ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коагулирование из "Химия и микробиология природных и сточных вод" Для коллоидных растворов характерно наличие на поверхности частиц двойного электрического слоя, образующегося в результате процессов адсорбции или диссоциации. Поверхность коллоидных частиц несет определенный заряд (для коллоидных частиц природных вод—чаще отрицательный). Этот заряд ком. пенсируется окружающими частицу противоионами, т. е. ионами лротивоположногр знака заряда. Часть противоионов входит в адсорбционный слой, а остальная часть образует так называемый диффузный слой. [c.73] А — адсорбционный слой В — диффузный слой. [c.73] В результате между твердой фазой и жидкостью возникает термодинамический потенциал е, часть которого,, приходящаяся на диффузный слой, называется электрокинетическим потенциалом, или -потенциалом (рис. 1—19). [c.73] Наличие С-потенциала является одним из важнейших факторов, обусловливающих устойчивость коллоидных растворов, так как диффузный слой служит энергетическим барьером, предохраняющим частицы от слипания под действием сил межмолекулярного притяжения. [c.74] Наибольшее развитие диффузный слой получает при очень малых концентрациях электролита в растворе. Причиной этого является тепловое движение ионов, под действием которого они стремятся равномерно распределиться во всем объеме жидкости. В этом слулае С-потенциал достигает максимальных значений. Напротив, при добавлении электролитов концентра-ция ионов в диффузном слое увеличивается, и для компенсации зарядов на поверхности частиц потребуется меньший объем диффузного слоя, т. е. наблюдается его сжатие. Одновременно происходит переход части противоионов в адсорбционный слой и С-потенциал уменьшается. [c.74] При снижении величины С-потенциала до 30 мв начинается.коагуляция. [c.74] Коагуляция в принципе может быть вызвана добавлением любых ионов, имеющих заряд, противоположный по знаку заряду поверхности коллоидной частицы, однйко коагулирующее действие резко усиливается с увеличением валентности ионов (согласно правилу Шульце-Гарди, коагулирующая сила одно-, двух- и трехвалентных ионов находится в примерном соотношении 1 20 400). Для ионов- одной и той же валентности коагулирующее действие усиливается при увеличении радиуса ионов, например, для одновалентных ионов—от лития к цезию (Воюцкий, 1964). [c.74] Применительно к очистке сточных вод коагулирование — процесс укрупнения присутствующих в стоках взвешенных н коллоидных частиц и выпадения их в осадок. [c.74] Анионы алюмосиликата образуют основу отрицательно заряженной глинистой частицы, окруженной сферой положительных компенсирующих ионов водорода. При подкислении среды уменьшается степень диссоциации слабой алюмосиликат ной кислоты и, следовательно, количество ионов, находящихся в диффузном слое. Глинистая взвесь коагулирует. Напротив, подщелачивание придает глинистой взвеси повышенную устойчивость. Вызвать коагуляцию можно в данном случае добавлением положительно заряженных ионов. Зависимость устойчивости дисперсной системы от величины -потенциала частиц характерна для гидрофобных коллоидов. Однако в практике очистки природных и сточных вод нередко приходится иметь дело, с коллоидами гидрофильными, которые не только менее чувсг-Еительны к добавлению электролитов, но и способны оказывать защитное действие по отношению к гидрофобным коллоидам. [c.74] Разрушение защитных коллоидов обычно может быть достигнуто окислением органических веществ хлором или другими окислителями. [c.74] Эффективность действия используемых в практике очистки воды коагулянтов повышается вследствие их способности образовывать при взаимодействии с водой хлопья малорастворимых соединений, обычно гидроокисей. Образующиеся хлопья адсорбируют частицы примесей из воды и выпадают вместе с ними в осадок. [c.75] Таким образом, растворимость гидроокиси алюминия в щелочной среде обратно пропорциональна концентрации водородных ионов в первой степени. [c.76] В результате взаимного наложения двух рассмотренных процессов растворимость гидроокиси алюминия в зависимости от pH проходит через минимум, который находится в области значений pH 6,5—7,5. Из приведенных выше уравнений видно, что гидролиз сульфата алюминия идет с образованием Н+-ИОИОВ, а гидролиз алюмината натрия — с образованием ОН -ионов. [c.76] Весьма перспективным для практического использования является другой алюминиевый коагулянт — оксихлорид алюминия А12(0Н)5С1. Его основные преимущества перед глиноземом — большее содержание алюминия в товарном продукте, меньшее снижение щелочного резерва воды и меньшее повышение ее солесодержания в результате процессов гидролиза. [c.77] Гидролиз солей протекает тем полнее чем меньше произведения растворимости гидроокисией. В связи с этим интересно сопоставить данные по растворимости гидроокисей, образующихся при использовании различных коагулянтов (табл. 1—15). [c.77] Благодаря малой растворимости Ре (ОН)з применение в качестве коагулянтов солей трехвалентного железа имеет некоторые преимущества, позволяя вести процесс коагулирования м более широкой области pH и температур, чем при использовании алюминиевых коагулянтов. [c.77] Иногда в водоподготовке используют смешанный коагулянт, получаемый при смешении растворов сульфата алюминия и хлорного железа в весовом соотношени 1 1. [c.78] Гашеная Са(ОН)г и негашеная известь СаО, благодаря невысокой стоимости, применяется не только как реагент для подщелачивания воды, но и как коагулянт, хотя по эффективности коагулирующего действия значительно уступает солям алюминия и железа. [c.78] Вернуться к основной статье