プロセス制御水処理に於いてのゼータの潜在性の水処理そして役割。 Malvern 著製造者データ

カバーされるトピック

背景
     粒度および沈降
     地表部隊の重要性
ゼータの潜在性
     ゼータの潜在性、沈降および浮遊
     ゼータの潜在性および浮上法
     ゼータの潜在性およびろ過
結論
     最終的な注釈
     分析の技術としてゼータの潜在性の受諾の改善
     水性格描写の他の改善
     順方向に見ること

背景

沈降、浮遊およびろ過のような物理的なプロセスは水の処置のためのほとんどのプロセストレインの中心に残り、廃水は流れます。 これらのプロセスはすべて除去されるべき粒子のサイズ、密度および料金を関連付ける主義によって決まります。

粒度および沈降

プロセス効率の粒子の料金の相対的な重要性は調査中の粒子のサイズによって強く定められます。 粒子がある特定のサイズに達すれば、大容量により粒子の表面化学による効果を上回るために十分大きい重力による沈降のレートを引き起こします。

地表部隊の重要性

ただし、普通水および廃水プロセス (< 1000 の µm) の内で見つけられるサイズの範囲の中では地表部隊はシステムの取り外しの特性の制御の重要な役割を担います。

ゼータの潜在性

表面電荷、かもっと重大にゼータの潜在性 (æ) は誘導される粒子速度の測定によって、定められます電位差がサンプル (ZetasizerMalvern の器械株式会社) を含んでいる毛管セルを渡って応用のとき。

ゼータの潜在性は凝結および沈降のような物理的なプロセスのパフォーマンスの理解のキーファクタである知られています。

ゼータの潜在性、沈降および浮遊

ゼータの潜在性は形作られるフロックのサイズそして密度に影響を与えます。 密度の原因のより急速な凝結の増加。

低いゼータの潜在性は粒子間の静電気の相互作用を減らしま密接に近づき、それ故によりコンパクトなフロックを作り出すように粒子がします。 図 1 は凝固させた、非常に着色された低い濁り度の未加工水の沈降の後で残りの濁り度を示します。 低く、安定した流出する濁り度は +3mV 間の操作上のゼータの潜在的な範囲を渡っておよび - 22mV 観察されます。 -22 mV より否定的なゼータの潜在性で流出する濁り度は中断された粒子が相互拒絶による水で効果的に安定させてなると同時にはっきりと上がります。 この操作上の Windows のサイズは図 1 に見られるように凝固剤の変更によってより高い電荷密度材料が肯定的なゼータの潜在性で大いにより広い操作上の Windows を作り出すところに高めることができます。

図 1. 最終的な濁り度対低料金の密度の凝固剤 (開いた円) および高い電荷密度の凝固剤 (満たされた円) が付いている凝固させた自然な有機物の沈降の間のゼータの潜在性。

ゼータの潜在性および浮上法

浮上法はまた固相に空気泡を接続することによって生成される減らされた密度のために密度の相違今回が原因で作用します。 そのような単位操作でゼータの潜在性の重要性は泡および粒子の機能に接続されて付着し、残る関連しています。 多くの場合ちょうど固相の測定が十分であるがプロセスが粒子および泡両方の結合されたゼータの潜在性によって運転されることが観察されました。 図 2 は凝固させた非常に turbid 水の浮遊の間に粒子および泡両方ゼータの潜在性の製品の影響を示します。 明確な関係はありまことをより高い取り外しの効率のより低いゼータの予想結果示します。 効率はどちらかの表面が熱っぽい雰囲気ならゼータの潜在性の製品が増加すると同時に減りま、それを明記します、プロセス効率は減ります。 作業の間に生成される等級の効率のカーブの検査は処置パフォーマンスの損失がこれらのより小さいサイズで料金の効果の増加する優勢による小型の範囲に期待どおりに最初に発生することを明らかにします。

高い濁り度水の浮遊の間の図 2. 濁り度の取り外し対ゼータの潜在性。

ゼータの潜在性およびろ過

ろ過プロセスは砂および無煙炭のような材料の媒体の穀物に粒子の接続機構によって作用します。 ここのゼータの潜在性の役割は捕獲される粒子の機能の決定にあります。 原則的にはこれは浮遊のためのと同じです但し例外としては、泡と比べて、媒体の表面は化学の変更によってより少なく影響されます。 流水のどの粒子の集中の内に低く、安定しているか操作上のゼータの潜在的な Windows があるところで図 3 は 1 を計算するために同じような関係を示します。 安定した流出する集中は操作上のゼータの潜在的な Windows が操作上の変数によって変化しなく、凝固剤のタイプおよび PH. のようなパラメータによるシステムの化学によって定められる一方普通サイズおよびろ過レートのような標準ろ過パラメータに依存しています。

図 3. 最終的な濁り度は対高低の濁り度の深さのろ過の間のゼータの潜在性水をまきます。

結論

全体像は処置の効率が高いそして流水の粒子の集中は低いゼータの潜在性の操作上の Windows の存在明記します。 これらの Windows の中では、他の要因がパフォーマンス限定になると同時にプロセスにゼータの潜在性の効果的になった独立があります。 興味深いことに多数は水工業のプロセストレインそれらを入力状態の小さな変更に敏感にさせる観察された操作上の Windows の端の近くのゼータの潜在性 (- 15< æ <-10mV) で動作するようです。

最終的な注釈

診断のためのゼータの潜在性および水および排水処理プロセスの制御のアプリケーションは新しくないです。 実際は規則的にこの主題ディケイドおよび基本的な理解のほとんどで引用される研究報告はゼータの潜在性制御パフォーマンスがそれらの早い調査に類似しているどのようにの残るかさかのぼります。 初期の作品は測定の難しさ自体および装置の信頼性によって限定されました。 実質の処置システムの調査のために不適当だった小さいデータセットに作業を制限しがちこれは理想的にされた環境に、実験を限定し。

分析の技術としてゼータの潜在性の受諾の改善

信頼性の現代方法そして改善のアベイラビリティおよび測定技術の強さは物理的なプロセスの診断そして操作のゼータの潜在性のアプリケーションを最活性化しました。 パラメータとしてゼータの潜在性の規則的な使用は必要なときシステムがサイトで取ることができること技術の平均の物理的な強さの改善としてより実行可能に、特になりました。

水性格描写の他の改善

準の分析的な領域の改善はまたなされ、含まれる水のはるかに広範な性格描写を可能にします。 現在の挑戦はパフォーマンス強さを改善するためにどのように処理することができるかどんな制御操作上のゼータの潜在的な Windows のサイズ次にか理解することであり。 これは水または全く物理的なプロセス自身の化学への変更を必要とするかもしれません。

順方向に見ること

これは実質水および実質の処理場に自信をもって取り組むことを偽りなく私達が可能にする主題のためのエキサイティングな時間で基本的な科学に基づいて水および排水処理のための物理的なプロセスの改革に必要なプラットホームを提供します。

ソース: 「Malvern の器械によって」、アプリケーションノートプロセス制御水処理に於いてのゼータの潜在性の役割。

このソースのより多くの情報のために Malvern の器械株式会社 (イギリス) または Malvern の器械 (米国) を訪問して下さい。

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

Last Update: 13. June 2013 01:30

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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