Все примеси природных и сточных вод, независимо от свойств и концентрации, как уже отмечалось, по их фазово-дисперсному состоянию могут быть разделены на четыре группы (табл. 8).[ ...]
Первая группа веществ представляет собой нерастворимые примеси с величиной частиц 10-5— 10 3 см, образующие с водой суспензии, эмульсии или пены. Эти примеси обусловливают мутность воды, в некоторых случаях могут придавать ей цветность.[ ...]
Для удаления из воды веществ первой группы используются главным образом методы, основанные на действии гравитационных сил и сил адгезии. В состав данной группы входят глинистые вещества, карбонатные породы, ил, мелкий песок, малорастворимые гидроокиси металлов, взвеси органических веществ, детрит, планктон, волокна, пластмассы, каучук и т. д.[ ...]
Системы, образованные примесями первой группы, кинетически неустойчивы. Нерастворимые вещества удерживаются во взвешенном состоянии динамическими силами потока воды. В состоянии покоя для таких систем характерна седиментация взвешенных частиц. Она может протекать без слипания частиц или с их агрегацией в процессе осаждения. Различают свободное осаждение частиц системы, когда взвешенные вещества не оказывают взаимного влияния друг на друга, и сопряженное или стесненное осаждение в случае концентрированных суспензий. При седиментации очень часто наблюдается ортокинетическая коагуляция, аутокоагуляция и другие явления (см. гл. VII). В зависимости от адгезионного взаимодействия седимен-тирующих взвесей осадок образуется либо рыхлый (легко подвижный или структурированный с тиксотропными свойствами), либо плотный, малоподвижный и занимающий малый объем.[ ...]
Вторая группа веществ объединяет гидрофильные и гидрофобные коллоидные примеси, а также высокомолекулярные вещества. Высокомолекулярные вещества могут быть представлены линейными (гибкими и жесткими), спиральными и разветвленными макромолекулами. В эту группу входят минеральные и органоминеральные частицы почв и грунтов, недиссоцииро-ванные и нерастворимые формы гумусовых веществ, придающие воде окраску, а таже вирусы и другие организмы, приближающиеся по размерам к коллоидным частицам. Так как среди последних находятся болезнетворные (патогенные) организмы, то удаление их из воды весьма ответственное мероприятие. Частицы коллоидной степени дисперсности содержатся в стоках различных производств — нефтехимических, целлюлознобумажных и др.[ ...]
Характерная особенность примесей второй группы — их способность образовывать с водой сравнительно устойчивые коллоидные системы. При очистке воды от загрязнений такого рода основной задачей является разрушение коллоидной системы, обеспечение быстрой коагуляции дисперсных примесей и отделение их от дисперсионной среды. Коагуляцию коллоидных растворов могут вызывать различные факторы: добавление растворов электролитов, изменение состава и концентрации дисперсной фазы, механические, электрические, световые, температурные и другие воздействия. Несмотря на кажущееся разнообразие перечисленных факторов, их влияние сводится в основном к изменению свойств поверхности дисперных частиц и условий взаимодействия между ними. Выяснение физической природы сил, действующих между коллоидными частицами, оценка относительной роли различных параметров в обеспечении стабильности коллоидной системы и определение условий ее нарушения — важнейшие вопросы, решение которых необходимо для целенаправленного изменения свойств дисперсных систем.[ ...]
Если в лиофобных коллоидах, представляющих собой ионостабилизированные системы, основную роль играет электрический фактор устойчивости, то в лиофильных коллоидах существенное влияние на стабильность оказывает сольватация частиц. Образование на поверхности частиц развитых сольватных слоев с особой структурой и свойствами является одной из причин появления расклинивающего давления, препятствующего слипанию частиц [123]. Согласно П. А. Ребиндеру [124], стабилизирующими свойствами обладают образующиеся на поверхности частиц гелеобразные адсорбционно-сольватные слои, которые благодаря своей упругости и механической прочности препятствуют сближению частиц до расстояний эффективного действия вандерваальсовых сил. Близка к представлениям о структурно-механических факторах устойчивости и гипотеза о стерических препятствиях, создаваемых адсорбционными слоями стабилизатора [125]. Все эти точки зрения можно свести к общей идее об определяющей роли сольва-тационного, в частности гидратационного, фактора устойчивости в системах с лиофильной поверхностью дисперсных частиц.[ ...]
Следует отметить, что изучение механизма устойчивости и коагуляции коллоидных систем наталкивается на большие трудности как экспериментального, так и теоретического характера. В реальных коллоидных системах может одновременно проявляться действие различных факторов устойчивости, обусловленных совокупностью свойств поверхностных межфазных слоев. Особенно это касается многокомпонентных гетерогенных систем, к которым относятся природные и сточные воды.[ ...]
В водных растворах молекулы растворенных веществ могут взаимодействовать как между собой, так и с молекулами воды. Эти взаимодействия, исключая образование химических соединений, как правило, связаны с проявлением вандерваальсовых сил притяжения между незаряженными атомами или молекулами.[ ...]
Молекулы растворенного вещества могут существенно изменять взаимодействие между молекулами воды. Кроме того, они могут образовывать с водой соединения, существующие лишь в растворе. В таких прочных соединениях в большинстве случаев основную роль играет водородная связь.[ ...]
Вернуться к оглавлению