ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИЦИОННЫХ КОАГУЛЯНТОВ-ФЛОКУЛЯНТОВ

  • Lei Sun Wuhan Textile University
  • Aleksandr V. Nevsky Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Hui Zhao Wuhan Textile University
  • Heng Zhong Wuhan Textile University
  • Dongsheng Xia Wuhan Textile University
Ключевые слова: коагуляция, флокуляция, электрокинетические параметры, метод измерения потока тока, метод электрофореза, полиалюминия хлорид, катионные и анионные органические полимеры

Аннотация

В работе проведено систематическое исследование электрокинетических параметров композиционных коагулянтов-флокулянтов, полученных на основе комбинации полиалюминия хлорида (оксихлорида алюминия) и органических полимеров. Экспериментальные результаты, полученные с помощью метода измерения потока тока и метода электрофореза, свидетельствуют о том, что комбинация полиалюминия хлорида и катионного органического полимера может эффективно повысить способность нейтрализации заряда. Приведённые данные прямо указывают на то, что в результате комбинирования полиалюминия хлорида и катионного органического полимера положительный заряд частиц взвеси заметно увеличивается, благодаря чему характеристики двойного электрического слоя на твердой поверхности с отрицательным зарядом улучшаются. Наиболее важным фактором является усиление способности композиционного коагулянта к нейтрализации заряда, в этой связи эффективность применения композиционного реагента выше по сравнению с эффективностью полиалюминия хлорида. Кроме того, благодаря наличию длинной молекулярной цепи, добавление катионного органического полимера в полиалюминия хлорид может усилить мостиковую коагуляцию частиц. Результаты эксперимента показывают, что при смешивании полиалюминия хлорида с природным катионным органическим полимером - хитином и промышленным катионным органическим полимерным продуктом C109P, его электрический заряд может быть значительно повышен. Этот факт, несомненно, заслуживает внимания при разработке составов коагулянтов-флокулянтов для улучшения их способности к нейтральности заряда в процессах коагуляции и агломерации частиц взвеси. При проведении эксперимента по использованию анионных органических полимеров за основу принимали положение теории коагуляции-флокуляции о том, что основной функцией анионного органического полимера в композитном реагенте является функция мостика между твердыми частицами. При этом эффективное воздействие на данное свойство системы вряд ли может привести к снижению способности нейтрализовать заряд полиалюминия хлорида. Экспериментальные данные, касающиеся исследования композиционного реагента, содержащего полиалюминия хлорид и промышленные анионные органические полимерные продукты AH200P и AN910SH, подтверждают тот факт, что такая комбинация не приводит к снижению способности нейтрализации заряда.

Литература

Dentel S.K., Abu-Orf M.M., Walker Ch.A. Optimization of slurry flocculation and dewatering based on electrokinetic and rheological phenomena. Chem. Eng. j. 2000. V. 80. P. 65-72.

Black A.P., Ching-Lin Chen. Electrophoretic Studies of Coagulation and Flocculation of River Sediment Suspensions With Aluminum Sulfate. Am. Water Works Assoc. 1965. V. 57. P. 354-360.

Aguilar M.I., Saez J., Llorens M., Soler A., Ortuno J.F., Meseguer V.A. Fuentes Improvement of coagulation-flocculation process using anionic polyacrylamide as coagulant aid. Chemosph. 2005. 58 (1). P. 47-56.

Gao B.Y., Chu Y.B., Yue Q.Y., Wang B.J., Wang S.G. Characterization and coagulation of a polyaluminum chloride (PAC) coagulant with high Al13 content. J. environ. manag. 2005. 76. P. 143-147.

López-Maldonado E.A., Oropeza-Guzman M.T., Jurado-Baizaval J.L., Ochoa-Terán A. Coagulation–flocculation mechanisms in wastewater treatment plants through zeta potential measurements. J. hazard. mater. 2014. 279. P. 1-10.

Zhou Dandan, Xu Zhengxue, Wang Yao. Simultaneous removal of multipollutants in an intimate integrated floc-culation-adsorption fluidized bed. Environ. Sci. Pollut. Res. 2015. V. 22. P. 3794-3802.

Harif T., Khai M.A. Adin Electrocoagulation versus chemical coagulation: coagulation/flocculation mechanisms and resulting floc characteristics. Water res. 2012. 46. P. 3177-3188.

Tang H.X, Zhaokun L. Features and mechanism for coagulation-flocculation processes of polyaluminum chloride.

J. Environ. Sci. 1995. V. 7. P. 204-211.

Tang H.X. Flocculation morphology for hydroxyl poly-mer of polyaluminum chloride. Acta Sci. Circumst. 1998. V. 18. P. 1-10.

Seung Woo Nam, Byung Il Jo, Moon Kyung Kim Streaming current titration for coagulation of high turbidity water. Colloid. Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2013. V. 419. P. 133-139.

Tian B., Ge X., Luan Z. Effect of nitrate or sulfate on flocculation properties of cationic polymer flocculants. Desalination. 2007. 208. P. 34-145.

Xia S., Li X., Zhang Q., Xu B., Li G. Ultrafiltration of surface water with coagulation pretreatment by streaming current control. Desalination. 2007. V. 204. P. 351–358.

Zhao Y.Q. Settling behavior of polymer flocculated water-treatment sludge II: effects of floc structure and floc packing. Separat. Purificat. technol. 2004. 35. P. 175-183.

Morfesis A., Jacobson A.M., Frollini R., Helgeson M., Billica J., Gertig K.R. Role of zeta (ζ) potential in the optimization of water treatment facility operations. Indust. Eng. Chem. Res. 2008. V. 48. P. 2305–2308.

Vespalec R., Neca J., Simek Z. Measurement of streaming current and calculation of zeta potential for beds of wide-dispersion microparticulate solids interacting with water. Colloid. surf. 1994. A 92. P. 147–157.

Besra L., Sengupta D.K., Roy S.K., Ay P. Influence of surfactants on flocculation dewatering of kaolin suspensions by cationic polyacrylamide (PAM-C) flocculant. Separat. Purificat. technol. 2003. 30. P. 251-264.

Ariffin A., Shatat Raid S.A., Mohd Omar A.K. Synthetic polyelectrolytes of varying charge densities but similar molar mass based on acrylamide and their applications on palm oil mill effluent treatment. Desalination. 2005. 173. P. 201-208.

Nasser M.S., James A.E. The effect of polyacrylamide charge density and molecular weight on the flocculation and sedimentation behaviour of kaolinite suspensions. Separat. Purificat. technol. 2006. 52. P. 241-252.

Zaucha M., Adamczyk Z., Barbasz J. Zeta potential of particle bilayers on mica: a streaming potential study. J. colloid interf. sci. 2011. 360. P. 195–203.

de Vasconcelos C.L., Pereira M.R., Fonseca J.L.C. Polyelectrolytes in solution and the stabilization of colloids. J. dispers. Sci. technol. 2005. 26. P. 59–70.

Yan W.L., Wang Y.L., Chen Y.J. Effect of conditioning by PAM polymers with different charges on the structural and characteristic evolutions of water treatment residuals. Water res. 2013. 47. P. 6445-6456.

Zhao Y.Q. Settling behavior of polymer flocculated water-treatment sludge II: effects of floc structure and floc packing. Separat. Purificat. technol. 2004. 35. P. 175-183.

Runkana V., Somasundaran P., Kapur P.C. Mathematical modeling of polymer-induced flocculation by charge neutralization. J. colloid interf. sci. 2004. 270. P. 347-358.

Tarasova T.V., Dimakas Lukas, Nevsky A.V., Bautista Dioni Production of coagulants for textile enterprises wastewater treatment. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 1997. V. 40. N 3. P. 55 - 58 (in Russian).

Nevsky A.V., Meshalkin V.P., Sharnin V.A. Analysis and synthesis of water resource-saving chemical process-es. M.: Nauka. 2004. 212 p. (in Russian).

Опубликован
2019-11-19
Как цитировать
Sun, L., Nevsky, A. V., Zhao, H., Zhong, H., & Xia, D. (2019). ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИЦИОННЫХ КОАГУЛЯНТОВ-ФЛОКУЛЯНТОВ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(11), 46-56. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196211.6012
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений