Курсова робота
Тема:
Фізико-хімічні основи процесу флокуляції
ЗМІСТ
ВСТУП
. Кінетика і механізм процесу флокуляції
. вплив різних чинників на процес флокуляції
. Види флокулянтів
. Застосування флокулянтів
Висновок
Література
РЕФЕРАТ
Курсова робота складається з: 21 сторінки комп'ютерного тексту, 18 використаних джерел літератури.
Мета: проаналізувати і охарактеризувати процес флокуляції.
Для досягнення мети необхідно було вирішити наступні завдання:
Розглянути механізм флокуляції;
Розглянути способи проведення флокуляції;
Розглянути застосування флокуляції в промисловості.
ВСТУП
Зниження якості і зростаючі обсяги споживання води з усе більшою гостротою ставлять проблему її очищення від забруднень, і зокрема, від зважених і колоїдно-дисперсних частинок. Ефективність осадження дисперсій може бути значно збільшена за допомогою флокулянтів, при цьому одночасно знижуються: кольоровість, запахи, присмаки і мікробна забрудненість води. Крім того флокулянти дозволяють: поліпшити якість води при мінімізації часу відстоювання; досягати запланованої продуктивності при менших витратах; збільшувати продуктивність без капітальних витрат; підвищити ефективність системи фільтрації і збільшити термін служби фільтрів. Проте в даний час відсутня універсальний флокулянт для виділення широкого спектра забруднюючих речовин. Крім того виникають труднощі з вибором певних умов для оптимальної роботи - температури, рН, концентрації та ін. Тому зараз активно ведуться роботи з пошуку і синтезу нових високоефективних флокулянтів.
1. Кінетика і механізм процесу флокуляції
Процес флокуляції складається з адсорбції високомолекулярних сполук (ВМС) та агрегації частинок полімерів. [1,2,3] Тому розглядаючи кінетику флокуляції, необхідно враховувати швидкість дифузії макромолекул до поверхні частинки і досягнення адсобціонного рівноваги. Кінетику флокуляції розглядають виходячи з уявлень Смолуховського і Фукса про кінетику коагуляції колоїдних розчинів. Для флокуляції полімеросодержащіх і непокритих частинок флір перетворив рівняння Смолуховського в такий вигляд:
=- 2 Ф 1 (1 - Ф 1) KN 2 (1),
де Ф 1 - об'ємна частина полімеросодержащіх частинок; К - константа швидкості утворення молекул.
При Ф 1=0,5 швидкість флокуляції повинна бути максимальною і рівнятися? швидкості коагуляції. На початковій стадії флокуляції ВМС, як показав Уоллес, відношення числа зіткнень між покриті та непокриті частинками z до числа зіткнень між «чистими» частинками z 0 зростає в міру збільшення товщини адсорбційного полімерного шару?:
=, (2)
де r - радіус частинок;
С - їх концентрація.
Ла Мер на підставі адсорбційних уявлень Ленгмюра вивів рівняння кінетики флокуляції для випадку, коли рівновагу адсорбції полімеру досягається дуже швидко і швидкість процесу визначається тільки умовами зіткнення частинок:
-=-? (1 -?) KN 2 (3),
де?- Частина поверхні, покрита полімером.
З цього рівняння випливає, що максимальна швидкість флокуляції досягається, коли макромолекули займають половину всіх адсорбційних місць на поверхні частинок. Вплив кінетики адсорбції ВМС на ступінь флокуляції визначається залежно від ефективності змішання полімеру з дисперсією. Істотна залежність ефективності коагуляції від молекулярної маси при одночасному додаванні ВМС, ймовірно, обумовлена ??впливом кінетичного чинники: тривалість адсорбційної рівноваги ВМС на частинках значно більше, ніж інтервал часу між зіткненнями частинок в результаті броунівського руху.
Багато дослідників причиною флокуляції вважають утворення містків між дисперсними частками за допомогою молекул адсорбованого високомолекулярної речовини. Флокуляція за механізмом мостообразованія буде різною для випадків усталеного і несталого рівноваги адсорбції ВМС на поверхні частинок. У разі невстановленого адсобціонного рівноваги флокулянтами виступають ВМС, які, прикріплюючись ма...
