43. Флокуляция

Флокуляция - вид коагуляции, при которой мелкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в жидкой или газовой среде, образуют рыхлые хлопьевидные скопления, т. н. флокулы. Флокуляция в жидких дисперсных системах (золях, суспензиях, эмульсиях, латексах) происходит под влиянием специально добавляемых веществ – флокулянтов, а также при тепловых, механических, электрических и пр. воздействиях. Эффективные флокулянты – растворимые полимеры, особенно полиэлектролиты.

Действие полимерных флокулянтов обычно объясняют адсорбцией нитевидных макромолекул одновременно на различных частицах. Возникающие при этом агрегаты образуют хлопья, которые могут быть легко удалены отстаиванием или фильтрованием. Флокулянты (поликремниевая кислота, полиакриламид и др.) широко используются при подготовке воды для технических и бытовых нужд, обогащении полезных ископаемых, в бумажном производстве, в сельском хозяйстве (для улучшения структуры почв), в процессах выделения ценных продуктов из производственных отходов, обезвреживания промышленных сточных вод. При водоочистке полимерные флокулянты применяют обычно в концентрации 0,1–5 мг/л. Флокуляция под действием органических веществ в природных водоемах – важный фактор их самоочищения.

44) Гетерокоагуляция.

Гетерогенная коагуляция-одна из форм коагуляции. Гетерогенная коагуляция-коллоидный раствор содержит дисперсные частицы разных веществ. Элементарный акт гетерокоагуляции заключается в прилипании друг к другу дисперсных частиц разного хим. состава. Если поверхности дисперсных фаз смешиваемых систем имеют заряды противоположного знака, то гетерокоагуляция происхо­дит тем полнее, чем полнее произойдет нейтрализация зарядов частиц. При смешении систем с одноименно заряженными час­тицами, как правило, образуются устойчивые смешанные сис­темы, но возможна и гетерокоагуляция, вызываемая, например, перераспределением стабилизаторов, приводящим к уменьше­нию степени стабилизации.

Гетерокоагуляция широко используется в процессах водоподготовки и очистки сточных вод. В воду добавляют мине­ральные коагулянты, например, соли алюминия, железа, маг­ния, кальция. Эти соли снижают агрегативную устойчивость системы, и частицы загрязняющих веществ выпадают в осадок. Эффективность очистки воды от коллоидных дисперсий опреде­ляется не только снижением электростатического барьера, а главным образом гетерокоагуляцией. Соли алюминия и же­леза в результате гидролиза образуют малорастворимые в воде гидроксиды, частицы, которых приобретают положительный за­ряд (взаимодействие с ионами водорода):

Al³⁺+3H₂O↔Al(OH)₃+3H⁺

Fe³⁺+3H₂O↔Fe(OH)₃+3H⁺

Гидроксиды выделяются преимущественно на частицах при­месей, что также способствует укрупнению частиц.

Гетерокоагуляции аналогичен процесс флокуляции, заклю­чающийся в образовании рыхлых агрегатов (хлопьев) из час­тиц (не имеющих непосредственного контакта между собой) в результате собирающего действия высокомолекулярных ве­ществ, называемых флокулянтами.

Механизм действия флокулянтов заключается в их адсорбции на нескольких частицах с образованием полимерных мостиков, связывающих частицы между собой. Процесс гетерокоагуляции применяют при очистке природных и промышленных сточных вод.