Název projektu
Studium vlivu koagulantů na vývoj zeta-potenciálu koloidních roztoků
Kód
SP2011/98
Předmět výzkumu
Projekt je zaměřen na návrh procesu, který můžeme zařadit do technologie úpravy vody na vodu pitnou vylepšením jednoho stupně úpravy. Tím je myšlena koagulační fáze a vytváření větších shluků za použití nového materiálu na bázi aktivovaného polychlorovaného hlinitanu.
Veškeré úkony povedou k odstranění celé řady znečišťujících látek, mezi které patří např. nerozpuštěné látky (NL), rozpuštěné látky (RL), organické znečištění, tepelné znečištění a jiné. Záměr výzkumu bude soustředěn především na odstranění dispergovaných nečistot, definovaných parametrem celkového množství rozpuštěných látek (TDS), při úpravě surové vody, která bez fyzikálně-chemické úpravy nemůže být použita jako voda pitná
Voda jako disperzní soustava, ve které je rozptýlená tuhá fáze ve formě částic menších než 1µm, je kineticky stálá a nedochází v ní k sedimentaci částic. Tyto částice způsobují nechtěný zákal, který je třeba eliminovat fyzikálně-chemickým procesem – koagulací. Aplikací koagulantu dojde ke shlukování dispergovaných částic ve větší agregáty, čímž vznikne hrubě disperzní systém, který je kineticky nestálý. Následná sedimentace vzniklých shluků nebo vloček je pak označována jako čiření. Oddělit velmi jemnou tuhou fázi od fáze kapalné lze tedy čiřením, jehož principiálním mechanismem je koagulace.
Nečistoty ve vodě jsou proti samovolné koagulaci stabilizovány mechanismy, které zabraňují jejich shlukování do větších agregátů. Jako stabilizující mechanismus se u koloidních látek uplatňuje především elektrická dvojvrstva. Ta je tvořena vnitřní iontovou vrstvou, která elektrostatickými silami přitahuje opačně nabité ionty (anionty), vytvářející vnější elektrickou vrstvu, která je pak tvořena opět ze dvou částí. První část ulpívá na koloidní částici a pohybuje se spolu s ní, druhá část vnější vrstvy se označuje jako difúzní vrstva, která neulpívá na povrchu koloidní částice a může se pohybovat s okolní kapalinou. Potenciální rozdíl mezi adsorpční vrstvou a difúzní vrstvou, z nichž obě mají náboj stejné velikosti, ale opačného znaménka se nazývá potenciál zeta. Tak získávají částice stejný elektrický náboj, vzájemně se odpuzují a tím činí koloidní soustavy stabilní. K destabilizaci může dojít po překonání elektrických odpudivých sil.
Zeta-potenciál, jako řídící faktor při koagulaci, můžeme snížit adsorpcí iontů přidáním vhodného elektrolytu, přidáním opačně nabitého koloidu, pouhým mícháním bez úpravy pH a s úpravou pH do izoelektrického bodu. K prvním dvěma případům dochází do určité míry vždy po přidání vhodného koagulantu do vody.
Všechny teoretické podklady budou využity k optimalizaci procesu úpravy vody pomocí nových aktivovaných činidel.
Rok zahájení
2011
Rok ukončení
2011
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel