Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)
3. szám - Dr. Öllős Géza–dr. Kollár György: A derítés tervezésének elméleti alapjai
134 Hidrológiai Közlöny 1984. 3. sz. Dr. öllős G.—dr. Kollár Gy.: A derítés tervezése 9. libra. Az Al 2(SO t) 3 14,3 H 20-val történő derítés stabilitás-határ egyenesei és a folyamatok zónái Abb. 9 Stabilitäts-Grenzgeraden und Prozeßzonen bei der Klärung mit Al.,(SOJ 3 14.3 H„0 7.1. A hidrolízistermékek termodinamikai egyensúlya ( stabilitása) Az adagolt alumíniumszulfát koncentrációja és az oldat pH-ja közötti kapcsolatot a 9. ábra fejezi ki (Amirtharajah et al., 1982). A derítőszer koncentrációja az ordiátán mg/l és mol/1 formában egyaránt adott. Az ábra tehát az alumínium-koaguláció tervezési- és üzemeltetési folyamatairól, ill. az azokat befolyásoló paraméterek kapcsolatáról tájékoztat. Az ábra a következő hidrolízis termékek stabilitási egyeneseit tünteti fel: —- Al 3 + [2. ábra, (8) egyenlet], — A1(0H) 2 + [2. ábra," (6) egyenlet, (18) egyenlet], — A1(0H)|_+ [2. ábra, (7) egyenlet, — A1(0H)7 [2. ábra, (4) egyenlet, (10) egyenlet], A határegyenesek azt jelentik, hogy rajtuk a pelyhesedés szempontjából alapvető szerepet játszó alumínium hidroxid jelen van ugyan, de csak végtelen kis mennyiségben. A határegyenesek tehát azt jelentik, hogy az ordinátákon lévő adagolt alumíniumszulfát koncentrációk az Al(OH) 3 csapadékkal egyensúlyban vannak. Vagyis az oldott hidrolízis-termékek az összes adagolt alumíniumsó koncentrációnak csak töredékei. A jobb oldali AI(OH)^" határegyenesre nézve, melyet a (4) és a (10) reakcióegyenlet határoz meg, példaként megállapítható: ezen a határvonalon az Al(OH) 3 és az A1(0H)7 van egyensúlyban. Itt tehát koaguláció és pelyhesedés már nincs, mert az oldott Al(OH)r jelen van. Al(OH) 3 csak végtelen kis mennyiségű, uralkodó az A1(0H) 4 s ez utóbbinak a koncentrációja az összes adagolt alumíniumsó koncentrációjával (C) azonos. így felírható : logC = PH—pK 4, (19) ami azt jelenti, hogy a határegyenes hajlásszöge + 1, az abszcisszával való metszés pedig —pK 4. A baloldali polinukleáris termékekre (2. ábra) vonatkozó Al s(OH)f+ és AlOH 2 + határ egyenesekre nézve megállapítható: alumínium-nitrát oldatok esetében, kis pH tartományban csak ez a két nagy koncentrációjú hidrolízis termék van egyensúlyban a hidroxid csapadékkal [2. ábra, (6) és (7) reakcióegyenlet], így az A10H 2 +-ra nézve: logC = —2pH+pK', (20) vagyis a határ egyenes hajlásszöge —2. Al 8(OH)|+-re nézve: logC = —4pH -f (pK—log8), (21) vagyis, ha a pelyhesedési zóna (sweep zone) és a lassú koaguláció zónája közötti határvonalon az A1 8(OH)|Í az uralkodó hidrolízis termék, akkor ennek a határegyenesnek a hajlásszöge —4. 7.2. A diagram zónái, értelmezésük Amint a következőkből kitűnik, a stabilitáshatár diagram, ill. annak zónái a legfőbb gyakorlati feladat megoldásához alapot jelentenek. A diagram zónái a következők: (10. ábra, Rubin et al. 1974). 1. zóna: jellemzője a gyors, hatékony pehelyképződés és gyors ülepedés (sweep zone), 2. zóna: ebben koaguláció, ill. pehelyképződés nincs, így ülepedés nem jöhet létre, 3. zóna: lassú a koaguláció, ill. pehelyképződés, nagyon lassú az ülepedés, 4. zóna: ez a restabilizáció zónája. Ebben koaguláció, pehelyképződés, ill. ülepedés nem létezhet. Ez a zóna a 6 b, és 6. c. ábrán értelmezett központi stabilitás tartományából származtatható le. A következőkben a zónák sajátosságait mutatjuk be. Byors pelyhesedés és ülepedés (Sweep zone) Restabilizáció zónája Mines koaguláció V 5 6 , PH Lassú koaguláció 10. ábra. Az Al 2(SO t) 3 koncentráció—pH stabilitás-határ diagram Az ábra Ti0 2-ra vonatkozik. Rajta három TiO a kolloid részecske koncentrációhoz tartozó restabiiizációs zóna is adott Abb. 10. Grenzdiagramm Al„(SO^-KonzentrationpH-Stabilität Die Abbildung ist TiO, bezogen. Auch die Restabilisiernngszonen für drei Ti0 3-Kolloidteilchenkouzentrationen sind angegeben
