Методы механической очистки позволяют выделять из воды частицы нефтепродуктов размерами, как правило, от 10 мкм и более. Оставшиеся в воде чрезвычайно малые по размерам дисперсные примеси образуют весьма устойчивую коллоидную (эмульсионную) систему. Агрегативная устойчивость такой дисперсной системы определяется степенью дисперсности, поверхностными и электрокинетическими свойствами частиц, а также наличием других примесей (электролитов, поверхностно-активных и иных веществ). Одним из распространенных методов нарушения агрегатипной устойчивости таких систем является коагуляция, под которой понимается процесс образопания в системе из мелких частиц более крупных агрегатов, легко удаляемых из воды механическими методами.[ ...]
В широком плане коагуляция дисперсных систем может быть осуществлена различными способами, выбор которых обусловлен действующими па устойчивость систем факторами и экономическими соображениями. Для очистки воды наибольшее распространение получила гетерокоагуляция, в основе которой лежит взаимодействие мелкодисперсных и коллоидных частиц, с агрегатами, образующимися при введении в воду коагулянтов— солей, способных образовывать мелкокристаллические или аморфные структуры, малорастворимые в воде.[ ...]
Коагуляция коллоидов (эмульсий) может быть также осуществлена с помощью электролитов, под воздействием физических или химических факторов (перемешивания, нагревания, электрических и магнитных полей, ультразвуковых колебаний и др.).[ ...]
А — адсорбционный слой; Б — диффузный слой.[ ...]
Напряженность электрического поля мицеллы изменяется от максимального значения на границе частиц до нуля на границе диффузного слоя. Потенциал на границе частиц называется термодинамическим потенциалом (е-потенциалом). Он равен сумме зарядов всех поверхностных ионов. На границе адсорбционного слоя потенциал уменьшается на сумму зарядов находящихся в адсорбционном слое противоположно заряженных ионов. Потенциал на границе адсорбционного слоя называется электроки-нетическим потенциалом ( -потенциалом).[ ...]
В большинстве случаев частицы примесей сточных вод заряжены отрицательно и имеют -потенциал от 10 мВ до нескольких десятков милливольт. В зависимости от активной реакции среды он существенно изменяется и даже претерпевает переза- рядку, как это видно па рис. 5.13. Там же представлена картина изменения -потенциала эмульсин нефтепродуктов в воде в зависимости от концентрации электролита.[ ...]
Частицы эмульсии под действием диффузионных сил стремятся равномерно распределиться во всем объеме жидкой фазы. При этом наличие у частиц одноименных электрических зарядов вызывает их взаимное отталкивание. В некоторых случаях имеют место и силы отталкивания неэлектроетатнческон природы (см. § 5.4).[ ...]
Наряду с силами отталкивания между коллоидными (эмульсионными) частицами действуют межмолекулярные силы взаимного притяжения, которые проявляются на небольших расстояниях. При уменьшении -потенциала частиц силы отталкивания уменьшаются и становится возможным процесс соединения частиц под влиянием сил притяжения—процесс коагуляции. Силы взаимного притяжения между частицами эмульсии (коллоидов) начинают преобладать над электростатическими силами отталкивания при -потенциале менее 30 мВ. При -потенциале, равном нулю, коагуляция идет с максимальной интенсивностью, и это состояние системы называется изоэлек-трическим, а соответствующее ему значение pH называется изо-электрической точкой.[ ...]
В целях уменьшения расходов коагулянтов процесс коагуляции следует осуществлять в диапазоне оптимальных значений pH: для А1(ОН)з — от 4,5 до 7; для Ре(ОН)г — от 8,5 до 10,5; для Ре(ОН)3 — от 4 до 6 и от 8 до 10.[ ...]
Кристаллизация (образование твердой фазы гидроксидов металлов) является основным процессом, определяющим кннетику и эффективность очистки воды коагуляцией. Он состоит из трех стадий: 1) инкубационного периода, 2) роста частиц твердой фазы и 3) старения твердой фазы [80, 81].[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Кинетика процесса коагуляции и осветления мазутной эмульсии. |
 |