Zpracované otázky - CHEMIJE

Destabilizace pomocí hydrofilních koloidů

Hydrofilní koloidy jsou tvořeny polymerními makromolekulami vláknitých, příp. síťovitých struktur, obklopených molekulami vody. Jejich koagulační působení na hydrofobní koloidní Částice lze vysvětlit pomocí můstkové teorie (bridging theory), předpokládající vazbu mezi částicemi solu a molekulami polymeru. Aby byla molekula polymeru účinným destabilizátorem, musí obsahovat chemické skupiny, schopné interakce s určitými místy povrchu částice solu. Při kontaktu se částice solu adsorbují na molekuly polymeru a tím dochází k destabilizaci disperze a posléze k její koagulaci. Předávkování polymeru má však naopak stabilizující účinek na disperzi a vede ke zhoršení koagulačních podmínek. To lze vysvětlit vytvořením ochranného obalu kolem částic solu molekulami polymeru, který brání spojení těchto částic.

Vhodnými polymery k výše uvedeným účelům jsou především organické sloučeniny přírodního, častěji však umělého původu. Nazývají se také organické flokulanty. Základní složkou mnoha syntetických flokulantů je kyselina akrylová CH2=CH.COOH, příp. amid této kyseliny CH2=CH.CO.NH2. Obsahuje-li polymer disociovatelné skupiny, nazývá se polyelektrolyt. Podle chemického složení rozeznáváme organické flokulanty kationtové, aniontové a neiontové. Destabilizační mechanizmus kationtových polymerů pro záporně nabité koloidní částice, stejně a jako aniontových polymerů pro destabilizaci kladně nabitých části, spočívá jak v tvorbě můstků a síťových struktur, tak v neutralizaci elektrických nábojů. Tato okolnost má za následek, že velikost molekuly nemusí být pro destabilizaci rozhodující.

Organické polymery jsou ve vodárenství nejčastěji používány jako flokulanty, neboli pomocné koagulanty spolu s železitými a hlinitými solemi. Urychlují koagulaci a pomáhají vytvořit lépe usaditelné vločky hydroxidů těchto kovů. Méně obvyklé je jejich použití samostatně jako primárních koagulantů. Optimální dávky se stanovují experimentálně (pozor na předávkování). Při použití jako pomocný flokulant bývají dávky obvykle v množství kolem 1 mg.l-1.

Také při čištění odpadních vod lze použít flokulanty ke zlepšení sedimentačních vlastností suspendovaných látek. Kationtové flokulanty jsou nezbytné pro předúpravu kalů z městských čistíren při jejich strojním odvodňování na pásových lisech nebo v odstředivkách. V těchto případech se používají dávky 2 až 5 g flokulantu na 1 kg sušiny kalu.

Destabilizace pomocí elektrolytů

Mechanizmus tohoto způsobu destabilizace je čistě elektrostatický. Přídavek elektrolytů (rozpustných solí) snižuje absolutní hodnotu potenciálu zeta. Stav, při kterém zeta=0, se nazývá izoelektrický bod. Působení elektrolytů lze vysvětlit přechodem iontů z difúzní vrstvy přes pohybové rozhraní do vrstvy adsorpční. Říká se tomu stlačování dvojvrstvy. Při kladné hodnotě potenciálu zeta se takto uplatňují především anionty, při záporné hodnotě naopak kationty. Účinnost iontů při tom vzrůstá s jejich mocenstvím. Uvedený způsob destabilizace koloidů se v technologii úpravy vody prakticky nepoužívá pro jeho menší účinnost i z důvodu nežádoucího zasolování vody. Je o něm pojednáno proto, aby bylo poukázáno na vliv rozpustných solí na flokulaci, což se může uplatnit při čištění odpadních vod koagulací.