Koagulyatsiya sanoat suvini tozalashda hal qiluvchi bosqichdir. Bu suvdagi to'xtatilgan zarrachalar va kolloid aralashmalarni olib tashlash samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi, shuningdek filtrlash, yumshatish va tuzsizlantirish kabi keyingi jarayonlarning barqarorligi va tejamkorligiga ta'sir qiladi. Biroq, koagulyatsion ta'sir nafaqat reaktivning dozasi bilan belgilanadi, balki gidravlik sharoitlar, suv harorati, pH qiymati, suvning qattiqligi va ishqoriyligi kabi omillarning kombinatsiyasiga ta'sir qiladi. Ushbu maqola muhandislik amaliyoti va nazariy nuqtai nazardan koagulyatsiya samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillarni tizimli ravishda tahlil qiladi va o'quvchilarga ushbu asosiy jarayonni chuqurroq tushunishga yordam berish uchun kimyoviy reaktsiya tenglamalari va hisoblash formulalaridan foydalanadi.
I. Koagulyatsiya samaradorligiga gidravlik sharoitlarning ta'siri
Koagulyatsiya jarayonining mohiyati reagentlarning suvdagi nopok zarralari bilan uchrashishi va reaktsiyasi, natijada kattaroq va barqaror floklarni hosil qiladi. Agar gidravlik sharoitlar etarli bo'lmasa, reagentlar suv bilan to'liq aralasha olmaydi, natijada reaktsiya samaradorligi past bo'ladi; ammo, agar gidravlik sharoitlar juda kuchli bo'lsa, allaqachon hosil bo'lgan floklar parchalanadi. Shuning uchun, aralashtirish intensivligi o'rtacha diapazonda nazorat qilinishi kerak. Keng tarqalgan ishlatiladigan gidravlik ko'rsatkich - bu aralashtirish intensivligi gradienti G qiymati, quyidagi tarzda hisoblanadi.
Formulada: G - aralashtirish intensivligi gradienti, s⁻¹; suvning umumiy zichligi, N/m³ yoki kg/m³; h - koagulyatsion uskunada boshning yo'qolishi, m; m - suvning dinamik viskozitesi, Pa·s yoki N·s/m³; T - uskunadan oqib o'tadigan suvning o'rtacha yashash vaqti, s.
Haqiqiy ishda, aralashtirish bosqichi uchun mos G qiymati diapazoni odatda 600–1000 s⁻¹ ni tashkil qiladi; flokulyatsiya bosqichi uchun mos G qiymati diapazoni odatda 20–70 s⁻¹ ni tashkil qiladi.
II. Suv haroratining koagulyatsiya samaradorligiga ta'siri
Suv harorati koagulyatsiya samaradorligiga ta'sir qiluvchi yana bir asosiy omil hisoblanadi. Harorat pasayganda, suvning viskozitesi oshadi, zarralar orasidagi to'qnashuv imkoniyati kamayadi va flok hosil bo'lish tezligi sezilarli darajada sekinlashadi; shu bilan birga, past harorat ham reagentlarning gidroliz reaktsiyasini inhibe qiladi, bu esa koagulyatsiya samaradorligini pasayishiga olib keladi. Suv harorati 15 darajadan yuqori bo'lsa, gidroliz reaktsiyasi tezlashadi, flok o'sishi tezlashadi va cho'kma yaxshi bo'ladi. Suv harorati 10 darajadan past bo'lsa, agentning gidrolizi qiyin, zarrachalar orasidagi bog'lanish kuchi zaif, flok bo'shashmaydi va cho'kish qiyin. Suv harorati 5 darajadan past bo'lsa, koagulyantning dozasini sezilarli darajada oshirish kerak va ta'sirni ta'minlash uchun ishqoriylikni sozlash ham kerak.
Shuning uchun, qishki ish sharoitida ko'pincha past haroratning salbiy ta'sirini qoplash uchun agentning dozasini oshirish va aralashtirish intensivligini oshirish kabi choralarni ko'rish kerak.
III. pH qiymatining koagulyatsiya ta'siriga ta'siri
Koagulyantlarning suvdagi gidroliz reaktsiyasi eritmaning pH qiymati bilan chambarchas bog'liq. Misol tariqasida alyuminiy tuzlari va temir tuzlarini oladigan bo'lsak, ularning gidroliz mahsulotlari va cho'kma holatlari turli pH qiymatlari bilan sezilarli darajada o'zgaradi.
1. Alyuminiy tuzining koagulyant reaksiyasi
Tegishli pH sharoitida alyuminiy tuzlari quyidagi formulada ko'rsatilganidek, alyuminiy gidroksid cho'kmasini hosil qilishi mumkin.
Suvning pH qiymati 5,5 dan 7,5 gacha bo'lganida koagulyatsion effekt optimal bo'ladi.
2. Temir tuzi koagulyantlarining reaksiyalari
Suvdagi temir tuzlarining gidrolizi murakkab bo'lib, asosan quyidagi reaktsiyalarni o'z ichiga oladi:
Tegishli pH diapazoni 6,0-8,0. Agar pH 3 dan past bo'lsa, temir tuzlari temir gidroksid floklarini deyarli hosil qila olmaydi; agar pH 9 dan yuqori bo'lsa, Fe³⁺ ko'proq eriydigan murakkab ionlarga aylanadi va koagulyatsiya ta'sirini kamaytiradi. Yuqori ishqoriy sharoitda temir tuzlari quyidagi reaksiyalarga kirishadi.
Shuning uchun temir tuzlarining koagulyatsion ta'siri neytral yoki ozgina gidroksidi sharoitda eng idealdir.
IV. Suvning qattiqligi va ishqoriyligining ta'siri
Suvdagi bikarbonat, kaltsiy va magniy ionlari quyidagi nojo'ya reaktsiyalar tufayli koagulyantlar gidroliziga va flok hosil bo'lishiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Tegishli ishqoriylik reaksiya uchun foydalidir. Agar suvning ishqoriyligi juda past bo'lsa, etarli miqdorda gidroksid floklari hosil bo'lishini ta'minlash uchun qo'shimcha ohak (CaO) yoki sodali suv qo'shilishi kerak. Ishqoriy kompensatsiya dozasini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalanish mumkin.
Formulada: [CaO] - sof ohak (CaO) dozasi, mg ekvivalenti/L; [a] - koagulyantning dozasi, mg ekvivalenti/L; [z] - xom suvning ishqoriyligi, mg ekvivalent/L; [d] - qoldiq ishqoriylik, odatda 0,5-1,0 mg ekvivalent/l sifatida qabul qilinadi.
Xulosa: Koagulyatsiya yagona kimyoviy reaksiya emas, balki fizik, kimyoviy va gidravlik sharoitlarning birgalikdagi ta'sirini o'z ichiga olgan keng qamrovli jarayondir. Har qanday omilning o'zgarishi, aralashtirish intensivligidan suv haroratigacha, pH dan gidroksidigacha, yakuniy ta'sirning farqiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, faqat ushbu mexanizmlarni chuqur o'zlashtirgan holda, biz mahalliy sharoitga moslashish orqali suvni tozalashning optimal natijalariga erishishimiz mumkin. Kelajakda suvni tozalash sanoati energiyani tejash, emissiyani kamaytirish va samarali ishlashga intilayotganligi sababli, koagulyatsion jarayonni aniq nazorat qilish tobora muhim ahamiyat kasb etadi va uning ta'sir etuvchi omillarini tushunish muhandislarning asosiy vakolatlaridan biriga aylanadi.
