Коагуляция, флокуляция и электрокоагуляция

В практике очистки сточных вод метод коагуляции часто применяется после удаления грубодисперсных примесей – для удаления коллоидных частиц. Коагуляция – процесс слипания коллоидных частиц и образования грубодисперсной макрофазы (флокул) с последующим её выделением из воды.

Один из видов коагуляции – флокуляция, при которой мелкие взве-шенные частицы под влиянием специально добавляемых веществ (флоку-лянтов) образуют интенсивно оседающие хлопьевидные образования.

Основной процесс коагуляционной очистки сточных вод – гетерокоагуляция, при которой коллоидные (и мелкодисперсные частицы) взаимодействуют с агрегатами, образующимися при введении в стоки коагулянтов.

Основные коагулянты: а) соли алюминия: глинозём Al₂(SO₄)₃ × 18H₂O; алюминат натрия NaAlO₂; оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl; полихлорид алюминия [Al₂(OH)_nCl_6-n]m× (SO₄)_x, где 1£ n £ 5m £ 10; б) соли железа: железный купорос FeSO₄× 7H₂O; хлорид железа FeCl₃× 6H₂O; сульфат железа Fe₂(SO₄)₃× 9H₂; в) соли магния: хлорид магния MgCl₂× 6H₂O; сульфат магния MgSO₄× 7H₂O; г) известь; д) шламовые отходы и отработанные растворы отдельных производств.

Сточные воды смешивают с коагулянтом в специальных устройствах – смесителях в течение 1…3 мин., хлопьеобразование происходит в камерах хлопьеобразования, например, с механическим перемешиванием. Осажде-ние хлопьев и частиц, образовавшихся в результате коагуляции, произво-дится в отстойниках, этот процесс часто называют осветлением стоков, а соответствующие отстойники – осветлителями.

Согласно современным представлениям, основная масса коллоидных частиц имеет одинаковый отрицательный заряд и потому имеет высокую агрегативную устойчивость. Появление в сточной воде положительных ионов способствует нейтрализации электрических полей отрицательных зарядов коллоидных частиц и они теряют свою агрега-тивную устойчивость. В наибольшей степени агрегативную устойчивость частиц понижают ионы и , и это обстоятельство предопределило применение в качестве коагулянтов именно солей железа и алюминия. В последующем практика и теория коагуляции привели к заключению, что в стоки достаточно ввести не соли алюминия или железа, а только ионы и . Это достигается анодным растворением Al или Fe в воде при прохождении через воду электрического тока. Такой процесс коагуляции называется электрокоагуляцией, а соответствующие аппараты – электрокоагуляторами.