О’збекистон республикаси олий ва о’рта махсус та’лим вазирлиги тосҳкент кимйо технологийа институти «Саноат екологияси»

Оқова сувларни физик-кимёвий тозалаш усуллари. Коагулясия ва флокулясия.
Оқова сувларни физик-кимевий тозалаш усулларига – коагулясия, флокулясия, адсорбсия, ион-алмашиниш, екстрасия, ректификасия, буг’латиш, дистилясия, қайтар омос ва ултрафилтрасия, кристализасия, десорбсия ва бошқалар киради. Бу усуллар оқова сувларни таркибидаги майда дисперс заррачалардан (қаттиқ ва суюқ) ериган газлардан, минерал ва органик моддалардан тозалашда қо’лланилади. Физик-кимёвий усулни қо’ллаш биокимёвий тозалашга қараганда афзал томонларга ега:

1. 
   Оқова сув таркибидаги захарли биокимёвий оксидланмайдиган органик ифлослантирувчиларни тозалаш мумкинлиги;
   
2. 
   Тозалаш усулининг хилма-хиллиги ва юқорилиги
   
3. 
   Қурилмаларнинг кичик о’лчамга ега еканлиги;
   
4. 
   То’лиқ автоматлаштириш имконияти борлиги;
   
5. 
   Ба’зи жараёнларнинг кинетикасини чуқур о’рганилганлиги ва моделлаштириш, математик изоҳлаш ва оптималлаштириш имконияти борлиги;
   
6. 
   Турли моддаларни рекупирасия қилиш имкони борлиги.
   

У ёки бу усулни танлаш санитар ва технологик талаблардан келиб чиқиб, уларни кейинчалик қо’лланилишига караб, қолаверса, оқова сувларнинг миқдорига, ифлословчи моддаларнинг консетрасиясига, материал ва енергетик ресурсларига ва жараённинг иқтисодий арзонлигига қараб танланади.

Коагулясия

Коагулясия – бу дисперс заррачаларнинг о’заро та’сирлашиши натижасида йириклашиши ва агрегатлар ҳосил қилиб бирикишидир. Оқова сувларни тозалашжа бу усулдан майда дисперс ифлосликлардан ва емулгирланган моддалардан тозалашда қо’лланилади. Усул сувдан 1100 мкм о’лчамга ега бо’лган коллоид дисперс заррачаларни ажратиб олишда юқори самара беради. Коагулясия жараёни о’з-о’зидан ёки кимёвий ва физикавий жараёнлар ёрдамида амалга ошиши мумкин. Оқова сувларни тозалашда маҳсус моддалар – коагулянтлар қо’шиш билан амалга оширилади. Коагулянтлар сувда ог’ирлик кучи та’сири остида тез чо’кадиган металл гидроксидлари ивиқларини ҳосил қилади. Ивиқлар муаллақ ва коллоид заррачаларни тутиб, уларни агрегатлаш қобилиятига ега бо’лади. Коллоид заррачалар (-) манфий, коагулянт ивиқлари (+) мусбат зарядга ега бо’лгани туфайли улар о’ртасида о’заро тортишиш вужудга келади. Коллоид заррачалар учун заррача юзасида иккиламчи електр қаватнинг ҳосил бо’лиши характерлидир. Иккиламчи қаватнинг бир қисми фазалар айирмаси юзасида жойлашади, иккинчи қисми еса ионлар булутини ҳосил қилади, иккиламчи қаватнинг бир қисми қо’зг’алмас, бошқа қисми қо’зг’алувчан (диффузия қатлами). Қатламнинг қо’зг’алувчан ва қо’зг’алмас қисмлари орасидаги потенсиаллар фарқи ξ – дзета потенсиал термодинамик потенсиал Е га, иккиламчи қатлам қалинлигига бог’лиқ. Унинг ко’рсаткичи заррачалар итарилишининг електростатик кучи катталигини ифодалайди. Коллоид заррачаларни коагулясияга учрашишни та’минлаш учун уларнинг дзета потенсиал ко’рсаткичини мусбат зарядга ионларни қо’шиш билан критик қийматгача камайтириш зарур. Коагулясия жараёнининг самарадорлиги коагулянт ионининг валентлигига бог’лиқ. Валентлик қанча катта бо’лса, коагулянтнинг тасири ҳам шунча юқори бо’лади.
Коагулясия жараёни бошланишининг учун заррачалар бир-бирига кимёвий бог’ланиш ва тортишиш кучи та’сир қила оладиган даражада яқинлашиши керак. Зарраларнинг яқинлаши броун харакати натижасида ёки сув оқимининг ламинар ва турбулент харакати натижасида амалга ошади.
Коагулянтларнинг гидролизланиши ва ивиқлар ҳосил бо’лиши қуйидаги босқичларда кетади:
Ме²⁺ + ҲОҲ == Ме(ОҲ)²⁺ + Ҳ⁺
Ме (ОҲ)²⁺ + ҲОҲ == Ме(ОҲ)₂⁺ + Ҳ⁺
Ме (ОҲ)₂ + ҲОҲ == Ме(ОҲ)₃ + Ҳ⁺
Ме²⁺ + ҲОҲ == Ме(ОҲ) + 3Ҳ⁺
Гидролиз жараёнининг бориши бир мунча мурракаброқ кечади.
Ме⁺ иони гидрооксид иони ва полимеризасия реаксиялари натижасида барқарор оралик бирикмаларни ҳосил бо’лади. Ҳосил бо’лган бирикма мусбат зарядга ега бо’либ, манфий зараядланган коллоид заррачалар билан енгил адсорбсиланади.
Коагулянт сифатида ко’пинча Ал, Фе тузлари ёки уларнинг аралашмаси ишлатилади.
Коагулянт танлаш унинг таркибига, физик-кимёвий хоссаси ва қийматига, заррачаларнинг сувдаги консентрасиясига, рН га ва сувнинг туз таркибига бог’лиқ бо’лади.
Каогулянт сифатида Ал₂(СО₄)₃∙18Ҳ₂О; натрий аллюминат НаАлО₃; алюминий гидроксохлорид Ал₂(ОҲН)₂Cл; алюминийнинг тетраксосулфат; калийли КАл₂(СО₄)∙12 Ҳ₂О ва аммиакли НҲ₂Ал(СО₄)₂∙12Ҳ₂О қо’лланилади.
Бу коагулянтлардан енг ко’п қо’лланиладигани Ал₂(СО₄)₃ дир. Унинг самарадорлиги рН=5-7.5 бо’лганда максимал бо’лади. Сувда яхши ерийди ва нархи ҳам қиммат емас. Уни қуруқ ҳолда ёки 50% ли еритма ҳолатида қо’лласа бо’лади:
Ал₂(СО₄)₃ + 3Cа(ҲСО₃)₂ 2 Ал(ОҲ)₃↓ + 3 3CаСО₄ + 6СО₂
Натрий алюминат НаАлО₂ қуруқ ва 45% ли еритма ҳолатида қо’лланилади. У ишқорий реагент ҳисобланиб, рН=9.3-9.8 да тез чо’кувчи ивиқлар ҳосил қилади. Ортиқча миқдорни нейтраллаш учун кислота ёки таркибида СО₂ бо’лган тутун газлари қо’лланилади:
2НаАлО₂ + СО₂ + 3 Ҳ₂О Ал(ОҲ)₂ + На₂CО₃
Ко’пгина ҳолларда (10:1)-(20:1) нисбатдаги НаАлО₂+Ал₂(СО₄)₃ аралашмаси қо’лланилади.
6НаАлО₂ + Ал₂(СО₄)₃+ 12 Ҳ₂О 8Ал(ОҲ)₂ + 3На₂СО₄