Analiżi tal-Fatturi li Jaffettwaw l-Effiċjenza tal-Koagulazzjoni fit-Trattament tal-Ilma Industrijali

Il-koagulazzjoni hija pass kruċjali fit-trattament tal-ilma industrijali. Taffettwa direttament l-effiċjenza tat-tneħħija ta 'materja partikulata sospiża u impuritajiet kollojdali fl-ilma, u tinfluwenza wkoll l-istabbiltà u l-ekonomija ta' proċessi sussegwenti bħal filtrazzjoni, trattib u desalinizzazzjoni. Madankollu, l-effett tal-koagulazzjoni mhuwiex determinat biss mid-dożaġġ tar-reaġent, iżda huwa influwenzat minn taħlita ta 'fatturi inklużi kundizzjonijiet idrawliċi, temperatura tal-ilma, valur tal-pH, ebusija tal-ilma u alkalinità. Dan l-artikolu janalizza sistematikament il-fatturi li jaffettwaw l-effiċjenza tal-koagulazzjoni kemm mill-prattika tal-inġinerija kif ukoll mill-perspettivi teoretiċi, u juża ekwazzjonijiet ta 'reazzjoni kimika u formuli ta' kalkolu biex jgħin lill-qarrejja jiksbu fehim aktar profond ta 'dan il-proċess ewlieni.

L-essenza tal-proċess ta 'koagulazzjoni hija l-laqgħa u r-reazzjoni ta' reaġenti b'partiċelli ta 'impurità fl-ilma, li fl-aħħar mill-aħħar jiffurmaw floks akbar u aktar stabbli. Jekk il-kundizzjonijiet idrawliċi ma jkunux biżżejjed, ir-reaġenti ma jistgħux jitħalltu kompletament mal-ilma, u dan jirriżulta f'effiċjenza ta 'reazzjoni baxxa; madankollu, jekk il-kundizzjonijiet idrawliċi huma qawwija wisq, il-flokkijiet diġà ffurmati jitkissru. Għalhekk, l-intensità tat-taħwid għandha tiġi kkontrollata f'medda raġonevoli. Indikatur idrawliku użat komunement huwa l-valur G tal-gradjent tal-intensità tat-taħlit, ikkalkulat kif ġej.

Fil-formula: G hija l-gradjent tal-intensità tat-taħlit, s⁻¹; hija d-densità tal-massa tal-ilma, N/m³ jew kg/m³; h huwa t-telf tar-ras fit-tagħmir tal-koagulazzjoni, m; μ hija l-viskożità dinamika tal-ilma, Pa·s jew N·s/m³; T huwa l-ħin medju ta 'residenza ta' l-ilma li jgħaddi mit-tagħmir, s.

Fl-operazzjoni attwali, il-firxa xierqa tal-valur G għall-istadju tat-taħlit hija ġeneralment 600-1000 s⁻¹; il-firxa xierqa tal-valur G għall-istadju tal-flokulazzjoni hija ġeneralment 20–70 s⁻¹.

It-temperatura tal-ilma hija fattur ewlieni ieħor li jaffettwa l-effiċjenza tal-koagulazzjoni. Meta t-temperatura tonqos, il-viskożità tal-ilma tiżdied, l-opportunità għall-ħabta bejn il-partiċelli tonqos, u r-rata tal-formazzjoni tal-flokk tonqos b'mod sinifikanti; fl-istess ħin, temperatura baxxa tinibixxi wkoll ir-reazzjoni ta 'idroliżi tar-reaġenti, li twassal għal tnaqqis fl-effiċjenza tal-koagulazzjoni. Meta t-temperatura tal-ilma tkun 'il fuq minn 15-il grad, ir-reazzjoni tal-idroliżi taċċellera, it-tkabbir tal-flokk huwa mgħaġġel, u s-sedimentazzjoni hija tajba. Meta t-temperatura tal-ilma tkun taħt l-10 gradi, l-idroliżi tal-aġent hija diffiċli, il-forza tal-irbit bejn il-partiċelli hija dgħajfa, il-flokk huwa maħlul, u s-sedimentazzjoni hija diffiċli. Meta t-temperatura tal-ilma tkun taħt il-5 gradi, id-dożaġġ tal-koagulant jeħtieġ li jiżdied b'mod sinifikanti, u l-aġġustament tal-alkalinità huwa wkoll meħtieġ biex jiġi żgurat l-effett.

Għalhekk, fit-tħaddim tax-xitwa, ħafna drabi huwa meħtieġ li jittieħdu miżuri bħal żieda fid-dożaġġ tal-aġent u żżid l-intensità tat-taħwid biex tikkumpensa għall-effetti ħżiena ta 'temperatura baxxa.

Ir-reazzjoni tal-idroliżi tal-koagulanti fl-ilma hija relatata mill-qrib mal-valur tal-pH tas-soluzzjoni. Meta tieħu l-melħ tal-aluminju u l-melħ tal-ħadid bħala eżempji, il-prodotti tal-idroliżi u l-istati tal-preċipitazzjoni tagħhom se jinbidlu b'mod sinifikanti b'valuri ta 'pH differenti.

1. Reazzjoni tal-Koagulant tal-Melħ tal-Aluminju

Taħt kundizzjonijiet ta 'pH xierqa, l-imluħa tal-aluminju jistgħu jiffurmaw preċipitat tal-idrossidu tal-aluminju, kif muri fil-formula li ġejja.

L-effett tal-koagulazzjoni huwa ottimali meta l-valur tal-pH ta 'l-ilma jkun fil-medda ta' 5.5 sa 7.5.

2. Reazzjonijiet tal-Koagulanti tal-Melħ tal-ħadid
L-idroliżi tal-melħ tal-ħadid fl-ilma hija kumplessa, prinċipalment tinvolvi r-reazzjonijiet li ġejjin:

Il-medda xierqa tal-pH hija 6.0–8.0. Jekk il-pH huwa taħt it-3, imluħa ferrika ma tantx jistgħu jiffurmaw floks ta 'idrossidu ferriku; jekk il-pH huwa 'l fuq minn 9, Fe³⁺ se jittrasforma f'joni kumplessi aktar solubbli, u jnaqqas l-effett tal-koagulazzjoni. Taħt kundizzjonijiet ta 'alkalinità għolja, l-imluħa ferrika jgħaddu mir-reazzjonijiet li ġejjin.

Għalhekk, l-effett tal-koagulazzjoni tal-melħ ferriku huwa l-aktar ideali taħt kundizzjonijiet newtrali jew kemmxejn alkalini.

Il-joni tal-bikarbonat, tal-kalċju u tal-manjeżju fl-ilma jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-idroliżi tal-koagulanti u l-formazzjoni tal-flokk minħabba r-reazzjonijiet sekondarji li ġejjin.

L-alkalinità xierqa hija ta 'benefiċċju għar-reazzjoni. Jekk l-alkalinità ta 'l-ilma hija baxxa wisq, jeħtieġ li jiżdiedu ġir (CaO) jew irmied tas-soda addizzjonali biex tiġi żgurata l-formazzjoni ta' floks ta 'idrossidu suffiċjenti. Il-formula li ġejja tista 'tintuża biex tiġi stmata d-dożaġġ ta' kumpens għall-alkalinità.

Fil-formula: [CaO] huwa d-dożaġġ ta 'ġir pur (CaO), mg ekwivalenti/L; [a] hija d-dożaġġ ta' koagulant, mg ekwivalenti/L; [z] hija l-alkalinità tal-ilma mhux ipproċessat, mg ekwivalenti/L; [δ] hija l-alkalinità residwa, ġeneralment meħuda bħala 0.5–1.0 mg ekwivalenti/L.

Konklużjoni: Il-koagulazzjoni mhix reazzjoni kimika waħda, iżda proċess komprensiv li jinvolvi l-effetti magħquda ta 'kundizzjonijiet fiżiċi, kimiċi u idrawliċi. Bidliet fi kwalunkwe fattur, mill-intensità tat-taħwid għat-temperatura tal-ilma, mill-pH għall-alkalinità, jistgħu jwasslu għal differenzi fl-effett finali. Għalhekk, biss billi nifhmu profondament dawn il-mekkaniżmi li nistgħu niksbu riżultati ottimali tat-trattament tal-ilma billi naddattaw għall-kundizzjonijiet lokali. Fil-futur, hekk kif l-industrija tat-trattament tal-ilma ssegwi l-konservazzjoni tal-enerġija, it-tnaqqis tal-emissjonijiet u l-operat effiċjenti, il-kontroll raffinat tal-proċess tal-koagulazzjoni se jsir dejjem aktar importanti, u l-fehim tal-fatturi li jinfluwenzaw tiegħu se jsir wieħed mill-kompetenzi ewlenin tal-inġiniera.