Реагенты, используемые в технологии улучшения качества воды.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Реагенты, используемые в технологии улучшения качества воды.



1.1 Неорганические коагулянты.

К неорганическим коагулянтам относят сульфат и основной сульфат алюминия, гидроксихлорид алюминия, алюминат натрия, сульфат и хлорид железа.

Коагулянты на основе алюминия.

Высококонцентрированный сульфат алюминия в гранулированном виде, полученный автоклавным методом, содержит от 18 до 21 % товарного продукта в пересчете на окись алюминия. Автоклавный метод позволяет получать основной сульфат алюминия.

Гидроксихлорид алюминия - высокоэффективный коагулянт нового поколения, в зависимости от свойств воды возможны поставки продукта различной основности, в жидком или твердом виде, разной концентрации.

ГОХА по сравнению с сульфатом алюминия имеет следующие преимущества: эффекетивнее снижает мутность, способствует образованию более крупных хлопьев, работает в любое время года, обеспечивает снижение остаточного алюминия в обработанной воде в 3 раза, сохраняет больший щелочной резерв воды, увеличивает срок службы котлов без очистки, эффективнее осаждает тяжелые металлы и ртуть, снижает скорость коррозии в системах водоснабжения.

Коагулянты на основе железа.

Коагулянты на основе железа дают лучшие результаты при удалении из природных вод органических веществ, дающих побочные продукты дезинфекции прихлорировании . На сегодняшний день имеются коагулянты на основе железа не содержащие в своем составе ионов двухвалентного железа и марганца, что позволяет устранить стадию окисления и удаления их при коагуляционной обработке воды солями железа. Коагулянт на основе железа - РIХ - 322 N 5. Коагулянт на основе соединений титана.

Использование титанового коагулянта позволяет очистить природную воду на ранней стадии от органических примесей, присутствующих в воде (нефтепродукты и их производные). Степень адсорбции органических соединений убывает в ряду : алканы, фталаты, ароматические углеводороды, циклогексаны, органические спирты.

Физико-химические основы коагулирования примесей. Самостоятельно.

Природные поверхностные воды представляют собой коллоидные растворы, размеры частиц в которых приближаются к размерам молекул и имеют как правило отрицательный заряд. Коллоидные растворы характеризуются агрегативной устойчивостью и процесс их очистки является сложной задачей. Для укрупнения мелкодисперсных частиц , увеличения скорости их осаждения и способности задерживаться пористыми фильтрами применяют коагуляцию.

Коагуляция - это процесс разрушения коллоидных частиц под действием электролита, электрического или магнитного полей, сопровождающийся укрупнением диспергированных частиц и сорбцией их на поверхности гидратированного электролита.

Коагуляция завершается образованием хлопьев, видимых невооруженным глазом, и отделением их от жидкой среды. Различают два типа коагуляции: конвективная коагуляция( проходящая в свободном объеме) и контактная ( в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка ).

2. Строение коллоидной частицы.

NaCl+AgNO3(изб)=AgCl+NaNO3

 

Заряд частицы положительный, AgCl адсорбирует только те ионы, которые образуют кристаллическую решетку и находятся в избытке.

 

Ag + – потенциал- образующие ионы

NO3 - – противоионы адсорбционного и диффузионного слоев

Заряженные частицы препятствуют росту кристаллов

Противоионы диффузионного слоя ориентируют полярные молекулы решетки, создавая дополнительную сольватную оболочку.

- поверхностный потенциал, возникает на границе твердой и жидкой фаз.

ƺ – потенциал на границе адсорбционного диффузионного слоев

 

Коллоидная частица всегда заряжена, мицелла - электронейтральна

 

NaCl(изб)+AgNO3=AgCl +NaNO3

 

Заряд частицы отрицательный

Разрушение коллоидной частицы называется коагуляцией.

Переход осадка в золь называется пептизацией

При нагревании или замораживании, добавлении в воду электролита, воздействии электрического или магнитного полей происходит разрушение двойного электрического поля и нарушение агрегативной устойчивости частицы.

Природная вода содержит гидрофильные и гидрофобные примеси. Гидрофильные примеси представлены в основном органическими веществами,содержащими в своем составе полярные группы (-ОН, -СООН).

Эти группы гидратированы и поэтому агрегативно устойчивы.

Обработка воды, содержащей органические вещества в растворенном или коллоидном состоянии электролитами приводит к нарушению агрегативной устойчивости раствора.

Гидрофобные примеси в воде представлены частичками глины, песка, породы. Они лишены гидратных оболочек, но имеют двойной электрический слой, характерный для коллоидных частиц. На границе адсорбционного слоя термодинамический потенциал ( ) становится равным электрокинетическому потенциалу ( ). При воздействии на коллоидную систему электрокинетический потенциал уменьшается и, при нулевом его значении наступает изоэлектрическое состояние коллоидной системы, коллоидный раствор разрушается.

Величина рН , отвечающая этому состоянию( =0), называется изоэлектрической точкой системы.

Для отрицательно заряженных частиц коагулирующими ионами являются катионы, а для положительно заряженных - анионы.

Коагуляция коллоидных растворов, имеющих противоположно заряженные частицы, возможна при их взаимном перемешивании, т.к в этом случае происходит взаимная нейтрализация разноименно заряженных частиц, их агломерация и седиментация.

Действие коагулянта в воде сопровождается следующими процессами:

- гидролиз электролита,

-разрушение коллоидной частицы,

-сорбция загрязняющих веществ на поверхности гидролизованного электролита, -соосаждение хлопьев.

Гидроксиды алюминия и железа имеют положительный заряд на грануле, что способствует сорбции отрицательно заряженных примесей воды.

=

Чем больше ионная сила раствора, тем меньше , следовательно с увеличением ионной силы раствора устойчивость коллоидной системы снижается и при система приближается к изоэлектрическому состоянию, что в свою очередь приводит к активной коагуляции.

КОАГУЛЯНТЫ И ИХ ГИДРОЛИЗ

 

СОЛИ АЛЮМИНИЯ

Наибольшее применение в качестве коагулянта получил сульфат алюминия,который получают путем обработки сырой или обожженной глины серной кислотой с последующей фильтрацией раствора, упаркой и кристаллизацией.

В качестве коагулянтов используются также алюминат натрия и оксихлориды алюминия.Исходными продуктами для получения алюмината натрия и оксихлорида алюминия служат свежеосажденная гидроокись или окись алюминия. Первый коагулянт получают растворением этих продуктов в разбавленном гидроксиде натрия, второй - в разбавленной соляной кислоте. Иногда для получения оксихлорида алюминия используют хлористый алюминий, являющийся отходом алюминиевой промышленности.

 

СОЛИ ЖЕЛЕЗА

Наиболее распространенным коагулянтом является хлорное железо FeCl2 , которое может быть получено обработкой железного лома хлором или методом

анодного растворения железа в растворах поваренной соли.

Железный купорос Fe SO4 получают из растворов, образующихся при травлении

металла или методом анодного растворения железа в растворе серной кислоты.

Применение аэрации дает возможность получать соли железа вида обладающие сильным коагулирующим действием.

Недостатком железного купороса является необходимость иметь для

перевода двухвалентного железа в трехвалентное высокий щелочной резерв

( рН = 9) или применять дополнительное хлорирование его растворов.

 

СОСТАВ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА.

 

Al­­2­(SO4)3+6H2O= 6Al2(OH) +3SO4 +6H+ ; рН

 

По условиям равновесия:

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.231.230.177 (0.005 с.)