Физико-химические основы коагуляции в свободном объеме. Контактная коагуляция, её применение

Коагуляция - физико-химический процесс агломерации (укрупнение) мельчайших коллоидных и диспергированных (взвешенных) частиц под действием сил межмолекулярного притяжения. Коагуляция завершается образованием видимых невооруженным глазом агломератов – хлопьев.

Этого достигают добавлением к воде сульфатов алюминия, железа (II) и железа(III), хлорида алю­миния, хлорида железа(III), алюмината натрия, оксихлорида алюминия. При добавлении в воду коагулянта происходит диссациация реагента с последующим гидролизом металла. Образующийся гидроксид металла является коллоидом, малорастворимым вещ-вом, кот-й в нейтральной слабо-кислой среде имеет небольшой положительный заряд.

Al₂ (SO₄) ³ -˃ 2 Al³⁺ + 3 SO₄ ^2-

Al + 3HOH -˃ Al(OH)₃ + 3H⁺

Самым распространённым коагулянтом в России является сернокислый алюминий (химическая формула Aℓ₂(SO₄)₃∙18 H₂O), или как его ещё называют – глинозём.

Различают два вида коагуляции: коагуляция в свободном объеме (происходит в камерах хлопьеобразования) и контактная коагуляция (в толще зернистой загрузки или в массе взвешенного осадка). Контактная коагуляция — технологический процесс освет­ления и обесцвечивания воды, заключающийся в адсорбции ее примесей с нарушенной агрегативной устойчивостью на поверх­ности частиц контактной массы (в толще зернистой загрузки или массе взвешенного осадка). В процессе контактной коагуляции взаимодействуют части­цы, значительно различающиеся своими размерами. Контактная коагуляция отличается не только высокой скоростью процесса, но и большой полнотой извлечения из во­ды ее примесей, что позволяет при обработке маломутных цветных вод ограничиваться только одним методом ее конди­ционирования. При коагулировании примесей воды в объеме образующиеся хлопья требуют последующего их выделения тем или иным методом. Практика показала, что эффект контактной коагуляции по­вышается по мере сокращения интервала между вводом коагу­лянта в обрабатываемую воду и ее поступлением в слой кон­тактной массы. За этот короткий промежуток времени в обра­батываемой воде успевают образоваться микроагрегаты слип­шихся первичных частиц. Далее коагуляция идет за счет когезии этих микроагрегатов на макроповерхности частиц контакт­ной массы. Др. особенностями контактной коагуляции является независимость процесса от щелочности и температуры воды, - меньшее влияние pH и др.