Koagulacija in flokulacija. Flokulacija pri obdelavi vode

Zavedamo se, da je voda bistvenega pomena za vzdrževanje življenja na našem planetu in ključnega pomena za razvoj družbe. Vendar, kot je prikazano v besedilu „Vrste onesnaževanja vode", Je ta vodni vir onesnažen na več načinov, kar lahko prenaša bolezni, kot sta kolera in tifus.

Ne glede na njihov izvor, ne glede na to, ali prihajajo iz rek, jezer in jezov ali iz podzemnih vodnih gladin, so vsi ti vodni viri nagnjeni k onesnaženju. Zato pred pošiljanjem na naše domove voda iz teh izvirov najprej preide skozi Čistilne naprave (ETA).

Treba je izpostaviti razliko med ETA in ETE (čistilne naprave). Kot je navedeno, je v ETA obdelana sladka voda v naravi, ki vsebuje organske ostanke, raztopljene soli, težke kovine, suspendirane delce in mikroorganizme. Te prečiščene vode se pošljejo v domove, industrijo in druge obrate za porabo. V ETE je čiščenje komunalne in industrijske odplake in po obdelavi je ta voda lahko ponovno uvedli v reke in jezera, ne da bi povzročili velik vpliv na okolje, kot če bi ga odvrgli neposredno brez zdravljenje.

Eden od korakov v postopku čiščenja vode na ETA vključuje koagulacija in flokulacija. V teh vodah, ki bodo obdelane, obstajajo nečistoče, katerih delci so koloidni, to je s povprečnim premerom med 1 in 1000 nm. Ker so majhni, se ne usedejo (ne usedejo se na dnu posode) pod vplivom gravitacije.

Zato je treba vodo dodati kemične koagulante. Na splošno se tu v Braziliji uporablja koagulant aluminijev sulfat (Al₂(SAMO₄)₃). Obstajajo pa tudi druga kemična sredstva, ki jih je mogoče uporabiti s to isto funkcijo, kot npr železove (III) soli ali še organski polimeri. Ti koagulanti niso topni v vodi in ustvarjajo pozitivne ione (katione), ki v vodo privlačijo negativno nabite nečistoče.

Kemično lahko razložimo takole: aluminijev sulfat v vodi ustvarja naslednje ione:

Al₂(SAMO₄)₃ → 2 Al³⁺ + 3 SO₄^2-

Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)

Manjši del kationov Al³⁺ nevtralizira negativne naboje nečistoč v vodi in večina med njimi sodeluje s hidroksilnimi ioni (OH^-) iz vode, ki tvori aluminijev hidroksid:

Al₂(SAMO₄)₃ + 6 H₂O → 2 Al (OH)₃ +6 H⁺ + 3 SO₄^2-

Ta aluminijev hidroksid je pozitivno nabit koloid, ki nevtralizira negativno nabite koloidne nečistoče v vodi. Upoštevajte, da je presežek H⁺, ki medij zakisa in lahko prepreči nastanek aluminijevega hidroksida. Zato se s koagulantom v vodo doda tudi nekaj spojine, ki poveča pH (alkalnost) medija, na primer baze kalcijevega hidroksida (Ca (OH)₂) in natrijev hidroksid (NaOH) ali bazična sol, kot je natrijev karbonat (Na₂CO₃), znan kot soda.

Tako onesnažujoči delci se destabilizirajo in aglutinirajo, kar olajša njihovo odlaganje ali strnitev v flokule. Takrat lahko rečemo, da je koagulacija kemični postopek, ki se uporablja za destabilizacijo koloidnih delcev.

V naslednjem in dopolnilnem delu, imenovanem flokulacija, vodo približno 30 sekund močno stresamo z mehanskim mešalnikom, kot je prikazano na spodnji sliki, da povečamo disperzijo koagulanta. Nato sistem počasi mešamo, kar omogoča stik med delci.

Mehanski mešalnik za flokulacijo vode

Te nastale flokule se nato preusmerijo v drugo stopnjo obdelave, to je sedimentacija in dekantacija, kjer se usedejo na dno rezervoarjev in se zberejo. Besedilo

Ločevanje zmesi z dekantiranjem prikazuje, za kaj gre v tem fizičnem procesu.

Postopek koagulacije / flokulacije velja za vrsto terciarnega čiščenja odpadne vode, saj uporablja fizikalno-kemijske tehnike za odstranjevanje določenih onesnaževal. Na žalost gre za tehnologijo za prenos onesnaževal iz vode na drugo mesto, saj se ta spremenijo v trdne odpadke, vendar onesnaževanje ni uničeno.

Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije

Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Koagulacija in flokulacija"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. Dostop 27. junija 2021.