Статья : Влияние различных факторов на процессы флокуляции 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Статья >> Экология


Влияние различных факторов на процессы флокуляции




Влияние различных факторов на процессы флокуляции

Проскуряков В.А., Шмидт Л.И.

На скорость и эффективность процесса флокуляции существенное влияние оказывают многие факторы: концентрация частиц и свойства их поверхности, растворенные в воде примеси, перемешивание, последовательность введения коагулянтов и флокулянтов и др.

Частицы твердой фазы.

Расход флокулянта зависит от суммарной удельной поверхности частиц дисперсной фазы. При неизменном размере частиц сохраняется пропорциональная зависимость между оптимальной дохой флокулянта и концентрацией твердых частиц. Опыты с глинистыми и латексными частицами разной степени дисперсности показали, что оптимальная доза флокулянта обратно пропорциональна квадрату радиуса частиц. Значительное возрастание сте6ппени дисперсности обуславливает увеличение стерических затруднений, снижающих эффективность флокуляции.

Растворенные в воде примеси.

Имеющиеся данные показывают, что в присутствии гидроксидов кальция и магния процесс флокуляции полиакриламидом активизируется. Хлорид калия и кальция, а также карбонат калия практически не влияют на процесс флокуляции. Большое содержание (более 1-4 г/л) таких солей, как Na2CO3, K2SO4, Na2HPO4, Fe(NH4)(SO4)2*12H3O, Na2SO3, NaOH, Ca(NO3)2, резко ухудшает процесс флокуляции полиакриламидом.

По-видимому, органические вещества, адсорбируясь на частицах дисперсной фазы влияют на сорбцию макромолекул флокулянта. Например, установлено, что этиловый спирт и керосин оказывают отрицательное влияние на процессы хлопьеобразования.

В настоящее время не имеется данных, позволяющих прогнозировать влияние различных органических примесей сточных вод на процессы флокуляции.

Перемешивание.

Эффективность процесса флокуляции, размер и плотность образующихся хлопьев в большой степени зависят от интенсивности и продолжительности перемешивания. Интенсивное перемешивание сокращает время достижения адсорбционного равновесия, н при этом уменьшается количество адсорбированного флокулянта, а также разрушается часть образующихся при флокуляции агрегатов. Размер устойчивых хлопьев, определенный Ла Мером из условия, что скорости их образования и разрушения равны, определяется уравнением

R=Kn2Q2(1-Q)2

где К – коэффициент; n - число частиц в единице объема жидкости; Q - часть поверхности частиц, занятой адсорбированными молекулами флокулянта; (1-Q) - свободная поверхность.

Из уравнения следует, что размер устойчивых хлопьев зависит от доли поверхности частиц Q, занятой макромолекулами флокулянта. С увеличением Q размер устойчивых хлопьев возрастает и при некоторых оптимальных дозах флокулянта достигает максимального значения.

Изменение структуры хлопьев при перемешивании происходит вследствие: а) более равномерного распределения макромолекул флокулянта, прикрепления большого числа подвижных сегментов к большему числу частиц; б) адсорбции свободных сегментов на тех же частицах и сокращения длины полимерных мостиков; в) разрушения агрегатов с укороченными мостиками с последующей адсорбцией макромолекул на освободившейся поверхности частиц.

Очевидно, что в начальный момент перемешивания большее значение имеет первый процесс, в результате которого образуются относительно крупные хлопья. При последующем перемешивании доминируют второй и третий процессы. Это подтвердили экспериментальные исследования, показавшие, что с увеличением среднего градиента скорости G происходит сначала увеличение, затем уменьшение размера хлопьев.

Показано также, что прибавление небольшого количества флокулянтов резко увеличивает прочность хлопьев, которая оценивалась по величине градиента скорости, необходимого для полного разрушения хлопьев.

Количество и молекулярная масса флокулянта.

При оптимальном количестве добавленного флокулянта образуется не связанные между собой агрегаты, способные к быстрому осаждению. При очень малых и больших количествах полимера может наблюдаться не флокуляция, а, наоборот, стабилизация дисперсной системы. При избыточном количестве флокулянта в воде может также образоваться густая сетка ассоциированных молекул полимера, препятствующая сближению и агрегации частиц суспензии.

На процесс флокуляции оказывает влияние размер макромолекул флокулянта (молекулярная масса). С увеличением размера макромолекул возрастает количество сегментов, способных к адсорбции на частицах. Это приводит к образованию более крупных агрегатов. Однако значительный рост молекулярной массы флокулянтов увеличивает стерические затруднения.

Наиболее эффективная флокуляция должна наблюдаться при определенном соотношении между размерами частиц и макромолекул полимера. Для обычно применяемых диапазонов молекулярных масс полимеров (до нескольких миллионов) увеличение размеров макромолекул приводит к снижению оптимальной дозы полимера. При значительном различии в размерах частиц и макромолекул флокуляция затрудняется.

Влияние других факторов.

Обычно флокулянты (например, полиакриламид) действуют в широком интервале рН воды. В средах с различным значением рН образуются неодинаковые по размерам и плотности флоккулы. Так, при флокуляции угольных шламов анионным полиэлектролитом – полиакриламидом, наиболее плотные флокулы образуются при рН=5-7. Скорость осаждения флокул при этом значении рН оказалась наибольшей, а объем осадка – наименьшим.

Оптимальный диапазон рН для разных флокулянтов различен. Например, гидролизованный полиакриламид следует использовать в кислой или щелочной средах, натриевые соли полиакриловой и полиметакриловой кислот – в области рН=3-7 и т.д.

Температура, очевидно, должна оказывать влияние на процесс флокуляции, хотя в тех диапазонах температур, в которых осуществляется коагуляционная и флокуляционная очистка природных и сточных вод, заметного влияния ее на процесс флокуляции не обнаружено. Тем не менее при низких температурах воды (0-100С) рекомендуется применять флокулянты, резко ускоряющие образование хлопьев, при этом, например, дозу активной кремниевой кислоты при температуре менее 3-70С следует повысить в 1,5 раза.

На эффективность очистки воды может оказывать влияние последовательность введения коагулянта и флокулянта. Обычно предварительная коагуляция дисперсной системы с последующей флокуляцией обеспечивает более высокую степень очистки. Предварительное введение в сточную воду флокулянта может привести к снижению скорости кристаллизации коагулянта, а также уменьшению размеров образующихся кристаллов. В результате снизится эффективность очистки, а также увеличится объем и влажность образующихся осадков. Вводить флокулянт в сточную воду целесообразно после завершения коагуляции коллоидных примесей (обычно через 0,5-5 мин после введения коагулянта).

Следует отметить, что в некоторых случаях последовательность введения коагулянта и флокулянта не оказывает существенного влияния на очистку сточных вод.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://masters.donntu.edu.ua

Похожие работы:

  • Изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных и структурных характеристик картона толщиной 1–1,5мм

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... выбрала тему изучение влияния внешних факторов на изменение поверхностных ... с названиями различных животных. Несмотря на необычную структуру ... сложного технологического процесса: на цветную бумажную ... потоке, а также минимальную флокуляцию волокна. Для этого ...
  • Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод

    Дипломная работа >> Экология
    ... для каждого конкретного водоисточника и выяснение влияния различных факторов на интенсификацию обесцвечивания воды. В средней полосе ... загрузки из зернистого материала. Несомненное влияние на процесс флокуляции должен оказывать размер макромолекул ( ...
  • Регуляция биотехнологических процессов бродильных производств

    Учебное пособие >> Промышленность, производство
    ... их отрицательное влияние на вкус. Данному процессу способствует следующее: ... способствуют недостаток факторов роста для ... 1. Выделяются дрожжами, образуясь различными путями. Максимум выделяется до ... внутри аппарата (сильная флокуляция, фильтрация); использование ...
  • Химический состав молока

    Курсовая работа >> Биология и химия
    ... микрофлоры с ее влиянием на процессы созревания; — скорость ... Факторы термоустойчивости молока. 3). Механизм и кинетика тепловой коагуляции казеина. 4). Влияние различных температур на ... изменений и флокуляции Снижение окислительно-восстановительного ...
  • Свойства горных пород. Процесс внутренней динамики Земли

    Контрольная работа >> Геология
    ... возможного воздействия на процессы с целью устранения их вредного влияния. Инженерная ... Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество ... или процессами коагуляции и флокуляции, происходящими в воде непосредственно на станции ...
  • Мотивации и стимулирования на рынке труда

    Реферат >> Предпринимательство
    ... , что на основе этих факторов, возможно, применить два различных подхода к ... влияние на мотивацию. Поэтому менеджер должен стремиться к снижению монотонности полуавтоматических процессов ... отстойников с внутренней камерой флокуляции с естественной аэрацией за ...
  • Биологическая очистка сточных вод

    Реферат >> Экология
    ... на Самарских ОС………………….9 Процессы биологической очистки……………………………10 5.1.Комплексы биотических и абиотических факторов……..11 5.2.Способность к флокуляции ... оказывают значительное влияние на биологический и ... септиками, навозоуловителями различных конструкций, а ...
  • Эмульсии и эмульгаторы

    Реферат >> Биология
    ... процессы флокуляции и коалесценции практически невозможно. Рис. 1. Механизмы дестабилизации эмульсий. Обратите внимание, что различные процессы ... ТИФ. Другие факторы, влияющие на ТИФ, таковы ... , оказывают на ТИФ противоположное влияние. 4) Соотношение ...
  • Коллоидные системы в организме и их функции

    Реферат >> Химия
    ... сильная агрегация, флокуляция – слабая, легко обратимая. Пептизация –процесс, в котором ... устойчивость золя благодаря своему влиянию на вандерваальсовы взаимодействия и ... На него влияют такие факторы как состояние иммунной системы, деятельность различных ...
  • Экология Москвы-реки

    Реферат >> Экология
    ... , септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные ... флокуляции тормозится недостаточной изученностью процессов, протекающих на ... на 1 м3 исходной суспензии. Наибольшее влияние на процесс ... следствием нескольких факторов объективного и ...