Механизм коагулянтами

Книга посвящена очистке природной воды и сточных жидкостей гидролизующимися коагулянтами. Дан систематизированный обзор исследований в этой области. Приведены необходимые сведения по теории коагуляции. Рассмотрены механизм коагуляции и электрокоагуляции минеральных и органических примесей воды, факторы, влияющие на эффективность процесса и качество очищенной воды, методы интенсификации коагуляции, возможность удаления растворенных примесей и микроэлементов, вопросы совмещения коагуляции с другими методами водоподготовки. Дано обоснование расчета оптимальной дозы коагулянта. [c.2]

Механизм действия неорганических электролитов в принципе основан на изменении свойств двойного электрического слоя, который образуется на поверхности частиц загрязнений, находящихся в масле, и препятствует слипанию частиц. Применение электролитов позволяет нейтрализовать образовавшиеся на поверхности заряды и тем самым создает возможность коагуляции частиц. Из неорганических электролитов при регенерации нефтяных масел получили распространение соединения натрия (кальцинированная сода, тринатрийфосфат, жидкое стекло и др.), которые применяют в количестве до 10% (масс.). Эффективным коагулянтом загрязнений в регенерируемом отработанном масле является 36—98%-пая серная кислота при ее применении в небольших количествах (до 0,25—0,5% от массы масла) [26]. [c.118]

Очистка воды с применением гидролизующихся коагулянтов является следствием нескольких одновременно протекающих процессов хемосорбции, образования малорастворимых комплексов, их полимеризации и кристаллизации, флокуляции, взаимодействия образовавшихся полиядерных формаций с поверхностью дисперсной фазы. Комплекс процессов, протекающих при гидролизе коагулянта, приводит к полимеризации и кристаллизации продуктов гидролиза, образованию малорастворимых коагулянтов, которые обволакивают частицы взвеси и, объединяясь, образуют агрегаты, способные к осаждению. При этом влияние pH на хлопьеобразование сводится к влиянию концентрации ионов Н+ и ОН на состав и структуру продуктов гидролиза. Процесс коагуляции характеризуется не только флокуляционным механизмом, но и электростатическими явлениями, приводящими к снижению заряда минеральных частиц, что обусловлено влиянием катионов АР+ и Ре + и их комплексов. [c.22]

Гетерокоагуляция-один из возможных механизмов коагулирующего действия солей многовалентных металлов, к-рые гидролизуются с образованием коллоидного гидроксида. Использование дисперсий золы, извести и др. материалов для гетерокоагуляции вместо применения более дорогостоящих коагулянтов (напр., полимерных) часто более эффективно и экономически целесообразно. Гетерокоагуляция наряду с флотацией или экстракцией может применяться для разделения компонентов сложных дисперсных композиций так, нек-рые микроорганизмы служат в качестве коагулянтов, позволяющих селективно концентрировать благородные металлы в коллоидно-дисперсном состоянии. [c.413]

По всей вероятности, осаждение более чем одного монослоя коллоидных частиц, по размеру больших 10 нм, не может быть описано таким механизмом локальной коагуляции. Гораздо более вероятно, что мономерный кремнезем должен был бы осаждаться, вызывая сглаживание поверхности. Возможно, что осторожное добавление мономерного кремнезема к золю так, чтобы поддерживать оптимальную степень пересыщения, наряду с тщательным контролем за концентрацией коагулянта могло бы обеспечить непрерывное осаждение без коагуляции золя. [c.132]

Агрегация частиц в процессе коагуляции является результатом дестабилизации коллоидной системы, обычно вызываемой добавлением химических веществ. Дестабилизация может осуществляться в соответствии с несколькими механизмами, зависящими от химического состава коллоидов и химических коагулянтов. Однако понимание механизма дестабилизации, по существу, является на сегодняшний день неполным. [c.391]

Обычно флокулянты применяют [5—9] в дополнение к минеральным коагулянтам для ускорения процесса хлопьеобразования гидроксидов алюминия и железа, упрочнения хлопьев, увеличения скорости их осаждения, повышения качества очищенной воды. Использование флокулянтов позволяет снизить дозы коагулянтов, повышает плотность и прочность образующихся агрегатов, стабилизирует работу очистных сооружений, повышает их производительность. В ряде случаев флокулянты применяют вместо коагулянтов, так как флокулянты также вызывают агрегацию коллоидных примесей, только по иному механизму. [c.23]

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]

Кроме магнитной обработки для уменьшения устойчивости суспензий применяют различные коагулянты и флокулянты. Механизм их действия и его количественное описание также являются задачей значительной трудности, ожидающей решения. [c.205]

В шестой главе рассмотрен механизм взаимодействия продуктов гидролиза коагулянтов с примесями воды и на его основе — один из главных вопросов водоподготовки определение оптимальной дозы коагулянта для воды разного состава. Обсуждаются методы коагулирования и выделения коагулированной взвеси в осадок. [c.5]

К таким системам физическая теория коагуляции лиофобных золей может быть применена только в том случае, если учтено влияние третьей составляющей расклинивающего давления, обусловленной перекрытием граничных слоев и изученной пока недостаточно. Вместе с тем расчет оптимальной дозы коагулянта возможен лишь тогда, когда достоверна модель процесса коагуляции, известен характер взаимной фиксации частиц продуктов гидролиза и примесей воды при разном их количественном соотношении, иначе говоря, когда раскрыт механизм формирования коагулированной взвеси. [c.153]

О механизме коагуляции и построении хлопьев коагулированной взвеси часто высказываются мнения весьма неопределенные и противоречивые [1—9]. Современного исследователя вряд ли может удовлетворить объяснение процесса как механический захват загрязнений осаждающимися хлопьями или как следствие появления в системе новой кинетически неустойчивой фазы. Такие представления, даже подкрепленные ссылками на физическую теорию гетерокоагуляции, не отражают в полной мере всей совокупности явлений, так как не учитывают ни химической стороны процесса — хемосорбции, образования малорастворимых гидроксокомплексов, их полимеризации и кристаллизации ни кинетических особенностей системы, проявляющихся особенно ярко в различии закономерностей осветления и обесцвечивания воды. Поэтому прежде чем говорить об оптимальной дозе коагулянта и методах ее расчета, проведем краткий анализ мнений. [c.153]

Известно, что обработкой воды коагулянтами можно устранить до 80—90% вехцеств,, обусловливающих цветность, но механизм обесцвечивания еще це вполне ясен. Кульский и Когановский в ряде работ предложили гипотезу сорбционного механизма обесцвечивания воды. Согласно этой гипотезе, обесцвечивание наступает в результате сорбции окрашивающих веществ на поверхности продуктов гидролиза коагулянта. Использование уравнения Лэнгмюра для описания связи между величиной исходной цветности Ц и дозой коагулянта а, требующейся для снижения цветности до 20 градусов, в предположении о сорбционном механизме обесцвечивания дает выражение [c.163]

Вопросы, связанные с механизмом действия физических (без-электролитных) методов коагуляции на дисперсные системы, обсуждаются в гл. II. Этот раздел посвящен оценке технологических эффектов, достигаемых нри совмещении указанных методов с обработкой гидролизующимися коагулянтами. [c.276]

Площадь складов коагулянта и извести (рис. 8.8) находят, принимая высоту слоя коагулянта равной 2 м, извести — 1,5 м. Эти слои могут быть увеличены на 1 м при оборудовании склада соответствующими механизмами. Необходимо также учитывать возможное слеживание плиток очищенного и кусков-комьев неочищенного коагулянта. Для хлорного железа, поставляемого в барабанах, расчетная высота размещения — 2,5 м, для железного купороса, упакованного в бумажные мешки. — 2—3,5 м. Концентрация растворов коагулянта при мокром хранении принимается равной 15—20% (в пересчете на чистый безводный продукт). Проектируемое количество баков-хранилищ — не менее четырех на десять баков предусматривается один резервный. Перемешивание раствора не предусматривается. [c.751]

Процесс осветления мутной воды, нз обработанной коагулянтом, при движении ее через зернистую (пористую) среду относится к одному из наиболее сложных процессов механики, поэтому механизм извлечения взвешенных веществ в зернистых фильтрах привлекал внимание многих исследователей. [c.38]

Физико-химические основы образования хлопьев были подробно рассмотрены в предыдущей главе. Независимо от механизма образования хлопьев в этом процессе необходимо выделить два этапа смешение флокулянта с водой или осадком и непосредственное образование хлопьев. В п. III.2 эти этапы рассматриваются при использовании флокулянтов без коагулянтов. [c.112]

Введение в воду наряду с коагулянтами водорастворимых полимеров приводит к совместной флокуляции всех находящихся в воде частиц, быстрому образованию крупных, хорошо отделяющихся от воды, хлопьев. Механизм флокуляции был рассмотрен в гл.,П. [c.118]

Химическое осаждение с использованием в качестве коагулянтов солей алюминия и железа, а также извести представляет собой эффективный способ удаления фосфора. Хотя происходящие при коагуляции реакции сложны и их механизм выяснен не полностью, основным процессом здесь следует считать соединение ортофосфатов с катионами металлов. По-видимо му, выведение полифосфатов и органических фосфорных соединений происходит вследствие их улавливания или адсорбции хлопьями. Ионы алюминия соединяются с ионами фосфатов по следующему уравнению [c.369]

Зависимость между расходом коагулянта и положением подвижного элемента механизма регулирования производитель [c.186]

Установка УКОС предназначена для очистки буровых сточных вод коагуляцией и напорной флотацией. Буровые сточные воды после отстоя от крупных взвешенных частиц в амбаре-усреднителе насосом перекачивают в смеситель, в который до-заторным насосом подается 10%-ный водный раствор коагулянта — сернокислого алюминия. Одновременно в верхнюю часть смесителя самотеком поступает нейтрализатор — известковое молоко. После интенсивного перемешивания смесь поступает в водоворотну ю камеру, где образуются, укрупняются и оседают коагулированные хлопья. Более мелкие примеси всплывают и удаляются скребковым механизмом в карман для пены. Из коагулятора предварительно очищенная вода поступает в двухкамерный флотатор, куда ири помощи пасосноэжекторной обвязки и напорного бака подают в течение I мни водовоздушную смесь. Образовавшиеся при этом осадок и пену наиравляют в бак ир ема осадка, откуда давлением воздуха они передавливаются в отстойник осадка, где он обезвоживается до 95%. Отстой можно использовать для приготовления промывочной укидкости. Очищенная вода из кармана флотатора поступает в сборник для повторного использования. [c.200]

Механизм действия коллоидных растворов поверхностно-активных веществ также основан на понижении поверхностной энергии на границе раздела фаз, однако при использовании этих коагулянтов на поверхности поляризуются не отдельные ионы или молекулы, а коллоидные частицы. В качестве коллоидных растворов поверхностно-активных веществ применяют вещества растительного происхождения (крахмал и его производные, щелочные вытяжки из торфа и бурого угля, сульфитноспиртовая барда), а также синтетические соединения, главным образом производные эфиров целлюлозы (например, карбоксилметилцеллюлоза). [c.119]

Механизм действия флокулянтов некоторые авторы объясняют тем, что частицы флокулянта адсорбируются на частицах взвеси и хлопьях коагулянта, превращая их в крупные и прочные агрегаты. Время, необходимое для осветления воды, резко сокращается. В качестве флокулянтов применяются следующие вещества крахмал, полиальгиновый натрий (водорослевая крупка), полиакриламид, сополимер винилацетата и малеинового ангидрида, активирп-ванная кремниевая кислота и др. [c.146]

Широко распространены полимерные коагулянты-разл. растворимые высокомол. соед., в частности полиэлектролиты, поликремниевые к-ты. Макромолекулы полимерного ПАВ закрепляются отдельными участками цепи одновременно на двух частицах и таким образом связывают частицы в прочные флокулы, устойчивые к мех. разрушению при перемешивании или фильтрации (полимерная флокуляцйя). Полимерная флокуляцйя используется в процессах обогащения руд, при водоочистке, в технологии произ-ва бумаги, получения связнодисперсных материалов и др. Возможны и др. механизмы действия полимерных коагулянтов напр., не адсорбирующиеся на частицах полиэтиленоксиды вызывают К. дисперсных систем, стабилизированных полимерами, вследствие осмотич. эффектов. [c.413]

Сточная вода поступает в приемный резервуар, откуда ее перекачивают насосом, во всасывающий трубопровод которого засасывается воздух. Образующуюся водно-воздушную смесь направляют в напорную емкость, где при повышенном давлении (0,15-0,4 МПа) воздух растворяется в воде. При постутшении водно-воздушной смеси во флотатор, который работает при атмосферном давлении, воздух вьщеляется в виде пузырьков и флотирует взвешенные частицы. Пену с твердыми частицами удаляют с поверхности воды скребковым механизмом. Осветленная вода выходит из нижней части флотатора. При использовании коагулянтов хлопьеобразование происходит в напорной емкости. [c.77]

Аллен и Матиевич [249—251] исследовали коагуляцию коллоидного кремнезема в области pH 6—11 и нащли, что механизм в данном случае иной, чем для лиофобных коллоидов. Критические концентрации коагулянта для различных солей не коррелируют с изменениями электрофоретической подвижности или с изменением электрокинетического потенциала. Хардинг [237] провел аналогичные наблюдения, хотя и сообщил, что кремнеземные частицы большего размера, т. е. диаметром 50 мм (вместо 12 нм), ведут себя в соответствии с теорией двойного электрического слоя. Поведение же небольших частиц кремнезема вследствие сказанного не может быть объяснено общепринятой теорией. Аллен и Матиевич [249] обнаружили, что катион коагулирующей соли вступает в обмен с протоном силанольной группы на поверхности. Коагулирующий эффект, вызываемый целым рядом катионов, определяется скорее числом ион-эквивалентов вступающих в обмен ионов, чем валентностью иона. Авторы предположили, что после адсорбции очередного катиона поверхность кремнезема теряет одну силанольную группу, способную образовывать водородную связь с водой, [c.510]

Многие авторы полагают, что в основе механизма удаления вирусов коагуляцией лежит процесс комплекеообразования трехвалентных металлов с ионизированными группами протеинов [192 — 195]. Вместе с тем показано, что для описания процесса ассоциации вирусов с продуктами гидролиза коагулянтов применимо уравнение адсорбции Фрейндлиха [192]. [c.234]

Основные научные работы относятся к коллоидной химии. В ранний период своей деятельности изучал кинетику фото.химических реакций. Объяснил механизм стабилизации лиофобных золей под действием коагулянтов. Вывел дифференциальное уравнение скорости растворения коллоидных частиц (диссолюции). Открыл явления барофореза (1923), хемотаксиса (1928), а также вынужденного синерезиса в студнях (1924). Рассмотрел явления и факторы кинетической и агрегативной устойчивости лиофобных золей. Исследовал структурную вязкость золей желатины и агар-агара. Автор книги Физико-химические основы коллоидной науки (1934), выдержавшей два издания. [22] [c.389]

Вероятно, что коагуляция кремнезема под действием мономерных или одиночных катионов, поликатионов или положительно заряженных коллоидных частиц происходит посредством мостикового механизма, понимаемого в том смысле, что указанные положительно заряженные единичные образования служат как для нейтрализации отрицательных зарядов на кремнеземных частицах в точках их контакта, так и для образования осадка. Однако относительная эффективность многозарядных катионов зависит от того, какая доля этих агентов коагуляции адсорбируется на,,частицах кремнезема при критической концентрации коагуляции в растворе. Поскольку чем больше коагулянт по своему размеру и по числу положительных зарядов, тем выше при равновесии его адсорбированная доля, и оказывается, что полимерные разновидности проявляют гораздо большую эффективность по сравнению с мономерными. Так, О Мелиа и Стамм [257] отметили, что полимерные гидро-ксокомплексы железа(И1) адсорбируются значительно сильнее, чем мономерный трехзарядный ион металла. Такие комплексы действуют в качестве коагулянтов при гораздо более низкой суммарной критической концентрации коагуляции (к. к. к.), чем это имеет место для простых ионов Ре +, поскольку комплексы большей частью находятся в адсорбированном состоянии на кремнеземных частицах и лишь очень незначительная их доля остается в растворе. В случае же ионов Ре + только часть их адсорбируется на кремнеземе в точке к. к. к. Когда большая часть сложного коагулянта в рассматриваемой системе адсорбирована на частицах кремнезема, то соотношенпе между точкой к. к. к. и суммарной величиной поверхности кремнезема в системе становится более очевидным. Авторы пришли к заключению, что адсорбированные разновидности поликатионов железа (П1) вызывают агрегацию частиц кремнезема посредством формирования мостиков. [c.517]

По этой схеме вторичные приборы (расходомер для воды и расходомер для раствора коагулянта) подключаются к электронному регулятору ЭР-Ш-59, управляющему исполнительным механизмом насоса-дозатора, используется также корректирующий импульс от вторичного прибора концентратомера раствора коагулянта. На станциях обработки воды с самотечными линиями для раствора коагулянта вместо насоса-дозатора применяют задвижки с электроприводом. Для этих целей можно применять также описанные ранее (см. стр. 199) дозаторы раствора коагулянта системы ИОНХ АН УССР, расходомеры которых блокируются с электронным регулятором. [c.204]

При расчете дозы коагулянта необходимо учитывать природу окрашивающих веществ и механизм их удаления. Устранение истинно растворенной фракции цветности связано с образованием гид-роксокомплексов, о чем свидетельствует наблюдаемая в некоторых случаях линейная зависимость йопт = / (Ц) [82]. Коллоидные вещества цветности удаляются, по-видимому, по тому же механизму, что и минеральные взвеси. Если это так, то расчет дозы коагулянта может быть выполнен по формуле ( 1.11), записанной в следующем виде [c.183]

Рассмотрим более подробно процесс коагуляционной очистки воды сульфатом алюминия — наиболее распространенным коагулянтом. При приготовлении рабочих растворов коагулянта в разбавленных водных растворах при рН<3 ион алюминия, как отмечалось в разделе 1.3, существует в виде аквакомплекса [А (Н20)б] октаэдрической структуры. Каждая из 6 молекул первой координационной сферы связана водородными связями с двумя молекулами воды второй сферы. Обмен молекул воды, координированных ионами алюминия, протекает по диссоциативному механизму. При повышении значений pH раствора более 3 (3,8—4,9) и концентрации ионов алюминия не более 10 г-ион/дм образуются мономерные аквагидроксокомплексы по схеме [c.32]

Вопрос об оптимальных дозах коагулянтов тесно переплетается с вопросом о механизме удаления фосфатов. Отсутствие чисто стехиометрическнх соотношений заставляет предполагать протекание специфических реакций и, так же как и в случае ПАВ, мнения исследователей разделяются одни считают, что преобладают химические взаимодействия, другие — физическая адсорбция. Подробные исследования, выполненные Хенриксеном (103, 117], приводят к выводу об образовании труднорастворимых соединений. 061 этом же свидетельствует тот факт, что под влиянием возрастающих концентраций фосфатов оптимальные значения pH коагуляции (как и в присутствии сульфатов) смещаются в сторону более низких значений (рис. VII.4). Однако при исходной концентрации фосфатов порядка 6—12 мг/л имеет место и физическая адсорбция их на продуктах гидролиза коагулянта, которая может быть описана уравнением Лэнгмюра. [c.225]

Изучение механизма и кинетики очистки воды коагулянтами с утетом коллективных взаимодействий частиц и распада образующихся агрегатов. Результаты изучения позволят произвести обоснованный выбор режима перемешивания обрабатываемой воды, установить оптимальные промежутки времени между моментами ввода коагулянта и вспомогательных реагентов, уточнить конструктивные параметры смесителей и камер хлопьеобразования. [c.345]

Эти формулы не отражают механизма явлений, протекающих при обработке воды коагулянтами, а лишь дают возможность проводить расчеты оптимальных доз, планировать расход реагентов и др. Однако из приведенных зависимостей видно существенное влияние на процессы обесцвечивания и осветления воды коагулянтами щелочности и pH среды с возрастанием щелочности доза реагента для высокоцветных вод увеличивается, а для мутных вод уменьшается. [c.619]

Механическое уплотнение выполняется в радиальных отстойниках, оснащенных скребковыми механизмами с вертикальными лопатками. Этот процесс описан в п. 7.15, а типовая установка показана на рис. 7.28. Осадки, удаляемые из первичных отстойников или специальных резервуаров, поступают в гравитационный уплотнитель через центральную впускную камеру. Верхний слой воды, содержащий неосаждаемые фракции, возвращается в мокрую камеру > насосной станции для перекачки на повторную обработку, а концентрат собирается с днища уплотнителя для обезвоживания и удаления. Обычно удельные нагрузки составляют 30—60 кг сухого вещества на 1 днища уплотнителя в сутки или выражаются в виде гидравлической нагрузки и составляют 16—32 мз/(м2-сут). При обработке бытовых стоков концентрация осадка в нижнем слое обычно в 2 раза выше концентрации поступающего на уплотнение осадка. Например, ожидаемая концентрация осадка по сухому веществу в нижнем слое составит 6% для смеси первичного и активного ила и 8% для первичного осадка плюс биопленка из биофильтра. Точную производительность уплотнителя трудно предсказать вследствие изменчивого характера осадков. Для улучшения осаждаемости взвешенных частиц и повышения плотности осадка могут использоваться химические коагулянты. [c.339]

Механизм взаимодействия активной кремнекислоты с гидроокисями железа и алюминия в большинстве случаев объясняют взаимной коагуляцией разноименно заряженных частиц [72]. Однако при этом ускорение хлопьеобразования происходило бы в узком интервале соотношений реагентов. Более вероятна гипотеза, объясняющая влияние активной кремнекислоты воздействием на свойства сверхмицеллярной структуры, возникающей при обработке воды коагулянтами [73]. [c.157]

ВНИИ Водгео разработана для станции водоподготовки одного из заводов искусственного волокна система пропорционального дозирования коагулянта с применением насоса ПР-5/6. Блочная схема системы показана на рис. VULl. Расход воды, подлежащей обработке коагулянтом, измеряется с помощью диафрагмы и дифманометра типа ДМ-6. Вторичный прибор расходомера типа ЭПИД имеет реостатный вторичный датчик, цепь которого включена на один из входов электронного регулятора типа ЭР-1П-59. На другой вход регулятора поступает сигнал от индукционной катушки, установленной в колонку дистанционного управления типа КДУ. Плунжер катушки посредством кулачка-лекала связан с выходным валом исполнительного механизма и механизмом задачи производительности насоса ПР-5/6. Приводом этого устройства слу.жнт сервомотор типа РМ. Включение двигателя осуществляется реверсивным магнитным пускателем тина МКР-0, обмотки которого питаются с выхода регулятора. Таким образом, на вход регулятора поступают два сигнала расход обрабатываемой воды и расход коагулянта, оцениваемый косвенным путем ни положению регулирующего элемента механизма задачи производительности насоса ПР-5/6. Регулятор поддерживает заданное соотношение этих величин. При изменении расхода воды и измерительном блоке регулятора возникает сигнал разбаланса, который управляет включением магнитного пускателя. Воздействие на привод регулирующего механизма насоса осуше- [c.185]