Коагулация - пречистване на отпадни води
Коагулацията е процес на химична обработка на водата, използван за отстраняване на твърди частици от водата чрез манипулиране на електростатичните заряди на частици, суспендирани във вода. Този процес въвежда малки, силно заредени молекули във водата, за да дестабилизира зарядите върху частици, колоиди или маслени материали в суспензия. Изборът на правилния коагулант за системата ще увеличи цялостната производителност на системата и по-специално ще увеличи ефективността на отстраняването на твърди частици чрез подобряване на производителността на филтрите и осветителите.
Има много приложения за пречистване на отпадъчни води, изискващи реакции на коагулация, като отстраняване на колоидни твърди вещества от водата, деемулгиране на маслени емулсии („разбиване на емулсия“) и обеззаразяване на боята. Съществуват и много видове коагуланти, които отговарят на специфичните нужди на процеса на лечение. По правило коагулацията предхожда флокулацията в процеса на химическа обработка на водата.
Частиците във водата носят електростатичен заряд на повърхността си. Често срещаните примери включват глина, силициев диоксид, желязо, бои и дори масло. Тези малки суспендирани частици се стабилизират в суспензия и трудно се отстраняват механично.
Суспензията на твърди вещества във вода обикновено съдържа частици с различни размери. Лабораторният анализ на "разпределението на размера на частиците" ще помогне да се определи размера на частиците, както и относителното количество на всяка голяма частица в суспензия.
Частици, по-големи от 100 µm, обикновено се считат за "утаяващи се твърди вещества" и лесно падат от суспензията. Частици от 10-100 µm обикновено се считат за "мътни" и често се елиминират в системата за пречистване на отпадъчни води чрез коагулация. Частиците по-малки от 10 µm са "колоидни частици", които почти винаги се обработват чрез коагулация, тъй като отстраняването на фини частици, използвайки само механична обработка на водата, като филтрация, е доста скъпо.
Колоидните частици се класифицират допълнително като хидрофобни и хидрофилни колоиди. Тяхната съответна "мразяща вода" или "водолюбива" природа е важна при пречистването на отпадъчните води. Хидрофобните колоиди не реагират химически с коагуланта, докато хидрофилните колоиди могат да реагират химически с коагуланта, използван при обработката. В резултат на това хидрофилните колоиди като багрилата изискват повече коагулант от хидрофобните колоиди.
Електростатичните заряди на частиците във водата работят с познатото твърдение за магнетизма: „Подобното отблъсква подобно, а противоположностите се привличат. Термините, използвани за описване на зарядите, са "катионен", което се отнася до положителен заряд, и "анионен", което се отнася до отрицателен заряд. Поради химическия състав на водата повечето частици носят отрицателен заряд.
В допълнение към положителния или отрицателния характер на заряда, силата на този електростатичен заряд се нарича "Зета потенциал". Силата на заряда е много важна при пречистването на отпадъчни води, тъй като по-силните заряди създават по-стабилна суспензия на частици във водата. Дзета потенциалът се измерва по скала от -61 → +61, където по-далеч от 0 е по-силен отрицателен или положителен заряд с по-стабилна суспензия във вода. Близо до 0, частиците лесно ще изпаднат от суспензията, докато увеличения много по-високи от ±10 ще изискват коагулация.
В контекста на повечето процеси за химична обработка на водата, коагулацията трябва да се случи преди флокулацията. При коагулация, дестабилизираните частици започват да се сблъскват и образуват малки маси, често наричани "люспи на щифтове" или "микрочастици", тъй като те са едва видими с просто око с размер от около 50 µm. Флокулацията е процес на слепване на частици, за да образуват по-големи агломерати. Този процес въвежда голяма молекула с електростатично заредени места на свързване, за да привлече противоположно заредени частици или микрофлокули. Самата реакция на флокулация е ясно видима, тъй като получените люспи лесно се отделят от водата.
Имайте предвид, че термините "коагулация" и "флокулация" често се използват взаимозаменяемо, но всъщност са различни функции.
Налични коагуланти за пречистване на отпадъчни води
Налични са много коагуланти за пречистване на отпадъчни води, за тестване на дълбоко потапяне. Следва въведение в коагулантите, представящи много различни състави и плътности на заряда.
Коагулантите на метална основа съставляват най-голямата група налични продукти. Продуктите могат да съдържат само метална сол (като алуминиев сулфат или железен хлорид) или продуктите могат да бъдат полимеризирани метални соли (като полиалуминиев хлорид или алуминиев хлорхидрат).
Синтетичните коагуланти могат да носят много висока плътност на заряда на относително големи молекули като полиамин. В зависимост от състава, някои синтетични производни могат да се държат като флокулант.
Биополимерните коагуланти се получават от естествени източници. Редица продукти за пречистване на вода се извличат от растителни източници (като лигнин, танини и нишестета). Има също полизахариди и други естествени биополимери, получени от животни, гъби и микроби (за получаване на хитозан, пектин, карагенан, живовляк и др.).
Съществуват много хибриди за тези източници и формулировки на коагуланти. Чрез комбиниране на два или повече коагуланта могат да се получат още повече възможности за по-добро представяне на коагуланта за създаване на хибриди, които оптимизират различни процеси на пречистване на отпадъчни води.
На щанда можете да проверите как ще работи коагулантът в процеса на пречистване на отпадните води.Тестването на капацитет е важен инструмент за сравняване на продукти, оптимизиране на производителността, оценка на разходите за обработка и планиране на операции.
Независимо коя коагулантна химия е интегрирана в системата за пречистване на отпадъчни води, реакциите на коагулация изискват адекватно смесване. Типичните опции за смесване са вграден статичен миксер или коагулационен резервоар с механична бъркалка. Изборът на оборудване ще зависи от цялостния дизайн и работата на системата, но целта остава същата. Коагулантните молекули трябва да взаимодействат и да се сблъскат с частици в суспензия, за да разрушат колоидна система.
Исторически, коагулация само с соли на метали (стипца, железен хлорид и t.Д.) Може да създаде излишък или да се разпорежда или да създаде проблеми с безопасността и токсичността под потока от отпадъчни води. Ефективната коагулация може да помогне за стабилизиране на ефективността на преработката поради променливост на промишлените операции с подмяна на продукти, санитарни дейности и промени в потока. Изборът на правилния етап на коагулация ще подобри цялата обработваща система поради по-ефективно разделяне на твърдите частици.
