Derítés

Folyadékok tisztításának kémiai eljárásai: -Derítés -Kicsapatás ( csapadékképzés ) -Ioncsere -Folyadék extrakció -pH – beállítás-szabályozás -Fertőtlenítés ( oxidáció ) -Iszapégetés -…….. -……

Derítés: Vízben lebegő szilárd részecskék, kolloidok vegyszeres eltávolítása. A vegyszeradagolás következtében pelyhek képződnek, melyek magukhoz kötik a kisméretű lebegő anyagokat (koaguláció), így a víztől (folyadéktól) való elválasztásuk lehetővé válik. Pl. szűrhető ülepíthető

A kolloid rendszerek A kolloid rendszerek „valódi” többfázisú rendszerek „valódi” oldatok méret ( a „diszpergáltság mértéke” )

A kolloid rendszerek stabilitása Stabil kolloid ~ Instabil ~ A diszperzitás ~ állandó => nem „pelyhesednek” => nem ülepednek Pelyhesedésre hajlamosak => könnyebben szétválaszthatóak A szennyvizek többsége

Stabil diszperzió -Brown mozgás -Szolvátréteg Flokkulációs érintkezés A részecskék érintkeznek, de a szolvátréteg megmarad Fázisérintkezés Szolvátréteg megszűnik Részecskék „plasztikus” egyesülése

Nagy felületi energiájú,folyadékkal érintkező lebegő anyag Főleg megkötött anionok (könnyebben polarizálhatók, => könnyebben adszorbeálódnak) => A részecskét negatív töltésűnek tekinthetjük! Azonos felületi töltés => ülepedést akadályozó taszítóerők, elsősorban (kolloid) 1μm alatt!

A kialakult ún. kettős réteg Szorosan,kötött, Stern-réteg „diffúz réteg” A kationok csökkentik a felületi (E) negatív töltés kifelé ható elektrosztatikus energiát!

A kettős réteg határa Z E A felületen kialakult töltésnagyság ZETA-potenciál < E Távolság a felülettől

Negatív töltésű kolloid részecske

Elektomos taszítás Van der Waals-féle vonzás Felületek közötti távolság Elektomos taszítás Eredő potenciálgörbe -maximum -potenciálgát Van der Waals-féle vonzás

Elektomos taszítás Van der Waals-féle vonzás Eredő potenciálgörbe -maximum -potenciálgát A szemcsenövekedéshez (pehelyképződés) a potenciálgáton történő „átjutás” szükséges!

potenciálgát Flokkuláció, túlsúlyba jutott vonzóerők Részecskék közeledése

A sikeres ütközéshez vezető út: Taszító erők csökkentése <= „ζ”-potenciál csökkentése => potenciálgát csökkenés A derítés lényege!

Derítőszerek: vízben disszociáló, három vegyértékű Al, és Fe(III) sói, illetve polielektrolitok viszonylag kis koncentrációban is hatékonyan csökkentik a ζ-potenciált . kationok ζ-potenciál csökkentése Fémhidroxidok keletkezése

Komplex ionok Koordinációs kötés

Polielektrolitok: Nagy molekulatömegű (5.104 – 3.103), fonál formájú koagulálószerek, kis koncentrációban (0,5-5g/m3) is hatékony a koaguláló, flokkuláló hatásuk. Makroion szabad töltései: pl. 40000 aktív gyök disszociáció Polielektrolit molekula Makroion A flokkuláló szereket centrifugálás és szűrés előtt is alkalmazzák,

A pelyhesítés eljárási módszerei: A koaguláció szakaszai: 1.Perikinetikus szakasz: célja a vegyszerek gyors elkeverése, a mikropelyhek és a lebegő szennyezések minél hatásosabb ütköztetése. A szennyező anyag mentes pehelyképződés elkerülése. => intezív gyors keveréssel

2. A koaguláció második szakasza: A flokkuláció, a pehelynövekedés szakasza, ortokinetikus szakasz. Az első szakaszban keletkezett elektrosztatikusan (többé-kevésbé) semlegesített mikropelyhek keveréssel történő ütköztetése, hogy azok összetapadva , nagyobb, könnyebben ülepíthető részecskéké váljanak. - fizikai jelenség - kíméletes mozgatást (keverést) igényel A flokkuláció matematikai leírása: a pehelyszám csökkenéssel ( N ).

Szemcseszám csökkenés => szemcsenövekedés N0: Kezdeti szemcseszám N: Szemcseszám „τ” időpontban C: Pelyhek térfogati koncentrációja G: Sebesség - gradiens, a keverés jellemző mértéke Kedvező,ha: nagy érték, megvalósítható „G”növelésével

G: Sebesség-gradiens, azaz a keverés jellemző mértéke: P0 : energia disszipáció (általában 10…30 W/m3 ) η : a folyadék viszkozitása

P0 Ugyanolyan sebességgradiens eléréséhez télen kb. kétszeres disszipált energia szükséges a ~kétszereséres értékű η miatt!

A pehelyleválasztás a leválasztási elvét tekintve ülepítés.

Lebegő iszappal (iszapszűrővel) működő deritők: Nincs szükség flokkulátorra, mert a pehelynövekedés a gomolygó iszaptérben megy végbe. Iszapfelhő függőleges magassága (2…4m)

Függőleges átfolyás,lebegő iszapfüggöny