Введение к работе
Актуальность темы. Методом, широко используемым в процессах водоочистки и водоподготоеки, является реагентная счистка гидроли-зующимися коагулянтами. Непрерывно возрастающая потребность в последних обусловлена как ростем водопотреОлеьия, происходящим в большинстве случаев за счет поверхностных : гочников, так и повышением требований к качеству очищенных природных вод. В свяаи с этим в последнее время наблюдается тенденция к использованию в качестве коагулянтов более эффективных реагентов: основных сульфатов алюминия (ОСА) и основных хлоридов алюминия (ОХА). В проводившихся ранее работах в основном уделяли внимание оцен. эффективности ОСА, ОХА в сравнении с традиционным сульфатом алюминия при очистке природных вод. В то же время практически отсутствуют данные о коллоидно-химических свойствах частиц продуктов гидролиза осневннх солей алюминия, взаимосвязи их с коагуляционной активностью данных реагентов. Между тем, именно на основе установления такой взаимосвязи возможно направленное применение определенного типа коагулянта и прогнозирование его эффективности в процессе очистки природных вод разных источников.
Цель работы. Диссертация посвящена исследованию коллоидно-химических свойств и механизма взаимодействия продуктов гидролиза основных солей алюминия, установлению взелмосвязи полученных закономерностей е коагуляционной эффективностью данных реагентов при очистке природных вод. В соответствии с поставленной задачей исследование проводили в следующих направлениях:
изучение состояния алюминия в рабочих растворах ОСА, и ОХА;
исследование влияния различных факторов (природа, модуль основности, доза и концентрация рабочего раствора коагулянта; рН0, щелочность и ионная сила раствора) на ^-потенциал, гидратацию и размер продуктов гидролиза основных солей алюминия;
выяснение механизма взаимодействия первичных частиц продуктов гидролиза основных солей алюминия и структуры формирующихся при этом первичных агрегатов
использование полученных закономерностей для прогнозирования коагуляционной активности ОСА и ОХА при очистке природных вод.
Научная новизна: ,
- установлена и обоснована взаимосвязь между электрокинетичес
гмы потела.: j.som частиц продуктов гидролиза основних солей алюминия и условиям:: их 4-:Рыпрок;шнн;
tu.iiviiii'a „аконоыеркости влияния основних факторов ІрН,, ион-г.ач си,:-: раств-..p-i и т.д.; на количество водії, связанной продуктами Пі.її OJlli.'j л -Х'А и "ХА,
сир-п..Лкіш средние р-аднусві Псрь.і-iiitix чаегиц и раомерно-нлот-
коСТІШе X-.lpCltCTr.-j." 11=-- ГІІ;чИ IlepBil'IHUX arpcl uTCil ГНДрОКСИДа аШЛІШИЯ;
- раЗТ.ИШ нреДсТаВЛиНПИ О ЫеХЗНИсЬЙ ВЗаИМОДсЙСГВПД ПЄрБІІЧІ-lUX
частин продуктов і ндролиза и структуре иСразуїоаіИхся пр;; зтом агре-rafCB первого порядке;
виявлена, взаимосвязь і.'.еаду теоретически рассчитанными параметрами -ьіігс'іїнс сетчатой структуры г.срвнчяш агрегатов и плотностью последних, найденной і.«і-одом лазерной диагностики;
установлена взаимосвязь ыедду коагулл.июшюй эффективностью
оСА и ОХА ь процессах водоподготовки и коллоидно-химическими свой- о
ci'buMii продуктов ц>: гидр.олиза.
ІІИЯіЩ'Ьская ненизег_ь диссертации обусловлена возросшим в последнее время применением основных солеи алм.ііїння в качестве коагулянтов для очистки природних вод. Установленные в работе закономерное пі изменения коллоидно-химических свойств частиц продуктов Гидролиза в зависимее- от условий нормирования и развитые представления о k-.ехашгзме их агрегатоооразоьания могут оыгь использованы для направленного применения изученных коагулянтсв с целью оптимизации процессов водоподготовки и водоочистки.
На основании результатов проведенных исследований:
ыаданы рекомендации по использованию ОСА с Яосн -2,7 (.M0Cli. -модуль основности, который определяется как молярное отношение 30і/Аіі0ідля интенсификации процессов коагуляции и отстаивания при-природной воды (р. Нева). Ожидаемый экономический эффект составляет 3?3,8 тис. руб/гсд;
произведэна оптимизация процесса водоподготовки с ирі.мензнием ОСА (Ие( - 2,7) на водопроводах г. Киева. Олшдаемый экономический эффект от Енедреніїя составит 141,3 тыс руб/год,
AbToj> защищает:
данные о распределении гидроксоферы алюминия в рабочих растворах 00 и ОХА; , i
результаты комплексного исследования коллоидно-химических свойств продуктов гидролм&а основних содей ашминия . и влияние. на них основных факторов: pllj,, щелочность (концентрация гидрокарСонат-
- з -пых ионов), ионная сила раствора; природа, модуль основности, доза и концентрация рабочего раствора коагулянта);
размерно-плотностные характеристики пергшчних агрегатов гид-роксида алюминия в пронесся формирования их при различиях условиях;
представления о механизме взаимодействия первичных частиц продуктов гидролиза и структуре обрааугалхея агрегатов первого порядка;
взаимосвязь меаду кеагуллционноп активностью основных сол»Л алюминия в процессе водополготовки и коллоидно-химическими свойствами продуктов их гидролиза.
Апробация работы. Полученные результаты докладывались и сбсу.ч-дались на Республиканской конкуренции "йнтеисификлиня греиессов водоочистки" (г. Киева, 1387 г.), на Есесопзной кожКтtншн; "Koarv-лянты и флокуллнты в очистке природних и сточных вод" (г. Одесса, 1088 г.), на научной кяніїерешіии Института коллоилной химии и химии воды им. A. R Луманскйго АН УССР (г. Киев, 1ЯЭ0 г.), на IX Мз.»дуна-родной конференции по поверхностным силам (г. ton---.в а, 1390 г.).
Публикации. По материала).» диссертации опубликовано 9 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 222 страницах машинописного текста, Еключая список литературы на 157 наименований, 2/ таблиц и 55 рисунков. FaOoTa состоит из введения, _ семи глаз, заключения, списка использованной литературы и прилегания.