Вопросы для самопроверки

1. Какой процесс называют коагуляцией?

2. В чем причина агрегативной устойчивости суспензий?

3. Как влияют поверхностно-активные вещества на агрегативную устойчивость суспензий?

4. В чем причины кинетической устойчивости суспензий?

5. Какую роль играют процессы адсорбции при коагулировании примесей сточных вод?

6. Какие типы солей обычно используют в качестве коагулянтов?

7. Выберите коагулянт и напишите химизм гидролиза коагулянта.

8. Какие факторы влияют на скорость гидролиза коагулянта?

9. Что влияет на полноту гидролиза коагулянта?

10. Рассмотрите закономерности гидролиза коагулянтов при разных рН среды.

11. Что такое щелочной резерв воды?

12. Объясните порядок ввода коагулянтов, способствующий наибольшему обесцвечиванию сточных вод?

13. Что такое доза коагулянта и каковы приемлемые дозы для очистки сточных вод текстильной промышленности?

14. Как влияет доза коагулянта на показатели процесса осветления?

15. Объясните понятие порога коагуляции.

Рекомендуемая литература [1, с. 5–33]

Работа 2. Изучение процесса флокуляции примесей сточных вод

В основе процессов флокуляции лежит изменение дисперсности частиц в растворе под действием высокомолекулярных соединений (ВМС). В результате флокуляции образуются крупные агрегаты (флокулы), обладающие значительной рыхлостью. Процесс флокуляции обычно необратим, и практически невозможно путем уменьшения содержания в растворе реагента (флокулянта) осуществить редиспегирование (пептизацию) осадка.

Основная причина флокуляции состоит в образовании мостиков между дисперсными частицами через молекулы (ионы) адсорбированного ВМС. Такие мостики формируются вследствие химического взаимодействия многозарядных ионов с функциональными группами адсорбированного на поверхности частиц высокомолекулярного полиэлектролита.

ВМС – флокулянты подразделяют на три группы: неорганические полимеры, например активная кремниевая кислота, получаемая путем конденсации низкомолекулярных кремниевых кислот или их труднорастворимых солей; ВМС природного происхождения – крахмал, целлюлоза, гумусовые вещества; синтетические органические полимеры, наиболее широко используемые в промышленности, например – полиакриламид. Флокулянты различают также по механизму действия – на неионные, анионные и катионные.

Неионные флокулянты проявляют свое действие независимо от рН среды, но обеспечивают низкую прочность флокул. Характерный пример – полиэтиленоксид. Анионные флокулянты заряжены отрицательно. Наиболее известный анионный флокулянт полиакриламид (ПАА), применяемый в нейтральной, слабокислой и слабощелочной средах полимер. Малотоксичен.

Катионные флокулянты, заряженые положительно, также являются эффективными регуляторами устойчивости промышленных дисперсий. К их числу относится, в частности, полиэтиленамин.

ВМС чрезвычайно эффективные «разрушители» дисперсных систем, и их малые дозы (тысячные доли от массы твердой фазы) радикально изменяют агрегативную и седиментационную устойчивость дисперсий. Эффективность действия флокулянтов сильно зависит от их дозы. При низких концентрациях флокулянтов происходит снижение агрегативной устойчивости дисперсий, а при высоких дозах она может даже увеличиться.

На процессы флокуляции оказывает влияние наличие в суспензиях электролитов, содержание взвешенных частиц, температура, интенсивность перемешивания, концентрация раствора флокулянта.

Эффективность флокуляции характеризуется в первую очередь различной скоростью осветления дисперсных систем при введении различных доз флокулянтов. Флокулирующую способность оценивают величиной отношения скорости осветления суспензии к минимально необходимой для этого концентрации флокулянта. В промышленности флокулянты используются обычно в совокупности с коагулянтами. Их введение осуществляют после ввода коагулянтов в целях укрупнения образующихся хлопьев взвешенных частиц и уплотнения осадка.

Целью настоящей работы является изучение основных закономерностей действия флокулянтов на устойчивость дисперсных систем. К данной работе приступают после ознакомления и выполнения лабораторной работы 1.