Πήξη και κροκίδωση. Κροκίδωση στην επεξεργασία νερού

Γνωρίζουμε καλά ότι το νερό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη μας και είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη της κοινωνίας. Ωστόσο, όπως φαίνεται στο κείμενο "Τύποι ρύπανσης των υδάτων", Αυτός ο υδάτινος πόρος μολύνεται με διάφορους τρόπους, οι οποίοι μπορούν να μεταδώσουν ασθένειες όπως η χολέρα και ο τύφος.

Ανεξάρτητα από την προέλευσή τους, είτε προέρχονται από ποτάμια, λίμνες και φράγματα, είτε από υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες, όλες αυτές οι πηγές νερού είναι επιρρεπείς σε ρύπανση. Γι 'αυτό, πριν από την αποστολή στα σπίτια μας, το νερό από αυτές τις πηγές περνάει πρώτα από το Εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού (ETA).

Αξίζει να επισημάνουμε τη διαφορά μεταξύ του ETA και το ETE (Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων). Όπως αναφέρθηκε, στις ΕΤΑ, η επεξεργασία που πραγματοποιείται είναι το γλυκό νερό που βρίσκεται στη φύση και περιέχει οργανικά υπολείμματα, διαλυμένα άλατα, βαρέα μέταλλα, αιωρούμενα σωματίδια και μικροοργανισμούς. Αυτά τα επεξεργασμένα νερά αποστέλλονται σε σπίτια, βιομηχανίες και άλλες εγκαταστάσεις για κατανάλωση. Στους ETE, η επεξεργασία που γίνεται είναι οικιακά και βιομηχανικά λύματα και, μετά την επεξεργασία, αυτό το νερό μπορεί να είναι εισήχθη εκ νέου σε ποτάμια και λίμνες χωρίς να προκαλέσει μεγάλες περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως θα ήταν εάν αποτελούσαν αντικείμενο απευθείας απόρριψης χωρίς το θεραπευτική αγωγή.

Ένα από τα βήματα στη διαδικασία επεξεργασίας νερού στα ETA περιλαμβάνει το πήξη και το κροκίδωση. Σε αυτά τα νερά που θα υποστούν επεξεργασία υπάρχουν ακαθαρσίες των οποίων τα σωματίδια είναι κολλοειδή, δηλαδή έχουν μέση διάμετρο μεταξύ 1 και 1000 nm. Επειδή είναι μικρά, δεν εγκαθίστανται (δεν εγκαθίστανται στον πυθμένα του δοχείου) υπό τη δράση της βαρύτητας.

Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προσθέσετε στο νερό χημικά πηκτικά. Γενικά, εδώ στη Βραζιλία, το πηκτικό που χρησιμοποιείται είναι το θειικό αργίλιο (Al₂(ΜΟΝΟ₄)₃). Υπάρχουν όμως και άλλοι χημικοί παράγοντες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με την ίδια λειτουργία, όπως άλατα σιδήρου (III) ή ακόμα οργανικά πολυμερή. Αυτά τα πηκτικά είναι αδιάλυτα στο νερό και δημιουργούν θετικά ιόντα (κατιόντα) που προσελκύουν αρνητικά φορτισμένες ακαθαρσίες στο νερό.

Χημικά, μπορούμε να το εξηγήσουμε έτσι: το θειικό αργίλιο παράγει τα ακόλουθα ιόντα στο νερό:

Αλ₂(ΜΟΝΟ₄)₃ → 2 Αλ³⁺ + 3 SO₄^2-

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)

Ένα μικρότερο μέρος των κατιόντων³⁺ εξουδετερώνει τα αρνητικά φορτία των ακαθαρσιών που υπάρχουν στο νερό και τα περισσότερα από αυτά αλληλεπιδρούν με τα ιόντα υδροξυλίου (OH^-) από νερό, σχηματίζοντας υδροξείδιο αργιλίου:

Αλ₂(ΜΟΝΟ₄)₃ + 6 Ω₂Ο → 2 Al (ΟΗ)₃ +6 Ω⁺ + 3 SO₄^2-

Αυτό το υδροξείδιο αλουμινίου είναι ένα θετικά φορτισμένο κολλοειδές που εξουδετερώνει αρνητικά φορτισμένες κολλοειδείς ακαθαρσίες στο νερό. Σημειώστε ότι υπάρχει περίσσεια H⁺, το οποίο καθιστά το μέσο όξινο και μπορεί να αποτρέψει το σχηματισμό υδροξειδίου του αργιλίου. Επομένως, με το πηκτικό, κάποια ένωση που αυξάνει το ρΗ (αλκαλικότητα) του μέσου προστίθεται επίσης στο νερό, όπως βάσεις υδροξειδίου του ασβεστίου (Ca (OH)₂) και υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), ή ένα βασικό άλας όπως ανθρακικό νάτριο (Na₂CO₃), γνωστή ως σόδα.

Ετσι, τα ρυπογόνα σωματίδια είναι αποσταθεροποιημένα και συγκολλημένα, γεγονός που διευκολύνει την εναπόθεσή τους ή τη συσσωμάτωσή τους σε κροκίδες. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι η πήξη είναι μια χημική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την αποσταθεροποίηση των κολλοειδών σωματιδίων.

Στο επόμενο και συμπληρωματικό μέρος, που ονομάζεται κροκίδωση, το νερό ανακινείται έντονα για περίπου 30 δευτερόλεπτα με μηχανικό αναδευτήρα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, για να αυξηθεί η διασπορά του πηκτικού. Στη συνέχεια, το σύστημα αναδεύεται αργά, επιτρέποντας την επαφή μεταξύ των σωματιδίων.

Μηχανικός αναδευτήρας που χρησιμοποιείται στην κροκίδωση νερού

Αυτά τα κροκιδώματα που σχηματίζονται στη συνέχεια προωθούνται σε ένα άλλο στάδιο επεξεργασίας, το οποίο είναι η καθίζηση και η απόχυση, όπου εγκαθίστανται στον πυθμένα των δεξαμενών και συλλέγονται. Το κείμενο

Διαχωρισμός μιγμάτων με απόχυση δείχνει ποια είναι αυτή η φυσική διαδικασία.

Η διαδικασία πήξης / κροκίδωσης θεωρείται ένας τύπος τριτοβάθμιας επεξεργασίας λυμάτων, καθώς χρησιμοποιεί φυσικοχημικές τεχνικές για την απομάκρυνση συγκεκριμένων ρύπων. Δυστυχώς, αυτή είναι μια τεχνολογία για τη μεταφορά ρύπων από το νερό σε άλλο μέρος, καθώς μετατρέπονται σε στερεά απόβλητα, αλλά η ρύπανση δεν καταστρέφεται.

Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Πήξη και κροκίδωση" · Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.