Використання флокулянтів в процесах пом’якшення води
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
Гордієнко, К. Ю.
Радовенчик, Я. В.
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Погіршення якості природних вод з кожним роком викликає все більшу стурбованість фахівців та пересічних громадян. Дефіцит води в окремих регіонах та невтішні прогнози на забезпеченість людства водою в майбутньому переводять проблеми гідросфери в категорію катастрофічних. Мінералізація природних вод в результаті антропогенних та природних факторів складає сьогодні одну з найбільш гострих проблем водозабезпечення. Пом’якшення води шляхом видалення іонів кальцію та магнію дозволяє частково вирішувати цю проблему. Найбільшого поширення сьогодні отримали реагентні методи пом’якшення, в яких в якості осаджувача застосовують фосфати, здатні утворювати з іонами кальцію та магнію малорозчинні у воді сполуки. Зважаючи на високу дисперсність частинок твердої фази, утворених в результаті такої обробки, виникають проблеми ефективного розділення рідкої та твердої фаз. Використання флокулянтів дозволяє інтенсифікувати процес фільтрування, попередити закупорювання пор фільтру твердими частками, скоротити тривалість технологічного процесу. В процесі дослідження нами вивчено вплив на розділення фаз різних типів флокулянтів - поліакриламіду – як неіоногенного флокулянту, Magnofloc – 336 фірми Ciba – як флокулянту аніонного типу, Zetag – 7692 фірми Ciba – як флокулянту катіонного типу. Модельні розчини містили приблизно однакову кількість іонів кальцію та магнію загальною жорсткістю 27 мг-екв/дм3 і оброблялися еквівалентною кількістю фосфату натрію в суміші з флокулянтом дозою 1 – 80 мг/дм3. Проведені дослідження показали, що при відстоюванні додавання поліакриламіду в концентраціях 1 – 10 мг/дм3 не супроводжується позитивним ефектом. Після відстоювання протягом 1 год уявний об’єм твердої фази на 30 – 40 % перевищує аналогічний показник без обробки флокулянтом. Відчутний ефект спостерігається лише при дозах флокулянту 30 – 80 мг/дм3. Причому, в останньому впадку освітлення відбувається досить швидко і протягом 10 хв уявний об’єм твердої фази досягає свого мінімуму і при подальшому відстоюванні змінюється дуже мало. При фільтруванні ж додавання флокулянту лише гальмує процес відділення твердої фази і значно подовжує отримання пом’якшеної рідкої фази. Додавання флокулянта навіть в концентраціях 1 мг/дм3 негативно впливає на параметри процесу фільтрування. Тому можливо однозначно стверджувати, що для систем малої та середньої продуктивності (а в них передбачається використовувати саме фільтрування) поліакриламід в якості інтенсифікатора процесу розділення фаз використовуватися не може. За тих же умов ефективність флокулянту аніонного типу Magnofloc – 336 при відстоюванні дещо вища в порівнянні з поліакриламідом. При дозі флокулянту 30 – 80 мг/дм3 основна маса твердої фази осідає протягом 5 хв і формує об’єм біля 30 см3. Без флокулянта пом’якшені води такої жорсткості освітлюються дуже повільно. Тому очевидно, що при відстоюванні цей флокулянт може бути використаний при умові відповідного співвідношення в початковому розчині іонів кальцію та магнію. Флокулянт даного типу виявився більш ефективним і при фільтруванні. Традиційно значні дози флокулянту (30 – 80 мг/дм3) гальмують процес фільтрування. При менший концентраціях ефект спостерігається суттєвіший. Так, при концентраціях флокулянту 1 – 10 мг/дм3 спостерігається збільшення швидкості фільтрування і наближення її значення до параметрів фільтрування дистильованої води. Такий результат можна вважати позитивним як з точки зору підвищення ефективності процесу, так і з точки зору меншої витрати реагентів. Флокулянт катіонного типу Zetag – 7692 при відстоюванні позитивним ефектом не відзначився. В порівнянні з іншими флокулянтами, Zetag – 7692 не забезпечує різниці в швидкостях відстоювання для різних концентрацій. Фактично, вплив флокулянта на утворену тверду фазу досить незначний. Те ж можна сказати і про вплив даного флокулянту на швидкість фільтрування. В діапазоні концентрацій флокулянта 1 – 80 мг/дм3 всі точки графіків на 5 – 10 % відрізняються від кривої швидкості фільтрування без флокулянта і далекі від кривої фільтрування дистильованої води. Таким чином, флокулянт даного типу не забезпечує позитивного ефекту в процесі розділення рідкої та твердої фаз і його використання в процесах пом’якшення є мало перспективним. Таким чином, в процесах пом’якшення рекомендується використання флокулянту аніонного типу Magnofloc – 336 в концентраціях 1 – 10 мг/дм3для інтенсифікації процесу розділення фаз.
Опис
Ключові слова
пом’якшення, кальцій, магній, флокулянт, фільтрування, softening, calcium, magnesium, flocculant, filtration
Бібліографічний опис
Гордієнко, К. Ю. Використання флокулянтів в процесах пом’якшення води / Гордієнко К. Ю., Радовенчик Я. В. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2023. – № 3 (22). – С. 94-100. – Бібліогр.: 10 назв.