1. Cosa sono i flocculanti, i coagulanti e i condizionanti?
Questi agenti possono essere suddivisi nelle seguenti categorie in base ai diversi utilizzi nel trattamento di filtrazione dei fanghi mediante pressatura:
Flocculante: a volte chiamato coagulante, può essere utilizzato come mezzo per rafforzare la separazione solido-liquido, utilizzato nella vasca di sedimentazione primaria, nella vasca di sedimentazione secondaria, nella vasca di flottazione e nel trattamento terziario o avanzato.
Ausiliario della coagulazione: i flocculanti ausiliari svolgono un ruolo nel potenziare l'effetto della coagulazione.
Condizionatore: noto anche come agente disidratante, viene utilizzato per condizionare i fanghi rimanenti prima della disidratazione e tra le sue varietà rientrano alcuni dei flocculanti e coagulanti sopra menzionati.
2. Flocculante
I flocculanti sono una classe di sostanze in grado di ridurre o eliminare la stabilità della precipitazione e della polimerizzazione delle particelle disperse in acqua, e di far sì che le particelle disperse si agglomerino e flocculino in aggregati che possono essere rimossi.
In base alla composizione chimica, i flocculanti possono essere suddivisi in flocculanti inorganici e flocculanti organici.
Flocculanti inorganici
I flocculanti inorganici tradizionali sono sali di alluminio a basso peso molecolare e sali di ferro. I sali di alluminio includono principalmente solfato di alluminio (AL2(SO4)3∙18H2O), allume (AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O), alluminato di sodio (NaALO3), mentre i sali di ferro includono principalmente cloruro ferrico (FeCL3∙6H2O), solfato ferroso (FeSO4∙6H2O) e solfato ferrico (Fe2(SO4)3∙2H2O).
In generale, i flocculanti inorganici presentano le seguenti caratteristiche: facile reperibilità delle materie prime, semplice preparazione, basso prezzo ed efficacia di trattamento moderata, per cui sono ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque.
Flocculante polimerico inorganico
I polimeri a base di ossidrile e ossigeno di Al(III) e Fe(III) saranno ulteriormente combinati in aggregati, che saranno mantenuti in soluzione acquosa in determinate condizioni, e le loro particelle avranno dimensioni nanometriche. Risultato di un dosaggio elevato.
Confrontando le velocità di reazione e polimerizzazione, la reazione del polimero di alluminio è più delicata e la forma è più stabile, mentre il polimero idrolizzato del ferro reagisce rapidamente e perde facilmente stabilità e precipita.
I vantaggi dei flocculanti polimerici inorganici si riflettono nella loro maggiore efficienza rispetto ai flocculanti tradizionali come il solfato di alluminio e il cloruro ferrico, e nel loro costo inferiore rispetto ai flocculanti polimerici organici. Attualmente, il cloruro di polialluminio è stato utilizzato con successo in diversi processi di trattamento delle acque di approvvigionamento, delle acque reflue industriali e dei liquami urbani, inclusi pretrattamenti, trattamenti intermedi e trattamenti avanzati, ed è gradualmente diventato un flocculante di uso comune. Tuttavia, in termini di morfologia, grado di polimerizzazione e corrispondente effetto di coagulazione-flocculazione, i flocculanti polimerici inorganici si collocano ancora in una posizione intermedia tra i flocculanti tradizionali a base di sali metallici e i flocculanti polimerici organici.
Cloruro di polialluminio, PAC, scheda di sicurezza (MSDS), CAS n. 1327 41 9, policloruro di alluminio, PAC, prodotto chimico per il trattamento delle acque, cloruro di polialluminio, denominato PAC, ha la formula chimica ALn(OH)mCL3n-m. Il PAC è un elettrolita multivalente in grado di ridurre significativamente la carica colloidale delle impurità argillose (cariche negative multiple) presenti nell'acqua. Grazie all'elevata massa molecolare relativa e alla forte capacità di adsorbimento, i fiocchi formati sono più grandi e le prestazioni di flocculazione e sedimentazione sono migliori rispetto ad altri flocculanti.
Il policloruro di alluminio (PAC) ha un elevato grado di polimerizzazione e una rapida agitazione dopo l'aggiunta può ridurre notevolmente il tempo di formazione dei fiocchi. Il policloruro di alluminio (PAC) è meno influenzato dalla temperatura dell'acqua e funziona bene anche a basse temperature. Riduce meno il pH dell'acqua e l'intervallo di pH applicabile è ampio (può essere utilizzato nell'intervallo pH = 5~9), quindi non è necessario aggiungere agenti alcalini. Il dosaggio di PAC è ridotto, la quantità di fango prodotto è anch'essa ridotta, l'uso, la gestione e il funzionamento sono più comodi e il prodotto è meno corrosivo per apparecchiature e condotte. Pertanto, il PAC tende a sostituire gradualmente il solfato di alluminio nel campo del trattamento delle acque, con il suo svantaggio di essere più costoso rispetto ai flocculanti tradizionali.
Inoltre, dal punto di vista della chimica della soluzione,PAC cloruro di polialluminioè il prodotto intermedio cinetico del processo di reazione di idrolisi-polimerizzazione-precipitazione del sale di alluminio, che è termodinamicamente instabile. Generalmente, i prodotti PAC liquidi dovrebbero essere utilizzati in un breve periodo di tempo (i prodotti solidi hanno prestazioni stabili). Possono essere conservati più a lungo. L'aggiunta di sali inorganici (come CaCl₂, MnCl₂, ecc.) o macromolecole (come alcol polivinilico, poliacrilammide, ecc.) può migliorare la stabilità del PAC e aumentarne la capacità di coesione.
In termini di processo di produzione, uno o più anioni diversi (come SO42-, PO43-, ecc.) vengono introdotti nel processo di fabbricazione del PAC e la struttura del polimero e la distribuzione morfologica possono essere modificate in una certa misura tramite polimerizzazione, migliorando così la stabilità e l'efficacia del PAC; se altri componenti cationici, come Fe3+, vengono introdotti nel processo di fabbricazione del PAC per ottenere Al3+ e Fe3+ polimerizzati idroliticamente in modo sfalsato, è possibile ottenere un flocculante composito di polialluminio e ferro.
Flocculante polimerico organico
I flocculanti polimerici organici sintetici sono principalmente sostanze a base di polipropilene e polietilene, come poliacrilammide e polietilenimmina. Questi flocculanti sono tutti macromolecole lineari idrosolubili; ciascuna macromolecola è costituita da numerose unità ripetute contenenti gruppi carichi, per cui sono anche chiamati polielettroliti. Quelli contenenti gruppi caricati positivamente sono polielettroliti cationici, mentre quelli contenenti gruppi caricati negativamente sono polielettroliti anionici, che non contengono né gruppi caricati positivamente né negativamente e sono chiamati polielettroliti non ionici.
Attualmente, i flocculanti polimerici più utilizzati sono anionici e possono svolgere solo un ruolo nel favorire la coagulazione delle impurità colloidali a carica negativa presenti nell'acqua. Spesso non possono essere utilizzati da soli, ma vengono utilizzati in combinazione con sali di alluminio e sali di ferro. I flocculanti cationici possono svolgere contemporaneamente la funzione di coagulazione e flocculazione e vengono utilizzati da soli, quindi il loro sviluppo è stato rapido.
Attualmente, nel mio Paese, i polimeri non ionici di poliacrilammide sono sempre più utilizzati, spesso in combinazione con sali di ferro e alluminio. L'effetto di neutralizzazione elettrica dei sali di ferro e alluminio sulle particelle colloidali e l'eccellente capacità di flocculazione dei flocculanti polimerici vengono sfruttati per ottenere risultati di trattamento soddisfacenti. La poliacrilammide presenta le seguenti caratteristiche: dosaggio ridotto, elevata velocità di coagulazione e formazione di fiocchi grandi e resistenti. L'80% dei flocculanti polimerici organici sintetici attualmente prodotti nel mio Paese è costituito da questo prodotto.
Flocculante di poliacrilammide
La poliacrilammide PAM, polielettrolita, polvere cationica di polielettrolita, polielettrolita cationico, polimero cationico, poliacrilammide cationica è il polimero organico sintetico flocculante più ampiamente utilizzato, un polielettrolita, e talvolta viene utilizzata come coagulante. La materia prima per la produzione della poliacrilammide è il poliacrilonitrile CH₂=CH₂CN. In determinate condizioni, l'acrilonitrile viene idrolizzato per formare acrilammide, che viene poi sottoposta a polimerizzazione in sospensione per ottenere la poliacrilammide. La poliacrilammide è una resina idrosolubile e i prodotti sono solidi granulari e soluzioni acquose viscose a una certa concentrazione.
La forma attualmente esistente di poliacrilammide in acqua è la "random coil". Poiché la "random coil" presenta una certa granulometria e alcuni gruppi ammidici sulla sua superficie, può svolgere una corrispondente capacità di ponte e adsorbimento, ovvero possiede una certa granulometria e una certa capacità di flocculazione.
Tuttavia, poiché la lunga catena di poliacrilammide è avvolta a spirale, il suo intervallo di collegamento è ridotto. Una volta che i due gruppi ammidici si sono uniti, ciò equivale all'annullamento reciproco dell'interazione e alla perdita di due siti di adsorbimento. Inoltre, alcuni dei gruppi ammidici sono avvolti nella struttura a spirale. Il suo interno non può entrare in contatto e adsorbire le particelle di impurità presenti nell'acqua, quindi la sua capacità di adsorbimento non può essere esercitata appieno.
Per separare nuovamente i gruppi ammidici legati ed esporre all'esterno i gruppi ammidici nascosti, si cerca di estendere opportunamente la spirale casuale e persino di aggiungere gruppi con cationi o anioni alla lunga catena molecolare, migliorando al contempo la capacità di adsorbimento e di collegamento, nonché l'effetto di neutralizzazione elettrica e compressione del doppio strato elettrico. In questo modo, sulla base del PAM, si ottiene una serie di flocculanti o coagulanti di poliacrilammide con proprietà diverse.
Nel trattamento di coagulazione delle acque reflue, a volte un singolo flocculante non è sufficiente per ottenere un buon effetto coagulante, ed è spesso necessario aggiungere agenti ausiliari per migliorarne l'effetto. Questi agenti ausiliari sono chiamati coadiuvanti di coagulazione. I coagulanti comunemente utilizzati sono cloro, calce, acido silicico attivato, colla d'ossa e alginato di sodio, carbone attivo e varie argille.
Alcuni coagulanti di per sé non svolgono un ruolo nella coagulazione, ma, regolando e migliorando le condizioni di coagulazione, contribuiscono a produrre effetti coagulanti. Alcuni coagulanti partecipano alla formazione dei fiocchi, ne migliorano la struttura e possono trasformare i fiocchi fini e sciolti prodotti dai flocculanti inorganici in fiocchi grossolani e compatti.
4. Balsamo
I condizionatori, noti anche come agenti disidratanti, possono essere suddivisi in due categorie: condizionatori inorganici e condizionatori organici. I condizionatori inorganici sono generalmente adatti alla filtrazione sotto vuoto e alla filtrazione a piastre e telai dei fanghi, mentre i condizionatori organici sono adatti alla disidratazione centrifuga e alla disidratazione con filtro a nastro.
5.la relazione traflocculanti, coagulanti e condizionanti
L'agente disidratante è l'agente aggiunto prima della disidratazione del fango, ovvero l'agente condizionante del fango, quindi il significato di agente disidratante e agente condizionante è lo stesso. Il dosaggio dell'agente disidratante o condizionante è generalmente calcolato come percentuale del peso dei solidi secchi del fango.
I flocculanti vengono utilizzati per rimuovere i solidi sospesi nelle acque reflue e sono agenti importanti nel campo del trattamento delle acque. Il dosaggio del flocculante è generalmente espresso dalla quantità aggiunta nell'unità di volume dell'acqua da trattare.
Il dosaggio di agente disidratante (agente condizionante), flocculante e coadiuvante della coagulazione può essere definito dosaggio. Lo stesso agente può essere utilizzato come flocculante nel trattamento delle acque reflue e come condizionante o agente disidratante nel trattamento dei fanghi di supero.
I coagulanti sono chiamati coagulanti quando vengono utilizzati come flocculanti nel trattamento delle acque. Gli stessi coagulanti non sono generalmente chiamati coagulanti nel trattamento dei fanghi di supero, ma sono collettivamente definiti condizionanti o agenti disidratanti.
Quando si utilizza unflocculantePoiché la quantità di solidi sospesi nell'acqua è limitata, per ottenere il pieno contatto tra il flocculante e le particelle sospese, gli impianti di miscelazione e reazione devono essere dotati di un tempo sufficiente. Ad esempio, la miscelazione richiede da decine di secondi a diversi minuti, mentre la reazione richiede dai 15 ai 30 minuti. Quando i fanghi vengono disidratati, di solito occorrono solo poche decine di secondi dall'aggiunta del condizionatore ai fanghi che entrano nella macchina disidratatrice, ovvero solo il processo di miscelazione equivalente al flocculante, senza tempi di reazione. L'esperienza ha inoltre dimostrato che l'effetto condizionante aumenta con il tempo di permanenza.
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Tratto da Bjx.com
Data di pubblicazione: 09-07-2022