3.2 Температура

С увеличением температуры увеличивается скорость кристаллизации коагулянта. Увеличивается интенсивность броуновского движения, а, следовательно, и вероятность столкновения частиц возрастает, возрастает скорость коагуляции и уменьшается продолжительность инкубационного периода.

При невысоких температурах образуются мелкие медленно оседающие хлопья, увеличивается необходимое количество коагулянта, эффективность очистки падает.

Электронно-микроскопические исследования показали: при температуре (80–90)°С частицы Al(OH)₃ сразу же образуют мелкокристаллический осадок, при температуре 20°C – процесс заканчивается через сутки.

3.3 Перемешивание

Перемешивание приводит к возрастанию вероятности столкновения частиц, повышается скорость кристаллизации коагулянта и уменьшается продолжительность инкубационного периода.

Однако при значительном возрастании скорости перемешивания наблюдается обратный процесс. Наблюдается разрушение образовавшихся крупных хлопьевидных агрегатов из аморфных и мелкокристаллических частиц.

Таким образом, перемешивание оказывает влияние на всех стадиях коагуляционной очисти СВ.

3.4 РН раствора

Из уравнения гидролиза видно, что с увеличением степени гидролиза рН раствора падает. Следовательно, для того, чтобы сдвинуть равновесие вправо, нужно увеличивать рН раствора.

Поэтому для полного и быстрого протекания гидролиза необходимо подщелачивать очищаемую воду перед введением коагулянта для связывания выделяющихся при гидролизе Н⁺- ионов.

Подщелачивающее действие могут выполнять гидрокарбонат-ионы НСО₃^-, присутствующие в воде, или специальные реагенты – известковое молоко Са(ОН)₂, кальцинированная или каустическая сода.

5. Растворенные в воде примеси

Процесс коагуляции определяется степенью гидролиза коагулянта, которая, в свою очередь зависит от солевого состава сточной воды.

Протекание коагуляции определяет анионный состав растворенных в воде солей:

- если в сточной воде имеется одноимённый с коагулянтом анион, это приводит к ускорению процесса кристаллизации, поскольку уменьшается инкубационный период;

- если в очищаемой воде не содержится одноимённый с коагулянтом анион, то скорость коагуляции уменьшается;

Например, если в сточной воде содержится анион Cl^- (коагулянт Al₂(SO₄)₃), то образуется большое количество мелких хлопьев, снижается устойчивость коллоидных частиц.

Органические вещества также влияют на протекание процесса коагуляции:

небольшое их количество в сточной воде благоприятно сказывается на процессе коагуляции (ускоряется процесс старения Al(OH)₃);

большие количества органических веществ снижают интенсивность коагуляции: эти вещества адсорбируется на растущих кристаллах коагулянта, образуя плёнки, что тормозит рост кристаллов.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) оказывают отрицательное влияние на протекание коагуляционных процессов.

(ПАВ – это вещества, снижающие поверхностное натяжение жидкости, они способны адсорбироваться на поверхности раздела фаз; состоят из углеводордного радикала до C₂₀ и полярной группы - -ОН, -СООН, -NH₂, SО₃).

При содержании в воде ПАВ снижается вероятность образования зародышей новой фазы и способность их роста, что обуславливает повышение дисперсности и ухудшает эффект очистки.

5. Концентрация коагулянта

Скорость коагуляции зависит от числа коллоидных частиц в сточной воде и степени насыщения (дозы коагулянта).

Если считать, что кристаллизация коагулянта, добавленного в сточную воду, происходит только на коллоидных частицах, то процесс кристаллизации может быть описан следующим дифференциальным уравнением:

_{3 _______}

d α / d τ ₌ 3 √ ρ n_o φ (α_o- α)^2/3 λ,

где α_o и α – абсолютное начальное пересыщение и пересыщение к моменту времени τ;

ρ – плотность кристаллов;

n_o – число коллоидных частиц примеси в единице объёма;

φ – коэффициент формы частиц;

λ – линейная скорость кристаллов при пересыщении.

Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита-коагулянта может быть представлена следующим образом (см.рисунок 3.1).

Скорость

коагуляции

ψ=1

Концентрация

Рисунок 3.1 – Зависимость скорости коагуляции

от концентрации электролита - коагулянта

С, мг/дм³

Тонкодисперсная взвесь

Грубодисперсная

С _взв., мг/дм³

Рисунок 3.2 – Зависимость скорости коагуляции

от содержания взвешенных веществ

При малых концентрациях электролита эффективность соударения частиц близка к нулю Ψ = 0.

Эффективность соударения Ψ – отношение числа столкновений, окончившихся слипанием, к общему числу столкновений.

При Ψ = 1 наступает быстрая коагуляция, при которой все столкновения частиц заканчиваются образованием агрегатов.

Доза коагулянта зависти и от содержания в воде взвешенных частиц и степени их дисперсности: с увеличением количества примесей доза коагулянта растёт (рис.3.2).

4. Коагулянты и их характеристика

Для очистки сточных вод чаще всего применяются минеральные коагулянты. Это соли алюминия или железа.