Коагулянти та використання їх у процесах очистки води - Реферат

Ефективність очистки води займає значне місце в народному господарстві країни, тому велике значення надається речовинам, які очищують воду. До числа факторів, що впливають на процес коагулювання як у відношенні ефективності очищення води, так і у відношенні властивостей осаду, що утворюється, відносяться також РН розчину і солевміст оброблюваної води, доза коагулянту, склад домішок, що видаляються, а також температура води. Правильний вибір реагентів і процесу значною мірою може інтенсифікувати процес коагуляційного очищення природних і стічних вод і підвищити його ефективність. Коагулянти представляють собою хімічні сполуки, здатні гідролізуватися у воді з утворенням різних коагуляційних структур, що володіють високими адсорбційними й адгезійними властивостями. Освітлення та знебарвлення води коагулюванням звичайно включає приготування розчину коагулянту і його дозування, змішування дозованого розчину з водою, гідроліз коагулянту з утворенням золю й адсорбцією на ньому забруднень води, коагуляцію золю, відстоювання і фільтрування води.Сучасні технології підготовки питної води включають наступні стадії обробки води: коагуляційно-флокуляційну обробку з освітленням, відстоювання і фільтрування, одну чи дві стадії озонування з наступним фільтруванням через біофільтр, стадію постхлорування. Для підвищення прозорості та знебарвлення води в цьому випадку використовують методи обробки, які базуються на застосуванні реагентів (коагулянтів), що забезпечують перехід в осад колоїдно-дисперних домішок і забруднень. Коагулянти - це хімічні сполуки, які здатні гідролізуватися у воді з утворенням різних коагуляційних структур, що володіють високими адсорбційними й адгезійними властивостями. До числа факторів, що впливають на процес коагулювання як у відношенні ефективності очищення води, так і у відношенні властивостей осаду, що утворюється, крім типу коагулянту відносяться значення РН і солевміст оброблюваної води, доза коагулянту, склад домішок, що видаляються, а також температура води. Підвищення стійкості золю сильно впливає на швидкість утворення лапатого осаду; при використанні сульфату алюмінію в умовах низьких температур спостерігається сповільнення процесу утворення лапатого осаду, переходу залишкового алюмінію в очищену воду й випаданню осаду гідроксиду алюмінію в трубах.Сировиною для його одержання служать речовини, що містять Al2О3 (боксити, глини), і сірчана кислота. Попередньо подрібнену глину випалюють при температурі 600°С і змішують з підігрітою сірчаною кислотою. Сульфат алюмінію очищають, для чого його розчиняють, відфільтровують домішки, випаровують розчин до визначеної концентрації, дають йому застигнути у тверду масу. Неочищений сульфат алюмінію (сорт БМ) виходить при обробці необпаленої глини сірчаною кислотою.Частковий гідроліз іонів заліза в 10-20%-х розчинах зумовлював утворення гідроксиду заліза (III) з більшою сумарною адсорбційною ємністю. Окислювання Fe(OH)2, що утвориться в результаті гідролізу залізного купоросу, при РН води менш 8 протікає повільно, що призводить до неповного його осідання і незадовільного проходження коагуляції. Тому залізний купорос використовують головним чином на станціях вапняного і вапняно-содового помякшення води, коли при усуненні магнієвої твердості значення РН підтримують у межах 10,2 - 13,3, де солі алюмінію не застосовуються. Освітлення і знебарвлення води коагулюванням звичайно включає приготування розчину коагулянту і його дозування, змішування дозованого розчину з водою, гідроліз коагулянту з утворенням золю й адсорбцією на ньому домішок води, коагуляцію золю, відстоювання і фільтрування води. Реагенти, які використовують в техніці водоочищення зазвичай являють собою тверді речовини (очищений і неочищений сульфат алюмінію, хлорид заліза, вапно), що подаються у воду або у вигляді розчинів заданої концентрації (мокре дозування), або у вигляді ретельно подрібненого і висушеного порошку (сухе дозування).Останнім часом у звязку з підвищеним антропогенним навантаженням і не завжди вдалим проведенням гідромеліоративних робіт значно погіршується якість природної води, особливо в басейні р. Особливу стурбованість викликає підвищення кольоровості води, тому що це приводить до утруднення процесу агрегації продуктів гідролізу коагулянту внаслідок адсорбції на їхній поверхні часток гумінових і фульвокислот. До них відносяться основні солі алюмінію (оксисульфат і оксихлорид), що є досить ефективними навіть при низькій температурі, і органічні високомолекулярні флокулянти, що дозволяють прискорити процеси агрегації часток у воді, що очищається, і при цьому звязати додаткову кількість органічних домішок і іонів важких металів за рахунок функціональних груп.В результаті виконаної роботи проведено детальний аналіз властивостей сульфатів багатовалентних металів: алюмінію та залізі (II) і заліза (Ш).Оцінено хімічні властивості цих речовин як коагулянтів.

План

Вступ

1. Сульфати алюмінію та сульфати і хлориди заліза - основні коагулянти в процесах очистки води

1.1 Способи добування

1.2 Хімічні властивості

2. Основні методи використання коагулянтів в процесах очистки води

3. Перспективи створення нових ефективних коагулянтів

Висновки

Список літератури

В результаті виконаної роботи проведено детальний аналіз властивостей сульфатів багатовалентних металів: алюмінію та залізі (II) і заліза (Ш).Оцінено хімічні властивості цих речовин як коагулянтів. Описаний гідроліз цих солей та механізм процесу коагуляції.

На реальній системі - природній воді р. Дніпро визначено оптимальну концентрацію коагулянту - сульфата алюмінію, яку можна використовувати при коагуляційній очистці природних вод.

1. Кульский Л.А. Основы химии и технологии воды. - Киев: Наук, думка, 1991. - 545 с.

2. Практикум поколлоидной химии / В.И. Баранова, Е.Е. Бибик, Н.М.

3. Кожевникова и др. / Под ред. И.С. Лаврова. - М.: Высш. шк., 1983. - 216 с.

4. Лукьянов А.Б. Физическая и коллоидная химия. - М.; Химия, 1980. - 224 с.

5. Буринська Н. М. Хімія 9 клас. - Київ; Ірпінь: ВТФ"Перун", 2000. - 160 с.

6. Буринська H. M. Хімія 10 клас. - Київ; Ірпінь: ВТФ"Перун", 2000. - 180 с.

7. Эффективность коагулирующего действия оксисульфатхлоридов алюминия при различных показателях обрабатываемой воды / В.В. Гончарук, И.М. Соломенцева, В.Ф. Скубченко и др.// Химия и технология воды - Киев: 2001. т.23, № 4-е. 400-401.

8. Лоренцсон А.В., Чернобережский Ю.М., Дягилева А.Б. Определение оптимальных условий Коагуляционной очистки воды модифицированным методом пробного коагулирования - Киев: Колоидный журнал, 2002. - том 64, №1,с.95-97.

Размещено на .ru