Koagulasjon og flokkulering. Flokkulering i vannbehandling

Vi er godt klar over at vann er viktig for å opprettholde livet på planeten vår og er viktig for utviklingen av samfunnet. Som vist i teksten “Typer vannforurensning”, Blir denne vannressursen forurenset på forskjellige måter, som kan overføre sykdommer som kolera og tyfus.

Uansett opprinnelse, uansett om de kommer fra elver, innsjøer og demninger eller fra underjordiske vanntabeller, er alle disse vannkildene utsatt for forurensning. Det er derfor før vannet fra disse kildene blir sendt hjem til oss først gjennom Vannbehandlingsanlegg (ETA).

Det er verdt å understreke forskjellen mellom ETA-er og ETE (kloakkrenseanlegg). Som nevnt i behandlingen er det utførte behandlingen ferskvann som finnes i naturen som inneholder organiske rester, oppløste salter, tungmetaller, suspenderte partikler og mikroorganismer. Disse behandlede farvannene sendes til hjem, næringer og andre virksomheter som skal konsumeres. I ETE-ene er behandlingen utført av kloakk i bolig og industri, og etter at det er blitt behandlet, kan dette vannet være introdusert igjen i elver og innsjøer uten å forårsake stor miljøpåvirkning, som det ville vært hvis det ble dumpet direkte uten behandling.

Et av trinnene i vannbehandlingsprosessen ved ETA involverer koagulasjon og flokkulering. I disse farvannene som skal behandles er det urenheter hvis partikler er kolloidale, det vil si at de har en gjennomsnittlig diameter mellom 1 og 1000 nm. Fordi de er små, legger de seg ikke (de legger seg ikke på bunnen av beholderen) under tyngdekraften.

Derfor er det nødvendig å tilsette til vannet kjemiske koagulanter. Generelt, her i Brasil, er koaguleringsmidlet som brukes aluminiumsulfat (Al₂(KUN₄)₃). Men det er andre kjemiske midler som kan brukes med samme funksjon, for eksempel jern (III) salter eller ennå organiske polymerer. Disse koagulantene er uoppløselige i vann og genererer positive ioner (kationer) som tiltrekker seg negativt ladede urenheter i vannet.

Kjemisk kan vi forklare det slik: aluminiumsulfat genererer følgende ioner i vann:

Al₂(KUN₄)₃ → 2 Al³⁺ + 3 SO₄^2-

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

En mindre del av Al-kationer³⁺ nøytraliserer de negative ladningene av urenheter som er tilstede i vannet, og de fleste samhandler med hydroksylionene (OH^-) fra vann og danner aluminiumhydroksyd:

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

Dette aluminiumhydroksydet er et positivt ladet kolloid som nøytraliserer negativt ladede kolloidale urenheter i vannet. Merk at det er et overskudd av H⁺, som gjør mediet surt og kan forhindre dannelse av aluminiumhydroksid. Derfor, med koaguleringsmidlet, tilsettes noen forbindelse som øker pH (alkalinitet) av mediet til vannet, slik som kalsiumhydroksydbaser (Ca (OH)₂) og natriumhydroksyd (NaOH), eller et basisk salt slik som natriumkarbonat (Na₂CO₃), kjent som brus.

Og dermed, de forurensende partiklene er destabiliserte og agglutinerer, noe som letter avsetning eller agglomerering av dem i flokker. Vi kan da si at koagulering er en kjemisk prosess som brukes til å destabilisere kolloidale partikler.

I neste og utfyllende del, kalt flokkuleringblir vannet rystet kraftig i ca. 30 sekunder av en mekanisk omrører, som vist i figuren nedenfor, for å øke dispersjonen av koaguleringsmidlet. Etterpå omrøres systemet sakte, slik at kontakten mellom partiklene tillates.

Mekanisk omrører brukt i vannflokkulering

Disse dannede flokkene blir deretter videresendt til et annet behandlingsstadium, som er sedimentering og dekantering, hvor de legger seg på bunnen av tankene og samles opp. Teksten

Separasjon av blandinger ved dekantering viser hva denne fysiske prosessen handler om.

Koagulasjons- / flokkuleringsprosessen betraktes som en type rensing av tertiær avløpsvann, siden den bruker fysisk-kjemiske teknikker for å fjerne spesifikke forurensninger. Dessverre er dette en teknologi for å overføre forurensende stoffer fra vann til et annet sted, siden de blir omgjort til fast avfall, men forurensningen ødelegges ikke.

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Koagulasjon og flokkulering"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. Tilgang 27. juni 2021.