凝固と凝集。 水処理における凝集

私たちは、水が地球上の生命の維持に不可欠であり、社会の発展に不可欠であることをよく認識しています。 ただし、テキスト「水質汚染の種類」、この水資源はいくつかの方法で汚染されており、コレラやチフスなどの病気を感染させる可能性があります。

それらが川、湖、ダムから来ているか、地下水テーブルから来ているかにかかわらず、それらの起源に関係なく、これらの水源はすべて汚染されやすいです。 そのため、私たちの家に送られる前に、これらの泉からの水は最初に 水処理プラント（ETA）。

との違いを強調する価値があります ETA そしてその ETE（下水処理プラント）。 前述のように、ETAでは、実行される処理は、有機残留物、溶解塩、重金属、浮遊粒子、および微生物を含む自然界に見られる淡水です。 これらの処理水は、家庭、産業、その他の施設に送られ、消費されます。 ETEでは、行われる処理は住宅および工業用下水であり、処理された後、この水は次のようになります。 直接投棄された場合のように環境に大きな影響を与えることなく、河川や湖に再び導入されました。 処理。

ETAでの水処理プロセスのステップの1つには、 凝固 そしてその 凝集。 処理されるこれらの水には、粒子がコロイド状である不純物があります。つまり、平均直径は1〜1000nmです。 小さいので重力の作用で落ち着きません（容器の底に落ち着きません）。

したがって、水に追加する必要があります 化学凝固剤。 一般的に、ここブラジルでは、使用される凝固剤は 硫酸アルミニウム（Al₂（のみ₄)₃). しかし、この同じ機能で使用できる他の化学薬品があります。 鉄（III）塩 またはまだ 有機ポリマー. これらの凝固剤は水に不溶性であり、水中の負に帯電した不純物を引き付ける正イオン（陽イオン）を生成します。

化学的には、次のように説明できます。硫酸アルミニウムは水中で次のイオンを生成します。

アル₂（のみ₄)₃ → 2アル³⁺ + 3 SO₄^2-

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Alカチオンのごく一部³⁺ 水中に存在する不純物の負電荷を中和し、それらのほとんどがヒドロキシルイオン（OH）と相互作用します^-）水から、水酸化アルミニウムを形成します：

アル₂（のみ₄)₃ + 6 H₂O→ 2 Al（OH）₃ +6 H⁺ + 3 SO₄^2-

この水酸化アルミニウムは、水中の負に帯電したコロイド不純物を中和する正に帯電したコロイドです。 Hが過剰であることに注意してください

⁺、これは媒体を酸性にし、水酸化アルミニウムの形成を防ぐことができます。 したがって、凝固剤では、水酸化カルシウム塩基（Ca（OH））など、培地のpH（アルカリ度）を高める化合物が水に添加されます。₂）および水酸化ナトリウム（NaOH）、または炭酸ナトリウム（Na₂CO₃）、ソーダとして知られています。

したがって、 汚染粒子は不安定化されて凝集し、凝集物への堆積または凝集を促進します。 したがって、凝固はコロイド粒子を不安定化するために使用される化学プロセスであると言えます。

次の補完的な部分では、 凝集、凝固剤の分散を高めるために、下図に示すように、水をメカニカルスターラーで約30秒間強く振とうします。 その後、システムをゆっくりと攪拌し、粒子間の接触を可能にします。

水の凝集に使用されるメカニカルスターラー

形成されたこれらの凝集塊は、その後、沈殿とデカンテーションである別の処理段階に送られ、そこでタンクの底に沈殿して収集されます。 テキスト

デカンテーションによる混合物の分離 この物理的プロセスが何であるかを示しています。

凝固/凝集プロセスは、特定の汚染物質を除去するために物理化学的手法を採用しているため、一種の三次廃水処理と見なされます。 残念ながら、これは汚染物質が固形廃棄物に変わるため、水から別の場所に汚染物質を移動させる技術ですが、汚染は破壊されません。

ジェニファー・フォガサ
化学を卒業

学校や学業でこのテキストを参照しますか？ 見てください：

FOGAÇA、ジェニファー・ロシャ・バルガス。 "凝固と凝集"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. 2021年6月27日にアクセス。