Коагулянты для очистки воды: что это, правила использования для очистки воды

Коагуляция – это процесс химической обработки воды, используемый для удаления твердых частиц из воды путем манипулирования электростатическими зарядами взвешенных частиц в воде. Этот процесс вводит в воду высокозаряженные небольшие молекулы, чтобы дестабилизировать заряды взвешенных частиц, коллоидов или маслянистых материалов. Выбор правильного коагулянта для системы повысит общую производительность системы и, в частности, повысит эффективность удаления твердых частиц за счет улучшения характеристик фильтра и осветителя.

Существует множество применений для очистки сточных вод, которые требуют реакций коагуляции, таких как удаление коллоидных твердых частиц из воды, деэмульгирование масляных эмульсий («разрушение эмульсии») и детокс-краска. Также доступны многие типы коагулянтов для удовлетворения конкретных потребностей процесса лечения. Как правило, при химической очистке воды коагуляция предшествует флокуляции.

Коагулянты для очистки воды: что это такое, правила использования для очистки воды

Частицы в воде несут на своей поверхности электростатический заряд. Общие примеры включают глину, кремнезем, железо, краску и даже масло. Эти мелкие взвешенные частицы стабилизированы в виде суспензии, и их трудно удалить механическими средствами.

Суспензия твердых веществ в воде обычно содержит частицы различного размера. Лабораторный анализ «гранулометрического состава» поможет определить размер частиц, а также относительное количество каждой крупной частицы в суспензии.

Частицы размером более 100 микрон обычно считаются «оседающими твердыми частицами» и легко выпадают из суспензии. Частицы размером от 10 до 100 микрон обычно считаются «мутными» и часто удаляются в системе очистки сточных вод путем коагуляции. Частицы размером менее 10 микрон являются «коллоидными частицами», которые почти всегда обрабатываются путем коагуляции, поскольку удаление мелких частиц с использованием только механической обработки воды, такой как фильтрация, является довольно дорогостоящим.

Коагулянты для очистки воды: что это такое, правила использования для очистки воды

Коллоидные частицы далее подразделяются на гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Соответствующий им характер «ненависти к воде» или «любителя воды» важен при очистке сточных вод. Гидрофобные коллоиды не вступают в химическую реакцию с коагулянтом, тогда как гидрофильные коллоиды могут химически реагировать с коагулянтом, используемым во время обработки. Следовательно, гидрофильные коллоиды, такие как красители, требуют большего количества коагулянта, чем гидрофобные коллоиды.

Электростатические заряды частиц в воде работают со знакомым утверждением о магнетизме: «Подобное отталкивает подобное, а противоположности притягиваются». Термины, используемые для описания зарядов, являются «катионным», что относится к положительному заряду, и «анионным», что относится к отрицательному заряду. Из-за химического состава воды большинство частиц заряжены отрицательно.

В дополнение к положительному или отрицательному характеру заряда, сила этого электростатического заряда называется «дзета-потенциалом». Сила заряда очень важна при очистке сточных вод, потому что более сильные заряды создают более стабильную суспензию частиц в воде. Дзета-потенциал измеряется по шкале от -61 до +61, где чем дальше от 0, тем сильнее отрицательный или положительный заряд с более стабильной суспензией в воде. В районе 0 частицы будут легко выпадать из суспензии, а при увеличении, превышающем ± 10, потребуется коагуляция.

Коагулянты для очистки воды: что это такое, правила использования для очистки воды

В контексте большинства процессов химической обработки воды коагуляция должна происходить до флокуляции. После коагуляции дестабилизированные частицы начинают сталкиваться и образовывать небольшие массы, часто называемые «щепками» или «микрочастицами», потому что они едва видны невооруженным глазом при размере около 50 микрон. Флокуляция – это процесс, при котором частицы объединяются в более крупные агломераты. Этот процесс вводит большую молекулу с электростатически заряженными участками связывания, которые притягивают частицы или микрофлоки с противоположным зарядом. Хорошо видна сама реакция флокуляции, так как образовавшиеся хлопья легко отделяются от воды.

Обратите внимание, что термины «коагуляция» и «флокуляция» часто используются как синонимы, но на самом деле это разные функции.

Коагулянты доступные для очистки сточных вод

Существует множество коагулянтов для очистки сточных вод, доступных для тестирования при глубоких погружениях. Ниже приводится введение в коагулянты, которые представляют собой множество различных составов и плотностей заряда.

Коагулянты на основе металлов составляют самую большую группу доступных продуктов. Продукты могут содержать только соль металла (например, сульфат алюминия или хлорид железа), или продукты могут быть полимеризованными солями металлов (например, хлорид полиалюминия или хлорид алюминия).

Синтетические коагулянты могут нести очень высокие плотности заряда на относительно больших молекулах, таких как полиамин. В зависимости от состава некоторые синтетические производные могут действовать как флокулянт.

Биополимерные коагулянты получают из природных источников. Ряд продуктов для очистки воды получают из растительных источников (таких как лигнин, дубильные вещества и крахмалы). Также существуют полисахариды и другие природные биополимеры, полученные из животных, грибов и микробов (для производства хитозана, пектина, каррагинана, подорожника и др).

Существует множество гибридов для этих источников и составов коагулянтов. Комбинируя два или более коагулянта, можно получить еще больше возможностей для улучшения характеристик коагулянта для создания гибридов, оптимизирующих различные процессы очистки сточных вод.

На стенде вы можете проверить, как коагулянт будет работать в процессе очистки сточных вод. Тестирование резервуаров – важный инструмент для сравнения продуктов, оптимизации производительности, оценки затрат на обработку и планирования операций.

Коагулянты для очистки воды: что это такое, правила использования для очистки воды

Независимо от химического состава коагулянта, интегрированного в систему очистки сточных вод, реакции коагуляции требуют адекватного перемешивания. Типичными вариантами смешивания являются статический встроенный миксер или резервуар для коагуляции с механическим миксером. Выбор оборудования будет зависеть от общей конструкции и работы системы, но цель остается прежней. Молекулы коагулянта должны взаимодействовать и сталкиваться с взвешенными частицами, чтобы разрушить коллоидную систему.

Исторически сложилось так, что коагуляция только солями металлов (квасцы, хлорид железа и т.д.) может создавать избыточный ил для утилизации или создавать проблемы безопасности и токсичности после сточных вод. Эффективная коагуляция может помочь стабилизировать эффективность обработки за счет вариативности промышленных операций с изменениями продукта, санитарии и изменениями потока. Выбор правильной стадии коагуляции улучшит всю систему обработки благодаря более эффективному отделению твердых частиц.

Источник – https://kak-sdelano.ru/kanalizacziya/koagulyantyi

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: