Фізико-хімічні основи коагулирования домішок води
Седиментації під дією сил тяжіння
Одним з найбільш широко застосовуваних на практиці прийомів зниження змісту суспензії у воді єседиментації під дією сил тяжіння. Однак, домішки, що зумовлюють мутність і кольоровість природних вод, відрізняються малими розмірами, внаслідок чого їх осадження відбувається вкрай повільно, так як сили дифузії превалюють над силами тяжкості. Крім того, наявність домішок колоїдного характеру ще більше ускладнює процес седиментації. Для прискорення процесів осадження, фільтрування, флотації та підвищення їх ефективності вдаються до коагулированию домішок води.
Коагуляцією домішок води називається процес укрупнення колоїдних і зважених частинок дисперсної системи, що відбувається в результаті їх взаємодії та об'єднання в агрегати. Завершується цей процес відділенням агрегатів злиплих частинок від рідкої фази.
диспергованої, колоїдні і зважені частинки домішок природних вод в більшості випадків мають однакові заряди, що обумовлює виникнення міжмолекулярних сил відштовхування і агрегативну стійкість. Оскільки в технології очищення води передбачається часткове або повне видалення домішок, агрегативну стійкість частинок прагнуть порушити, а заряд їх усунути або знизити до дуже малих значень. Цього досягають додаванням до води сульфатів алюмінію, заліза (II) і заліза (III), хлориду алюмінію, хлориду заліза (III), алюмінату натрію, оксихлориду алюмінію та інших речовин, які, будучи коагулянтами, або порушують агрегативну стійкість системи, або утворюють внаслідок гідролізу колоїди, сорбирующие домішки з води.
Колоїдні домішки, що знаходяться в природній воді, дозволяють розглядати її як гетерофазної систему, в якій вода є дисперсійним середовищем, а маса розподілених у воді колоїдних частинок - дисперсної фазою. Ці частинки являють собою дуже дрібні агрегати кристалічного або аморфного будови. Завдяки величезною питомою поверхні колоїдних частинок вони мають досить значною поверхневої енергією, а отже, і високої адсорбційної ємністю. Ця обставина має велике значення, оскільки основний процес обробки води - коагулювання - пов'язаний з адсорбцією на колоїдних частинках домішок, містяться у воді.
В
Виникненню колоїдних частинок передує утворення твердої фази (ядра), адсорбуючою з розчинів потенціалобразующіе іони. Сильніше адсорбуються іони, які більше знижують вільну енергію поверхні твердої фази. У результаті поглинання іонів поверхню ядра набуває заряд. Знаходяться в розчині різнойменно заряджені іони (протівоіони) збираються біля поверхні ядра внаслідок електричного тяжіння між різнойменними електричними зарядами, утворюючи колоїдну частинку. Якби в розчині не було теплового руху, що приводить до переміщення іонів, протівоіони утворили б мономолекулярний шар (рис. 3.1, б), що охоплює колоїдну частинку на відстані іонного радіусу. Термодинамічний ...
