Очистка сточных вод коагулянтами
Очистка воды коагуляцией является одним из самых передовых, но скромных по стоимости методов, применяемых в широких промышленных масштабах. Однако кроме положительных свойств коагулянтов, их применение несет с собой повышение количества растворенного алюминия, повышение мутности, а также слабое удаление растворенной в воде органических соединений. Обязательное применение фильтрации после коагуляции воды может принести положительные эффекты только после последовательного применения фильтров различной плотности, позволяющих равномерно удалять крупные осадочные и мелкие взвешенные вещества. Одним из методов улучшения коагуляции служит применение вместо привычного коагулянта сульфата алюминия, оксохлорида алюминия, химическая формула которого включает в себя гидроводородную группу, а также ионы хлора. Благодаря ионам хлора, в молекуле оксохлорида алюминия, его применение производится в холодное время года, когда реакции коагуляции сульфата алюминия значительно замедляются.
Реагент коагуляции – сульфат алюминия
Сульфат алюминия применяется для очистки воды с небольшим показателем мутности и низким содержанием в ней солей. В таком водном растворе не выгодно применение оксохлорида алюминия, так как в нем протекают немного другие химические реакции. На протекание реакций коагуляции в значительной степени влияют:
- температура водного раствора;
- кислотность и ионный состав воды;
- общее содержание взвешенных частиц в воде;
- концентрация в воде растворенных и просто взвешенных органических частиц.
Кислотность оказывает огромное значение на протекание реакции коагуляции, так как для сульфата алюминия крайне важна среда проведения реакции – она должна быть близка к показателям ph равным 6,7-7,0. При такой кислотной среде происходит образование гидросксида алюминия, который является связующим звеном для связывания в хлопья минеральных взвесей и коллоидных органических частиц. Также крайне важно, что при кислотности ph менее 6,5, в водной среде происходит образование полимерных гидрокомплексов и поликатионов алюминия, несущих высокий положительный заряд. Такие вещества адсорбируются на поверхности коллоидных веществ, имеющих отрицательный заряд.
Если водный раствор имеет ph в районе 5-8 единиц, коагуляция сульфата алюминия проходит следующие этапы:
- Происходит нейтрализационная адсорбционная коагуляция – процесс соединения положительно заряженных гидрокомплексов алюминия с отрицательно заряженными коллоидными веществами. Постепенно коагулируют все группы гумусных частиц – фенольные, карбоксильные и кетоновые группы. Происходит процесс полимерного комплексообразования.
- Снижение мутности происходит за счет адсорбции продуктов гидролиза коагулянта на поверхности минеральных частиц. Такой механизм адсорбции носит название метода захватной коагуляции. Захватная коагуляция протекает при кислотности водного раствора более 7 единиц ph, за счет адсорбции (оседании) взвешенных органических частиц на частицы гидроксида алюминия. Для начала реакции захватной коагуляции не нужно создания предельно допустимой концентрации коагулянта – реакция начинается даже при незначительном его добавлении в водный раствор, однако для борьбы с высокой концентрацией загрязняющих взвешенных частиц, количество коагулянта необходимо добавлять.
Добавление мелкодисперсного состава минеральных частиц одновременно с коагулянтом способствует осаждению органических коллоидных частиц на гидрохлорид алюминия, за счет интенсификации образования «зародышей» адсорбционных хлопьев.