水處理和 Zeta 潛在的作用在程序控制的水處理。 供應商數據由 Malvern

包括的事宜

背景
     顆粒大小和沉積作用
     地面部隊的重要性
Zeta 潛在
     Zeta 潛在、沉積作用和籌集資金
     Zeta 潛在和浮游選礦法
     Zeta 潛在和濾清
結論
     最終備注
     改進 Zeta 潛在接受作為分析技術
     在水描述特性的其他改善
     今後查找

背景

物理過程例如沉積作用、籌集資金和濾清在水的處理的多數處理培訓中心依然是,并且汙水流。 所有這些進程取決於涉及範圍、密度和微粒的充電的原則將被去除。

顆粒大小和沉積作用

微粒充電的相對重要性在這張處理效率的嚴格取決於微粒的範圍在调查之中。 一旦微粒到達某一範圍,他們的質量導致沉積作用的費率由於是充分大的勝過所有作用由於微粒的表面化學的重力。

地面部隊的重要性

然而,在水和廢水進程通常遇到的範圍內的範圍 (< 1000 µm 內),地面部隊在控制這個系統的刪除特性扮演重要作用。

Zeta 潛在

評定導致的粒子速度取決於這個表面電荷或者更加重要地 Zeta 潛在 (æ),當電位差在包含這個範例時 (ZetasizerMalvern 有限公司儀器) 的一個血絲細胞間是應用的。

Zeta 潛在知道是在瞭解物理過程性能的一個關鍵系數例如絮凝和沉積作用。

Zeta 潛在、沉積作用和籌集資金

Zeta 潛在影響被形成的範圍和密度絮凝物。 在密度原因更加迅速的絮凝的增量。

低 Zeta 潛在減少微粒之間的靜電交往允許微粒嚴密地處理並且導致更加緊湊的絮凝物。 圖 1 在被凝固的,高度色低渾濁生水的沉積作用以後顯示殘餘的渾濁。 低和穩定的流出渾濁在 +3mV 之間的一個可操作的 Zeta 潛在的範圍間被觀察和 - 22mV。 在 Zeta 潛在,當被暫停的微粒在水中成為有效穩定由於相互厭惡,負比 -22 mV,流出渾濁暴漲。 此可操作的視窗的範圍可以通過更改凝結劑提高如在圖 1 中看到更高的電荷密度材料生產一更寬的可操作的視窗在正 Zeta 潛在的地方。

圖 1. 最終渾濁與 Zeta 潛在被凝固的自然有機物的沉積作用時與低收費密度凝結劑 (開放圈子) 和高電荷密度凝結劑 (被裝載的圈子) 的。

Zeta 潛在和浮游選礦法

浮游選礦法也發揮作用由於密度區別,但是這次由於附有生成的減少的密度氣泡固相。 在這樣單元操作 Zeta 潛在的重要性與這個泡影和微粒的能力關連遵守和保持附有。 注意到這個進程被微粒和泡影聯合的 Zeta 潛在驅動,雖然在許多情況下固相的評定是滿足的。 圖 2 在一杯被凝固的高度混濁水的籌集資金時顯示微粒和泡影 Zeta 潛在產品的影響。 一個清楚的關係存在顯示出,在更高的刪除效率的更低的 Zeta 予想結果。 這張效率減少,當 Zeta 潛在的產品增加,指示那,如果任一表面非常充滿,然後將減少這張處理效率。 等級在這個工作期間被生成的效率曲線的考試表示在處理性能的損失最初發生在更加小型的範圍正如所料由於充電作用增長的優勢在這些更小的範圍。

圖 2. 渾濁刪除與 Zeta 潛在一杯高渾濁水的籌集資金時。

Zeta 潛在和濾清

過濾過程由微粒的附件發揮作用對材料媒體穀物例如沙子和無煙煤。 這裡 Zeta 潛在的角色在確定微粒的能力被獲取。 原則上這是同一樣籌集資金的與泡影比較,除了,媒體表面受在化學上的變化的影響。 圖 3 展示一個相似的關係圖 1,其中一可操作的 Zeta 潛在的視窗在流出物的哪微粒濃度內存在是低和穩定的。 穩定的流出濃度依靠標準濾清參數例如中等大小和過濾速度,而可操作的 Zeta 潛在的視窗由可操作的變量是未受影響的和取決於系統的化學通過參數例如這个凝結劑類型和 PH。

圖 3. 最終渾濁與 Zeta 潛在到處渾濁的深度濾清時澆灌。

結論

全部圖片指示的 Zeta 潛在可操作的視窗的存 在內處理效率是高和在流出物的微粒濃度是低的。 在這些視窗內,當其他系數成為性能限制,這個進程有 Zeta 潛在的有效成為的獨立。 有趣地許多在水產業的處理培訓看上去運行在 Zeta 潛在 (- 15< æ <-10mV) 接近使他們的被觀察的可操作的視窗的邊緣易受影響在輸入情況的零錢。

最終備注

Zeta 水和廢水處理進程潛在和控制的應用在這個診斷的不是新的。 在此主題有規律地援引的研究論文建於數十年和實際上大多數基本的瞭解對 Zeta 潛在控制性能如何依然是類似於那些早期的調查。 早期工作由這個評定的困難和設備的可靠性限制。 傾向於的這對為實際治療系統的調查是不合適的小的數據集制約工作,和限制了實驗到被理想化的環境。

改進 Zeta 潛在接受作為分析技術

現代方法和改善的測量技術的可用性在可靠性和強壯使 Zeta 潛在的應用恢復生氣在物理過程的診斷和運算。 對 Zeta 潛在的正常使用作為參數變得可行,特別是作為在技術平均值的實際強壯的改善系統在站點可以被採取,如果必要。

在水描述特性的其他改善

改進在關聯分析區也做了,啟用介入的水的更加廣泛的描述特性。 這個當前挑戰是瞭解什麼控制可操作的 Zeta 潛在的視窗的範圍然後它如何可以被操作改進性能強壯。 這可能要求對這杯水的化學的更改或的確物理過程。

今後查找

這是正確地使我們的這個主題的一扣人心弦的時光充滿信心地處理實際水和實際治療設備,并且為物理過程的演變在根本科學基礎上的水和廢水處理的提供必要的平臺。

來源: 「Zeta 潛在的作用在水處理程序控制」,應用註解由 Malvern 儀器。

關於此來源的更多信息请請參觀 Malvern 有限公司 (英國) 儀器Malvern 儀器 (美國)

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

Last Update: 13. June 2013 01:16

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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