Взвеси

Взвеси — это видимые невооруженным глазом гетерогенные частицы, находящиеся в толще воды во взвешенном состоянии. Они неоднородны по форме и различны по происхождению.

Принято считать, что грубодисперсные системы (взвеси, суспензии, эмульсии) содержат частицы, диаметр которых превышает 1 000 нм.

В артезианской воде в качестве гетерогенных примесей присутствуют мелкий песок, соединения железа, иногда волокнистые водоросли.

В речной воде взвесями могут быть объемные частицы, плавающие на поверхности (трава, листва, водоросли, бумага), которые удаляются механическим способом путем фильтрации. Мелкие частицы (ил, песок, глина, остатки растений и живых организмов) осаждаются очень медленно (см. табл. 5.4).

Для определения содержания взвеси в воде взвешивают осадок, полученный в результате фильтрации фиксированного объ-

ема воды через мембрану или стандартный фильтр с последующей сушкой в сушильном шкафу.

Помимо фильтрации применяют также метод осаждения. Выбор метода обработки воды зависит от природы, структуры и плотности взвеси.

Взвешенные частицы размером 10—1 000 нм образуют коллоидные системы. Они имеют большую площадь удельной поверхности и отрицательный электрический заряд.

Пример. Пусть песчинка, имеющая форму куба со стороной 1 мм, уменьшилась до размера коллоида — 100 нм (1 нм = 10_6 мм). При таком уменьшении образуется 1012 коллоидных частиц, общая площадь которых в 10 тыс. раз больше площади поверхности исходной песчинки. Соответственно увеличивается и поверхностный заряд. Именно этот большой заряд заставляет коллоидные частицы отталкиваться друг от друга, благодаря чему сохраняется устойчивость дисперсии частиц.

В последние годы широкое развитие получили наносистемы — ультрадисперсные структуры с размерами дисперсной фазы 0,1 — 100 нм. Частицы таких размеров могут находиться в природной воде и определять ее поведение и выбор метода водоподготовки.

атомы              0,01—0,1

молекулы              0,1 — 50

коллоиды              10—1 000

аминокислоты              0,4 —0,7

белки              2,5—50

вирусы              50—150

бактерии              10 — 104

взвешенные частицы              103—106

туман серной кислоты              103—104

Скорость осаждения гетерогенных частиц зависит от их размера. Далее это будет показано на примере соединений кремния, присутствующих в воде.

Песок, минеральные нерастворимые примеси осаждаются под действием силы тяжести достаточно быстро.

Глины, ил, гидроксиды и сульфиды металлов образуют коллоидные системы и плохо фильтруются. Волокна и жиры плавают на поверхности воды и могут образовывать с другими веществами неосаждаемые агломераты.

Чтобы отфильтровать или осадить мелкие частицы необходимо использовать минеральные коагулянты (соли алюминия или железа). При растворении коагулянтов в воде образуются частицы с противоположным зарядом, который нейтрализует заряд коллоидных частиц. Кремний и железо являются основными элементами, ответственными за образование коллоидных растворов.