ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осветление и обесцвечивание воды из "Физико-химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды" Из приведенного выражения следует, что скорость гидролиза солей алюминия и железа прямо пропорциональна их концентрации. [c.90] Из приведенных уравнений видно, что при гидролизе солей-коагулянтов, наряду с образованием труднорастворимых гидроокисей и малодиссоциированной углекислоты, происходит переход карбонатной жесткости в некарбонатную (в уравнениях она представлена кальциевыми солями). Одновременно снижается щелочность воды, обусловленная в основном бикарбонат-ными солями, которые с присутствующей углекислотой образуют буферную систему с pH, близким к 7. [c.91] По современным представлениям [66], процесс реагентного обесцвечивания природной воды следует представить себе следующим образом. При добавлении солей-коагулянтов к очищаемой воде в течение первых 30 сек протекает гидролиз этих солей и образуются коллоидные гидроокиси алюминия или железа, обладающие огромной активной поверхностью. Окрашенные коллоидные примеси, содержащиеся в воде, адсорбируются на поверхности частиц гидроокисей. Коагуляция гидроокисей алюминия или железа и выпадение гидроокисей в осадок совместно с адсорбированными на их поверхности примесями происходит под действием растворенных в воде электролитов. Из приведенного описания механизма процесса обесцвечивания следует, что коагуляции подвергаются не коллоидные примеси воды, а гидроокиси, образующиеся при гидролизе коагулянтов. Сама же очистка г.оды происходит в результате адсорбции различных коллоидных и высокомолекулярных примесей на поверхности гидроокисей. Процесс коагуляции гидроокисей фактически приводит к удалению отработанного сорбента из очищенной воды. [c.92] Полнота и кинетика осветления природных вод зависят от свойств присутствующих в них взвешенных веществ. Эффективное хлопьеобразование наступает лишь при добавлении коагулянта, образующего гидроокись, к развитой поверхности которой в результате адгезии прилипают частицы взвешенных веществ [12]. Большое значение имеет также ортокинетическая коагуляция, т. е. захватывание мути сеткой оседающей гидроокиси. [c.92] Для интенсификации процесса хлопьеобразования при очистке воды коагулянтами применяют флокулянты — вещества, способствующие образованию крупных, прочных и быстрооседающих хлопьев. Из таких веществ наибольшее распространение получили активная кремнекислота (АК) и в последнее время — полиакриламид (ПАА). [c.92] Полиакриламид—растворимый в воде полимер, содержащий в своей цепочечной молекуле ионогенные группы. При его диссоциации образуются высокомолекулярный поливалентный анион и много простых маловалентных катионов, поэтому такие вещества называют полиэлектролитами. Действие ПАА объясняют адсорбцией его молекул на хлопьях гидроокиси, образующейся при гидролизе коагулянтов. Из-за вытянутой формы молекулы адсорбция происходит в разных местах несколькими частицами гидроокиси, в результате чего последние оказываются связанными вместе [66]. [c.93] Как известно, окраска большинства природных вод обусловлена присутствием в них органических веществ гумусового происхождения. Поэтому частичное, а иногда и полное обесцвечивание воды может быть достигнуто применением окислителей — хлора, озона и др. Исследование процесса обесцвечивания воды, окрашенной высокомолекулярными гумусовыми соединениями, под действием хлора показало, что протекание его обусловлено окислением содержащихся в составе таких веществ фенольных гидроокислов с образованием карбоксильных соединений. Этим объясняется и улучшение процесса коагулирования при прехло-рировании воды, так как замена более гидратированных гидроксильных групп менее гидратированными карбоксильными снижает защитные свойства гумуса по отношению к гидрофобным коллоидам, что способствует ускорению их коагуляции и осаждения. Количество хлора, необходимое для обесцвечивания воды, определяется фракционным составом гумуса с увеличением содержания низкомолекулярных креновых кислот в составе гумуса расход хлора возрастает [30]. [c.93] При обработке мутных вод дозу коагулянта [мг1л) определяют на основании эмпирических данных, приведенных на рис. 38. Меньшие дозы применяются в водах, содержащих грубодисперсную взвесь. При одновременном наличии окрашенных и взвешенных веществ принимается большая из доз, вычисленная по мутности или цветности. [c.94] Следует, однако, помнить, что эти формулы, как отмечают и сами авторы, не отражают физико-химической сущности явлений, протекающих при обработке воды коагулянтами, и дают лишь возможность производить расчеты на ЭВМ. [c.95] Для интенсификации процесса коагуляции рекомендуется применять в качестве флокулянтов полиакриламид (ПАА) и активную кремнекислоту (АК). Дозировка их зависит от места ввода, типа и режима работы сооружений, физико-химических свойств обрабатываемой воды. [c.95] Коагулянты подают в воду до ее поступления на очистные сооружения или добавляют в первом же сооружении — смесителе. При этом их смешивают либо со всей массой, поступающей ка очистку воды, либо — при небольшом количестве загрязнений — с частью обрабатываемой воды при последующем смешении обоих потоков (концентрированная коагуляция). Применяется также предварительное выделение гидроокиси. При малом количестве загрязнений в природной воде возможно осуществлять периодический ввод коагулянтов [21]. [c.96] Флокулянты вводятся через 2—4 мин после добавления коагулянта, обычно в конце смесителя или начале камер хлопьеобразования. Подщелачивающие реагенты (известковое молоко, меловая суспензия), содержащие значительное количество взвешенных веществ, подают в воду в тех местах, где и коагулянты, до или после его добавления одновременный ввод коагулянта и подщелачивающих реагентов не рекомендуется. В высокоцветные воды добавляют подщелачивающие реагенты после осаждения из воды основной массы гидроокисей, т. е. в конце отстойников [69]. Такие реагенты, как известковая вода, растворы соды и едкого натра, не содержащие взвешенных веществ, могут подаваться в очищенную воду в дозах, не вызывающих ее умягчения. [c.96] Для жидких веществ плотность, т м . [c.98] Для больщинства растворов солей в интервале 5—35° С величина температурного коэффициента составляет примерно 0,25— 0,4 кг м -град. Первое значение соответствует концентрации раствора 1 вес.%, второе — 7,5 вес.% (для воды а=0,2 кг/м Х Хград). [c.99] Значительные погрешности при измерении концентрации растворов по плотности обусловлены также изменением их температуры, что обычно не учитывается в практических условиях, особенно в автоматических приборах. Как видно из приведенных ранее данных (см. стр. 96), при колебаниях температуры растворов в пределах 5—35° С изменение их плотности достигает 0,4 кг1м на Г С. Таким образом, отклонение температуры раствора на 15 С от калибровочной температуры также дает погрешность около 1 вес.%, что составляет приблизительно 10% для растворов, применяемых при химической очистке воды. [c.100] Определение концентрации растворов коагулянтов на основе измерения pH также мало осуществимо в связи с небольшими его изменениями и необходимостью измерять pH при низких его значениях. Все же эти величины важны, так как, используя их, можно рассчитать степень гидролиза в рабочих растворах солей коагулянтов, что весьма существенно, если применяются очень разбавленные растворы. [c.101] Таким образом, кислая реакция водных растворов солей алюминия и железа объясняется отщеплением протона от гидратированного иона металла. [c.102] Вернуться к основной статье