Koagulation og flokkulering. Flokkulering i vandbehandling

Vi er godt klar over, at vand er vigtigt for vedligeholdelsen af ​​livet på vores planet og er vigtigt for udviklingen af ​​samfundet. Som vist i teksten “Typer af vandforurening”, Denne vandressource er forurenet på flere måder, som kan overføre sygdomme som kolera og tyfus.

Uanset deres oprindelse, uanset om de kommer fra floder, søer og dæmninger eller fra underjordiske vandborde, er alle disse vandkilder tilbøjelige til forurening. Derfor før vandet fra disse kilder, før det sendes til vores hjem, først gennem Vandbehandlingsanlæg (ETA'er).

Det er værd at understrege forskellen mellem ETA'er og ETE (kloakrensningsanlæg). Som nævnt er behandlingen udført i ETA'erne det ferske vand, der findes i naturen, der indeholder organiske rester, opløste salte, tungmetaller, suspenderede partikler og mikroorganismer. Disse behandlede farvande sendes til hjem, industrier og andre virksomheder, der skal forbruges. I ETE'erne er rensningen af ​​boliger og industrielt spildevand, og efter at være blevet behandlet kan dette vand være indført igen i floder og søer uden at forårsage stor miljøpåvirkning, som det ville være, hvis det blev dumpet direkte uden behandling.

Et af trinene i vandbehandlingsprocessen ved ETA involverer koagulation og flokkulering. I disse farvande, der skal behandles, er der urenheder, hvis partikler er kolloidale, dvs. de har en gennemsnitlig diameter mellem 1 og 1000 nm. Fordi de er små, lægger de sig ikke (de lægger sig ikke på bunden af ​​beholderen) under tyngdekraftens indvirkning.

Derfor er det nødvendigt at tilsætte til vandet kemiske koagulanter. Generelt her i Brasilien er det anvendte koaguleringsmiddel aluminiumsulfat (Al₂(KUN₄)₃). Men der er andre kemiske stoffer, der kan bruges med den samme funktion, f.eks jern (III) salte eller endnu organiske polymerer. Disse koagulanter er uopløselige i vand og genererer positive ioner (kationer), der tiltrækker negativt ladede urenheder i vandet.

Kemisk kan vi forklare det således: aluminiumsulfat genererer følgende ioner i vand:

Al₂(KUN₄)₃ → 2 Al³⁺ + 3 SO₄^2-

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)

En mindre del af Al-kationer³⁺ neutraliserer de negative ladninger af urenhederne i vandet, og de fleste af dem interagerer med hydroxylionerne (OH^-) fra vand til dannelse af aluminiumhydroxid:

Al₂(KUN₄)₃ + 6 H₂O → 2 Al (OH)₃ +6 H⁺ + 3 SO₄^2-

Dette aluminiumhydroxid er et positivt ladet kolloid, der neutraliserer negativt ladede kolloid urenheder i vandet. Bemærk, at der er et overskud af H⁺, hvilket gør mediet surt og kan forhindre dannelsen af ​​aluminiumhydroxid. Derfor tilsættes med koaguleringsmidlet en eller anden forbindelse, der øger pH (alkalinitet) i mediet, til vandet, såsom calciumhydroxidbaser (Ca (OH)₂natriumhydroxid (NaOH) eller et basisk salt, såsom natriumcarbonat (Na₂CO₃), kendt som sodavand.

Dermed, de forurenende partikler destabiliseres og agglutineres, hvilket letter deres aflejring eller agglomerering i flokkler. Vi kan så sige, at koagulation er en kemisk proces, der bruges til at destabilisere kolloide partikler.

I den næste og supplerende del kaldes flokkulering, rystes vandet kraftigt i ca. 30 sekunder af en mekanisk omrører, som vist i nedenstående figur, for at øge dispersionen af ​​koaguleringsmidlet. Derefter omrøres systemet langsomt, hvilket tillader kontakt mellem partiklerne.

Mekanisk omrører brugt i vand flokkulering

Disse dannede flokkler sendes derefter til et andet behandlingsstadium, som er sedimentering og dekantering, hvor de lægger sig på bunden af ​​tankene og opsamles. Teksten

Adskillelse af blandinger ved dekantering viser, hvad denne fysiske proces handler om.

Koagulations- / flokkuleringsprocessen betragtes som en type tertiær spildevandsbehandling, da den anvender fysisk-kemiske teknikker til at fjerne specifikke forurenende stoffer. Desværre er dette en teknologi til at overføre forurenende stoffer fra vand til et andet sted, da de omdannes til fast affald, men forureningen ødelægges ikke.

Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi

Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Koagulation og flokkulering"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. Adgang til 27. juni 2021.