Minn: Kate
Email:kate@aquasust.com
Data: 13 ta’ Novembru 2024
L-attivitajiet industrijali u domestiċi jikkunsmaw ammonti kbar ta’ riżorsi tal-ilma u jiġġeneraw ilma mormi sinifikanti, li jwassal għal kwistjonijiet ta’ skarsezza tal-ilma u tnaqqis fil-kwalità tal-ilma f’ħafna pajjiżi. Għalhekk, il-kisba ta' trattament u riċiklaġġ ta' ilma mormi mingħajr tniġġis hija problema urġenti li trid tiġi indirizzata. Il-metodu ta 'koagulazzjoni u sedimentazzjoni huwa sempliċi biex jopera u kost-effettiv, applikat b'mod wiesa' fit-trattament tad-drenaġġ industrijali. Koagulanti użati komunement jistgħu jiġu kklassifikati fi tliet kategoriji ewlenin: koagulanti inorganiċi, koagulanti polimeri organiċi, u koagulanti mikrobjali. Fost dawn, il-koagulanti inorganiċi bi prezz baxx bħalissa huma l-aktar użati, filwaqt li l-koagulanti organiċi juru l-aħjar effetti ta 'trattament. Il-koagulanti mikrobiċi għadhom fil-fażi ta 'riċerka fil-laboratorju. L-iżvilupp ta 'koagulanti komposti ġodda effiċjenti, siguri u ekonomiċi huwa t-tendenza ewlenija għall-futur tal-iżvilupp tal-koagulanti.
Klassifikazzjoni tal-koagulanti
L-iktar mekkaniżmu ta 'koagulazzjoni aċċettat b'mod wiesa' jinvolvi żewġ proċessi: koagulazzjoni u flokulazzjoni. Il-proċess ta 'koagulazzjoni jirreferi għad-destabilizzazzjoni ta' partiċelli kollojdali u l-formazzjoni ta 'aggregati żgħar; il-proċess tal-flokulazzjoni jinvolvi dawn l-aggregati żgħar li jgħaqqdu flimkien taħt l-influwenza tal-koagulant biex jiffurmaw floks akbar. Il-mekkaniżmi primarji tal-koagulanti jinkludu l-kompressjoni tas-saff elettriku doppju, l-effett ta 'l-adsorbiment-bridging, u l-flokulazzjoni tal-knis, li jiddestabilizzaw il-partiċelli kollojdali fl-ilma, li jwasslu għall-aggregazzjoni u l-issetiljar tagħhom, u b'hekk jinkiseb l-effett tal-flokulazzjoni. Koagulanti komuni jistgħu jiġu kklassifikati fi tliet kategoriji ewlenin: koagulanti inorganiċi, koagulanti polimeri organiċi, u koagulanti mikrobjali.
01 Koagulanti Inorganiċi
Il-prinċipju ta 'azzjoni ta' koagulanti inorganiċi jinkludi kompressjoni ta 'saff elettriku doppju u newtralizzazzjoni ta' ċarġ. Il-koagulanti jiffurmaw kontro-joni fl-ilma tad-drenaġġ, li jikkompressa s-saff elettriku doppju, li jirriżulta fi tnaqqis fil-potenzjal zeta tal-kollojdi, u jikkawża li s-saff ta 'idratazzjoni fuq il-wiċċ jisparixxi, u jiddestabilizza l-kollojdi. Sussegwentement, partiċelli kollojdali ċċarġjati jaggregaw permezz ta 'interazzjonijiet intermolekulari u forzi elettrostatiċi biex jiffurmaw flocs kbar u densi.
Koagulanti inorganiċi jistgħu jiġu kategorizzati abbażi ta 'kriterji differenti: b'kompożizzjoni anjonika, jistgħu jinqasmu f'bażi ta' sulfat u klorur; bil-piż molekulari, jistgħu jiġu kklassifikati f'molekulari għolja u molekulari baxxi; u bit-tip ta 'melħ tal-metall, jistgħu jiġu kategorizzati f'melħ tal-ħadid (bħal klorur tal-ħadid, sulfat tal-ħadid u sulfat tal-ħadid) u melħ tal-aluminju (bħal sulfat tal-aluminju, sulfat tal-aluminju tal-potassju u aluminat tas-sodju).
Flocs iffurmati mill-melħ tal-ħadid huma kbar u densi, li jeħtieġu inqas dożaġġ, u jaħdmu tajjeb f'temperaturi baxxi b'firxa wiesgħa ta 'pH adattata (bejn 5.0 u 11). Madankollu, l-imluħa tal-ħadid jistgħu jkunu korrużivi għat-tagħmir, li jeħtieġu monitoraġġ mill-qrib tal-kundizzjoni tat-tagħmir u l-pipelines waqt l-użu. L-imluħa tal-aluminju għandhom ħinijiet iqsar ta 'setiljar u kulur aktar baxx wara t-trattament, iżda l-effettività tagħhom hija dipendenti ħafna mill-pH. Barra minn hekk, livelli residwi għoljin ta 'Al³⁺ fl-ilma jistgħu jwasslu għal tniġġis sekondarju, li potenzjalment jikkawża l-marda ta' Alzheimer u anemija meta jidħlu fil-ġisem tal-bniedem, għalhekk għandha tingħata attenzjoni speċjali biex jiġi evitat tniġġis sekondarju.
Dawn il-koagulanti ta 'piż molekulari baxx huma rħas u jinxtraw b'mod wiesa' iżda għandhom kwistjonijiet bħal ammonti għoljin ta 'użu, produzzjoni sinifikanti ta' ħama, u effettività fqira. Għalhekk, hemm bidla gradwali minn koagulanti molekulari baxxi għal koagulanti inorganiċi għolja. Bħalissa, koagulanti inorganiċi molekulari għolja użati b'mod komuni jinkludu koagulanti polimeriċi tal-aluminju, koagulanti polimeriċi tal-ħadid, koagulanti reattivi tas-silika, u koagulanti komposti. L-azzjoni tagħhom tiddependi primarjament fuq l-effett ta 'pont, li juru vantaġġi bħal inqas sensittività tal-pH u tat-temperatura, effetti ta' adsorbiment stabbli, dożaġġ aktar baxx, u inqas kulur residwu. F'dawn l-aħħar snin, l-iskala tal-produzzjoni ta 'koagulanti inorganiċi molekulari għolja żdiedet gradwalment, u tammonta għal 80% tal-produzzjoni totali tal-koagulanti, speċjalment li turi effetti sinifikanti fit-trattament tal-ilma mormi b'turbidità għolja.
02 Koagulanti Polimeri Organiċi
Il-prinċipji ta' azzjoni tal-koagulanti organiċi jinkludu primarjament:
(1)assorbiment ta 'partiċelli kollojdali permezz ta' rbit ta 'idroġenu, interazzjonijiet elettrostatiċi, u forzi ta' van der Waals;
(2) is-segmenti tal-katina tal-polimeru jiffaċilitaw is-saldu tal-partiċelli permezz ta 'mekkaniżmu ta' assorbiment ta 'pont. Meta mqabbla ma 'koagulanti inorganiċi, koagulanti polimeri organiċi għandhom vantaġġi bħal effikaċja aħjar tat-trattament, ħin iqsar ta' flokulazzjoni, adattabilità għal temperaturi baxxi, firxa wiesgħa ta 'pH, u inqas produzzjoni ta' ħama.
Koagulanti polimeri organiċi jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: koagulanti polimeri modifikati naturali u koagulanti polimeri sintetiċi. Il-koagulanti tal-polimeri sintetiċi għandhom piżijiet molekulari kontrollabbli u relattivament għoljin, u jistgħu jintroduċu numru akbar ta 'gruppi funzjonali fis-segmenti tal-katina, li jipprovdu effetti ta' flokulazzjoni eċċellenti. Bħalissa, l-aktar koagulant tal-polimeru sintetiku rappreżentattiv fis-suq Ċiniż huwa polyacrylamide (PAM) u d-derivattivi tiegħu, li jammontaw għal 80% tas-suq totali.
B'kuntrast mal-polimeri sintetiċi, li għandhom spejjeż ta 'produzzjoni għoljin u tossiċità ambjentali, il-koagulanti tal-polimeru modifikati naturali għandhom vantaġġi bħal disponibbiltà wiesgħa, spejjeż aktar baxxi, sikurezza, non-tossiċità, u karatteristiċi molekulari customizable. Il-koagulanti tal-polimeru modifikati naturali jinkludu prinċipalment derivattivi tal-lamtu, chitosan, ċelluloża, guar gum, u gomom, proteini u alka oħra bbażati fuq il-pjanti, li kollha jistgħu jinxtraw minn pjanti u annimali.
Pereżempju, molekuli tal-lamtu modifikati jistgħu jiksbu effetti ta 'flokulazzjoni eċċellenti; lamtu eterifikat katjoniku u d-derivattivi tiegħu jistgħu effettivament flokkulati partiċelli kkargati b'mod negattiv, filwaqt li l-istrutturi tal-lamtu ramifikati għandhom effetti ta 'flokulazzjoni qawwija fuq joni tal-metall tqil bħar-ram, merkurju u ċomb. Kopolimeri tat-tilqim tal-lamtu kopolimerizzati ma 'monomeri oħra jistgħu wkoll ineħħu b'mod effettiv joni tal-metall tqil. Il-modifika ta 'chitosan tista' tinkiseb permezz ta 'metodi bħal tilqim, esterifikazzjoni, crosslinking, u alkilazzjoni. Diversi tipi ta 'koagulanti polimeru naturali jistgħu jiksbu firxa ta' proprjetajiet mixtieqa permezz ta 'modifika u modifika kimika biex jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-produzzjoni prattika u l-ħajja ta' kuljum.
03 Flokulanti Mikrobiċi
Il-flokulanti mikrobiċi huma prodotti ta 'piż molekulari għoli u bijomassa ġġenerata mit-tkabbir u l-metaboliżmu ta' mikro-organiżmi kkultivati speċifiċi f'ċertu stadju. Jistgħu jikkawżaw l-aggregazzjoni u s-sedimentazzjoni ta 'partiċelli solidi sospiżi fl-ilma tad-drenaġġ, u b'hekk jiksbu l-iskop li jippurifikaw il-korpi tal-ilma. Il-flokulanti mikrobiċi għandhom firxa wiesgħa ta 'sorsi u huma kost-effettivi; huma ġeneralment komposti minn polisakkaridi, proteini, ktajjen tad-DNA, glikoproteini, u aċidi poliamino. Jistgħu jiddegradaw b'mod naturali mingħajr ma jikkawżaw tniġġis sekondarju.
Hemm ħafna mikro-organiżmi li kapaċi jipproduċu flokulanti, li jistgħu jiġu industrijalizzati faċilment permezz tad-disinn tar-rotta. Madankollu, ir-riċerka dwar il-flokulanti mikrobiċi fiċ-Ċina għadha limitata, u l-istudji attwali huma l-aktar fil-livell tal-laboratorju, 'il bogħod milli jiksbu produzzjoni industrijali.
Prospetti ta' Żvilupp ta' Flokulanti
Il-flokulanti għandhom firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet fit-trattament tal-ilma tad-drenaġġ, li jneħħu b'mod effettiv diversi impuritajiet sospiżi jew solubbli, joni tal-metall, batterji, viruses u sustanzi oħra li jniġġsu. Jgħinu biex jiksbu deossiġenazzjoni, dekolorizzazzjoni, u tneħħija tal-fosfru, li jirriżultaw fi trattament tad-drenaġġ li ma jniġġsux u li juża r-riżorsi b'mod effiċjenti. Bil-progress kontinwu tar-riċerka, it-tipi ta 'flocculants użati fit-trattament tal-ilma tad-drenaġġ fiċ-Ċina għamlu tranżizzjoni minn flokulanti inorganiċi ta' molekulari baxx għal flokulanti organiċi ta 'molekulari għolja u minn tipi singoli għal komposti, bil-għan ta' effiċjenza, kost-effettività, u faċli għall-ambjent.
Meta mqabbel ma 'flokulanti inorganiċi u flokulanti sintetiċi ta' molekulari għolja użati ħafna, flokulanti ta 'molekulari għolja naturali għandhom vantaġġi distinti bħal disponibbiltà wiesgħa, spiża baxxa, sikurezza, non-tossiċità u ħbiberija ambjentali. L-ilma tad-dranaġġ industrijali ħafna drabi huwa kbir fil-volum, kumpless fil-kompożizzjoni, u jikkonsisti f'dispersjonijiet stabbli; għalhekk, flokulant wieħed jista' ma jneħħix b'mod effettiv il-komponenti kollha.
Riċentement, kien hemm tendenza lejn l-użu ta 'flocculants komposti inorganiċi-organiċi u inorganiċi-mikrobiċi, li jisfruttaw l-effetti sinerġistiċi ta' flokulanti inorganiċi-organiċi. L-ewwel, flokulanti inorganiċi jinnewtralizzaw il-ħlasijiet u jiġbru l-impuritajiet f'raggruppamenti molekulari kbar, segwiti minn flokulanti organiċi ta 'molekula għolja li jaqbdu dawn ir-raggruppamenti permezz ta' azzjoni ta 'pont għal sedimentazzjoni effettiva. L-użu ta 'flocculants inorganiċi jista' jnaqqas il-kwantità ta 'flocculants organiċi meħtieġa, u jikseb riżultati ottimali bi spiża aktar baxxa. Madankollu, formulazzjonijiet u dożaġġi speċifiċi għandhom jiġu ttestjati kontinwament skont it-tipi ta 'ilma mormi.
Bħalissa, flokulanti komposti tal-klorur tal-polialuminju-polyacrylamide huma komunement użati u juru effettività tajba; madankollu, dawn joħolqu ċerti riskji ambjentali. Ir-riċerka futura tista 'tiffoka fuq il-kombinazzjoni ta' flokulanti inorganiċi tas-silika polimerika ma 'flokulanti organiċi naturali ta' molekulari għolja biex itejbu l-ħbiberija ambjentali. Jekk il-produzzjoni industrijali ta 'flocculants mikrobjali tista' tinkiseb, is-sistemi ta 'flokulanti komposti inorganiċi-mikrobiċi għandhom ukoll jagħtu riżultati ta' trattament eċċellenti.
Id-deterjorament tal-kwalità tal-ilma minħabba l-attivitajiet tal-produzzjoni tal-bniedem għamel it-trattament tal-ilma mormi li ma jniġġesx u li juża r-riżorsi b'mod effiċjenti kwistjoni urġenti. L-użu ta 'metodi u aġenti ta' flokulazzjoni xierqa jista 'jikseb riżultati ta' trattament eċċellenti bi spejjeż baxxi. Bħalissa, il-flokulanti għamlu transizzjoni minn piż molekulari baxx għal piż molekulari għoli u minn tip wieħed għal tip kompost, u effettivament ineħħu impuritajiet sospiżi u maħlula, metalli tqal, u kuluri mill-ilma tad-drenaġġ.