Коллоидно-химические характеристики дисперсий гидроксида алюминия в зависимости от состава коагулянта и способа введения регулятора pH

  • Руслан Андреевич Анушко Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Алеся Владимировна Зыгмант Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Татьяна Александровна Савицкая Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Надежда Георгиевна Цыганкова Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Дмитрий Давидович Гриншпан Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-257X-2019-1-22-31

Аннотация

С помощью метода лазерной дифракции проведено исследование влияния состава алюминийсодержащих коагулянтов и способа введения гидроксида натрия как регулятора рН на коллоидно-химические характеристики образующихся при их гидролизе дисперсий гидроксида алюминия: средний диаметр частиц, распределение частиц по размерам, плотность коагуляционных агрегатов, скорость их седиментации. Установлено, что высокоосновный полигидроксохлорид алюминия «Бриллиант-50» образует агрегаты большего размера и меньшей плотности, чем сульфат алюминия. Показано, что размер и плотность агрегатов сульфата алюминия можно регулировать путем последовательного, а не одностадийного введения гидроксида натрия. Этот эффект в большей степени выражен в случае использования порошкообразного, а не предварительно растворенного коагулянта. На основании данных квантово-химических расчетов сделано предположение о том, что увеличение молекулярной массы полиядерных гидроксокомплексов алюминия приводит к повышению степени их гидратации и, как следствие, к закономерному уменьшению плотности образованных ими коагуляционных агрегатов.

Биографии авторов

Руслан Андреевич Анушко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студент химического факультета. Научный руководитель – Д. Д. Гриншпан

Алеся Владимировна Зыгмант, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

научный сотрудник лаборатории растворов целлюлозы и продуктов их переработки

Татьяна Александровна Савицкая, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь; Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук, доцент; профессор кафедры физической химии БГУ, ведущий научный сотрудник лаборатории растворов целлюлозы и продуктов их переработки Научно-исследовательского института физико-химических проблем БГУ

Надежда Георгиевна Цыганкова, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук; ведущий научный сотрудник лаборатории растворов целлюлозы и продуктов их переработки

Дмитрий Давидович Гриншпан, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

доктор химических наук, профессор; заведующий лабораторией растворов целлюлозы и продуктов их переработки

Литература

  1. Trinh TK, Kang LS. Response surface methodological approach to optimize the coagulation – flocculation process in drinking water treatment. Chemical Engineering Research and Design. 2011;89:1126–1135. DOI: 10.1016/j.psep.2018.03.001.
  2. Zarchi I, Friedler E, Rebhun M. Polyaluminium chloride as an alternative to alum for the direct filtration of drinking water. Environmental Technology. 2013;34(9):1199–1209. DOI: 10.1080/09593330.2012.743594.
  3. Yu W, Gregory J, Campos CL. Dependence of floc properties on coagulant type, dosing mode and nature of particles. Water Research. 2015;68:119–126. DOI: 10.1016/j.watres.2014.09.045.
  4. Zouboulis A, Traskas A, Samaras P. Comparison of efficiency between poly‐aluminium chloride and aluminium sulphate coagulants during full‐scale experiments in a drinking water treatment plant. Separation Science and Technology. 2008;43:1507–1519. DOI: 10.1080/01496390801940903.
  5. Feng L, Zhao S, Sun S. Effect of pH with different purified aluminum species on coagulation performance and membrane fouling in coagulation/ultrafiltration process. Journal of Hazardous Materials. 2015;300:67–74. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.06.034.
  6. Costa AF, Albuquerque CD, Salgueiro AA. Color removal from industrial dyeing and laundry effluent by microbial consortium and coagulant agents. Process Safety and Environmental Protection. 2018;118:203–210. DOI: 10.1016/j.psep.2018.03.001.
  7. Mikola M, Tanskanen J. Preparation and coagulation performance of solid aluminium formate. Journal of Water Process Engineering. 2015;5:1–5. DOI: 10.1016/j.seppur.2011.11.010.
  8. Denisov DG. [Experimental study of granulated coagulant dissolution process]. Vestnik IGEU. 2008;2:1–4. Russian.
  9. Feng C, Shi B, Wang D. Characteristics of simplified ferron colorimetric solution and its application in hydroxy-aluminum speciation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical Engineering Aspects. 2006;287:203–211. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2006.03.053.
  10. Zyhmant AV, Savitskaya TA, Tsygankova NG. [The effect of aluminium coagulants composition and mixing conditions on characteristics of dispersions formed]. Vesci Nacyjanal’naj akadjemii navuk Belarusi. Seryja himichnyh navuk. 2016;1:27–32. Russian.
  11. Xu W, Gao B, Du B. Influence of shear force on floc properties and residual aluminum in humic acid treatment by nano-Al13. Journal of Hazardous Materials. 2014;271:104–110. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2014.01.049.
  12. Zyhmant AV, Savitskaya TA, Tsygankova NG. [Influence of aluminium coagulants composition on colloidal characteristics of humic substances dispersions]. Journal of the Belarusian State University. Chemistry. 2017;1:65–73. Russian.
  13. Nikol’skii BP, editor. Spravochnik khimika. Tom 2. Moscow: Himiya; 1963. 1168 p. Russian.
  14. Frolov UG. Kurs kolloidnoi khimii. Poverkhnostnye yavleniya i dispersnye sistemy. Moscow: Himiya; 1988. 465 p. Russian.
  15. Sillanpää AJ, Päivärinta JT, Hotokka MJ. A computational study of aluminum hydroxide solvation. Journal Physical Chemistry A. 2001;105:1011–1022. DOI: 10.1021/jp012171b.
Опубликован
2019-02-15
Ключевые слова: алюминия гидроксид, сульфат алюминия, регулятор рН, седиментация, дисперсии, коагулянты, полигидроксохлорид алюминия
Как цитировать
Анушко, Р. А., Зыгмант, А. В., Савицкая, Т. А., Цыганкова, Н. Г., & Гриншпан, Д. Д. (2019). Коллоидно-химические характеристики дисперсий гидроксида алюминия в зависимости от состава коагулянта и способа введения регулятора pH. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 22-31. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2019-1-22-31
Выпуск
№ 1 (2019): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Copyright (c) 2019 Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).