De Behandeling van het Water en de Rol van Zeta Potentieel in de Procesbeheersing van de Behandeling van het Water. De Gegevens van de Leverancier door Malvern

Besproken Onderwerpen

Achtergrond
     De Grootte van het Deeltje en Sedimentatie
     Het Belang van de Krachten van de Oppervlakte
Zeta Potentieel
     Zeta Potentieel, Sedimentatie en Oprichting
     Zeta de Processen van het Potentieel en van de Oprichting
     Zeta Potentieel en Filtratie
Conclusies
     Definitieve commentaren
     Het Verbeteren van Goedkeuring van Zeta Potentieel als Techniek van de Analyse
     Andere Verbeteringen van de Karakterisering van het Water
     Vooruit het Kijken

Achtergrond

De Fysieke processen zoals sedimentatie, oprichting en filtratie blijven centraal bij de meeste procestreinen voor de behandeling van water en afvalwaterstromen. Al deze processen hangen van de principes af die de grootte, dichtheid en de last van de te verwijderen deeltjes met elkaar in verband brengen.

De Grootte van het Deeltje en Sedimentatie

Het relatieve belang van de deeltjeslast op wordt de procesefficiency sterk in onderzoek bepaald door de grootte van de deeltjes. Zodra de deeltjes een bepaalde grootte bereiken, veroorzaakt hun massa een tarief van sedimentatie toe te schrijven aan ernst die voldoende groot is om belangrijker dan om het even welke gevolgen te zijn toe te schrijven aan de oppervlaktechemie van de deeltjes.

Het Belang van de Krachten van de Oppervlakte

Nochtans, binnen de waaier van grootte normaal binnen water en van het afvalwater processen (< 1000 µm) wordt ontmoet, spelen de oppervlaktekrachten een essentiële rol in het controleren van de verwijderingskenmerken van het systeem dat.

Zeta Potentieel

De oppervlaktelast, of wat nog belangrijker is zeta het potentieel (æ) worden, bepaald door de veroorzaakte deeltjessnelheid te meten wanneer een potentieel verschil over capillaire cellen bevattend de steekproef (Zetasizer, Malvern Instruments Ltd.) wordt toegepast.

Zeta het potentieel is gekend om een zeer belangrijke factor te zijn in het begrip van de prestaties van fysieke processen zoals uitvlokking en sedimentatie.

Zeta Potentieel, Sedimentatie en Oprichting

Zeta het potentieel beïnvloedt de grootte en de dichtheid van gevormde vlokjes. De Verhogingen van dichtheid veroorzaken snellere uitvlokking.

Het Lage zeta potentieel vermindert de elektrostatische interactie die tussen deeltjes de deeltjes toestaan om vandaar compactere vlokjes dicht te naderen en te veroorzaken. Figuur 1 toont de overblijvende troebelheid na sedimentatie van een gecoaguleerd, hoogst gekleurd laag troebelheids ruw water. De Lage en stabiele aftakkingstroebelheid wordt waargenomen over een operationele zeta potentiële waaier tussen +3mV en - 22mV. Bij zeta potentieel negatiever dan -22 mV, scherp toe neemt de aftakkingstroebelheid aangezien de opgeschorte die deeltjes effectief in het water toe te schrijven aan wederzijdse weerzin worden gestabiliseerd worden. De grootte van dit operationele venster kan worden verbeterd door de stollingsmiddelen te veranderen zoals die in Figuur 1 wordt gezien waar een hoger materiaal van de lastendichtheid een veel breder operationeel venster bij positief zeta potentieel produceert.

Figuur 1. Definitieve troebelheid versus zeta potentieel tijdens de sedimentatie van gecoaguleerde natuurlijke organische kwestie met een laag stollingsmiddel van de lastendichtheid (open cirkels) en een hoog stollingsmiddel van de lastendichtheid (gevulde cirkels).

Zeta de Processen van het Potentieel en van de Oprichting

De processen van de Oprichting functioneren ook wegens dichtheidsverschillen maar dit keer wegens de verminderde die dichtheid door luchtbellen aan de stevige fase wordt geproduceerd vast te maken. In dergelijke eenheidsverrichtingen heeft het belang van zeta potentieel op de capaciteit van de bellen en het deeltje betrekking om aan te hangen en te blijven gehecht. Men merkte op dat het proces door het gecombineerde zeta potentieel van zowel de deeltjes als de bellen wordt aangestuurd, hoewel in veel gevallen de meting van de enkel stevige fase volstaat. Figuur 2 toont het effect van het product van zowel deeltje als bellenzeta potentieel tijdens de oprichting van een gecoaguleerd hoogst troebel water. Een duidelijke verhouding bestaat aantonend dat het lagere zeta potentieel in hogere verwijderingsefficiency resulteert. De efficiency vermindert aangezien het product van het zeta potentieel stijgt, erop wijzend dat als één van beide oppervlakte hoogst wordt geladen, dan de procesefficiency zal worden verminderd. Het Onderzoek van de krommen van de rangefficiency tijdens het werk worden geproduceerd openbaart dat het verlies in behandelingsprestaties aanvankelijk bij de kleinere groottewaaiers als verwachte wegens de stijgende overheersing van lastengevolgen bij deze kleinere grootte die voorkomt.

Figuur 2. De verwijdering van de Troebelheid versus zeta potentieel tijdens de oprichting van een hoog troebelheidswater.

Zeta Potentieel en Filtratie

De processen van de Filtratie functioneren door de gehechtheid van deeltjes op media korrels van materialen zoals zand en antraciet. De rol van zeta potentieel is hier in het bepalen van de capaciteit van de te vangen deeltjes. In principe is dit het zelfde als voor oprichting behalve dat in vergelijking met de bellen, zijn de media oppervlakten minder beïnvloed door veranderingen in chemie. Figuur 3 toont een gelijkaardige verhouding aan om 1 Voor Te Stellen, waar een operationeel zeta potentieel venster bestaat binnen welk deeltje de concentratie in de aftakking zowel laag als stabiel is. Een stabiele aftakkingsconcentratie is afhankelijk van standaardfiltratieparameters zoals media grootte en filtratietarief terwijl het operationele zeta potentiële venster onaangetast door operationele variabelen is en door de chemie van het systeem door parameters zoals het stollingsmiddelentype en pH bepaald.

Figuur 3. Definitieve troebelheid versus zeta potentieel tijdens de dieptefiltratie van hoge en lage troebelheidswateren.

Conclusies

Het algemene beeld wijst op het bestaan van operationele vensters van zeta potentieel waarbinnen de behandelingsefficiency hoog is en de deeltjesconcentraties in de aftakking zijn laag. Binnen deze vensters, is het proces effectief onafhankelijk van zeta potentieel geworden aangezien andere factoren prestaties het beperken worden. Interessant velen treinen in de waterindustrie schijnen verwerken om bij zeta potentieel (- 15< æ <-10mV) dicht bij de rand te werken die van de waargenomen operationele vensters hen maakt voor pasmunten in inputvoorwaarden vatbaar.

Definitieve commentaren

De toepassing van zeta potentieel voor de diagnose en de controle van water en afvalwaterbehandelingsprocédés is niet nieuw. Onderzoeksdocumenten regelmatig op de achterdecennia van deze onderwerpsdatum en in feite het grootste deel van het fundamentele begrip worden aangehaald van hoe zeta de potentiële controlesprestaties aan die vroege onderzoeken dat gelijkaardig blijven. Het Vroege werk werd beperkt door de moeilijkheid van de meting zelf en de betrouwbaarheid van de apparatuur. Dit neigde om het werk tot kleine gegevensreeksen te beperken die voor het onderzoek van echte behandelingssystemen ongeschikt waren, en beperkte de experimenten tot geïdealiseerde milieu's.

Het Verbeteren van Goedkeuring van Zeta Potentieel als Techniek van de Analyse

De beschikbaarheid van moderne methodes en verbeteringen van betrouwbaarheid en robuustheid van de het meten technieken reinvigorated de toepassing van zeta potentieel in de diagnose en verrichting van fysieke processen. Het regelmatige gebruik van zeta potentieel aangezien een parameter uitvoerbaarder is geworden, vooral als verbeteringen van de fysieke robuustheid van de technologie betekent dat een systeem op plaats kan wanneer noodzakelijk worden genomen.

Andere Verbeteringen van de Karakterisering van het Water

De Verbeteringen op bijbehorende analytische gebieden zijn ook gemaakt, toelatend uitgebreidere karakterisering van de wateren in kwestie. De huidige uitdaging is te begrijpen welke controles de grootte van het operationele zeta potentiële venster en toen hoe het kan worden gemanipuleerd om prestatiesrobuustheid te verbeteren. Dit kan veranderingen in de chemie van het water of inderdaad van de fysieke processen zelf vereisen.

Vooruit het Kijken

Dit is een opwindende tijd voor het onderwerp dat echt ons toelaat om echte wateren en echte behandelingsinstallaties met vertrouwen aan te pakken, en het noodzakelijke platform te verstrekken voor de evolutie van fysieke die processen voor water en afvalwaterbehandeling op fundamentele wetenschap wordt gebaseerd.

Bron: De „Rol van Zeta Potentieel in de Procesbeheersing van de Behandeling van het Water“, De Nota van de Toepassing door Malvern Instruments.

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Instrumenten Malvern Instruments Ltd (het UK) of Malvern (de V.S.).

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

Last Update: 13. June 2013 01:19

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.

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of AZoNano.com.
Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit