Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

12. szám - Bulkai Lajos: A derítés elméleti és gyakorlati vonatkozásai a jelenlegi kutatási szemlélet tükrében

Bulkai L.: A derítés elméleti és gyakorlati vonatkozásai Hidrológiai Közlöny 1972. 12. sz. 539 létrejövő fémhidroxidban már nem található a hidroxilokra vonatkoztatott 1: 3 ion-arány, mivel a rendszerben a negatív szennyeződés a hidroxil anionok helyébe lép. Szerves szennyeződés esetén történhet ez a karboxil, vagy hidroxil-csoportoknak a fémionokhoz való csatlakozása révén is, vagy akár anioncserével. A fémhidroxo-komplexek képzésénél nemcsak a hidroxil, hanem a vízben oldott egyéb anionok is résztvesznek s minél több van belőlük és minél többértékűek, annál inkább igyekeznek az előbbieket kiszorítani (pl. a háromértékű foszfátionok). Az elektrosztatikai és kémiai hatások mellett azonban fennáll még az adszorpciós kötő/tatás is. Ez megtörténhet részben hidrogénhidak segítségével, részben pedig azáltal, hogy a koordinációs vízmolekulákat fokozatosan elvesztő hidroxokomplexek mind erősebb tendenciát mutatnak a folyadék és szilárd fázis határán a szilárd fázishoz való tapadásra. Sőt az is megtörténik, hogy maguk a fémionok adszorbeálódnak a kolloidok felületén, s így járulnak hozzá azok elektrosztatikus töltésének megváltoztatásához. Ez utóbbi jelenséget specifikus adszorpciónak nevezik. A kutatások azt mutatják, hogy a koaguláció szempontjából a ferrisók több előnyös tulajdonsággal rendelkeznek, mint az alumíniumsók. így a ferrihidroxid kedvező pelvhesedése mind a pH-t, mind pedig a kisebb vegyszerkoncentrációt tekintve nagyobb tartományt ölel fel, mint az alumíniumé. Ezenkívül a ferriionnak az előzőnél nagyobb a polimer- és komplex-képzési hajlama a különféle anionokkal, ill. anionos csoportokkal. Emellett a koaguláció tekintetében kellemetlen ferrátión sokkal kisebb mennyiségben képződik, mint aluminát-ion. Az előző fejtegetések szerint többféle mód van arra, hogy a derítőszerek a szennyezőanyagok lebegésben tartását megszüntessék. Akármelyik módon történik is azonban a kolloidok és más lebegő anyagok stabilitásának, vagyis lebegésének megszüntetése, az az eredetileg fennálló negatív töltésnek, a mérhető zéta-potenciálnak csökkenésével, de nem szükségszerű semlegesítésével áll kapcsolatban. A töltéseket, ugyanis csak addig a mértékig kell csökkenteni, ameddig a taszító hatás nagyobb a mikropelyheket egyesíteni tudó erőknél. Ennek értéke, amit műszerrel mérni is tudunk, általában néhány (—3, —5) millivolt. A koaguláció lefolyása, sikerült vagy sikertelen volta tehát zéta-méterrel ellenőrizhető. Az eddig előadottak szerint azt lehetne mondani, hogy viszonylag elég egyszerű és logikus módon tudjuk elérni a lebegőanyagok stabilitásának megszüntetését. Valóban így is lenne, ha mind a lebegőanyagok, mind pedig a víz minősége legalább nagyjából mindig azonos tulajdonságot mutatnának. A vízben oldott anyagok, s a belőle eltávolítandók azonban rendkívül változatosak s hatásuk a koagidációs folyamatra különböző: így előnyösebb az alacsonyabb pH érték, a pelyhesedéshez szükséges bizonyos mennyiségű hidrokarbonát tartalom. Az oldott anionok különféle mértékben tolják el a kisebb pH-értékck felé az izoelektromos pontot, azaz a kolloidok kiválásának helyét. Azután a huminsavas vizek csak alacsony pH érték mellett tisztíthatók. Az algák számának növekedése annál jobban növeli a derítőszer szükségletet, minél több közöttük a lipoprotein-tartalmú sejtfallal bíró élőlény, míg a pektintartalmú sejtfalnak jóval kevesebb derítőszert igényelnek. A víz hőmérsékletének is elég nagv szerepe van, mivel hidegben egyrészt a kémiai reakciók lassabban folynak le, másrészt pedig a vegyszer elkeveredése, diffúziója is lassúbb a víz viszkozitásának növekedése miatt. Mindezek a különbségek beavatkozásokat tesznek szükségessé, savaknak és lúgoknak vízbe juttatását, melynek a derítő vegyszer beadagolását meg kell előznie, vagy pedig a derítőszer adagjának megemelését. Az üzemeltetési nehézségek megoldására irányuk) törekvések során kerültek előtérbe a segédderítőszerek. Ezek között a polielektrolitok vizsgálata jutott fontos szerephez az utóbbi években mind a szintetikus láncpolimer típusok, mind pedig a természetes bázisú modifikált készítmények vonatkozásában. Közös tulajdonságuk, hogy aktív funkciós csoportokkal rendelkeznek, melyek fajtájuktól függően pozitív vagy negatív jellegű funkciós csoportok. De lehetnek nem ionos jellegűek is, amikor főként a molekulaláncok összekötöző tulajdonsága jut szerephez a hidrogénhidak mellett. Molekulasúlyuk a százezres, sőt milliós nagyságrendben található és kapcsolódó funkciós csoportjaik száma ezres, tízezres nagyságrendű. Használatukkal a pelvhek növekedését és a növekedés sebességét befolyásolják. Azután a keverés közben fellépő szakító hatásokkal szemben jobban ellenállóvá teszik azokat, sőt a pehelysűrűség növelése lehetővé teszi a derítési folyamat gyorsítását és esetleg kedvező körülmények között a derítő berendezés kapacitásának megemelését is. > A gyakorlatban leginkább az anionos tulajdonságú anyagokat szeretik, legalábbis az ivóvizeknél. Annak ellenére, hogy az összeláncolandó szennyező anyagok és pelyhek sokszor negatív töltésűek, mégis hatásos tud lenni az anionos segédderítőszer. Ez nem magyarázható másképpen, mint adszorpciós hatással, melyet elektronmikroszkóp segítségével már sikerült bebizonyítani. A segédderítőszerekkel kialakuló hálószerű képződmény az adszorpciós hatásokon kívül „mechanikai" módon, behálózással is össze tudja szedni a flokkulációnak ellenszegülő pelvheket, vagy mikroorganizmusokat. Az aktivált kovasav hatása megfelelő, legfeljebb előállítása körülményes. Az érdeklődés azonban ma a poralakban előállított szintetikus vagy természetes bázisú polielektrolitok felé fordul, melyek a kovasavénál több aktív csoporttal rendelkeznek, s így adagjuk is jóval kisebb annál. A szintetikus polielektrolitok alkalmazásával szemben legfeljebb az egészségügyi hatóságok élnek fenntartással. A szintet ikus poliakrilamidnál pl. az akrilsav főként monomer származékai mérgezőleg hatnak az idegrendszerre és máj működésre, valamint csökkentik az emberi test immunbiológiai reakcióját. A polimerizált származékok nem annyira veszélyesek, de nem mindig biztosított a polimerizálásnál a mono-