ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возможность регенерации шлама коагулянта после очистки сточных Флокулянты и их применение для интенсификации осаждения взвесей из "Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении" Величина сорбции ПАВ значительно возрастает при введении в систему минеральных солей и полиакриламида. Резкое возрастание сорбции наблюдается при переходе растворов ПАВ в мицеллярпое состояние (С 32 г/м ). [c.23] Таким образом, применение коагулянтов эффективно для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ различных классов в присутствии красителей. Удаление красителей из сточиых вод методом коагуляции также в ряде случаев оказывается достаточно эффективным. На эффективность очистки влияет в значительной мере агрегатное состояние красителей в растворе [24, 25]. Удаление красителей при коагуляции продуктов гидролиза солей алюминия и железа происходит в результате сорбции их иа хлопьях гидроксидов или соосаждсния скоагулировавших в присутствии солей трехвалентных металлов высокодисперсных нерастворимых частичек или крупных ассоциированных агрегатов красителей. При этом сорбат, образующий в процессе коагуляции собственную твердую фазу, не имеет предела насыщения на кривой изотермы сорбции. [c.24] На рис. Н-5—11-8 представлены рис. 11-8. Изотермы адсорб-изотермы сорбции различных красите- цни кислотного черного из лей из водных растворов на свеже-осажденных гидроксидах алюминия и железа (2). железа при квазиравновесии, демонстрирующие различный характер удаления красителей из водных растворов. Дисперсные красители синий К, желтый 2К, сине-зеленый и прямой коричневый КХ коагулируют совместно с гидроксидами алюминия и железа. Красители, слабо ассоциирующие в водных растворах (активный ярко-красный 5 СХ, активный ярко-голубой, кислотный зеленый антрахиноновый, кислотный алый) [26], сорбируются на осадках гидроксидов без образования собственной твердой фазы. Изотермы сорбции активного золотисто-желтого КХ, кислотного хромового красного, кислотного черного, прямого бордо и прямого голубого имеют ступенчатую форму, обусловленную ассоциацией органических ионов на поверхности раздела фаз [27]. Горизонтальные участки на кривых изотерм сорбции, т. е. область насыщения, указывают на то, что при небольших равновесных концентрациях идет процесс сорбции ионов красителей или их ассоциатов. При высоких равновесных концентрациях изотермы сорбции, приведенные на рис. П-5, П-7 и П-8, не имеют предела насыщения, т. е. по мере укрупнения ассоциатов происходит их совместная коагуляция с гидроксидами алюминия и железа. [c.27] Таким образом, наиболее полно удаляются из воды плохо растворимые красители (иапример, дисперсные) и красители (преимущественно диазо-), образующие в водных растворах крупные агрегаты. Для удаления последних целесообразно обработку воды коагулянтами проводить при относительно высоких концентрациях красителей, т. е. перед другими стадиями очистки, когда образование собственной твердой фазы красителя происходит одновременно с коагуляцией гидроксидов металлов. [c.27] Применение коагулянтов позволяет очищать сточные воды от коллоидных и высокомолекулярных вредных прим,есей. Однако при этом образуется хлопьевидный осадок, компонентами которого являются продукты гидролиза химических реагентов в сочетании с загрязняющими примесями. Это осадок содержит значительное количество влаги, находящейся как в различных связанных формах с компонентами осадка, так и в свободном состоянии. Захоронение этого объемистого обводненного шлама оказывается все более сложным, так как потребление коагулянтов для очистки промышленных сточных вод быстро возрастает и условия аккумуляции шламов противоречат требованиям охраны окружающей среды. Поэтому в технологии водоочистки все более актуальной становится задача регенерации и утилизации осадка. [c.28] Наиболее распространенным методом регенерации осадка при использовании минеральных коагулянтов является их кислотная обработка, что позволяет восстановить до 85% коагулянта и сократить объем исходного осадка до 15—18% [28]. На водопроводах Японии практикуют повторное использование сульфата алюминия, полученного из осадка отстойников, после обработки его серной кислотой до pH = 2 [29]. [c.29] Сернокислотную обработку шлама, содержащего гидроксид алюминия, предлагают и американские исследователи. В соответствии с патентом [28], шлам смешивают с серной кислотой в смесителе, из которого смесь направляют в реактор, где выдерживают в течение 30 мин. В реактор добавляют также золу для улучшения условий последующего фильтрования образовавшегося раствора сернокислого алюминия. Гораздо реже осадки, содержащие гидроксид алюминия, обрабатывают соляной кислотой. При этом в зависимости от того, в каком состоянии находился гидроксид в осадке (аморфном или кристаллическом), образуется соответственно хлорид алюминия или окси-хлорид алюминия. Регенерация коагулянта из осадка гидроксида алюминия может быть осуществлена совместно серной кислотой и отходящими газам-и ТЭЦ, содержащими сернистый ангидрид, что позволяет сократить расход реагентов [30]. Растворение гидроксида алюминия в осадке в присутствии серной кислоты протекает в определенном интервале pH от 4,5—4,2 до 3,2—2,5. Стехиометрическое количество серной кислоты для растворения 1 кг А Оз составляет 2,88 кг. Чрезмерное увеличение количества кислоты приводит лишь к ее избытку в растворе [31]. [c.29] В результате сернокислотной обработки шлама, содержащего гидроксид алюминия, образуется раствор, в котором присутствуют в основном хорошо растворимые в воде сульфат и окси-сульфаты алюминия. После растворения шлама остается твердый вторичный осадок. Твердая фаза — это нерастворимые в кислоте органические и минеральные вещества, а также сульфат кальция, образующийся при взаимодействии серной кислоты и солей кальция [32]. Как правило, во вторичном осадке содержание органических веществ больше, чем в исходном осадке. [c.29] Обработку шлама после обработки- воды солями железа также осуществляют серной или соляной кислотой, при избытке против стехиометрии 30—50%. При этом, в соответствии с авторским свидетельством [33], применяют вибронеремешива-ние, а избыток кислоты после растворения нейтрализуют. Обработку шлама, содержащего железо, осуществляют в области рН 3 [33]. [c.29] Для интенсификации процессов хлопьеобразования и осаждения взвешенных частиц в современной технологии водоочистки в качестве флокулянтов обычно используют коллоидную кремнекислоту, а также природные и синтетические высокомолекулярные соединения с молекулярной массой от десятков тысяч до нескольких миллионов и длиной цепочки из повторяющихся звеньев в десятки тысяч манометров. Процесс флокуляции следует рассматривать как образование хлоньев при взаимодействии компонентов двух разнородных систем макромолекул растворимых полимеров и частиц коллоидных растворов и суспензий с четкой поверхностью раздела фаз. Таким образом, при использовании флокулянтов происходит взаимодействие термодинамически обратимой молекулярно-гомогенной системы с агрегативно неустойчивыми микрогетерогенными и гетерогенными системами [36]. [c.30] Растворенные в воде флокулянты могут диссоциировать на ионы либо находиться в неионизированном состоянии. В зависимости от химической природы диссоциирующей группы различают анионные и катионные флокулянты. Обычно анионные группы — это —СООН —50зН —ОЗОзН —Р0(0Н)2 катионные —ЫН2 = ЫН =ЫОН и др. При наличии в структуре кислотных и основных групп макромолекула обладает амфо-терными свойствами и знак заряда макроиона зависит от pH среды. [c.30] Функциональная зависимость 0(1—0) достигает максимума при 0 = 0,5. При меньших значениях 0 скорость флокуляции н размер устойчивых хлопьев уменьшаются. При больших значениях 0(0 il) флокуляция не наступает. Однако кроме мости-кообразования адсорбированные макроионы могут уменьшать устойчивость коллоидных растворов, что обусловлено снижением заряда и потенциала частиц [37]. До сих пор неясно, какой из этих механизмов является определяющим в тех или иных конкретных условиях [38]. Как правило, наиболее эффективны такие флокулянты, как полнэлектролиты, макроионы которых имеют заряд, противоположный заряду частиц дисперсной фазы [39]. [c.31] Таким образом, флокуляция дисперспой системы полимером будет определяться соотношением А и радиуса действия электрических сил отталкивания. Сжатие двойного электрического слоя при увеличении концеитрации электролита приводит к тому, что в какой-то момент ои разместится внутри полимерного слоя. При этом находящиеся на поверхности заишшеипых частиц петли и хвосты приобретают возможность связываться с непокрытой поверхностью достаточно близко подходящих частиц, что и приводит к их агрегированию. Следовательно, для флокуляции при введении полимера не обязательно полное исчезновение потенциального барьера, обусловленного отталкиванием двойных слоев достаточно лишь его смещение на расстояние меньше толщины полимерной оболочки [43]. [c.32] Возможна флокуляция и при снижении потенциала и заряда частиц, наступающая в разбавленных дисперсиях при малых величинах адсорбции полиэлектролитов с высокой плотностью заряда микроиона, т. е. когда толщина адсорбционного полимерного слоя невелика (первые порции добавленных флокулянтов). В этих условиях к процессу флокуляции могут быть применены обычные представления о кинетике коагуляции [39]. [c.32] Для активирования обычно используют 1,5%-ные (в пересчете на ЗЮа) растворы силиката иатрия при степени нейтрализации щелочности 80—85%. В случае применения активного хлора степень нейтрализации растворимого стекла повып1ают до 100% и даже вводят некоторый избыток его. После смешения реагентов золь некоторое время вызревает , а затем его разбавляют водой до содержания ЗЮа менее 1%. Наиболее перспективным способом приготовления активной кремневой кислоты является обработка жидкого стекла хлором и сульфатом алюминия [44], обычно используемых в процессах очистки воды. [c.33] В табл. П-5 представлен перечень других применяемых в СССР и за рубежом высокомолекулярных флокулянтов. [c.35] Вернуться к основной статье