Research on the efficiency of use of natural polymer flocculants in the process of water solution purification

Abstract

Natural flocculants were studied in the processes of treatment water solutions using the method of jar-test. The experimental part of the work involved the research of different flocculants for the purification of colored water. The aim of this study was to determine the efficacy and optimal doses of flocculants in combination with aluminum sulfate. The flocculants such as chitosan, sodium alginate, starch and polyacrylamide were used for researching. As a coagulant was used Al2(SO4)3•18H2O with a concentration of 10%.It has been established that chitosan is the most effective flocculation reagent. It was explored that factors such as the dosage of reagents, the chemical nature of the links and the composition of polymer macromolecules, the physical and chemical parameters of the process and the concentration of reagents are influenced on the flocculation process. The optimal conditions for carrying out the process of flocculation was established.

В даній роботі природні флокулянти досліджувалися в процесах очищення водних розчинів методом Джар-тесту. Експериментальна частина роботи включала в себе дослідження флокулянтів для очистки кольорових вод. Метою роботи було визначити ефективність і оптимальні дози флокулянтів у комплексі з сульфатом алюмінію. Для дослідження були використані флокулянти, такі як хітозан, альгінат натрію, крохмаль та поліакриламід. В якості коагулянту використовували Al2(SO4)3•18H2O з концентрацією 10%. Для визначення оптимальної дози флокулянту використовувався Джар-тест, який дає можливість з великою точністю імітувати процеси утворення пластівців, що йдуть на промислових установках фізико-хімічного очищення води. Було досліджено, що такі фактори, як дозування реагентів, хімічна природа зв'язків та склад полімерних макромолекул, фізичні та хімічні параметри процесу та концентрація реагентів впливають на процес флокуляції. Встановлено, що хітозан є найбільш ефективним реагентом для флокуляції, як самостійно так і у поєднанні з сульфатом алюмінію. Визначено оптимальні умови для проведення процесу флокуляції. Після проведення багаторазових досліджень було встановлено, що максимальне поліпшення якості води, що очищається досягається при значеннях рН=8, t=20°C та використанні хітозану в комбінації з сульфатом алюмінію у співвідношенні 1:2,6 відповідно. Найбільшої ефективності очищення забарвлених розчинів, близько 80%, досягалося при дозі хітозану 30 мг/дм3, а в комбінації з Al2(SO4)3•18H2O – 15 мг/дм3. Було встановлено, що при використанні комплексного хітозан-сульфат алюмінію флокулянта збільшується швидкість утворення пластівців та їх осідання, зменшуються витрати коагулянтів та флокулянтів, зменшується залишковий Al3+ у очищеній воді та підвищується рівень очищення кольорових розчинів.