Курсовая работа: Полиакриламидные флокулянты

Кинетику седиментации оценивали согласно методике для лабораторных опытов по известкованию воды [1], заключающейся в следующем. Заранее проанализированная по основным показателям (перманганатная окисляемость, содержание железа) сырая вода с заданной температурой помещалась в стакан емкостью 2 дм³ , затем туда же вводились реагенты (известковое молоко, растворы железного купороса и флокулянта) в расчетных количествах, причем флокулянт вводился спустя 1.5 мин после ввода извести и коагулянта. Раствор перемешивался в течение 5 мин и отстаивался в течение 30 мин. После отстаивания осветленная вода сливалась и анализировалась по тем же показателям, что и исходная. Анализы проводились согласно стандартным методикам [2, 3]. Образовавшийся шлам сливался в мерный цилиндр емкостью 250 см³ (объем слитой воды и шлама поддерживался постоянным для всех опытов) и анализировался для определения кинетики осаждения по изменению во времени положения границы раздела между осветленной и неосветленной частями мерного цилиндра.

Таблица 1. Характеристики флокулянтов.

Марка флокулянта	Праестол 2530	Праестол 650ВС
Тип флокулянта	Анионный	Катионный
Вязкость 0,5%-ного раствора, Мпа/с	4000	700
Значение рН 0,1%-ного раствора	7-8	7
Граница применяемых значений рН	6-13	1-14
Приблизительная мол. масса, млн.	14	6

Рис. 1. Зависимость степени осветления (Q) от времени (t) в присутствии флокулянтов с концентрацией 0,75 мг/дм³ , доза извести 3,81 мг-экв/дм³ , доза коагулянта 0,5 мг-экв/дм³ . а – отсутствие флокулянта, б – флокулянт Праестол 650ВС, в – флокулянт Праестол 2530

На рис.1 приведены типичные кинетические кривые седиментации шлама в отсутствие и присутствии флокулянтов в концентрации 0,75 мг/дм³ . Аналогичные зависимости получены и для концентраций ПАА 0.5 и 1.0 мг/дм³ . Из приведенных данных видно, что введение в исследуемую систему флокулянта значительно увеличивает скорость осаждения шлама и ускоряет процесс осветления воды в процессе коагуляции, причем эффективность действия флокулянта анионного типа выше, чем катионного. Более наглядно флокулирующий эффект можно оценить введя безразмерный параметр D = (V – V₀ )/V₀ , где V и V₀ – скорости седиментации дисперсной фазы в присутствии и отсутствии флокулянта, соответственно [4]. Для большей определенности оценки D значения V и V₀ были взяты нами для фиксированной степени осветления цилиндров Q = 0.5. Полученные данные, приведенные в табл. 2, показывают значительно более высокую эффективность анионного флокулянта Праестол 2530.

Таблица 2. Зависимость флокулирующего эффекта D_0.5 от типа и концентрации флокулянта.

Марка флокулянта	Праестол 2530			Праестол 650ВС
Концентрация флокулянта, мг/дм3	0.50	0.75	1.00	0.50	0.75	1.00
D0.5	2.55	5.25	11.50	1.00	1.35	9.00

Поскольку задачей процесса предочистки является не только освобождение исходной воды от грубодисперсных и коллоидных частиц, но и улучшение качества воды по таким показателям как содержание растворенных органических веществ и соединений железа, нами было изучено влияние флокулянтов на уменьшение в ходе процесса коагуляции остаточной перманаганатной окисляемости и концентрации железа. Полученные данные представлены в табл. 3.

Эффект флокулянтов нами оценивался также по параметру D, аналогичному использованному выше для оценки действия флокулянта на процесс седиментации: D = (C₀ -C)/C₀ , где С и С₀ – концентрация железа и перманганатная окисляемости осветленной воды по сравнению с исходной водой (%) в присутствии и отсутствии флокулянта, соответственно.

Представленные в табл. 3 данные указывают на то, что незначительное воздействие на снижение перманганатной окисляемости оказывает введение в систему флокулянта анионного типа, тогда как добавка катионного флокулянта приводит к существенному уменьшению концентрации железа в осветленной воде.

Полученные свидетельствуют, что использование флокулянтов в процессе предочистки дает несомненный положительный эффект как для ускорения процесса коагуляции, так и для улучшения качества осветленной воды. В зависимости от задач, стоящих перед конкретной водоподготовительной установкой и качества исходной воды, можно рекомендовать использование флокулянтов Праестол как анионного, так и катионного типа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Petzold G., Geissler U., Smolka N., Schwarz S. Influence of humic acid on the flocculation of clay // Colloid Polym. Sci. 2004. V.282.

2. Шевченко T.B., Ульрих Б.В. Модифицированные катионные флокулянты на основе полиакрил-амида // Экология и промышленность России. 2005. Март.

3. Роговина Л.З., Васильев В.Г., Чурочкина НА. и др. Влияние условий синтеза на строение гидрофобно модифицированных полиакрилами-дов и реологию их растворов и гелей // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2004. Т.46. №4.