György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
VII. Vízellátás
VII —136 VÍZELLÁTÁS DERÍTŐK A derítés A vízben levő igen finom (általában 0,02 mm-nél kisebb szemcsenagyságú) lebegő anyagok, kolloidok, a kolloidálisan oldott, 'színezőanyagok "egyszerű ülépítéssel csak igen nehezen vagy egyáltalán nem távolíthatók el. A kolloidok nagyságrendjébe a 10~4—10-7 mm közötti részecskék tartoznak. Bár a kolloidok vagy kolloidálisan oldott anyagok általában a víznél nagyobb faj súlyúak, a felületükön elhelyezkedő negatív elektromos töltés olyan mértékű taszítóerőt képvisel az egyes részecskék között, amely a tömegvonzás hatását felülmúlja és megakadályozza a szemcsék leülepedését. Azt az eljárást, amikor megfelelő fizikai és elektrokémiai beavatkozással a kolloid részecskéket sokszorta nagyobb pelyhekké növelik, illetve az oldott részecskéket oldhatatlan csapadékká alakítják át és az így már iilepíthetővé vált anyagokat kiülepítik, nevezik derítésnek. A mindennapi műszaki gyakorlat a derítés fogalmát leegyszerűsítve, a derítést mint vegyszeres kezeléssel kombinált ülepítést határozza meg. A derítők — mint vízkezelési műtárgyak — funkciójának megértése szempontjából ez a meghatározás elegendő is, a lényeget fedi. A derítés során lejátszódó folyamatok azonban ennél sokkal összetettebbek, bonyolultabbak. A helyes tisztítási technológia kiválasztása, a derítőkben lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai jelenségek értékelése és a rendkívül kényes üzemelés indokolttá teszik a derítés elméleti alapjainak és a derítéssel mint víztechnológiai eljárással összefüggő alapfogalmaknak összefoglaló ismertetését is. A tisztítandó vízben levő kMajßnlis mC-juJJÍ- lebegő anyagok és kolloidálisan oldott anyagok a víztérben a Brown-féle mozgás törvényeinek is alávetve, cikázó mozgást végeznek. A szilárd és főleg agyagásványokból felépülő kolloidszemcsék felülete az oldott anyagokat tartalmazó vízből potenciálképző ionokat adszorbeál. A felületen rendszerint negatív elektromos töltésű ionok helyezkednek el. Víztérbeli stabilitásukat elsősorban a felületi erők — a molekuláris vonzás (Van der Waals-erők) és azelektrosztatikus taszítás (Cou- lomb-erők) — eredő erője befolyásolja (VII-149. ábra). A Van der Waals-erők az egyenlet alapján értelmezhetők, amelyben a a molekulák sztatikus polarizálhatóságát jellemző té- nyezo és r a szemcsék közötti távolsági A Coulomb-féle elektrosztatikus taszítóerőt a C = KAe kifejezés jellemzi, ahol K a térerősség, Ae pedig a mozgó kolloid szemcse ellenkező töltésű ionjai által már csökkentett, tényleges elektromos töltés. A két erőhatás tehát nem közömbösíti egymást, hanem a görbék eredője szerint alakul. Fenti erő- hatásokon felül a szemcsék még a Brown-féle mozgás törvényei alatt is állnak. Az elmélet szerint a kolloid szemcse negatív töltésű felületét a pozitív--töltésű ionfelhő veszi körül. Ennek legbelső része a kolloidhoz szorosan kötött. E réteg körül helyezkedik el az elmozduló ionokat tartalmazó (diffúz) réteg a VII-150. ábrán látható elrendezés szerint. A mozdulatlan és elmozduló rész érintkezési felületén jelentkező negatív töltéskülönbség a zéta- pötenciál. A zéta-potenciál értéke elméletileg a következő paraméterek alapján számítható. c= ~hW ’ ahol p a dinamikai viszkozitás, poise; v az ionok mozgási sebessége a diffúz rétegben, cm/s; H a potenciál-gradiens, V/cm; D a dielektromos állandó. A víztisztításban felhasznált felszíni vizek lebegő anyagainak zéta-potenciálja — 8 és - 20 mV között van. Ez az érték túlnyomórészt ásványi eredetű anyagoknál a magasabb érték felé (- 13 és — 20 mV közé), algajellegű anyagoknál az alacsonyabb érték felé (- 8 és - 13 mV) tolódik el. , d/ekfrosz/of/ke/s fosz/fő erők (Cozz/omk erők) dredő erő E = 23a2 4?rr2 7zzre/sőq q szemcse /e/d/eze/ő/ _ k/e/ekc/kzr/s rorzzőerők (ttr/z der Mza/s erők) Szemcse '"'"Zef VII-149. ábra. A kolloid szemcse felületére ható erők 1372
