Jedním typem koagulace je flokulace, při které malé suspendované částice pod vlivem speciálně přidaných látek (flokulantů) vytvářejí intenzivně se usazující volné vločkovité shluky.

Na rozdíl od koagulace dochází při flokulaci k agregaci nejen přímým kontaktem částic, ale také jako výsledek interakce molekul flokulantu adsorbovaného na částicích.

Flokulace se provádí za účelem zintenzivnění procesu tvorby vloček hydroxidu hliníku a železa, aby se zvýšila rychlost jejich ukládání. Použití flokulantů umožňuje snížit dávku koagulantů, zkrátit dobu koagulačního procesu a zvýšit rychlost sedimentace vzniklých vloček.

Po rozpuštění v odpadní vodě mohou být flokulanty v neionizovaném i ionizovaném stavu. Ionizované flokulanty se nazývají rozpustné polyelektrolyty. V závislosti na složení polárních skupin jsou flokulanty:

– neiontové – polymery obsahující neiontové skupiny: OH, -CO (škrob, hydroxyethylcelulóza, polyvinylalkohol, polyakrylonitril aj.);

– aniontové – polymery obsahující aniontové skupiny: -COOH, SO3H, -OSO3H (aktivní kyselina křemičitá, polyakrylát sodný, alginát sodný, lignosulfonáty atd.);

– kationtové – polymery obsahující kationtové skupiny: -NH2,=NH (polyethylenimin, vinylpyridinové kopolymery, VA-2, VA-102, VA-212, atd.);

– amfoterní – polymery obsahující aniontové i kationtové skupiny: polyakrylamid, proteiny atd.

Rychlost a účinnost flokulačního procesu závisí na složení odpadní vody, její teplotě, intenzitě míchání a pořadí zavádění koagulantů a flokulantů. Dávky flokulantů jsou obvykle 0,1-10 g/m0,5 a v průměru 1,0-XNUMX g/mXNUMX.

Mechanismus účinku flokulantů je založen na následujících jevech: adsorpce molekul flokulantu na povrchu koloidních částic; recyklace (vznik, síťová struktura) molekul flokulantu; adheze koloidních částic v důsledku van der Waalsových sil. Působením flokulantů se mezi koloidními částicemi vytvářejí trojrozměrné struktury schopné rychlejšího a úplnějšího oddělení od kapalné fáze. Důvodem pro vznik takových struktur je adsorpce flokulantních makromolekul na několika částicích s tvorbou polymerních můstků mezi nimi. Koloidní částice jsou negativně nabité, což podporuje proces vzájemné koagulace s hydroxidem hliníku nebo železa. Při přidání aktivovaného křemičitanu se rychlost nanášení zvýší 2-3krát a zvýší se čiřící účinek.

Proces čištění odpadních vod koagulačními nebo flokulačními metodami zahrnuje přípravu vodných roztoků koagulantů a flokulantů, jejich dávkování do čištěné odpadní vody, smíchání s celým objemem vody, vločkování a separaci vloček z vody.

ČTĚTE VÍCE
Jak vypočítat, kolik laminátu potřebujete pro místnost pomocí kalkulačky?

Rozpouštění koagulantů ve vodě se provádí v nádržích na roztok se zařízeními na probublávání stlačeného vzduchu o intenzitě 4-5 dm/s na 1 m² plochy roštu. Nádrže s lopatkovými míchadly se používají také pro rozpouštění zrnitých materiálů a s vrtulovými míchači pro rozpouštění kusových hmot (velikost do 20 mm).

Z nádrží na roztok jsou koagulační roztoky čerpány do zásobovacích nádrží a odtud jsou dávkovány do upravované vody pomocí dávkovačů různých provedení. Koagulanty se přivádějí do čištěné odpadní vody obvykle ve formě 1-10% roztoků a flokulanty – ve formě 0.1-1% roztoků.

Koagulanty se mísí s vyčištěnou odpadní vodou v míchačkách, doba setrvání vody v nich je 1-2 minuty. Používají se míchadla přepážková, děrovaná, mycí a vertikální, dále mechanické míchačky s vrtulovým nebo lopatkovým míchadlem.

Po smíchání vyčištěné odpadní vody s koagulanty začíná proces tvorby vloček, ke kterému dochází ve flokulačních komorách. Tyto komory mohou být vířivé, přepážkové, vortexové nebo s mechanickým mícháním.

Jedním typem koagulace je flokulace, ve kterých drobné suspendované částice pod vlivem speciálně přidaných látek (flokulantů) tvoří intenzivně se usazující volné vločkovité shluky. molekul flokulantu adsorbovaného na částicích.

Mechanismus účinku flokulantů je založen na jevu adsorpce molekul flokulantu na povrchu koloidních částic, tvorbě síťové struktury molekul flokulantu a adhezi koloidních částic působením van der Waalsových sil. Působením flokulantů se mezi koloidními částicemi vytvářejí trojrozměrné struktury schopné rychlejšího a úplnějšího oddělení od kapalné fáze.

Flokulace se provádí za účelem zintenzivnění procesu tvorby vloček hydroxidu hliníku a železa, aby se zvýšila rychlost jejich ukládání. Použití flokulantů umožňuje snížit dávku koagulantů, zkrátit dobu koagulačního procesu a zvýšit rychlost sedimentace vzniklých vloček.

Pro čištění odpadních vod se používají přírodní a syntetické flokulanty. Mezi přírodní flokulanty patří škrob, dextrin, ethery celulózy atd. Aktivní oxid křemičitý (xSiO2 · unN2O) je nejběžnějším anorganickým flokulantem. Ze syntetických organických flokulantů se nejvíce používá polyakrylamid (PAA). Při volbě složení a dávky flokulantu se berou v úvahu vlastnosti jeho makromolekul a charakter částic disperze. Optimální dávka PAA pro čištění průmyslových odpadních vod se pohybuje od 0,4. 1 g/m3.

ČTĚTE VÍCE
Co musí zaměstnanec udělat před použitím elektrického zařízení v práci?

Po rozpuštění v odpadní vodě mohou být flokulanty v neionizovaném a ionizovaném stavu. V druhém případě se nazývají rozpustné polyelektrolyty. V závislosti na složení polárních skupin flokulantu existují:

neiontové– polymery obsahující neiontové skupiny: –OH, –CO (škrob, hydroxyethylcelulóza, polyvinylalkohol, polyakrylonitril atd.);

aniontový– polymery obsahující aniontové skupiny: –COOH, –SO3H, –OSO3H (aktivní kyselina křemičitá, polyakrylát sodný, alginát sodný, lignosulfonáty atd.);

kationtový– polymery obsahující kationtové skupiny: –NH2, –ΝΗ (polyethylenimin, vinylpyridinové kopolymery atd.);

amfoterní– polymery obsahující aniontové i kationtové skupiny: polyakrylamid, proteiny atd.

Rychlost a účinnost flokulačního procesu závisí na složení odpadní vody, její teplotě, intenzitě míchání a pořadí zavádění koagulantů a flokulantů.

Flotace

Flotace je určena k extrakci hydrofobních částic (ropné produkty) z vody pomocí plynových bublin přiváděných do odpadních vod.

Flotace je metoda extrakce dispergovaných a koloidních vměstků z kapaliny, založená na schopnosti částic ulpívat na bublinách plynu (vytvářet flotační komplexy) a pohybovat se s nimi do pěnové vrstvy. Podstata flotačního procesu spočívá ve specifickém působení molekulárních sil, které způsobují adhezi částic nečistot s bublinkami plynu, plavení flotačních komplexů a tvorbu pěnové vrstvy obsahující extrahované látky na povrchu kapaliny. K adhezi vzduchových bublin dochází pouze u hydrofobních částic (nesmáčených vodou) nebo částic s hydrofobním povrchem. Pro zintenzivnění flotačního procesu se proto doporučuje používat činidla, která se ve vodě sorbují na povrchu částic, snižují jejich smáčivost, a tím zvyšují hydrofobizaci kontaminantů. Kromě toho je třeba poznamenat, že snížení povrchového napětí zvyšuje účinek čištění flotační vody. Vznik flotačních komplexů (částicově-plynových bublinkových agregátů) závisí na intenzitě jejich vzájemné srážky, chemické interakci látek obsažených ve vodě, přetlaku plynu v odpadních vodách atd.

Podle způsobu vzniku plynových bublin se rozlišují tyto typy flotace: tlaková, pneumatická, mechanická, elektroflotační, pěnová, chemická, vibrační, biologická atd.

Druh kontaminantů obsažených ve vodě určuje charakter flotační úpravy: samotným vzduchem nebo vzduchem v kombinaci s různými činidly, především koagulanty. Použití koagulantů může výrazně zvýšit účinnost flotačního čištění a odstranit kontaminanty přítomné ve vodě ve formě perzistentních emulzí a suspenzí i v koloidním stavu.

Důležité jsou také podmínky a způsoby odstraňování pěny.

ČTĚTE VÍCE
Jaké jsou hlavní fyzikální vlastnosti půdy?

Pěna se tvoří na hladině vody v důsledku plovoucích vzduchových bublin nesoucích nečistoty odstraněné z vody. Měl by být dostatečně pevný, aby zabránil vniknutí nečistot do vody. Kromě toho musí mít pěna určitou pohyblivost při přesunu k vynášecím zařízením. Stabilita a pohyblivost pěny závisí na vlastnostech a množství činidel a kontaminantů zavedených do pěnové vrstvy. Stabilizace pěny je usnadněna přítomností koagulačních vloček, malých suspendovaných částic a povrchově aktivních látek ve vodě. Pěna se z flotátoru odstraňuje zpravidla buď krátkým zvednutím hladiny vody a jejím vypuštěním přes misky umístěné rovnoměrně po ploše komory, nebo pomocí škrabacích mechanismů (pěniček), které pěnu přemisťují do sběrných van.

V současnosti se na čistírnách hojně využívá tlaková, pneumatická a elektroflotace.