминия или железа либо их основных солей. Эти коллоиды имеют огромную активную поверхность и играют основную роль при очистке воды коагуляцией.

Коллоидные частицы загрязнений адсорбируются на поверхности коллоидных частиц гидроокиси, коагулирующихся под действием растворенных в воде электролитов с образованием хлопьев, которые сорбируют и захватывают при осаждении (ортокинетическая коагуляция) находящиеся в воде примеси. В результате прохождения этих процессов нарушается агрегативная устойчивость системы, что приводит к образованию макродисперсии, отделяемой методами осаждения, флотации или фильтрования.

На эффективность действия коагулянтов оказывает влияние большое количество факторов. В технологии коагулирования воды следует учитывать состав и свойства загрязнений сточных вод, дозу и состав коагулянта, температуру и рН воды, условия введения и перемешивания реагирующих веществ. Решающим фактором, обеспечивающим максимальную эффективность использования коагулянтов при очистке сточных вод, является создание условий для проведения их гидролиза в требуемом направлении путем изменения концентрации коагулянта в дисперсной системе, значения рН и ионного состава дисперсионной среды.

Оптимальные значения рН при использовании в качестве коагулянта сульфата алюминия достигается в интервале значений рН среды от 5-7,5, а алюмината натрия 9,3-9,8; при использовании хлорида железа в интервале значений 3,5–6,5 или 8–11; при использовании сульфата двухвалентного железа от 9 до 10,5.

Из гидроксохлоридов алюминия в настоящее время в наибольшем количестве производят и применяют пентагидроксохлорид алюминия А1₂(ОН)₅С1. Характерным отличием этого коагулянта является широкая зона оптимальных значений рН, особенно в кислой области. Коагулянт хорошо работает при разделении дисперсных систем с небольшим содержанием дисперсной фазы, отличается низкой коррозионной активностью.

Высокую эффективность во многих случаях дает применение смесей коагулянтов. При этом обеспечивается значительное расширение области оптимальных значений рН и температуры. Хлопья осаждаются равномернее, чем в случае применения отдельных коагулянтов.

Высокомолекулярные флокулянты обычно подразделяют на три группы: неорганические полимеры, вещества природного происхождения и наиболее широко применяемые синтетические органические полимеры. ВМС – чрезвычайно эффективные флокулянты дисперсных систем, даже весьма малые их добавки могут радикально снизить агрегативную и седиментационную устойчивость дисперсий.

Флокулирующее действие ВМС зависит от ряда факторов: природы и количества добавляемого полимера, его молекулярной массы и заряда, условий введения реагента, содержания в системе дисперсной фазы и электролитов.

В отличие от коагуляции при флокуляции агрегация происходит не только при непосредственном контакте частиц, но и в результате взаимодействия молекул адсорбированного на частицах флокулянта.

Механизм действия флокулянтов основан на следующих явлениях: адсорбции молекул флокулянта на поверхности коллоидных частиц; ретикуляции (образование сетчатой структуры) молекул флокулянта; слипании коллоидных частиц за счет сил Ван-дер-Ваальса.

При действии флокулянтов между коллоидными частицами образуются трехмерные структуры, способные к более быстрому и полному отделению от жидкой фазы. Причиной возникновения таких структур является адсорбция макромолекул флокулянта на нескольких частицах с образованием между ними полимерных мостиков.