水处理和 Zeta 潜在的作用在程序控制的水处理。 供应商数据由 Malvern

包括的事宜

背景
     颗粒大小和沉积作用
     地面部队的重要性
Zeta 潜在
     Zeta 潜在、沉积作用和筹集资金
     Zeta 潜在和浮游选矿法
     Zeta 潜在和滤清
结论
     最终备注
     改进 Zeta 潜在接受作为分析技术
     在水描述特性的其他改善
     今后查找

背景

物理过程例如沉积作用、筹集资金和滤清在水的处理的多数处理培训中心依然是,并且污水流。 所有这些进程取决于涉及范围、密度和微粒的充电的原则将被去除。

颗粒大小和沉积作用

微粒充电的相对重要性在这张处理效率的严格取决于微粒的范围在调查之中。 一旦微粒到达某一范围,他们的质量导致沉积作用的费率由于是充分大的胜过所有作用由于微粒的表面化学的重力。

地面部队的重要性

然而,在水和废水进程通常遇到的范围内的范围 (< 1000 µm 内),地面部队在控制这个系统的删除特性扮演重要作用。

Zeta 潜在

评定导致的粒子速度取决于这个表面电荷或者更加重要地 Zeta 潜在 (æ),当电位差在包含这个范例时 (ZetasizerMalvern 有限公司仪器) 的一个血丝细胞间是应用的。

Zeta 潜在知道是在了解物理过程性能的一个关键系数例如絮凝和沉积作用。

Zeta 潜在、沉积作用和筹集资金

Zeta 潜在影响被形成的范围和密度絮凝物。 在密度原因更加迅速的絮凝的增量。

低 Zeta 潜在减少微粒之间的静电交往允许微粒严密地处理并且导致更加紧凑的絮凝物。 图 1 在被凝固的,高度色低浑浊生水的沉积作用以后显示残余的浑浊。 低和稳定的流出浑浊在 +3mV 之间的一个可操作的 Zeta 潜在的范围间被观察和 - 22mV。 在 Zeta 潜在,当被暂停的微粒在水中成为有效稳定由于相互厌恶,负比 -22 mV,流出浑浊暴涨。 此可操作的视窗的范围可以通过更改凝结剂提高如在图 1 中看到更高的电荷密度材料生产一更宽的可操作的视窗在正 Zeta 潜在的地方。

图 1. 最终浑浊与 Zeta 潜在被凝固的自然有机物的沉积作用时与低收费密度凝结剂 (开放圈子) 和高电荷密度凝结剂 (被装载的圈子) 的。

Zeta 潜在和浮游选矿法

浮游选矿法也发挥作用由于密度区别,但是这次由于附有生成的减少的密度气泡固相。 在这样单元操作 Zeta 潜在的重要性与这个泡影和微粒的能力关连遵守和保持附有。 注意到这个进程被微粒和泡影联合的 Zeta 潜在驱动,虽然在许多情况下固相的评定是满足的。 图 2 在一杯被凝固的高度混浊水的筹集资金时显示微粒和泡影 Zeta 潜在产品的影响。 一个清楚的关系存在显示出,在更高的删除效率的更低的 Zeta 予想结果。 这张效率减少,当 Zeta 潜在的产品增加,指示那,如果任一表面非常充满,然后将减少这张处理效率。 等级在这个工作期间被生成的效率曲线的考试表示在处理性能的损失最初发生在更加小型的范围正如所料由于充电作用增长的优势在这些更小的范围。

图 2. 浑浊删除与 Zeta 潜在一杯高浑浊水的筹集资金时。

Zeta 潜在和滤清

过滤过程由微粒的附件发挥作用对材料媒体谷物例如沙子和无烟煤。 这里 Zeta 潜在的角色在确定微粒的能力被获取。 原则上这是同一样筹集资金的与泡影比较,除了,媒体表面受在化学上的变化的影响。 图 3 展示一个相似的关系图 1,其中一可操作的 Zeta 潜在的视窗在流出物的哪微粒浓度内存在是低和稳定的。 稳定的流出浓度依靠标准滤清参数例如中等大小和过滤速度,而可操作的 Zeta 潜在的视窗由可操作的变量是未受影响的和取决于系统的化学通过参数例如这个凝结剂类型和 PH。

图 3. 最终浑浊与 Zeta 潜在到处浑浊的深度滤清时浇灌。

结论

全部图片指示的 Zeta 潜在可操作的视窗的存 在内处理效率是高和在流出物的微粒浓度是低的。 在这些视窗内,当其他系数成为性能限制,这个进程有 Zeta 潜在的有效成为的独立。 有趣地许多在水产业的处理培训看上去运行在 Zeta 潜在 (- 15< æ <-10mV) 接近使他们的被观察的可操作的视窗的边缘易受影响在输入情况的零钱。

最终备注

Zeta 水和废水处理进程潜在和控制的应用在这个诊断的不是新的。 在此主题有规律地援引的研究论文建于数十年和实际上大多数基本的了解对 Zeta 潜在控制性能如何依然是类似于那些早期的调查。 早期工作由这个评定的困难和设备的可靠性限制。 倾向于的这对为实际治疗系统的调查是不合适的小的数据集制约工作,和限制了实验到被理想化的环境。

改进 Zeta 潜在接受作为分析技术

现代方法和改善的测量技术的可用性在可靠性和强壮使 Zeta 潜在的应用恢复生气在物理过程的诊断和运算。 对 Zeta 潜在的正常使用作为参数变得可行,特别是作为在技术平均值的实际强壮的改善系统在站点可以被采取,如果必要。

在水描述特性的其他改善

改进在关联分析区也做了,启用介入的水的更加广泛的描述特性。 这个当前挑战是了解什么控制可操作的 Zeta 潜在的视窗的范围然后它如何可以被操作改进性能强壮。 这可能要求对这杯水的化学的更改或的确物理过程。

今后查找

这是正确地使我们的这个主题的一扣人心弦的时光充满信心地处理实际水和实际治疗设备,并且为物理过程的演变在根本科学基础上的水和废水处理的提供必要的平台。

来源: “Zeta 潜在的作用在水处理程序控制”,应用注解由 Malvern 仪器。

关于此来源的更多信息请参观 Malvern 有限公司 (英国) 仪器Malvern 仪器 (美国)

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

Last Update: 13. June 2013 01:13

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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