66608

III. KOAGULACJA 1. Charakterystyka procesu

Koagulacja jest procesem fizykochemicznym polegającym na zmniejszeniu stopnia dyspersji układu koloidalnego przez łączenie się pojedynczych cząstek substancji rozpuszczonej w większe skupiska - agregaty, opadające pod wpływem siły ciężkości, które można następne usunąć w procesie sedymentacji, flotacji lub filtracji.

W procesach uzdatniania wody koagulację stosuje się głównie w celu zmniejszenia mętności i barwy, spowodowanych przez zawiesiny oraz drobne cząstki o wymiarach od 10‘⁷ do KFcm. Cząstki takie nazywamy koloidami. Ze względu na budowę koloidy dzielimy na: fazowe, wielocząstkowe i asocjacyjne.

Koloidy fazowe są fizycznie niejednorodne, mają wy raźną powierzchnię rozdziału faz. są najczęściej hydrofobowe, to znaczy na swojej powierzchni adsorbują jedynie jony o określonych ładunkach elektrycznych, lecz nie adsorbują cząstek wody.

Koloidy cząstkowe pod względem własności kinetycznych są zbliżone do koloidów' fazowych. Mają one na ogół charakter hydrofilowy.

Koloidy asocjacyjne składają się z cząstek powstałych przez asocjację cząstek substancji rozpuszczonej. Cząstki tego koloidu zawierają części hydrofobowe i hydrofilowe i zależnie od bilansu hydrofobowo-hydrofilowego tworzą odpowiedni rodzaj emulsji.

Układy koloidalne charakteryzuje określona stabilność zależna od oddziaływania sił, z których jedne dążą do utrzymania cząstek koloidu w stanie rozproszenia, inne do ich aglomeracji. Siłami stabilizującymi są siły elektrostatyczne odpychania koloidalnych cząstek jednoimiennie naładowanych. Koloid jest tym bardziej stabilny, im mniejsze rozmiar}' mają cząstki zanieczyszczeń i większy ładunek elektryczny.

Na powierzchni cząstek koloidalnych najłatwiej adsorbowane są takie jony, jakie wchodzą w skład struktury' cząstki lub takie, które wymiarami i charakterem są podobne do jonów tworzących cząstkę. Stanowią one warstwę adsorpcyjną cząstki, wokół której - przyciągane siłami elektrostatycznymi - gromadzą się jony przeciwnego znaku, tworząc warstwę dyfuzyjną. Istnienie układu koloidalnego uwarunkowane jest wiec obecnością wolnych jonów w roztworze, które nadają cząstką odpow iedni ładunek.

Między granicą fazy adsorpcyjnej a roztworem (gdzie równomiernie rozmieszczone są kationy i aniony) wytwarza się tzw. potencjał elektrokinetyczny (£), który jest miarą