Детаљно објашњење принципа ПАЦ коагулације и флокулације Кључни технички водич за побољшање ефикасности третмана воде

Детаљно објашњење ПАЦ принципа коагулације и флокулације: Свеобухватно побољшање ефикасности третмана воде

У различитим третманима индустријских отпадних вода, пречишћавању воде за пиће, пречишћавању комуналне канализације и процесима пречишћавања отпадних вода из рударства,полиалуминијум хлорид (ПАЦ)је један од најчешће коришћених неорганских полимерних коагуланата. Међутим, много инжењерског особља у стварним операцијама и даље има тенденцију да гледа на коагулацију и флокулацију као на исти процес, што доводи до неразумног дизајна опреме, дозирања хемикалија и подешавања параметара мешања, што заузврат утиче на укупни ефекат третмана.

У ствари, иако су ове две фазе међусобно повезане, оне имају потпуно различите механизме деловања, оперативне циљеве и захтеве мешања. Само правилним разумевањем разлике између ПАЦ коагулације и ПАЦ флокулације може се у потпуности искористити учинак третмана полиалуминијум хлорида за постизање веће стопе уклањања замућености, нижег укупног садржаја суспендованих чврстих материја (ТСС) и стабилнијег квалитета отпадне воде.

Овај чланак ће детаљно описати принципе рада, оптималне услове рада и основе инжењерског дизајна ПАЦ-а у обе фазе, и помоћи вам да оптимизујете цео процес ПАЦ третмана воде.

Шта је коагулација?

Коагулација је хемијска почетна тачка целе реакције третмана воде

Коагулација је прва фаза реакције након што ПАЦ уђе у водно тело, а такође је и најбржа хемијска реакција у целом процесу третмана воде. Када се полиалуминијум хлорид (ПАЦ) дозира у сирову воду, његове активне алуминијумске компоненте се брзо распршују и одмах ступају у интеракцију са негативно наелектрисаним колоидним честицама.

Пошто седимент, колоиди, органска материја и суспендоване честице у природним водним тијелима обично носе негативна наелектрисања, они могу остати стабилно суспендовани у води дуго времена и не могу се природно таложити. Полинуклеарни хидроксиалуминијумски јони које ослобађа ПАЦ могу брзо да неутралишу наелектрисања на површини ових честица, узрокујући да изгубе електростатичку стабилност и стварајући услове за накнадну агрегацију честица.

Овај процес је коагулација, чија је суштинаЦхарге Неутрализатиони дестабилизација честица, а не формирање великих флокула.

Стога, у процесу примене ПАЦ хемикалија за третман воде, коагулација одређује да ли накнадна флокулација може да се одвија несметано, а такође је важан темељ који утиче на ефикасност целог система за третман.

Зашто коагулација захтева брзо мешање?

Пошто је коагулација тренутна хемијска реакција, ПАЦ се мора равномерно распршити по водном телу за врло кратко време.

Обично је потребно само неколико милисекунди до неколико секунди од тренутка када ПАЦ контактира водно тело до завршетка неутрализације пуњења.

Ако је брзина мешања недовољна, ПАЦ не може довољно да дифундује; неке честице су можда већ реаговале док друге честице остају у стабилном стању, што на крају доводи до:

Смањена ефикасност коришћења хемикалија

Смањена брзина уклањања замућења

Повећана потрошња хемикалија

Смањена ефикасност накнадне флокулације

Лоша стабилност квалитета отпадних вода

Због тога се у индустријским системима за пречишћавање воде, коагулација обично конфигурише са независном опремом за брзо мешање, као што је флеш миксер или{0}}брза механичка мешалица, како би се осигурало да ПАЦ може брзо да дође у потпуни контакт са свим честицама.

За инжењерске пројекте који желе да се побољшајуЕфикасност ПАЦ коагулације, брзо и уједначено мешање је много важније од једноставног повећања дозе ПАЦ-а.

Зашто ПАЦ делује ефикасније у фази коагулације?

У поређењу са традиционалним алуминијум сулфатом (Алум),полиалуминијум хлорид (ПАЦ)има очигледне техничке предности јер је ПАЦ пре-полимеризовани неоргански полимерни коагулант.

Унутар ПАЦ-а се већ формира велики број високо активних полимерних алуминијумских структура, посебно стабилно постојећих $\\тект{Ал}_{13}$ поликатиона, који могу директно да учествују у реакцији коагулације без проласка кроз сложен-процес хидролизе на лицу места.

Стога, када ПАЦ уђе у сирову воду, може брзо да заврши:

Неутрализација пуњења

Колоидна дестабилизација

Микро{0}}формирање флокула

Стварање реакционих услова за флокулацију

Насупрот томе, традиционална стипса мора корак-по-довршити реакцију хидролизе у води пре него што може да формира активне јоне алуминијума, тако да је цела брзина реакције знатно спорија.

Поред тога, на процес хидролизе стипсе лако утичу промене температуре и пХ. У сезонама ниских{1}}температура или када пХ ​​сирове воде одступа од оптималног опсега, реакција хидролизе често не може да се одвија у потпуности, што доводи до пада ефикасности третмана.

Пошто се активне компоненте ПАЦ-а формирају унапред, он има бољу прилагодљивост на промене температуре и пХ, и још увек може да одржи високу ефикасност коагулације под ниским температурама, високом замућеношћу и сложеним условима квалитета воде. Ово је такође важан разлог зашто све више индустријских предузећа, комуналних водовода и рударских пројеката усвајаВисоко ефикасни ПАЦ коагуланти.

Препоручени радни услови коагулације за ПАЦ

Да би се у потпуности испољио учинак ПАЦ-а у фази коагулације, препоручује се да систем за брзо мешање испуњава следеће радне параметре:

Горе наведени параметри могу помоћи ПАЦ-у да постигне равномерну дифузију за најкраће време, побољша коришћење хемикалија и формира стабилне микро-флокуле за следећу фазу флокулације.

Вреди напоменути да ако је Г вредност прениска, контакт између ПАЦ-а и честица неће бити довољан; ако је време брзог мешања предуго, то ће изазвати губитак енергије и имати ограничен ефекат на побољшање резултата коагулације. Стога, уПАЦ процес за пречишћавање индустријских отпадних вода, радне параметре треба даље оптимизовати кроз тест тегле на основу карактеристика сирове воде.

Коагулација и флокулација нису исти процес

Многи практичари третмана воде су навикли да заједнички називају коагулацију и флокулацију „коагулацијом“, али из перспективе процеса, њих двоје заправо преузимају различите задатке.

Коагулација је брзо завршена хемијска реакција чији је главни циљ елиминисање електростатичког одбијања између честица и дестабилизација колоида; док је флокулација накнадни процес физичког агрегирања који подстиче ове већ дестабилизоване микро-грудице да се непрестано сударају и расту под спорим мешањем, на крају формирајући велике комаде честица које се могу брзо таложити.

Дакле, ова два се не разликују само по механизму деловања, већ имају и потпуно супротне захтеве за дизајн опреме и услове мешања.

Управо зато што ова два захтевају потпуно различита радна окружења, савремени системи за пречишћавање воде обично користе независне зоне брзог мешања и зоне споре флокулације како би се осигурало да ПАЦ може да покаже своје најбоље перформансе у обе фазе.

Разумевање суштинске разлике између коагулације и флокулације не само да помаже у оптимизацији ефекта дозирања ПАЦ-а, већ и ефикасно смањује потрошњу хемикалија, побољшава ефикасност таложења и побољшава радну стабилност целокупног система за пречишћавање воде.

Зашто флокулација одређује коначни ефекат таложења?

Након завршеткаКоагулација, иако су колоидне честице у сировој води изгубиле своју електростатичку стабилност, грмље које се формирају у овом тренутку су само микро-грудице изузетно мале величине и мале тежине. Иако ове микро-грудице могу да контактирају једна са другом, оне су још увек недовољне да се брзо таложе својом сопственом тежином.

Стога, кључни корак који заиста одређује ефекат бистрења, брзину таложења и брзину уклањања укупне суспендоване материје (ТСС) је флокулација.

За разлику од коагулације, флокулација је физички процес агрегације. У овој фази, већ дестабилизоване микро-флокуле се непрекидно сударају, адсорбују и комбинују уз споро мешање, постепено прерастајући у макро-грудице видљиве голим оком, које се на крају могу брзо слегнути или ефикасно пресрести системом филтрације.

Заполиалуминијум хлорид (ПАЦ), флокулација није само природан наставак након коагулације, већ и важна карика за цео процес ПАЦ третмана водеза постизање високог{0}}ефикасног уклањања замућења.

Како ПАЦ промовише раст флокула током фазе флокулације?

Многи људи мисле да ПАЦ игра улогу само у фази коагулације, али то заправо није случај.

Након уласка у фазу флокулације, претходно{0}}полимеризована структура унутраполиалуминијум хлорид (ПАЦ)наставља да игра улогу. Поред завршене неутрализације наелектрисања, полимерни ланци у ПАЦ-у могу даље да повежу различите микро-флокуле, формирајући стабилне „мостове“ између честица и подстичући да се више микро-флокуса непрекидно комбинују и расту.

Овај ефекат се обично назива полимерним премошћивањем.

Управо због присуства премошћавања, велике флокуле честица које формира ПАЦ обично поседују следеће предности:

Већа величина флока

Компактнија структура

Бржа брзина таложења

Јача отпорност на смицање

Боље накнадно одводњавање муља

У поређењу са традиционалним стипсом (стипса), ПАЦ не само да може брже да заврши коагулацију, већ и да континуирано подстиче раст флокула током фазе флокулације, тако да је укупна ефикасност третмана обично већа.

Посебно у следећим апликацијама, предности ПАЦ-а су израженије:

Пречишћавање индустријских отпадних вода

Пречишћавање рударских отпадних вода

Отпадне воде из рудника угља

Пречишћавање отпадних вода фабрике папира

Пречишћавање отпадних вода за бојење текстила

Пречишћавање комуналне канализације

За ове квалитете воде са високим садржајем суспендованих материја и високом замућеношћу, ПАЦ може значајно скратити време формирања флока и побољшати ефикасност таложења, чиме се смањује радно оптерећење на каснијим таложницима и системима за филтрирање.

Зашто флокулација мора да користи ниску{0}}брзину мешања?

Циљ флокулације није брза реакција, већ да обезбеди довољно могућности за колизију за микро-флокуле.

Ако се у овој фази и даље користи-брзина мешања попут оног у коагулацији, велики број већ формираних крупних флокула честица ће бити континуирано подвргнут силама смицања и разбити се назад на фине честице.

Ово не само да смањује брзину таложења већ и повећава замућеност ефлуента.

Због тога, током процеса ПАЦ флокулације, енергија мешања мора бити значајно смањена, одржавајући довољно циркулацију течности.

Препоручује се споро и континуирано механичко мешање како би честице могле:

Природно се сударити

Адсорбујте једни друге

Непрекидно расте

Избегавајте ломљење

Пракса је показала да је стабилна ниска{0}}брзина флокулације обично боља у побољшању ефеката третмана него једноставно повећање дозе ПАЦ-а.

Препоручени радни параметри флокулације за ПАЦ

Да би се добиле стабилне велике флокуле честица, препоручује се да систем флокулације усвоји следеће радне услове:

Међу њима се највише препоручује конусни дизајн енергије за мешање.

наиме:

Прва ћелија одржава нешто већу енергију мешања;

Друга ћелија се постепено смањује;

Трећа ћелија наставља да се смањује;

Одржавајте најмању силу смицања пре него што коначно уђете у таложник.

Овај дизајн омогућава флокуле да континуирано расту без ломљења услед претераног мешања у каснијим фазама, и стога се широко користи у великим-пројектима ПАЦ третмана воде.

Зашто комбинација ПАЦ-а и ПАМ-а даје боље резултате?

Иако ПАЦ може истовремено да заврши коагулацију и део флокулације, за неке сложене квалитете воде, ослањање искључиво на ПАЦ и даље не постиже најбољи ефекат таложења.

у ово време,полиакриламид (ПАМ)обично се додаје као помоћни флокулант.

Ове две хемикалије имају потпуно различите функције:

ПАМ поседује изузетно дугачке полимерне ланце који могу даље да повежу више микро-флокуса формираних од ПАЦ-а, чинећи их да брзо прерасту у компактније велике флокуле честица.

Стога, у следећим радним условима, ПАЦ + ПАМ обично може постићи боље ефекте третмана него коришћењем ПАЦ самог:

Брзо таложење у{0}}таложницима великог протока

Ултрафино уклањање честица

Уклањање глине и угља

Уклањање суспендованих минералних материја

Пречишћавање отпадних вода од прања угља

Одводњавање муља

Ниско{0}}третман сирове воде

За предузећа која треба да побољшају ефикасност таложења и смање садржај влаге у муљу, коришћењемПАЦ и ПАМ за пречишћавање индустријских отпадних водаје постала релативно зрела и економична шема процеса.

Исправан редослед дозирања за ПАЦ и ПАМ

Редослед хемијског дозирања директно утиче на цео резултат флокулације.

Препоручени радни ток дозирања је следећи:

Корак 1: Брзо дозирање ПАЦ-а

ПАЦ прво треба дозирати у зону брзог мешања. Брзо време мешања се одржава 30-60 секунди да би се омогућило ПАЦ-у да у потпуности заврши реакцију коагулације.

Корак 2: ПАМ улази у зону спорог мешања

Након што су честице завршене са дестабилизацијом, ПАМ се затим додаје на улаз за флокулацију. Након тога, споро мешање се одржава 15-25 минута како би се омогућило ПАМ-у да у потпуности изврши своју улогу премошћавања и подстакне формирање великих флокула честица.

Корак 3: Улазак у систем седиментације

Након што зреле крупне флокуле уђу у таложник, може се постићи брзо таложење, побољшавајући бистрину ефлуента и смањујући радни притисак на накнадним системима за филтрирање.

Зашто се ПАМ не може прво додати?

Ово је уобичајена грешка многих оператера на терену.

Ако су честице и даље у електростатички стабилном стању, иако ПАМ може ући у водно тијело, не може ефикасно повезати честице, а већина дугих молекуларних ланаца ће изгубити свој ефекат, што не само да повећава оперативне трошкове већ може довести и до хемијског отпада.

Стога, у било ком процесу ПАЦ флокулације, увек се треба придржавати:ПАЦ прво завршава коагулацију, а ПАМ затим појачава флокулацију.

Само поштовањем овог принципа могуће је у потпуности искористити одговарајуће предности обе хемикалије за постизање веће ефикасности третмана, бржег таложења и стабилнијег квалитета отпадне воде.

Уобичајени проблеми и шеме оптимизације за ПАЦ системе за мешање

Чак и ако је изабран високо-квалитетни полиалуминијум хлорид (ПАЦ), ако су радни параметри два степена коагулације и флокулације неразумно подешени, то и даље може довести до смањења брзине уклањања замућења, повећања потрошње хемикалија и флуктуација у квалитету отпадне воде. Стога, уПАЦ процес третмана воде, оптимизација процеса је често важнија од једноставног повећања дозе хемикалија.

У наставку је наведено неколико најчешћих типова проблема у стварном инжењерингу и њихове одговарајуће препоруке за оптимизацију.

1. Ефекат коагулације је добар, али је брзина таложења спора

Могући узроци

Ако сирова вода може брзо да формира микро-флокуле након брзог мешања, али је брзина таложења унутар резервоара за седиментацију спора, то обично указује да је коагулација завршена, док фаза флокулације није достигла своје оптимално стање. Главни узроци ове појаве укључују:

Недовољно време задржавања флокулације;

Прекомерна спора енергија мешања;

Велике флокуле честица улазе у таложник пре него што се потпуно формирају.

Препоруке за оптимизацију

Препоручују се следеће мере:

Одговарајуће смањите интензитет мешања (смањите Г вредност) у фази флокулације;

Продужите време задржавања спорог мешања;

За квалитет воде са много финих честица, ПАМ се може додати да помогне премошћивању и повећа стопу раста флокула.

Оптимизацијом процеса флокулације, ефикасност таложења се обично може значајно побољшати, док се истовремено смањује замућеност ефлуента и садржај суспендованих чврстих материја.

2. Формирање флека је споро након дозирања ПАЦ-а

Могући узроци

Ако се очигледне флокуле и даље не могу формирати дуго након додавања ПАЦ-а, то обично није проблем са самим ПАЦ производом, већ узрокован следећим факторима:

Недовољна доза ПАЦ;

Не{0}}уједначена дисперзија током брзог мешања;

пХ вредност сирове воде одступа од оптималног радног опсега ПАЦ;

Сезонске промене се јављају у квалитету сирове воде.

Препоруке за оптимизацију

Препоручује се да се прво изврши тест тегле да би се поново потврдила оптимална доза ПАЦ. У исто време проверите:

Да ли опрема за брзо мешање може да достигне препоручену Г вредност од $200\\тект{--}400\\тект{ с}^{-1}$;

Да ли се ПАЦ може равномерно распршити у року од $30\\тект{--}60\\тект{ сецондс}$;

Да ли је пХ сирове воде погодан за ПАЦ да покаже свој најбољи ефекат коагулације.

За различита годишња доба и различите изворе воде, шема дозирања ПАЦ-а треба да се динамички прилагођава у складу са променама квалитета воде, уместо да усваја фиксну дозу на дуже време.

3. Велике флокуле честица се распадају након уласка у таложник

Могући узроци

Ако су се велике флокуле већ формирале током фазе флокулације, али поново постају мање или чак плутају након уласка у таложник, то указује да су космићи подвргнути великим силама смицања. Уобичајени узроци укључују:

Прекомерна брзина протока на улазу у таложник;

Неразумно пројектовање водоводне структуре;

Јака турбуленција протока воде;

Прекомерно нарушавање муљног покривача.

Препоруке за оптимизацију

Препоручује се да се фокусирате на проверу:

Смањење брзине протока на улазу у таложник;

Оптимизација структуре водича протока;

Додавање преграда или отклонских плоча када је потребно;

Смањење улазне турбуленције.

У многим случајевима, не ради се о томе да су перформансе ПАЦ-а недовољне, већ пре да хидраулички дизајн резервоара за седиментацију ограничава достигнућа флокулације.

4. Ефекат третмана опада зими

Зашто ниска температура утиче на третман воде?

Након пада температуре воде зими, вискозност течности се повећава, а брзина кретања честица опада, па је вероватноћа судара између честица значајно смањена. то значи:

Брзина флокулације се успорава;

Време раста флока постаје дуже;

Ефикасност насељавања опада.

У поређењу са традиционалним стипсом (Алум),полиалуминијум хлорид (ПАЦ)има бољу прилагодљивост на ниско{0}окружење са ниским температурама због своје пре-полимеризоване структуре, тако да обично и даље може да одржи високу ефикасност коагулације.

Препоруке за оптимизацију

У условима ниских{0}}температура, могу се предузети следеће мере:

Одговарајуће продужите време флокулације;

Смањите интензитет мешања да бисте минимизирали ломљење флока;

Додајте ПАМ као помоћни флокулант;

Поново{0}}оптимизујте дозу ПАЦ-а на основу теста тегле.

За северне регионе, општинско водоснабдевање и пројекте зимског рада у рударству, ове мере обично могу значајно да побољшају резултате третмана.

Табела за брзу поређење коагулације и флокулације

Ова упоредна табела може помоћи инжењерском особљу да брзо процени оперативни статус система и предузме одговарајуће мере оптимизације за различите фазе.

Често постављана питања (ФАК)

1. Да ли ПАЦ увек треба да се користи у комбинацији са ПАМ-ом?

Није нужно. За квалитет воде са умереном замућеношћу и довољним временом флокулације, коришћењем само ПАЦ-а може се формирати флокула са добрим перформансама таложења. Међутим, за следеће радне услове препоручује се комбиновани ПАЦ и ПАМ процес:

Велика количина ултрафиних честица;

Висока{0}}замућеност рударских отпадних вода;

Отпадне воде за прање угља;

Рад на ниским{0}}температурама зими;

Високи захтеви за одводњавање муља;

Системи за третман великог{0}}протока који захтевају брзо таложење.

2. Да ли се коагулација и флокулација могу завршити у истом резервоару?

Теоретски да, али се обично не препоручује. Разлог је тај што је енергија мешања потребна за ово двоје потпуно различита:

Коагулација захтева велику{0}}брзину мешања;

Флокулација захтева споро мешање. Ако се усвоји иста брзина мешања, тешко је уравнотежити обе реакције. Због тога ће већина савремених система за пречишћавање воде успоставити независне зоне брзог мешања и зоне споре флокулације како би се постигли стабилнији ефекти третмана.

3. Како проценити да ли је флокулација достигла своје најбоље стање?

Прелиминарна процена се може донети посматрањем карактеристика флокула: Висок-квалитетни комадићи обично поседују следеће карактеристике:

Јасно видљив голим оком;

Величина је отприлике од величине главе игле до величине грашка;

Компактна структура, није лако сломити;

Може се брзо таложити након престанка мешања. Ако се водно тело и даље чини једнолично замућеним, то указује да је условима флокулације потребна даља оптимизација.

4.Зашто је важан тест тегле (Тест тегле)?

Квалитет воде увелико варира у различитим регионима, различитим годишњим добима и различитим индустријским отпадним водама, и ниједна фиксна доза није применљива на све пројекте. Јар Тест може помоћи корисницима да брзо одреде:

Оптимална ПАЦ доза;

Да ли ПАМ треба додати;

Оптимални пХ опсег;

Оптимално време коагулације и флокулације;

Препоручени интензитет мешања. Стога, када се званично ставља у производњу или када се промени квалитет воде, препоручује се да се да приоритет извођењу теста чаше како би се добили најбољи радни параметри.

Закључак

Коагулација и флокулација, иако припадају истом процесу пречишћавања воде, предузимају потпуно различите задатке.

Коагулација је одговорна за брзо довршавање неутрализације наелектрисања како би колоидне честице изгубиле стабилност; Флокулација, путем спорог мешања, омогућава микро-флокулама да се непрекидно сударају, премошћују и прерасту у велике флокуле честица које је лако таложити.

Као ефикасан неоргански полимер коагулант,полиалуминијум хлорид (ПАЦ)може не само да брзо заврши коагулацију, већ и континуирано подстиче раст коагула током фазе флокулације. Кроз разуман дизајн брзог мешања, споре флокулације и комбинованих шема дозирања ПАЦ-а и ПАМ-а, могу се значајно побољшати брзине уклањања замућености, брзине уклањања суспендованих чврстих материја и укупна оперативна стабилност.

За индустрије као што су пречишћавање воде за пиће, третман комуналне канализације, пречишћавање индустријских отпадних вода, пречишћавање отпадних вода из рударства, као и производња папира и бојење текстила, дубоко разумевање механизама рада коагулације и флокулације је важна основа за оптимизацију ефеката примене ПАЦ, смањење оперативних трошкова и повећање ефикасности третмана.

Набавите професионална ПАЦ решења за третман воде

ЕЦОЛИНК ТЕХНОЛОГИЈА се фокусира на полиалуминијум хлорид (ПАЦ), полиакриламид (ПАМ) и целокупна решења за пречишћавање индустријске воде. Можемо да пружимо професионалну техничку подршку на основу вашег квалитета сирове воде, циљева третмана и захтева процеса, укључујући:

Препоруке шеме бесплатног теста тегле;

ПАЦ/ПАМ упутство за избор производа;

Шеме оптимизације хемијског дозирања;

Оптимизација процеса коагулације и флокулације;

Решења за третман индустријских отпадних вода, воде за пиће и комуналне канализације;

Једна-на-техничка консултација и-подршка након продаје.

Добродошли да нас контактирате како бисте добили шему ПАЦ апликације која је прикладна за ваш пројекат, а ми ћемо вам пружити професионални одговор у року од 24 сата.