vol 73 nÂ° 1 2011 - Office International de l'Eau

More documents

Recommendations

Info

STUDII ŞI CERCETĂRI ABSTRACT The water resulted from mining industry and coal processing is characterized by a high concentration in argillaceous colloidal suspensions, which do not precipitate free not even in weeks. Because the dispersion grade is high, these particles have a big specific surface, this explaining the high value of surface energy and their high capacity for absorption ions from water. The most efficient process is electrical discharge of the particles. Some research show that between electrodes happen similar phenomena to those from water electrolyze, liberating H+ ions, which are absorbed at the hydrated part of the micelle, changing its sign, or liberating Al3+ ions from consumables electrodes, who in their way to cathode meeting some minerals particles negative charged, they partially neutralize this particles and produced their coagulation by decreasing the electro- kinetic potential Zeta. In this context, this paper aims to present aspects of replacement coagulation with chemical reagents, in the water rinsing process, through coagulation in electric field. A. CORUI, I. VLAICU, A. PĂCALĂ AQUATIM S.A. R. SÂRBU Universitatea din Petroşani Coagularea suspensiilor minerale în câmp electric 1 Introducere Keywords: coagulation electric field electrolysis coal processing Cercetările întreprinse pe plan mondial în direcţia găsirii unor metode eficace de limpezire a apelor reziduale, au dus la realizarea unor instalaţii bazate pe diferite principii de funcţionare. Astfel, printre cele mai noi metode de limpezire sunt şi metodele bazate pe limpezirea apelor reziduale încărcate cu suspensii minerale în decantoare cu pat fluidizat, folosirea vibraţiilor în procesul de sedimentare, epurarea galvanochimică. În cele ce urmează vom face o descriere succintă a câtorva metode moderne de limpezire a apelor încărcate cu suspensii minerale. 1.1. Limpezirea apelor reziduale încărcate cu suspensii minerale în decantorul vertical cu pat fluidizat Principiul limpezirii în pat fluidizat se bazează pe cele două faze ale coagulării: pericinetică şi ortocinetică. Prin dozarea în tulbureală a unei cantităţi determinate de reactiv floculant se iniţiază fenomenul de floculare, formânduse din particule primare, prin unirea lor, agregate. Prin realizarea unui curent ascendent de fluid, flocoanele formate vor fi antrenate pe direcţia verticală împreună cu mediul [4]. În timpul acestei mişcări începe faza ortocinetică, datorită ciocnirilor care vor avea loc ca urmare a diferenţelor de viteză între particule. În urma acestui proces se vor forma flocoane grele, ajungînd ca viteza limită de cădere a acestora să egaleze viteza mediului. Aceste flocoane se vor menţine în echilibru formând un pat fluidizat. Toate celelalte flocoane cu viteză limită de cădere mai mică vor fi antrenate de mediul lichid. În mişcarea lor ascendentă se vor ciocni cu acest ecran de flocoane, formând cu ele aglomerate din ce în ce mai mari, contribuind la mărirea grosimii patului fluidizat. În această situaţie concentrarea particulelor va fi o variabilă funcţie de înălţimea patului fluidizat. Echilibrul final, de fapt, este instaurat în momentul când în oricare secţiune din coloana sistemului dispers, viteza de difuziune a mediului este egală cu viteza de sedimentare. Pe măsura creşterii patului în grosime şi densitate este necesară extragerea unei părţi din material sub formă de nămol îngroşat, pentru menţinerea echilibrului sistemului format. Aparatele realizate până în prezent pe principiul amintit confirmă aşteptările specialiştilor cu privire la avantajele multiple ale acestui sistem: S reducerea considerabilă a gabaritului construcţiilor; S creşterea eficienţei decantãrii faţã de sistemele clasice; S reducerea consumului de reactivi; S posibilităţi de automatizare. Funcţionarea instalaţiei se bazează pe acţiunea reactivilor de floculare, cu scopul reducererii turbidităţii prin omogenizare şi vibrare în tuburi de aluminiu cu realizarea zonei de compresiune a sedimentului [4]. 1.2. Efectele vibrării în procesul de limpezire a apelor încărcate cu suspensii minerale Studiile întreprinse în acest domeniu au scos la iveală efectele pozitive ale vibrării asupra procesu- 32 nr.1 / 2011 www.romaqua.ro
STUDII SI CERCETARI Coagularea suspensiilor minerale în câmp electric lui de floculare a particulelor disperse în prezenţa reactivilor floculanţi. Astfel că s-au efectuat studii de limpezire a apelor reziduale prin vibrare în tuburi de sticlă umplute cu şlamuri sterile tratate cu reactivi, viteza de limpezire crescând cu aproximativ 25 – 35%. S-au efectuat încercări de laborator cu vibrarea tulburelii după tratarea cu reactivi în tuburi confecţionate din sticlă, oţel şi aluminiu, la o frecvenţă de 10 Hz şi o amplitudine a vibraţiilor de 0,2 mm. Cercetările legate de influenţa parametrilor de vibrare evidenţiază acţiunea unui câmp de forţe care ia naştere în interiorul cilindrilor vibraţi cu efecte favorabile asupra procesului de floculare a particulelor minerale [4]. Toate demersurile făcute în vederea studierii fenomenului de coagulare au avut la bază ipoteza dualităţii fenomenului de coagulare, acesta constând dintr-un proces chimic de destabilizare a sistemului polidispers şi un proces fizic de transport al particulelor destabilizate. 1.3. Epurarea galvanochimică Epurarea galvanochimică, numită şi epurare prin coagulare galvanică sau epurare în câmpul unor elemente galvanice, este o metodă de o eficienţă remarcabilă, motiv pentru care a fost înscrisă în Registrul UNESCO, fiind recomandată aplicarea ei. Principalele avantaje ale acestui procedeu de epurare a apelor uzate sunt: S asigură îndepărtarea majorităţii componenţilor toxici, incluzând ioni de metale neferoase, impurificatori organici din industria cărnii, a laptelui, a vopselelor, reactivi de flotaţie etc.; S permite o epurare cvasitotală a componenţilor nocivi, asigurând posibilitatea recirculării cvasiinte- gative. În urma ciocnirii, aceşti ioni sunt reţinuţi la suprafaţa particulelor coloidale, neutralizându-le sarcina electrică şi deci coagulându-le. Acţiunea coagulantă a acestor ioni este foarte puternică, mai ales datorită razei ionice mici pe care o posedă şi deci a posibilităţii de a fi adsorbiţi în stratul Helmholtz interior. O altă ipoteză dezvoltată de Rojanski [4] privind coagularea în câmp electric se bazează pe elibergrale a apelor reziduale; S permite reducerea conţinutului general de săruri (o desalinizare a apelor); S permite recuperarea unor elemente utile, din precipitatele rezultate. Procedeul epurării galvanochimice se bazează pe utilizarea efectului perechilor galvanice formate prin amestecul unor granule provenite din două sau mai multe materiale bune conducătoare, cu valori diferite ale potenţialelor electrochimice. Acest amestec este introdus în soluţia ce trebuie epurată, formând o multitudine de perechi galvanice, fără aplicarea unui curent de la o sursă exterioară. Procesul de epurare decurge în prezenţa oxigenului, fără adaos de reactivi şi deci fără o creştere suplimentară a conţinutului de săruri; dimpotrivă, odată cu epurarea, are loc şi o demineralizare a apei. Fig. 1. Electrolizorul de laborator. Perechile galvanice pot fi formate din cocs, grafit, cupru, cărbune activ, fier, aluminiu. Cel mai adesea se utilizează perechea C– Fe [2]. 1.4. Coagularea în câmp electric Electrocoagularea constă în introducerea în apă a ionilor metalici necesari coagulării, prin procesul de electroliză. Se folosesc celulele de electroliză cu anozi metalici, de aluminiu, fier, cupru. Prin procesul de dizolvare anodică elementul metalic este trecut în stare ionică [5]. Încercări privind elucidarea fenomenelor petrecute în timpul trecerii tulburelii brute printr-un câmp electric au scos în evidenţă faptul că între armăturile electrozilor se petrec fenomene similare cu electroliza apei, cu eliberarea ionilor de H + conform relaţiei: 2H 2 O + O 2 + 4e - ↔ 4 OH - Acest fapt dovedeşte că responsabil de coagularea suspensiilor coloidale este ionul de hidroniu, existent parţial în apă, dar şi format în urma electrolizei. Ionul de hidroniu, datorită câmpului electric existent, se deplasează de la anod spre catod şi în drumul său se ciocneşte cu particulele coloidale încărcate cu sarcini electrice ne- nr.1 / 2011 www.romaqua.ro 33
Page 3: CUPRINS CONTENTS ROMAQUA I.S.S.N. 1
Page 6 and 7: EDITORIAL ARA implicată în politi
Page 8 and 9: STUDII ŞI CERCETĂRI ABSTRACT Pres
Page 10 and 11: STUDII SI CERCETARI Reteaua spatial
Page 12 and 13: STUDII SI CERCETARI Reteaua spatial
Page 14: STUDII SI CERCETARI Reteaua spatial
Page 17 and 18: STUDII SI CERCETARI Tehnologii bioe
Page 23 and 24: STUDII SI CERCETARI Monitorizarea p
Page 25: STUDII SI CERCETARI Monitorizarea p
Page 29 and 30: INTERVIU ceea ce priveşte dezvolta
Page 36 and 37: STUDII SI CERCETARI Coagularea susp
Page 38 and 39: STUDII SI CERCETARI Coagularea susp
Page 40 and 41: STUDII ŞI CERCETĂRI ABSTRACT Rom
Page 42 and 43: STUDII SI CERCETARI Studiu asupra s
Page 44 and 45: STUDII SI CERCETARI Studiu asupra s
Page 46 and 47: M O N T R E A L Asociaţia Interna
Page 48 and 49: INDEX TEMATIC 2010 TEMA PAGINA REVI
Page 50: Index de firme ATLAS COPCO ROMÂNIA

vol 73 nÂ° 1 2011 - Office International de l'Eau

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?