Нови модерни коагуланти в технологията за пречистване на отпадъчни води
Замърсяването на природните води - основните източници на водоснабдяване на населението - стана заплашително през последните години. Това важи особено за отпадъчните води от фармацевтичната и химическата промишленост, попадането им в дъждовни, подпочвени и повърхностни води. Със съществуващите технологии за пречистване на вода, използващи хлор или негови производни, съществува голяма опасност от образуване на хлорорганични канцерогенни съединения в пречистената вода, което е доказано от множество изследвания. Коагулантите на основата на алуминиеви и железни съединения, използвани в момента в технологията за пречистване на водата, не са в състояние да пречистят дълбоко водата от органични съединения, особено през пролетно-зимния период при ниски температури на пречистена вода. Следователно предварителното дълбоко пречистване на природните и отпадъчните води от органични съединения и микроорганизми става все по-важно [1,3].
1. Теоретични основи на процеса на коагулация
Отпадъчните води от много химически и фармацевтични производства са емулсии и суспензии с ниска концентрация, съдържащи фини частици от 0,1-10 µm или повече, както и колоидни частици от 0,001–0,1 µm. Прилаганите методи за механично пречистване на отпадъчни води обикновено позволяват отделянето на 10-50 микрона. За пречистване на отпадъчните води от фини и колоидни частици се използват методите на коагулация и флокулация, които водят до адхезия на частици до образуване на големи агрегати, които се отстраняват от водата чрез механични методи [3].
Ефективността и икономичността на процесите на пречистване на коагулационните отпадъчни води се определят от стабилността на дисперсната система, която зависи от редица фактори: степента на дисперсия, естеството на повърхността на частиците, големината на електрокинетичния потенциал, наличието на други примеси в отпадъчните води (например електролити, високомолекулни вещества), концентрацията на частици и други примеси и др.
Отпадъчните води са замърсени с твърди частици (влакна, пластмаси, цимент, каолин, глина, каучук, фосфор, солни кристали и др.) Или течни частици (нефт, петролни продукти, смоли). Повърхността на тези частици може да бъде хидрофонна или хидрофилна, може да има значителна грапавост или да бъде относително гладка.
Примесните частици имат различна плътност и размери варират значително. Например: плътност на частиците, размер на частиците g/cm 3, μm
Петролни продукти .... …………………. 0,8-1,1 от 0,01-0,1
Най-често концентрацията на фино диспергирани и колоидни фази в отпадъчните води е относително ниска (0,2–1%), поради което отпадъчните води, като правило, могат да бъдат класифицирани като свободно диспергирани колоидни системи. Органичните вещества и електролити, които обикновено се намират в отпадъчните води, повърхностноактивните вещества значително влияят върху стабилността на диспергираните системи, както и върху процесите на тяхното коагулация.
Има няколко начина за коагулация на дисперсни системи (отпадъчни води), целесъобразността на приложението: която се определя от действащите фактори за стабилността на системите, както и от икономически съображения. Характеристика на пречистването на отпадъчните води при коагулация е необходимостта от използване на коагуланти, които не причиняват вторично замърсяване на водата.
Основните методи за коагулационно пречистване включват: коагулация с електролити, хетерокоагулация, включително взаимна коагулация на колоиди, както и коагулация под въздействието на физични или химични фактори (разбъркване, нагряване, замразяване и др.).
Трябва да се отбележи, че хетерокоагулацията - взаимодействието на колоидни и фини частици с инертни материали, образувани при въвеждането на коагуланти (соли - алуминий, желязо и др.) Във вода, е основният процес на пречистване на отпадъчните води от коагулация [2,3].