Теория воздействия коагулянтов на основе железа и алюминия на коллоидные системы

Каталог химических реагентовДействие коагулянтов на основе железа и алюминия основано на образовании при гидролизе этих солей малорастворимых гидрооксидов, выпадающих в осадок и положительно заряженных ионов водорода, по три на каждую молекулу гидрооксида, которые и принимают участие в компенсации заряда отрицательно заряженных коллоидных частиц. Однако, процесс гидролиза приводит так же и к образованию комплексных соединений, а так же малорастворимых основных солей. В зависимости от рН водной среды они могут быть катионного, анионного и амфотерного типа. Если эти значения меньше, чем рН, при которых идет коагуляция, то образуются комплексы катионного типа, если больше, то образующиеся соединения относятся к анионному типу, а если близки к оптимальным для коагуляции, то являются амфотерными. При гидролизе солеей железа и алюминия снижается агрегативная устойчивость системы коллоидного раствора, при этом происходит сорбирование ионов на поверхности частиц, проходящее с образованием нового соединения, имеющего гидрофобные качества. Твердая фаза малорастворимых соединений коагулянта при ее выделении проходит три этапа развития. На первом, инкубационном этапе, идет образование зародышевых сгустков. На втором продолжается развитие рост твердой фазы коагулянта, а на третьем проходит ее старение. Этот заключительный этап является самым медленным и самым сложным и именно в этот период из частиц твердой фазы формируются и развиваются пространственные структуры коагулянта. При этом происходит образование вторичных, или иначе, сверхмицеллярных структур коллоидного раствора. Оно связано с тем, что гидрооксиды железа и алюминия характеризуются неправильной формой своих пространственных образований, отчего на некоторых их поверхностных сегментах наблюдается значительное снижение термодинамического потенциала и концентрации потенциалопределяющих ионов. Поэтому эти участи слипаются при соприкосновении. Сегменты поверхности, на которых наблюдается повышенный потенциал и увеличенная концентрация ионов, наоборот, склонны к взаимному отталкиванию, в результате чего участки агрегатного образования раздвигаются и он образует пространственно распределенную структуру. При определенной концентрации дисперсных частиц эти образования могут занять весь объем водной среды. После пространственного развития таких агрегатных структур наступает процесс их дальнейшего старения, в результате чего она распадается на отдельные хлопьевидные образования. Причиной такого распада является упрочнение связей на отдельных участках агрегатной структуры, что вызывает механические напряжения и закономерный разрыв.

Сценарии взаимодействия таких агрегатных структур, образованных гидрооксидами железа или алюминия, зависят от степени гидрофильности или гидрофобности выделяемых из раствора коллоидных частиц. Первая стадия коагуляционного структурного формирования включает в себя процессы адсорбции, во время которых частицы примесей, находящиеся в коллоидной фазе, закрепляются на развитой поверхности пространственных агрегатных образований. В большей степени на ней происходит выделение органические гидрофильные вещества, которые активно адсорбируются на хлопьях гидрооксидов алюминия или железа. На этой стадии так же происходит и захват коллоидных частиц в полости сетчатых структур гидрооксидов и совместное с ними осаждение. Вторая стадия проходит при взаимном присоединении коагулянта и коллоидных частиц, то есть в процессе гетерокоагуляции. Третья стадия, на которой проходит старение хлопьевидных агрегатов коагулянта, заключается в переходе системы в равновесное состояние. При этом происходит частичное выделение капиллярной жидкости и начинается утрата адсорбционных свойств развернутой поверхности коагулянта. Течение этой стадии ускоряется при повышении температуры, концентрации электролитов и увеличении рН среды.

Ждем ваши вопросы в ленте комментариев! С нашими специалистами по вопросу очистки сточных вод или закупки химических реагентов можно связаться по телефону 8 (495) 268-0-242 или отправив запрос на эл. адрес info@nomitech.ru

Автор

Автор: Игорь Ливен

Дата: 8 Ноя 2014 12:23

Комментариев нет

  Читайте также Гидроциклоны и сепараторы Возможные схемы обработки сточной воды картофельно-крахмального производства Защитная обработка полипропилена Удаление коллоидных частиц из сточных вод производства растительного масла Схемы обработки сточной воды с применением озона Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта