Tratamiento De Aguas y El Papel del Potencial de la Zeta en Mando De Proceso del Tratamiento De Aguas. Datos del Surtidor por Malvern

Temas Revestidos

Antecedentes
     Talla y Sedimentación de Partícula
     La Importancia de las Fuerzas Superficiales
Potencial de la Zeta
     Potencial, Sedimentación y Flotación de la Zeta
     Procesos del Potencial y de Flotación de la Zeta
     Potencial y Filtración de la Zeta
Conclusiones
     Comentarios Finales
     Mejorar la Aceptación del Potencial de la Zeta como Técnica del Análisis
     Otras Mejorías en la Caracterización del Agua
     El Observar Hacia Adelante

Antecedentes

Sigue habiendo los procesos Físicos tales como sedimentación, flotación y filtración en el corazón de la mayoría de los trenes de proceso para el tratamiento del agua y las aguas residuales fluyen. Todos estos procesos dependen de los principios que relacionan la talla, la densidad y la carga de las partículas que se quitarán.

Talla y Sedimentación de Partícula

La importancia relativa de la carga de la partícula en la eficiencia de proceso es determinada fuertemente por la talla de las partículas bajo investigación. Una Vez Que las partículas alcanzan cierta talla, su masa causa un índice de sedimentación debido a la gravedad que es suficientemente grande exceder en peso a cualquier efecto debido a la química superficial de las partículas.

La Importancia de las Fuerzas Superficiales

Sin Embargo, dentro del rango de las tallas encontradas normalmente dentro del agua y de los procesos de las aguas residuales (< µm 1000), las fuerzas superficiales desempeñan un papel vital en controlar las características del retiro del sistema.

Potencial de la Zeta

La carga superficial, o más importantemente el potencial de la zeta (æ), es determinada midiendo la velocidad de partícula inducida cuando una diferencia potencial es aplicada a través de un con células capilar la muestra (Zetasizer, Malvern Instruments Ltd.).

Se sabe el potencial de la Zeta de ser factor clave en la comprensión del funcionamiento de procesos físicos tales como floculación y sedimentación.

Potencial, Sedimentación y Flotación de la Zeta

El potencial de la Zeta afecta a la talla y a la densidad de los flóculos formados. Aumentos en una floculación más rápida de la causa de la densidad.

Los potenciales Inferiores de la zeta reducen las acciones recíprocas electroestáticas entre las partículas permitiendo que las partículas se acerquen de cerca y por lo tanto produzcan flóculos más compactos. El Cuadro 1 muestra la turbiedad residual después de la sedimentación de un agua sin procesar de la turbiedad inferior coagulada, muy colorista. La turbiedad efluente Inferior y estable se observa a través de un rango potencial de la zeta operativa entre +3mV y - 22mV. En los potenciales de la zeta más negativos de -22 milivoltio, la turbiedad efluente sube sostenidamente mientras que se convierten las partículas suspendidas estabilizado efectivo en el agua debido a la repulsión mutua. La talla de esta ventana operativa puede ser aumentada cambiando los coagulantes como se ve en el Cuadro 1 donde un material más alto de la densidad de carga produce una ventana operativa mucho más ancha en los potenciales positivos de la zeta.

Cuadro 1. turbiedad Final comparado con potencial de la zeta durante la sedimentación de la materia orgánica natural coagulada con un coagulante inferior de la densidad de carga (círculos abiertos) y un alto coagulante de la densidad de carga (círculos llenados).

Procesos del Potencial y de Flotación de la Zeta

Los procesos de Flotación también funcionan debido a las diferencias de la densidad pero a este vez debido a las densidades reducidas generadas asociando burbujas de aire a la fase sólida. En tales operaciones de unidad la importancia del potencial de la zeta se relaciona con la capacidad de las burbujas y de la partícula de adherirse y de seguir asociada. Fue observado que el proceso es impulsado por los potenciales combinados de la zeta de las partículas y de las burbujas, aunque en muchos casos la medición apenas de la fase sólida sea suficiente. El Cuadro 2 muestra el impacto del producto de los potenciales de la zeta de la partícula y de la burbuja durante la flotación de un agua altamente turbia coagulada. Un lazo sin obstrucción existe demostrando que un resultado de potenciales más inferior de la zeta en eficiencias más altas del retiro. La eficiencia reduce como el producto de los potenciales de la zeta aumenta, indicando eso si cualquier superficie se carga altamente, después la eficiencia de proceso será reducida. El Examen de las curvas de la eficiencia del grado generadas durante el trabajo revela que la baja en funcionamiento del tratamiento ocurre inicialmente en los rangos más tamaño pequeño como se esperaba debido a la dominación cada vez mayor de los efectos de la carga en estas tallas más pequeñas.

Cuadro 2. retiro de la Turbiedad comparado con potencial de la zeta durante la flotación de una alta agua de la turbiedad.

Potencial y Filtración de la Zeta

Los procesos de Filtración funcionan por el accesorio de partículas conectado a los granos de los media de materiales tales como arena y antracita. El papel del potencial de la zeta aquí consiste en la determinación de la capacidad de las partículas de ser capturado. En principio éste es lo mismo que para la flotación salvo que, en comparación con las burbujas, las superficies de los media son afectadas menos por los cambios en química. El Cuadro 3 demuestra un lazo similar Para Figura 1, donde una ventana potencial de la zeta operativa existe dentro de qué concentración de la partícula en el efluente es inferior y estable. Una concentración efluente estable es relacionada en parámetros estándar de la filtración tales como índice de la talla y de filtrado de media mientras que la ventana potencial de la zeta operativa es inafectada por variables operativas y es determinada por la química del sistema con parámetros tales como el tipo del coagulante y el pH.

El Cuadro 3. turbiedad Final comparado con potencial de la zeta durante la filtración de la profundidad de la turbiedad del cielo y tierra riega.

Conclusiones

El retrato total indica que la existencia de las ventanas operativas del potencial de la zeta dentro de las cuales las eficiencias del tratamiento son altas y las concentraciones de la partícula en el efluente son inferiores. Dentro de estas ventanas, el proceso tiene la independiente efectivo convertida del potencial de la zeta mientras que otros factores se convierten en limitación del funcionamiento. Muchos los trenes de proceso en el industria del agua aparecen Interesante operatorio en los potenciales de la zeta (- 15< æ <-10mV) cerca del borde de las ventanas operativas observadas que las hacen susceptibles a los pequeños cambios en condiciones de la entrada de información.

Comentarios Finales

La aplicación del potencial de la zeta para la diagnosis y del mando de los procesos del tratamiento del agua y de aguas residuales no es nueva. Los Trabajos de investigación citados regularmente en este tema datan las décadas y de hecho la mayor parte de la comprensión básica de cómo el funcionamiento de los mandos del potencial de la zeta sigue siendo similar a esas investigaciones tempranas. La Primera obra fue limitada por la dificultad de la medición sí mismo y la confiabilidad del equipo. Esto tendida para restringir el trabajo a los pequeños conjuntos de datos que eran inadecuados para la investigación de los sistemas de tratamiento reales, y limitó los experimentos a los ambientes idealizados.

Mejorar la Aceptación del Potencial de la Zeta como Técnica del Análisis

La disponibilidad de métodos y de mejorías modernos en confiabilidad y la robustez de las técnicas de medición ha revigorizado la aplicación del potencial de la zeta en la diagnosis y la operación de procesos físicos. El uso regular del potencial de la zeta como parámetro ha llegado a ser más posible, especialmente como mejorías en la robustez física del medio de la tecnología que un sistema se puede tomar en sitio cuando sea necesario.

Otras Mejorías en la Caracterización del Agua

Mejoras en áreas analíticas asociadas también se han llevado a cabo, activando una caracterización mucho más extensa de las aguas implicadas. El reto actual es entender qué mandos la talla de la ventana potencial de la zeta operativa y entonces cómo puede ser manipulada para mejorar robustez del funcionamiento. Esto puede requerir cambios a la química del agua o de hecho de los procesos físicos ellos mismos.

El Observar Hacia Adelante

Esto es un rato emocionante para el tema que nos permite verdad abordar las aguas reales y las instalaciones de tratamiento reales con confianza, y proporciona a la plataforma necesaria para la evolución de los procesos físicos para el tratamiento del agua y de aguas residuales basado en ciencia fundamental.

Fuente: “El Papel del Potencial de la Zeta en Mando De Proceso del Tratamiento De Aguas”, Nota de Aplicación por los Instrumentos de Malvern.

Para más información sobre esta fuente visite por favor Malvern Instruments Ltd (REINO UNIDO) o los Instrumentos de Malvern (los E.E.U.U.).

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

Last Update: 13. June 2013 01:48

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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