Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)

3. szám - Dr. Öllős Géza–dr. Kollár György: A derítés tervezésének elméleti alapjai

Dr. öllős G.—

dr. Kollár Gy.: A derítés tervezése Az 7. zónában az oldhatatlan, semleges felületi töltésű hidroxid részecskék destabilizáltak. A koaguláció, ill. a flokkuláció (pehelyképződés)a3. vagy a 4. ábrán feltételezett mechanizmusnak megfelelően alakul. Minthogy a koaguláció és a flokkuláció gyors, nagy pelyhek képződnek, így a 6. a—c, ábra pH,, és pH

s közötti pH tartományának megfelelően a fázisszétválasztás (ami ülepítés, flotálás, szűrés lehet) is gyors, hatékony. A zóna határát az alkalikus irányban a negatív felületi töltésű aluminát, A1(0H)7 részecskék uralkodó megjelenése jelzi. Ennek a határnak a közvetlen szomszédságában a pehely képződés már gyenge, de az ülepedés a 3. zónára jellemző. Az 1. zónában az optimális derítés a 9. ábra tanúsága szerint a 20—50 mg/l alumíniumszulfát és 6,8—8,2 pH tartományban érhető el. Az alumíniumszulfát koncentrációt 20, 10, 1,0 mg/l-re csökkentve, amint a 9. ábra mutatja, a 3. és 4. ábrán jellemzett derítési mechanizmusok egyidejűleg jelentkeznek, a derítés mértéke azonban egyre csökken. A 3. zónára a lassú koaguláció és a lassú ülepedés jellemző. Ebben a zónában, kis pH tartományról lévén szó, a H

+-ion koncentráció hatása az adagolt alumíniumszulfát koncentrációtól függően érvényesül, de szerepe, ami például az 5. ábráról kitűnik, hangsúlyos. A zóna felső pH határértékeit a CCC alatti függőleges vonal és az 1. zóna bal oldali határvonalai adják meg. A 4. zóna folyamatait elsősorban a Ti0

2, Al(OH)

3 és a H

+ együttese alakítja. Az eredeti kolloid részecskék restabilizációjáért a hidrolízis termékek, közülük is elsősorban az oktamér Al

a(OH a felelős (Matijevic et al. 1964, 1968). Ha a pozitív felületi töltésű oktamér koncentrációja nagy, és ha a kolloid részecskék felületén adszorbeálódnak, akkor az utóbbiak negatív felületi töltése pozitívvá válhat, vagyis a kolloidok restabilizációja jön létre. A restabilizáció tartománya, az eredeti kolloid részecskék koncentrációjától is függő kiterjedése a 10. ábrán adott. A restabilizáció zóna alsó részében, amint a nagy, közepes és kis kolloid részecske koncentrációval jellemzett görbék szemléltetik, a kolloid részecske koncentráció befolyása jelentős. A kolloid részecske koncentrációt növelve, az adszorpciót kifejtő összes felület egyidejűleg nő. Ezáltal, ahhoz, hogy a kolloid részecskék felületén ellenkező, tehát pozitív töltés, ezáltal restabilizáció jöjjön létre, a derítőszer mennyiségét növelni kell. Ezt a feltételt a 7. ábrán a CSC is képviseli (1. még 8. ábra), hiszen ez a kolloid részecske (a szóban forgó esetben pl. a Ti0

2) koncentrációtól is függ. Az oktamér koncentráció az 1. zóna bal oldali határvonalán a legnagyobb, a nagyobb, ill. kisebb pH felé haladva azonban csökken. Ezért a restabilizációs zóna jobb oldali határa a kolloid részecske koncentráció növelésekor a kisebb pH irányába tolódik el. A 10. ábrán a kis és a nagy részecske koncentrációhoz tartozó görbék összehasonlítása ezt jól tükrözi. A restabilizáciéis zóna felső határán a restabilizálódott (pozitív felületi töltésű) kolloid részecskék koagulációját a már jelentősebb A1

2(S0

4)

3 adag által biztosított nagyobb szulfát (S0f~) ion Hidrológiai Közlöny 1984. 3. sz. 135 koncentráció eredményezi. A felső határvonal pontjai a 7. ábrán lévő CCC érték alapján értelmezhetők (1. még 8. ábrát). A kolloid részecskék felületi töltésének előjele a restabilizációs zóna határán változik. A zérus töltés közvetlenül a határgörbéhez közel jelentkezik, ezért ebben a keskeny zónában, a 9. ábrán a sűrűn pontozott zóna, zömmel az adszorpció-destabilizáció révén (3. ábra) hatékony koaguláció jön létre. Ebben a zónában az elektroforetikus mobilitás. EM = 0, ami elsősorban — a töltés neutralizációhoz szükséges hidrolizált alumíniumtermékektől, és — a háttérbeli anionoktól függ. A destabilizáció a restabilizáció-zóna felső határán 30 mg/l alumíniumsó adag és pH 5,0—6,5 tartomány feltételek esetében vélhetően kétféle mechanizmus révén jöhet létre (Rubin el al. 1974): — a pozitív felületi töltésű restabilizálódott kolloid részecskék a negatív töltésű -ionok hatására destabilizálódnak, — a másik felfogás szerint a koaguláció (destabilizáció) az Al(OH)

3-ba való befogás révén jön létre (Vermeulen et al. 1975; Stol et al. 1976; De Hek et al. 1978). A CCC alatti, az 5,8 pH és 107 mol alumíniumsó koncentráció által meghatározott egyensúlyi határponton átmenő, a végtelen kis alumíniumsókoncentráció tartományba eső, a 2. és 3. zónát elválasztó függőleges határvonalon a pHs pontok helyezkednek el (5. és 10. ábra), ami azt jelenti, hogy ebben a zónában már a hidrogén-ion az uralkodó „koagulálószer". 8. A restabilizáció elkerülése A restabilizációt eredményező — derítőszer koncentráció-, — a pH érték, valamint — kolloid részecske koncentráció tartomány kapcsolat kedvezőtlen voltának elkerülésére nagy gondot kell fordítani. Hiszen, ha ez a kedvezőtlen helyzet létrejön, akkor a kisebb-o G £ Cj C o ——' 11. ábra. A restabilizáció megakadályozás elveinek értelmezése Abb. 11. Deutung der Grundsätze für die Verhinderung der Restabilisation