Wasserbehandlung und die Rolle des Zeta-Potenzials in der Wasserbehandlung Prozesskontrolliert. Lieferant Daten durch Malvern

Themen Umfaßt

Hintergrund
     Teilchengröße und Sedimentbildung
     Die Bedeutung von OberflächenKräften
Zeta Potenzial
     Zeta Potenzial, Sedimentbildung und Gründung
     Zeta Potenzial und Flotationsverfahren
     Zeta Potenzial und Filtration
Schlussfolgerungen
     Abschließende Kommentare
     Verbessern von Abnahme des Zeta-Potenzials als Analyse-Technik
     Andere Verbesserungen in der Wasser-Kennzeichnung
     Vorwärts Schauen

Hintergrund

Körperliche Prozesse wie Sedimentbildung, Gründung und Filtration bleiben im Herzen der meisten Prozessserien für die Behandlung des Wassers und Abwasser fließt. Alle diese Prozesse hängen von den Prinzipien ab, welche die Größe, Dichte und die Ladung der gelöscht zu werden in Verbindung stehen Partikel.

Teilchengröße und Sedimentbildung

Die relative Bedeutung der Teilchenladung auf der Prozess-Leistungsfähigkeit wird stark durch die Größe der Partikel in Untersuchung bestimmt. Sobald die Partikel eine bestimmte Größe erreichen, verursacht ihre Masse eine Kinetik der Sedimentbildung wegen der Schwerkraft, die genug groß ist, alle mögliche Effekte wegen der Oberflächenchemie der Partikel zu überwiegen.

Die Bedeutung von OberflächenKräften

Jedoch innerhalb des Bereiches der Größen, die normalerweise innerhalb des Wassers und der Abwasserprozesse (< µm 1000) angetroffen werden, spielen Oberflächenkräfte eine wesentliche Rolle, wenn sie die Ausbaueigenschaften der Anlage steuern.

Zeta Potenzial

Die Oberflächenladung oder wichtiger das Zetapotential (æ), wird bestimmt, indem man die Schallschnelle misst, die verursacht wird, wenn eine Spannungsdifferenz über einem haarartigen zellenhaltigen die Probe (Zetasizer, Malvern Instruments Ltd.) angewandt ist.

Zetapotential bekannt, ein Schlüsselfaktor zu sein, wenn man die Leistung von körperlichen Prozessen wie Flockenbildung und Sedimentbildung versteht.

Zeta Potenzial, Sedimentbildung und Gründung

Zetapotential beeinflußt die Größe und die Dichte von den gebildeten Flöckchen. Zunahmen schnelleren Flockenbildung der Dichteursache der.

Niedrige Zetapotentiale verringern die elektrostatischen Interaktionen zwischen Partikeln, die Partikel sich nah nähern und kompaktere Flöckchen folglich produzieren lassend. Abbildung 1 zeigt die Resttrübung nach Sedimentbildung eines Rohwassers der geronnenen, stark gefärbten niedrigen Trübung. Niedrige und stabile abfliessende Trübung wird über einer möglichen Reichweite des Betriebszeta zwischen +3mV und - 22mV beobachtet. An den Zetapotentialen, die Millivolt negativer als -22 sind, steigt die abfliessende Trübung stark, während die Schwebeteilchen effektiv stabilisiert im Wasser wegen der gegenseitigen Abstossung werden. Die Größe dieses Betriebsfensters kann erhöht werden, indem man die Gerinnungsmittel ändert, wie in Abbildung 1 gesehen worden, wo ein höheres Ladungsdichtematerial ein viel breiteres Betriebsfenster an den positiven Zetapotentialen produziert.

Abbildung 1. Abschließende Trübung gegen Zetapotential während der Sedimentbildung der geronnenen natürlichen organischer Substanz mit einem gebührengünstigen Dichtegerinnungsmittel (offene Kreise) und einem hohen Ladungsdichtegerinnungsmittel (gefüllte Kreise).

Zeta Potenzial und Flotationsverfahren

Flotationsverfahren arbeiten auch wegen der Dichteunterschiede aber dieses mal wegen der verringerten Dichten, die indem sie Luftblasen zum festen Aggregatzustand erzeugt werden, befestigen. In solchen Gerätenoperationen steht die Bedeutung des Zetapotentials auf der Fähigkeit der Blasen und des Partikels befestigt zu befolgen und zu bleiben in Verbindung. Es wurde beobachtet, dass der Prozess durch die kombinierten Zetapotentiale der Partikel und der Blasen getrieben wird, obgleich in vielen Fällen Maß des gerade festen Aggregatzustandes genügend ist. Abbildung 2 zeigt die Auswirkung des Produktes Partikel und Blase der Zetapotentiale während der Gründung einer geronnenen in hohem Grade Trübe. Ein klares Verhältnis existiert, zeigend dass niedrigeres Zetapotentialergebnis in der höheren Ausbau-Leistungsfähigkeit. Die Leistungsfähigkeit verringert, während das Produkt der Zetapotentiale erhöht und zeigt das an, wenn jede Oberfläche in hohem Grade aufgeladen wird, dann wird die Prozess-Leistungsfähigkeit verringert. Prüfung von den Grad-Leistungsfähigkeits-Kurven, die während der Arbeit erzeugt werden, deckt auf, dass der Verlust in der Behandlungsleistung zuerst an den kleineren Reichweiten wie erwartet wegen der zunehmenden Herrschaft von Ladungseffekten an diesen kleineren Größen auftritt.

Abbildung 2. Trübungsausbau gegen Zetapotential während der Gründung eines hohen Trübungswassers.

Zeta Potenzial und Filtration

Filtrationsprozesse arbeiten durch den Anhang von Partikeln ein zu den Mediakörnern von Materialien wie Sand und Anthrazit. Die Rolle des Zetapotentials hier ist, wenn sie die Fähigkeit der Partikel bestimmt erfasst zu werden. Prinzipiell ist dieses das selbe wie für Gründung, außer dass, im Vergleich zu den Blasen, werden die Mediaoberflächen weniger durch Änderungen in der Chemie beeinflußt. Abbildung 3 zeigt ein Ähnliches Verhältnis, um 1 Abbildung, wo ein mögliches Fenster des Betriebszeta existiert innerhalb, welcher Partikelkonzentration im Abfluss niedrig und stabil ist. Eine stabile abfliessende Konzentration ist von den Standardfiltrationsparametern wie Mediagrößen- und -filtrationskinetik abhängig, während das mögliche Fenster des Betriebszeta durch Betriebsvariablen unberührt ist und durch die Chemie der Anlage durch Parameter wie das Gerinnungsmittelbaumuster und die Ph. bestimmt wird.

Abbildung 3. Abschließende Trübung gegen Zetapotential während der Tiefenfiltration der Hochs und Tiefs-Trübung wässert.

Schlussfolgerungen

Die Gesamtabbildung zeigt an, dass das Bestehen von Betriebsfenstern des Zetapotentials, innerhalb deren Behandlungs-Leistungsfähigkeit hoch ist und die Partikelkonzentrationen im Abfluss niedrig sind. Innerhalb dieser Fenster hat der Prozess effektiv gewordenen Unabhängigen des Zetapotentials, während andere Faktoren Leistungsbegrenzung werden. Interessant scheinen viele Prozessserien in der Wasserindustrie, an den Zetapotentialen (- 15< æ <-10mV) nah an dem Rand der beobachteten Betriebsfenster zu funktionieren, die sie anfällig gegen kleine Veränderungen in Inputzuständen machen.

Abschließende Kommentare

Die Anwendung des Zetapotentials für die Diagnose und der Regelung der Wasser- und Abwasserbehandlungsprozesse ist nicht neu. Die Forschungsarbeiten, die regelmäßig auf dieser Person zitiert werden, gehen Jahrzehnte und tatsächlich die meisten des grundlegenden Verständnisses von zurück, wie Zetapotentialbediengeräteleistung jenen frühen Untersuchungen ähnlich bleibt. Frühes Werk wurde durch die Schwierigkeit des Maßes selbst und die Zuverlässigkeit des Geräts begrenzt. Dieses, das geneigt wurde, um Arbeit auf kleine Dateien einzuschränken, die für die Untersuchung von wirklichen Behandlungsanlagen unpassend waren und begrenzte die Experimente auf idealisierte Umgebungen.

Verbessern von Abnahme des Zeta-Potenzials als Analyse-Technik

Die Verfügbarkeit von modernen Methoden und von Verbesserungen in der Zuverlässigkeit und die Robustheit der Messtechniken hat die Anwendung des Zetapotentials in der Diagnose und in der Operation von körperlichen Prozessen neu belebt. Der regelmäßige Gebrauch von Zetapotential als Parameter ist, besonders als Verbesserungen in der körperlichen Robustheit des Technologiemittelwerts durchführbarer geworden, dass eine Anlage auf Site erforderlichenfalls genommen werden kann.

Andere Verbesserungen in der Wasser-Kennzeichnung

Verbesserungen in verbundenen analytischen Bereichen sind auch gemacht worden und viel umfangreichere Kennzeichnung des betroffenen Wassers aktiviert. Die aktuelle Herausforderung ist, zu verstehen, welche Bediengeräte die Größe des möglichen Fensters des Betriebszeta und dann, wie es manipuliert werden kann, um Leistungsrobustheit zu verbessern. Dieses benötigt möglicherweise Änderungen an der Chemie des Wassers oder tatsächlich der körperlichen Prozesse selbst.

Vorwärts Schauen

Dieses ist eine aufregende Zeit für die Person, die wirklich uns aktiviert, wirkliches Wasser und wirkliche Aufbereitungsanlagen im Vertrauen anzupacken und stellt die notwendige Plattform für die Entwicklung von körperlichen Prozessen für die Wasser- und Abwasserbehandlung zur Verfügung, die auf grundlegender Wissenschaft basiert.

Quelle: „Die Rolle des Zeta-Potenzials in der Wasserbehandlung Prozesskontrolliert“, Anwendungs-Anmerkung durch Malvern-Instrumente.

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte Malvern Instruments Ltd (GROSSBRITANNIEN) oder Malvern-Instrumente (USA).

Date Added: May 12, 2005 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 01:25

Comments
  1. Tony Canaris Tony Canaris United States says:

    We used ferric sulfate with Ph of 8 to 8.2 along with aluminum haydroxide  coagulant aid of what ration I don't recall. We get floc formed but it doesn't settle and it carries over to filter influent. We have two rapid mixers where chemicals enter, and very slow flocculation process in 4 compartment floc rectangular cells that go through a sequence and out to open sediment basin. Does weight and density be the problem?

    • Ana Morfesis Ana Morfesis United States says:

      Primary coagulants such as ferric sulfate and alum neutralize the electrical charges of particles and contaminants in water in order to cause the particles to clump together.
        
      Additional coagulant aids; such as cationic polymers, calcium hydroxide, calcium oxide, etc. can be used to add density to slow-settling flocs and add toughness to the flocs so that they will not break up during the mixing and settling processes.  

      The velocity of a sedimenting particle is derived from Stokes’ law.
      dx/dt = 2a^2 (Dp-D) g / 9V
      where, a = particle radius, Dp = density of particle, D = density of liquid,
      g = acceleration due to gravity, V = viscosity of the medium

      Therefore, sedimentation rate is proportional to particle radius squared and particle density.

      Primary coagulants are always used in the coagulation/flocculation process.  Coagulant aids, are not always required but can be used to add density to the floc particles, reducing flocculation time.

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