Коагуляция — это процесс хим обработки воды, применяемый для удаления жестких частиц из воды методом манипулирования электростатическими зарядами частиц, взвешенных в воде. Этот процесс вводит в воду маленькие, очень заряженные молекулы, чтоб дестабилизировать заряды на частичках, коллоидах либо маслянистых материалах в суспензии. Выбор правильного коагулянта для системы повысит общую производительность системы и, а именно, повысит эффективность удаления жестких частиц за счет улучшения черт фильтров и осветителей.
Существует огромное количество применений для чистки сточных вод, требующих реакций коагуляции, таких как удаление коллоидных жестких частиц из воды, деэмульгирование масляных эмульсий («разрушение эмульсии») и обезвреживание краски. Существует также огромное количество типов коагулянтов, доступных для ублажения определенных потребностей процесса исцеления. Обычно, коагуляция предшествует флокуляции в процессе хим чистки воды.
Частички в воде несут на собственной поверхности электростатический заряд. Общие примеры включают глину, кремнезем, железо, краски и даже масло. Эти мелкие взвешенные частички стабилизируются в виде суспензии и их тяжело удалить механическими способами.
Суспензия жестких веществ в воде обычно содержит частички разных размеров. Лабораторный анализ «гранулометрического состава» поможет найти размер частиц, также относительное количество каждой большой частички в суспензии.
Частички размером более 100 мкм обычно числятся «оседающими жесткими частицами» и просто выпадают из суспензии. Частички размером 10-100 мкм обычно числятся «мутными» и нередко устраняются в системе чистки сточных вод при помощи коагуляции. Частички размером наименее 10 мкм являются «коллоидными частичкамиݏ, которые практически всегда обрабатываются коагуляцией, так как удаление маленьких частиц с внедрением только механической обработки воды, таковой как фильтрация, достаточно недешево.
Коллоидные частички дальше классифицируются как гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Их соответственная «водоненавистническая» либо «водолюбивая» природа принципиальна при чистке сточных вод. Гидрофобные коллоиды не вступают в хим реакцию с коагулянтом, в то время как гидрофильные коллоиды могут вступать в хим реакцию с коагулянтом, применяемым в процессе обработки. В итоге гидрофильным коллоидам, таким как красители, требуется больше коагулянта, чем гидрофобным коллоидам.
Электростатические заряды частиц в воде работают со знакомым утверждением о магнетизме: «Подобное отталкивает схожее, а противоположности притягиваются». Определения, применяемые для описания зарядов, — «катионный», который относится к положительному заряду, и «анионныйݏ, который относится к отрицательному заряду. Из-за хим состава воды большая часть частиц несут отрицательный заряд.
В дополнение к положительному либо отрицательному нраву заряда, сила этого электростатического заряда именуется «Дзета-потенциалом». Крепкость заряда очень принципиальна при чистке сточных вод, так как более сильные заряды делают более размеренную суспензию частиц в воде. Дзета-потенциал измеряется по шкале -61 → +61, где далее от 0 находится более сильный отрицательный либо положительный заряд с более размеренной суспензией в воде. Поблизости 0 частички просто выпадут из суспензии, в то время как повышение намного выше ±10 востребует коагуляции.
В контексте большинства процессов хим чистки воды коагуляция должна происходить до флокуляции. При коагуляции дестабилизированные частички начинают сталкиваться и создавать маленькие массы, нередко именуемые «булавочными хлопьями» либо «микрочастицами», так как они чуть видны невооруженным глазом при размере около 50 мкм. Флокуляция — это процесс слипания частиц вкупе с образованием более больших агломератов. Этот процесс вводит огромную молекулу с электростатически заряженными участками связывания для вербования обратно заряженных частиц либо микрофлоков. Сама реакция флокуляции отлично видна, потому что образовавшиеся хлопья просто отделяются от воды.
Направьте внимание, что определения «коагуляция» и «флокуляция» нередко употребляются как синонимы, но по сути это различные функции.
Коагулянты доступные для чистки сточных вод
Есть много коагулянтов, доступных для чистки сточных вод, для проверки глубочайшего погружения. Ниже приводится введение в коагулянты, представляющие огромное количество разных составов и плотностей заряда.
Коагулянты на базе металлов составляют наибольшую группу доступных товаров. Продукты могут содержать только соль металла (к примеру, сульфат алюминия либо хлорид железа), либо продукты могут быть полимеризованными солями металлов (к примеру, хлорид полиалюминия либо хлоргидрат алюминия).
Синтетические коагулянты могут нести очень высочайшие плотности заряда на относительно огромных молекулах таких как полиамин. Зависимо от состава некие синтетические производные могут вести себя как флокулянт.
Биополимерные коагулянты получают из природных источников. Ряд товаров для чистки воды получают из растительных источников (таких как лигнин, дубильные вещества и крахмалы). Есть также полисахариды и другие природные биополимеры, приобретенные от животных, грибов и бактерий (для получения хитозана, пектина, каррагинана, подорожника и других).
Для этих источников и составов коагулянтов существует огромное количество гибридов. Сочитая два либо более коагулянта, можно получить еще более способностей для наилучших черт коагулянтов при разработке гибридов, оптимизирующих разные процессы чистки сточных вод.
На щите можно проверить, как коагулянт будет работать в процессе чистки сточных вод. Тестирование емкостей — принципиальный инструмент для сопоставления товаров, оптимизации производительности, оценки издержек на обработку и планирования операций.
Независимо от того, какой хим состав коагулянта интегрирован в систему чистки сточных вод, реакции коагуляции требуют адекватного смешивания. Обычные варианты выполнения смешивания — это интегрированный статический смеситель либо резервуар для коагуляции с механическим смесителем. Выбор оборудования будет зависеть от общей конструкции и работы системы, но цель остается той же. Молекулы коагулянта должны вести взаимодействие и сталкиваться с частичками в суспензии, чтоб повредить коллоидную систему.
Исторически сложилось так, что коагуляция только солями металлов (квасцы, хлорид железа и т.д.) Может создавать лишний ил для утилизации либо создавать препядствия с безопасностью и токсичностью ниже по сгустку от сточных вод. Действенная коагуляция может посодействовать стабилизировать эффективность обработки за счет изменчивости промышленных операций с подменой продукта, санитарными мероприятиями и переменами потока. Выбор правильной стадии коагуляции сделает лучше всю систему обработки за счет более действенного отделения жестких частиц.