Doskonale zdajemy sobie sprawę, że woda jest niezbędna do utrzymania życia na naszej planecie i jest niezbędna do rozwoju społeczeństwa. Jednak, jak pokazano w tekście „Rodzaje zanieczyszczeń wody”, ten zasób wody jest skażony na kilka sposobów, które mogą przenosić choroby, takie jak cholera i tyfus.
Bez względu na ich pochodzenie, czy pochodzą z rzek, jezior i zapór, czy z wód podziemnych, wszystkie te źródła wody są podatne na zanieczyszczenie. Dlatego woda z tych źródeł, zanim trafi do naszych domów, najpierw przepływa przez Zakłady Uzdatniania Wody (ETA).
Warto podkreślić różnicę między ETA i ETE (oczyszczalnie ścieków). Jak stwierdzono w ETA, przeprowadzana obróbka to słodka woda występująca w przyrodzie, która zawiera pozostałości organiczne, rozpuszczone sole, metale ciężkie, zawieszone cząstki i mikroorganizmy. Te uzdatnione wody są wysyłane do domów, zakładów przemysłowych i innych zakładów w celu ich spożycia. W ETE oczyszczane są ścieki mieszkalne i przemysłowe, a po oczyszczeniu ta woda może być ponownie wprowadzane do rzek i jezior bez powodowania dużego wpływu na środowisko, tak jak miałoby to miejsce, gdyby zostało zrzucone bezpośrednio, bez leczenie.
Jeden z etapów procesu uzdatniania wody w ETA obejmuje: koagulacja i flokulacja. W tych wodach, które będą oczyszczane, znajdują się zanieczyszczenia, których cząstki są koloidalne, to znaczy mają średnią średnicę od 1 do 1000 nm. Ponieważ są małe, nie osadzają się (nie osadzają się na dnie pojemnika) pod działaniem grawitacji.
Dlatego konieczne jest dodanie do wody koagulanty chemiczne. Generalnie w Brazylii używanym koagulantem jest siarczan glinu (Al2(TYLKO4)3). Ale istnieją inne środki chemiczne, które mogą być używane z tą samą funkcją, takie jak: sole żelaza(III) lub jeszcze polimery organiczne. Te koagulanty są nierozpuszczalne w wodzie i generują dodatnie jony (kationy), które przyciągają ujemnie naładowane zanieczyszczenia w wodzie.
Chemicznie możemy to wyjaśnić tak: siarczan glinu generuje w wodzie następujące jony:
Glin2(TYLKO4)3 → 2 Al3+ + 3 SO42-
Mniejsza część kationów Al3+ neutralizuje ładunek ujemny zanieczyszczeń obecnych w wodzie, a większość z nich oddziałuje z jonami hydroksylowymi (OH-) z wody, tworząc wodorotlenek glinu:
Glin2(TYLKO4)3 + 6 godz2O → 2 Al(OH)3 +6 godz+ + 3 SO42-
Ten wodorotlenek glinu jest dodatnio naładowanym koloidem, który neutralizuje ujemnie naładowane zanieczyszczenia koloidalne w wodzie. Zauważ, że istnieje nadmiar H+, co sprawia, że środowisko jest kwaśne i może zapobiegać tworzeniu się wodorotlenku glinu. Dlatego wraz z koagulantem do wody dodawany jest związek zwiększający pH (zasadowość) pożywki, taki jak zasady wodorotlenku wapnia (Ca (OH)2) i wodorotlenek sodu (NaOH) lub sól zasadowa, taka jak węglan sodu (Na2WSPÓŁ3), znany jako napój gazowany.
A zatem, zanieczyszczające cząstki ulegają destabilizacji i aglutynacji, co ułatwia ich osadzanie lub aglomerację w kłaczki. Można więc powiedzieć, że koagulacja jest procesem chemicznym stosowanym do destabilizacji cząstek koloidalnych.
W kolejnej, uzupełniającej części, zwanej flokulacja, woda jest silnie wstrząsana przez około 30 sekund mieszadłem mechanicznym, jak pokazano na poniższym rysunku, w celu zwiększenia dyspersji koagulantu. Następnie układ miesza się powoli, umożliwiając kontakt między cząstkami.
Mieszadło mechaniczne stosowane w flokulacji wody
Powstałe kłaczki są następnie kierowane do kolejnego etapu obróbki, czyli sedymentacji i dekantacji, gdzie osadzają się na dnie zbiorników i są zbierane. Tekst
Rozdzielanie mieszanin przez dekantację pokazuje, na czym polega ten fizyczny proces.
Proces koagulacji/flokulacji jest uważany za rodzaj trzeciorzędowego oczyszczania ścieków, ponieważ wykorzystuje techniki fizykochemiczne do usuwania określonych zanieczyszczeń. Niestety jest to technologia przenoszenia zanieczyszczeń z wody w inne miejsce, ponieważ zamieniają się one w odpady stałe, ale zanieczyszczenia nie są niszczone.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm
