Jsme si dobře vědomi, že voda je nezbytná pro udržení života na naší planetě a je nezbytná pro rozvoj společnosti. Jak však ukazuje text „Druhy znečištění vody”, Tento vodní zdroj je kontaminován několika způsoby, které mohou přenášet nemoci, jako je cholera a tyfus.
Bez ohledu na jejich původ, ať už pocházejí z řek, jezer a přehrad nebo z podzemních podzemních vod, jsou všechny tyto vodní zdroje náchylné ke znečištění. Proto před odesláním do našich domovů voda z těchto pramenů nejprve projde Zařízení na úpravu vody (ETA).
Je třeba zdůraznit rozdíl mezi ETA a ETE (čistírny odpadních vod). Jak již bylo uvedeno, v ETA se provádí úprava čerstvé vody vyskytující se v přírodě, která obsahuje organické zbytky, rozpuštěné soli, těžké kovy, suspendované částice a mikroorganismy. Tyto upravené vody jsou odesílány do domovů, průmyslových odvětví a dalších zařízení ke spotřebě. V ETE se provádí čištění obytných a průmyslových splašků a po čištění to může být voda znovu zavedena do řek a jezer, aniž by to mělo velký dopad na životní prostředí, jako by to bylo, kdyby byly vyhozeny přímo bez léčba.
Jedním z kroků v procesu úpravy vody v ETA je: koagulace a vločkování. V těchto vodách, které budou upravovány, jsou nečistoty, jejichž částice jsou koloidní, to znamená, že mají průměrný průměr mezi 1 a 1 000 nm. Protože jsou malé, neusazují se (neusazují se na dně nádoby) působením gravitace.
Proto je nutné do vody přidávat chemické koagulanty. Obecně se zde v Brazílii používá jako koagulant síran hlinitý (Al2(POUZE4)3). Existují však i další chemická činidla, která lze použít se stejnou funkcí, například soli železa (III) nebo ještě organické polymery. Tyto koagulanty jsou nerozpustné ve vodě a vytvářejí kladné ionty (kationty), které přitahují ve vodě záporně nabité nečistoty.
Chemicky to můžeme vysvětlit takto: síran hlinitý generuje ve vodě následující ionty:
Al2(POUZE4)3 → 2 Al3+ + 3 SO42-
Menší část Al kationtů3+ neutralizuje negativní náboj nečistot přítomných ve vodě a většina z nich interaguje s hydroxylovými ionty (OH-) z vody, tvořící hydroxid hlinitý:
Al2(POUZE4)3 + 6 hodin2O → 2 Al (OH)3 +6 H+ + 3 SO42-
Tento hydroxid hlinitý je pozitivně nabitý koloid, který neutralizuje negativně nabité koloidní nečistoty ve vodě. Všimněte si, že existuje přebytek H+, což činí médium kyselým a může zabránit tvorbě hydroxidu hlinitého. Proto se s koagulantem přidává do vody také nějaká sloučenina, která zvyšuje pH (alkalitu) média, jako jsou hydroxidy vápenaté (Ca (OH)2) a hydroxid sodný (NaOH) nebo zásaditá sůl, jako je uhličitan sodný (Na2CO3), známý jako soda.
Tím pádem, znečišťující částice se destabilizují a aglutinují, což usnadňuje jejich depozici nebo aglomeraci do vloček. Můžeme tedy říci, že koagulace je chemický proces používaný k destabilizaci koloidních částic.
V další a doplňkové části, tzv vločkování, se voda silně třepe asi 30 sekund mechanickým míchadlem, jak je znázorněno na obrázku níže, aby se zvýšila disperze koagulantu. Poté se systém pomalu míchá, což umožňuje kontakt mezi částicemi.
Mechanické míchadlo používané při flokulaci vody
Tyto vytvořené flokuly jsou poté předány do dalšího stupně zpracování, kterým je sedimentace a dekantace, kde se usazují na dně nádrží a shromažďují se. Text
Separace směsí dekantací ukazuje, o čem je tento fyzický proces.
Proces koagulace / flokulace je považován za typ terciárního čištění odpadních vod, protože využívá fyzikálně-chemické techniky k odstraňování konkrétních znečišťujících látek. Bohužel se jedná o technologii pro přenos znečišťujících látek z vody na jiné místo, protože se z nich stává tuhý odpad, ale znečištění se nezničí.
Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm