Природные воды коагуляция частиц

Коагуляция в процессе водоподготовки. В природных водах, служащих источником водоснабжения различных промышленных предприятий, всегда содержится некоторое количество органических примесей. Органические примеси, находящиеся в природных водах, создают в основном коллоидные системы. Как правило, их частицы несут отрицательный заряд. [c.177]

В природной воде коллоидные частицы не обладают достаточной энергией для преодоления энергетического барьера, а энергия сцепления в правой потенциальной яме недостаточна для их удержания в комплексе этим объясняется их повышенная агрегативная устойчивость. Для повышения возможности сцепления частиц необходимо снизить силу отталкивания путем уменьшения значения ( -потенциала. Экспериментально установлено, что при снижении -потенциала до 0,03 В начинается процесс сцепления частиц, т. е. процесс коагуляции. Для этого достаточно ввести в воду сильный электролит, диссоциация которого позволит увеличить количество противоионов в двойном электрическом слое с соответствующим снижением значения -потенциала. [c.41]

Наличие органических коллоидов в воде затрудняет некоторые процессы подготовки воды для паросиловых установок, а также и процессы самой генерации (получения) пара. В связи с этим водо-подготовка предусматривает удаление коллоидных примесей из природных вод. Удаление их фильтрованием воды через какие-либо механические фильтры невозможно, так как размеры коллоидных частиц слишком малы. Поэтому удаление проводят коагуляцией. [c.177]

Очевидно, что снятие с коллоидных частиц их электрического заряда (хотя бы частичное) должно понижать устойчивость золей и способствовать их коагуляции. Такое разряжение в случае гидрозолей может быть проще всего достигнуто добавлением к коллоидному раствору электролитов. Хотя при этом вводится одинаковое число положительных и отрицательных зарядов, в непосредственно окружающей коллоидную частицу ионной атмосфере всегда несколько преобладают ионы, противоположно ей заряженные, которые частицей преимущественно и адсорбируются. Так как введение электролита сильно повышает общую концентрацию ионов в растворе, условия для их адсорбции становятся весьма благоприятными и первоначальный заряд частиц быстро нейтрализуется, следствием чего является коагуляция золя. Природный процесс коагуляции электролитами широко осуществляется в устьях рек, где приносимые последними коллоиды и взвеси осаждаются под действием солей морской воды. [c.333]

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]

По современным представлениям, процесс обесцвечивания природной воды коагулянтами происходит в результате адсорбции коллоидных окрашенных примесей на поверхности частиц гидроксидов алюминия или железа, обладающих огромной активной поверхностью. Одновременно протекающая коагуляция гидроксидов алюминия или железа, а также последующее их выпадение в осадок вместе с адсорбированными на их поверхности примесями происходит под действием растворенных в воде электролитов, что приводит к удалению и очищенной воды отработанного сорбента. [c.613]

Если эта величина превышает 250 мг-экв/л, осветление воды осуществляется без добавления коагулянта в результате сжатия двойного электрического слоя за счет обмена одновалентных ионов на двух- и трехвалентные [37]. Природные воды обычно содержат муть со значительно меньшей величиной обменной емкости. Поэтому эффективное хлопьеобразование наступает лишь при добавлении коагулянта, образующего гидроокись, к хлопьям которой прилипают частицы мути. Большое значение имеет также ортокинетическая коагуляция вследствие захватывания мути сеткой оседающих хлопьев гидроокиси. [c.146]

Рис. 1.5 иллюстрирует, как коагуляция в природных водах и в системах водоподготовки и очистки сточных вод зависит от параметров, указанных в табл. 1.1. В природных водах благодаря длительному времени удерживания обеспечивается достаточная вероятность контакта частиц, несмотря на очень малую частоту столкновений (малые значения G и Ф). В чистой воде эффективность столкновения частиц обычно также мала (a ilO —10 , например, только одно из 10 —10 столкновений приводит к удовлетворительной агломерации). Коллоиды в морской воде менее устойчивый (а 0,1 — 1) из-за сжатия двойного электрического слоя частиц, вызванного солями. Устья рек, в которых содержатся в больших концентрациях соли, представляют собой гигантские природные коагуляторы, где оседает большое количество диспергированных в речной воде коллоидных частиц. [c.13]

Природные воды загрязнены гуминовыми веществами, глиной, кремневой кислотой и др. Частички всех этих веществ несут на себе отрицательный заряд. Удаляют эти примеси с помощью гидролизующегося коагулянта, например сернокислого алюминия. Эта соль при растворении <в воде гидролизуется с образованием гидроокиси алюминия, которая образует с водой коллоидную систему — положительно заряженный золь. При контакте противоположно заряженных коллоидов происходит их взаимная нейтрализация за счет адсорбции одного коллоида поверхностью другого. Необходимым условием взаимной коагуляции является равенство противоположных зарядов частиц золей. Если это условие не соблюдается, коагуляция протекает неполностью независимо от концентрации коагулянта. Таким образом, взаимная [c.137]

Коагуляция коллоидных частиц гидроксидов алюминия и железа вызывается анионами (сульфатами, гидрокарбонатами, хлоридами), содержащимися в обрабатываемой воде. Коагуляция идет-с наибольшей скоростью при следующих пороговых концентрациях анионов (г-экв/л) С1 0,07 НСО 0,005 SO 0,001—0,002. В природных водах концентрации этих ионов обычно меньше и поэтому скорость коагуляции ниже. [c.127]

Современная теория устойчивости и коагуляции дисперсных систем рассматривает агрегативную устойчивость коллоидных и прочих примесей природных вод как результат баланса сил молекулярного притяжения и сил электростатического отталкивания между дисперсными частицами. [c.95]

На явлениях взаимной коагуляции основан важный технический способ очистки водопроводной воды, а также сточных вод. Природные воды всегда содержат в ббльших или меньших количествах коллоидно растворенные вещества, а также частицы мелкой мути, которые проходят через слой песка, играющий роль фильтра для более крупных частиц. Содержащиеся в природной воде частицы суспензии, а также коллоидные частицы заряжены в большинстве случаев отрицательно. Для того чтобы вызвать их коагуляцию, к воде добавляют в отстойных бассейнах вычислен- [c.212]

Отстаивание воды проводят в непрерывно действующих отстойных бетонированных резервуарах. Для достижения полного осветления и обесцвечивания декантируемую из отстойников воду подвергают коагуляции. Коагуляция —высокоэффективный процесс разделения гетерогенных систем, в частности выделения из воды мельчайших глинистых частиц и белковых веществ. Физико-химическая сущность этого процесса состоит в том, что адсорбция коагулянта на поверхности заряженной коллоидной частицы приводит к слипанию отдельных частиц (коагуляции) и образованию осадка. При этом ион-коагулянт должен иметь заряд, противоположный заряду коллоидной частицы. Чем выше заряд иона-коагулянта, тем меньше расход электролита на коагуляцию. Так, природные глинистые коллоидные системы (природные воды) имеют отрицательный заряд, для их коагуляции чаще всего применяют соединения алюминия в виде сульфатов или двойных солей —алюмокалиевых квасцов. Одновременно идет процесс адсорбции на поверхности осадка органических красящих веществ, в результате чего вода обесцвечивается. Количество вносимого в воду коагулянта находится в прямой зависимости от загрязненности воды. Образующийся при коагуляции коллоидный осадок удаляется из воды отстаиванием и фильтрованием. [c.36]

Образующийся гидроксид алюминия представляет собой коллоидное вещество, частицы которого имеют положительный заряд. Между тем коллоиды, содержащиеся в обрабатываемой природной воде (гуминовые вещества, кремневая кислота и др.), заряжены отрицательно. Это ведет к нейтрализации зарядов частиц обоих коллоидов, вызывающей их взаимную коагуляцию с образованием хлопьев. Аналогичное явление происходит и в случае применения сульфата железа (II) и хлорида железа (III) образующийся коллоидный раствор гидроксида железа коагулирует содержащиеся в воде отрицательно заряженные коллоиды. [c.56]

Выделение взвешенных веществ из сточных вод обычно осуществляется безреагентным путем, по крайней мере, на первых стадиях их обработки. Однако в последние годы была разработана схема физикохимической очистки городских сточных вод, когда ун<е на первой стадии обработки к воде добавляют реагенты — сульфат алюминия или хлорное железо и известь, после чего смесь направляют в первичные отстойники для отделения взвешенных частиц от воды. В этом случае происходит несколько процессов —коагуляция, флокуляция, соосаждение, сорбция примесей. Дозы реагентов в несколько раз выше, чем требуемые для обработки природных вод. [c.133]

Процессы, способствующие лиофилизации, т. е. усилению сольватации коллоидных частиц, повышают устойчивость золей. Например, природные глинистые минералы при смачивании водой настолько интенсивно сольватируют-ся водой, что распадаются на отдельные частички, образуя довольно устойчивые агрегативно системы. Лиофилизацию поверхности можно вызвать адсорбцией на ней поверхностно-активных веществ. Экспериментально установлено, что в присутствии поверхностно-активных веществ резко повышается порог коагуляции. [c.110]

Процесс отстаивания позволяет осветлять воды вследствие удаления из нее грубодисперсных взвешенных примесей, оседающих под действием силы тяжести на дно отстойника. Отстаивание воды проводят в непрерывно действующих отстойных бетонированных резервуарах. Для достижения полного осветления и обесцвечивания декантируемую из отстойников воду подвергают коагуляции с последующим фильтрованием. Коагуляция — высокоэффективный процесс разделения гетерогенных систем, в частности выделение из воды мельчайших глинистых частиц и белковых веществ. Осуществляют коагуляцию внесением в очищаемую воду небольших количеств электролитов АЬ ЗО )], Ре304 и некоторых других соединений, называемых коагулянтами. Физико-химическая сущность этого процесса в упрощенном виде состоит в том, что коагулянт, адсорбируясь иа иоверхности заряженной коллоидной частицы, нейтрализует ее заряд. Это приводит к слииатпо отдельных част1щ (коагуляции) н образованию осадка. Чем выше заряд иоиа коагу.пянта (А1 +, Ре +), тем меньше расход электролита на коагуляцию. Для коагуляции глинистых коллоидных частиц (природные воды), имеющих отрицательный заряд, применяют чаще всего соединения алюминия — сульфаты или алюминиевые квасцы. Одновременно идет процесс адсорбции иа поверхности осадка органических красящих веществ, в результате чего вода обесцвечивается. [c.26]

Из всех продуктов гидролиза особенно важными являются координационные соединения с шестью и восемью атомами, которые с нейтральными частицами [Л1(Н20)з(0Н)з]° образуют сетчатую положительно заряженную структуру, способствуюшую процессу коагуляции природных вод. [c.143]

Проводились исследования процесса осаждения гпинис -тых и песчаных частиц в водных средах, рассматривалось их поведение в магнитном поле, В опытах по осаждению гпинистых суспензий в магнитном поле даже визуально было замечено увеличение коагуляции суспензий в однородном поле (Куценко А.Н. О механизме силового действия магнитных полей на водные системы, — В кн. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. - Новочеркасск, 1975). Из полученных данных следует, что действие магнитного поля на водно-глинистые суспензии многообразно ориентационное, диполь-дипольное взаимодействие, силовое и т.д. Глинистые частицы, обычно находящиеся в природных водах, несут на себе поверхностный заряд. При малых размерах твердых частиц силы диффузии преобладают над сипами тяжести, и частицы остаются во взвешенном состоянии, не осаж-даясь на дно сосуда. Для того, чтобы произошло их укрупнение за счет слипания мелких частиц друг с другом, частицы должны настолько сблизиться, чтобы оказались действенкь (к илы взаимного притяжения частиц. Благодаря укрупнению частиц диффузионные силы уменьшаются и становится возможным осаждение взвеси. Под действием магнитного поля частица совершает движение по спирали вокруг магнита. В результате такого вращения увеличивается вероятность столкновения частиц, объединения мелких в более крупные, повышается скорость их осаждения. [c.34]

Рассмотренные выше закономерности и специфические явления относятся главным образол к электролитной коагуляции частиц, однородных по природе и близких но размеру (гомокоагуляция). При обработке коагулянтами природной воды, вследствие разнородности состава присутствующих загрязнений и применения разных технологических приемов для ускоренного отделения коагулированной взвеси в осадок, имеют место гетерокоагуляция и гетероадакоагуляция [c.117]

Образование хлопьев при введении в воду минеральных коагулянтов следует рассматривать как совместную коагуляцию гидроксидов алюминия и Железа с находящимися в воде коллоидными частицами минеральными (глинистые минералы, кварц) и органическими (гумусовые и дубильные вещества). Эти частицы в большинстве случаев отрицательно заряжены, а частицы гидратированных гидроксидов алюминия и железа несут положительный заряд. Следовательно, в основе образования хлопьев лежит взаимодействие разноименно заряженных коллоидных частиц— процесс, наиболее энергетически вероятный. Этот процесс можно рассматривать и как адсорбцию высокодисперсных первичных частиц положительно заряженных гидроксидов на активных отрицательно заряженных центрах поверхности более крупных частиц природных коллоидов. Последующая кoaгy Iяцйя может происходить благодаря уменьшению термодинамического потенциала (заряда) поверхности и снижению энергетического барьера между самими коллоидными частицами либо, что более вероятно, между адсорбированными на одних частицах гидроксидами металлов и свободной поверхностью других частиц. При этом образуются агрегаты мозаичной структуры, аналогичные агрегатам, образующимся при флокуляции. [c.117]

Га природной воде, цветной или мутной, содержатся коллоидный гумус и минеральные взвешенные вещества, которые имеют, как правило, отрицательный заряд. В процессе очистки ее коагулянтами, например сульфатом алюминия, в результате гидролиза образуется коллоидный гидроксид алюминия. Таким образом, в коагуляции участвуют разнородные частицы, т. е. происходит гетерокоагуляция. Образовавшиеся в процессе гидролиза коагулянта положительно заряженные полиядерные аквагидроксокомплексы алюминия — мицеллы и более крупные шарообразные агрегаты золя, а также и менее полиме-ризованные аквагидроксокомплексы хемосорбируются на поверхности глинистых или других минеральных частиц очищаемой воды. При этом происходит взаимодействие с гидратной оболочкой глинистой частицы с образованием водородных связей и одновременно нейтрализуется за- [c.36]

При очистке сточных вод в факультативных прудах очень сложно добиться того, чтобы вытекающая из них вода соответствовала нормам на содержание взвешенных частиц 30 мг/л, так как только концентрация взвешенных в воде водорослей обычно составляет 50—70 мг/л. В некоторых случаях выполнить требования норм можно при последовательной схеме работы прудов и тщательном контроле за сбрасываемым потоком, в других случаях стоки либо распределяются по земельным угодьям, либо подвергаются дополнительной очистке для удаления взвешенных веществ перед сбросом. Коллоидные и нерастворен-ные частицы могут быть удалены пропуском воды через гравитационный фильтр, аналогичный используемому при очистке природной воды, когда ей предшествует химическая коагуляция, либо через фильтр с направлением воды снизу вверх. В этом фильтре вода проходит через загрузку с контролируемой скоростью для улавливания части взвешенных частиц. [c.326]

Процессы удаления различных частиц в природных водах при водоподготовке и при очистке сточных вод в большой степени определяются кинетикой переноса и связывания частиц. О Мелиа и Стамм и др. [9—И] отметили, что процесс фильтрации во многих отношениях аналогичен коагуляции. Это иллюстрируется сопоставлением основных уравнений этих процессов [c.12]

А вот для удаления из воды трудноосаждаемых тонких взвесей — мути — используется совсем иное свойство магнитной воды ее способность ускорять слипание и осаждение (коагуляцию) отдельных частиц с образованием крупных хлопьев. Омагничивание успешно применяется на водопроводных станциях при большой мутности природных вод, аналогичная обработка промышленных стоков позволяет быстро осаждать мелко- [c.201]

Коагулирование. Этот метод используется для выделения из сточных вод взвешенных и коллоидных примесей. Механизм процесса коагулирования сточных вод аналогичен тому, который был рассмотрен при обработке природных вод. Но переносить его механически на обработку сточных вод нельзя, так как состав примесей сточных вод не отличается таким постоянством, как в природных. Коагулянт необходимо, выбирать так, чтобы знак заряда его коллоидных частиц был противоположен знаку заряда частиц примесей. Вследствие малой агрегативной устойчивости взвешенных веществ доза коагулянта для их удаления будет меньше, чем для коагуляции коллоидных иримесей. При коагулировании удаляются примеси, обусловливающие мутность, цветность воды, снижаются ХПК и БПК. Наряду с сульфатом алюминия в качестве коагулянтов широко используются хлорид железа (П1), сульфат железа (И), хлорид алюминия, основной хлорид алюминия, катионные полиэлектролиты (ВА-102, ВА-212 и др.). Если производственные сточные воды не имеют достаточного щелочного резерва, необходимо проводить коагулирование с подщелачиванием. [c.183]

При очистке природных вод в процессе коагуляции одновременно участвуют примеси различной степени дисперсности (в том числе и грубодисперсные) и различной природы (органические и неорганические). Такой процесс называется гетероадакоагуляцией. Отличительной его особенностью является преимущественная зависимость процесса от значения заряда частиц, заряженных слабее. Такие частицы могут слипаться не только между собой, но и с частицами, имеющими более высокий с -потенциал, вовлекая последние в процесс коагуляции. Роль слабозаряженных частиц и выполняют гидроксиды алюминия и железа. [c.43]

Особенно эффективен метод при анодном (катодном) растворении металла электродов. Это объясняется тем, что коагулирующая активность электрогенерированных реагентов в отличие от коагулянтов, полученных при гидролизе солей металлов, значительно выше [43, 58]. Коагуляция частиц с одновременным закреплением пузырьков газа может происходить в межэлектродном пространстве, где дополнительно используется воздействие электрического поля [91], или в надэлектродном объеме, куда транспортируются продукты электродных реакций [69]. В любом случае первый прием всегда эффективнее из-за воздействия поля и более высокой активности взаимодействующих частиц, однако его применение ограничивается возможным нарушением работы электродных систем при сложном ионно-молекулярном составе природных и сточных вод. [c.193]

Коллоидные растворы в природе и технике. В природной воде содержится часть примесей в коллоидном состоянии. Поэтому воду, используемую для коммунальных нужд, электростанций, строительства подвергают обработке, вызывающей коагуляцию коллоидных частиц. Дымовые газы электростанций, металлургических заводов и других предприятий представляют собой аэрозоли. Для их коагуляции применяется элекгрогазоочистка методом электрофореза при очень высоких напряжениях поля. Можно разделить коллоидные частицы и ионы через мембрану, проницае мую для молекул и ионов и непроницаемую для коллоидных частиц. Такой метод разделения называется диализом. Он, например, лежит в основе аппарата искусственная почка . [c.250]

Процессы электрообработки при наложении электрического однородного и неоднородного полей напряженностью Е = 5 -a- 200) 10 В/м были исследованы в водных дисперсиях кембрийской глины с размером частиц а = 0,1—10 мкм, а также в дисперсиях бактерий Е. oli (а = 6 мкм) и природных водах, содержащих 0,01 — 1% взвешенных частиц. Эффекты происходили в следующей последовательности электрофорез поляризационная коагуляция -> образование гидроокиси флокуляция —флотация. [c.48]

Частным случаем коагуляции электролитами является взаимная коагуляция двух гидрофобных золей с различными знаками зарядов. В отличие от обычной электролитной коагуляции при определенном соотношении концентрации смешиваемых золей всегда наступает переразрядка, тогда как при обычной коагуляции пере-разрядка происходит только при действии многовалентных ионов-коагуляторов. Взаимная коагуляция имеет большое значение как в ряде природных, так и технологических процессов. Коагуляция почвенных коллоидов электролитами и взаимная коагуляция коллоидов имеет большое значение в формировании почвенного горизонта. В качестве примера технического использования взаимной коагуляции можно назвать очистку водопроводной воды от коллоидных частиц, проходящих через песчаные фильтры, с помощью добавок солей алюминия (квасцов или сульфата алюминия). Эти соли в воде гидролизуются и образуют положительно заряженные коллоидные частицы А1(0Н)з, которые, взаимодействуя с коллоидными частицами в воде, заряженными в большинстве случаев отрицательно, приводят к взаимной коагуляции с выпадением коагулированных частиц в осадок. [c.336]

Этот процесс широко используют для практического разрушения дисперсных систем, особенно важного в связи с проблемой очистки природных и промышленных вод. Так, на водопроводных станциях перед поступлением воды на песчаные фильтры к ней добавляют А12(504)з или РеС1з положительно заряженные золи гидратов окислов Fe или А1 (образующиеся в результате гидролиза) вызывают быструю коагуляцию взвешенных отрицательно заряженных частиц почвы, микрофлоры и др. [c.257]