Технологии

Свойства полиэлектролитов, используемых в флокуляции

22 января 2019

Автор статьи: Ирина Ливен

Полиэлектролиты — это химические вещества, полимеры, молекулы которых содержат электролитические группы. Данные группы способны взаимодействовать с водой и образовывать ионы. В зависимости от того, какой заряд образуется на электролитической группе при диссоциации в воде: положительный или отрицательный, полиэлектролиты относят к поликатионам и полианионам соответственно. Таким образом, полиэлектролиты обладают свойствами как полимеров, так и электролитов, и называются иногда полисолями, их растворы проводят электрический ток, как и раствор, например, хлорида натрия, и в то же время они обладают достаточной вязкостью, схожей с вязкостью полимеров. Многие полиэлектролиты являются биомолекулами: это ДНК, полипептиды, гликозаминогликаны.

Благодаря свойству полиэлектролитов образовывать заряженные частицы в растворах, они способны сорбировать другие частички с противоположным зарядом и образовывать так называемую флокулу — агрегат полиэлектролита (флокулянта и частиц загрязнения). Эта особенность широко применяется в очистке воды от коллоидных взвесей частиц органического и неорганического происхождения. Рассмотрим закономерности, которые определяют применение полиэлектролитов в области очистки воды. Согласно закону Стокса для частиц, осаждающихся в жидкой среде, уравнение, характеризующее скорость осаждения имеет следующий вид. Здесь r – радиус частицы, ρp – плотность частицы, ρf – плотность жидкости, η — динамический коэффициент вязкости жидкости.

Из данного уравнения видно, что ускорить осаждение частицы можно несколькими методами: уменьшить вязкость (например нагреть), уменьшить плотность жидкости, увеличить размеры частиц. Наиболее эффективно в данной ситуации — увеличение радиуса частицы, поскольку согласно уравнению осаждения, скорость осаждения прямо пропорциональна квадрату радиуса частицы. К примеру, коллоидные частицы, размером порядка 10-8 м осаждаются около 60 лет в емкости, глубиной 30 см, в то время как флокулы диаметром 150 мкм осаждаются за несколько десятков минут. На графике представлена зависимость времени осаждения частиц от их радиуса.

Из графика видно, что при размерах порядка 10-4 скорость осаждения значительно увеличивается. Таким образом, эффективное применение полиэлектролитов в очистке воды связано в первую очередь со способностью полиэлектролитов связывать частицы в крупные агрегаты, скорость осаждения которых значительно выше, чем скорость коллоидных частиц, и приемлема для очистки воды от мелкодисперсных взвесей.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.