ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ КОАГУЛЯНТОВ-ФЛОККУЛЯНТОВ

  • A.V. Nevsky Ивановский государственный химико-технологический университет http://orcid.org/0000-0001-7067-0163
  • Lei Sun Wuhan Textile University
  • Hui Zhao Wuhan Textile University
  • Heng Zhong Wuhan Textile University
  • Dongsheng Xia Wuhan Textile University
Ключевые слова: коагуляция, флокуляция, полиалюминия хлорид, катионные и анионные органические полимер, изотерма адсорбции, мутность

Аннотация

Исследование посвящено изучению адсорбционных характеристик различных типов композиционных коагулянтов-флокулянтов в сочетании с полиалюминия хлоридом (оксихлоридом алюминия) с органическим полимером. Было изучено влияние этих коагулянтов-флокулянтов на снижение мутности растворов, а также исследованы характеристики процесса когезии и коагуляции. На основании полученных экспериментальных данных обсуждены характер и механизм когезии и коагуляции для различных типов композиционных коагулянтов-флокулянтов. Установлено, что изотерма адсорбции катионных композиционных коагулянтов-флокулянтов соответствует закону адсорбции Ленгмюра и характеризуется параметрами адсорбции монослоя, что повышает их способность к нейтрализации электрического заряда. Анионные композиционные коагулянты-флокулянты повышают адсорбционную способность и способность к образованию мостиковых связей с помощью органических полимеров, демонстрируя при этом свойства, характерные для многослойной адсорбции. В частности, было отмечено, что при одинаковых условиях скорость флокуляции и скорость осаждения композиционных коагулянтов-флокулянтов выше, чем у полиалюминия хлорида. Этот факт объяснен полезными свойствами органического полимера за короткое время образовывать крупные хлопья, благодаря наличию в его молекуле длинной цепи. Крупные хлопья обладают значительной потенциальной энергией взаимодействия с небольшими частицами, что делает возможным эффективное столкновение между частицами, приводящее к значительному усилению процесса коагуляции. Изучено влияние времени хранения композиционных коагулянтов-флокулянтов на эффективность процесса коагуляции. Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что после длительного хранения коагуляционные свойства реагентов в некоторой степени ухудшаются, однако композиционные коагулянты-флокулянты имеют преимущества в этом аспекте по сравнению с полиалюминия хлоридом. Следует сделать вывод, что в целом качество композиционных коагулянтов-флокулянтов в отношении их стабильности оставалось на высоком уровне.

 

Биография автора

A.V. Nevsky, Ивановский государственный химико-технологический университет

Ивановский государственный химико-технологический университет, кафедра общей химической технологии, профессор

Литература

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 Al-13 content. J. Environ. Manag. 2004. V. 76. P. 143-147.

Gao B.Y., Yue Q.Y., Wang B.J. The chemical species distribution and transformation of polyaluminum silicate chloride coagulant. Chemosphere. 2002. V. 46. P. 809-813.

Jiang J.Q., Graham J.D. Prepolymerised inorganic coagulants and phosphorus removal by coagulation - A review. Water SA. 1998. V. 24. P. 237-244.

Bilanovic D., Shelef G., Sukenik A. Flocculation of microalgae with cationic polymers - effects of medium salinity. Biomass. 1988. V. 17. P. 65-76.

Deng S.B., Bai R.B., Hu X.M. Characteristics of a bioflocculant produced by Bacillus mucilaginosus and its use in starch wastewater treatment. Appl. Microbiol. biotechnol. 2003. V. 60. P. 588-593.

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

Gao B.Y., Chu Y.B., Yue Q.Y. Characterization and coagulation of a polyaluminum chloride (PAC) coagulant with high Al-13 content. J. Environ. Manag. 2005. V. 76. P. 143-147.

Moghaddam S.S., Moghaddam M. R.A., Arami M. Coagulation/flocculation process for dye removal using sludge from water treatment plant: Optimization through response surface methodology. J. Hazard. Mater. 2010. V. 175. P. 651-657.

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

Divakaran R., Pillai V.N.S. Flocculation of kaolinite suspensions in water by chitosan. Water Res. 2001. V. 35. P. 3904-3908.

Bezawada J., Hoang N.V. Production of extracellular polymeric substances (EPS) by Serratia sp.1 using wastewater sludge as raw material and flocculation activity of the EPS produced. J. Environ. Manag. 2013. V. 128. P. 83-91.

Hierrezuelo J., Vaccaro A., Borkovec M. Stability of nega-tively charged latex particles in the presence of a strong cationic polyelectrolyte at elevated ionic strengths. J. Colloid Interface Sci. 2010. V. 347. P. 202-208.

Kovaleva O.Y., Navrotskii, V.A., Shulevich Y.V. Synthesis and hydrodynamic behavior of stoichiometric complexes of cationic polyelectrolytes with amphiphilic anions. Russ. J. Appl. Chem. 2005. V. 78. P. 1190-1193.

Zhao Shan, Huang Guohe, Fu Haiyan Enhanced Coagulation/Flocculation by Combining Diatomite with Synthetic Polymers for Oily Wastewater Treatment. Separat. Sci. Technol. 2014. V. 49. P. 27-33.

Aljuboori A.H.R, Idris A., Al-Joubory H.H.R., Uemura Y., Ibn Abubakar B.S.U. Flocculation behavior and mecha-nism of bioflocculant produced by Aspergillus flavus. J. Environ. Manag. 2015. V. 150. P. 466-471.

Liu Wei Jie, Wang Kai, Li Bao Zhen Production and characterization of an intracellular bioflocculant by Chryseobacterium daeguense W6 cultured in low nutrition medium. Biores. Technol. 2010. V. 144. P. 1044-1048.

Divakaran R., Pillai V.N.S. Flocculation of kaolinite suspensions in water by chitosan. Water Res. 2001. V. 148. P. 414-421.

Yang Zhen, Yang Hu, Jiang, Ziwen Flocculation of both anionic and cationic dyes in aqueous solutions by the amphoteric grafting flocculant carboxymethyl chitosan-graft-polyacrylamide. J. Hazard. Mater. 2013. V. 254. P. 36-45.

Tang Hongxiao, Luan Zhaokun. Features and mechanism for coagulation-flocculation processes of polyaluminum chlo-ride. J. Environ. Sci. 1995. V. 7. P. 204-211.

Borchate S.S., Kullkarni G.S., Kore V.S. A review on applications of coagulation-flocculation and ballast flocculation for water and wastewater. Internat. J. Innovat. Eng. Technol. 2014. V. 4. P. 216-222.

He Lili, Xu Xinyang. Polymeric Aluminum Ferric Chloride Calcium Composite Flocculant: Preparation, Characteristics and Coagulation Performance. Internat. conf. on frontiers of environment, energy and bioscience. 2013. P. 734-740.

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). Тарасова Т.В., Димакас Лукас, Невский А.В., Баутиста Диони. Получение коагулянтов для очистки сточных вод текстильных предприятий. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1997. Т. 40. Вып. 3. С. 55 – 58.

Nevsky A.V., Meshalkin V.P., Sharnin V.A. Analysis and Synthesis of Water Resource-Saving Chemical Processes. M.: Science PH. 2004. 212 p.

Опубликован
2019-12-10
Как цитировать
Nevsky, A., Sun, L., Zhao, H., Zhong, H., & Xia, D. (2019). ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ КОАГУЛЯНТОВ-ФЛОККУЛЯНТОВ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(1), 29-38. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206301.6013
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений