1. Cosa sono i flocculanti, i coagulanti e i condizionatori?
Questi agenti possono essere suddivisi nelle seguenti categorie in base ai diversi utilizzi nel trattamento di filtrazione della pressa per fanghi:
Flocculante: talvolta chiamato coagulante, può essere utilizzato come mezzo per rafforzare la separazione solido-liquido, impiegato in vasche di sedimentazione primaria, vasche di sedimentazione secondaria, vasche di flottazione e processi di trattamento terziario o avanzato.
Coadiuvante della coagulazione: i flocculanti ausiliari contribuiscono a potenziare l'effetto coagulante.
Condizionatore: noto anche come agente disidratante, viene utilizzato per condizionare i fanghi rimanenti prima della disidratazione e le sue varietà includono alcuni dei flocculanti e coagulanti menzionati in precedenza.
2. Flocculante
I flocculanti sono una classe di sostanze in grado di ridurre o eliminare la stabilità di precipitazione e di polimerizzazione delle particelle disperse in acqua, favorendone l'agglomerazione e la flocculazione in aggregati per la successiva rimozione.
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 e sali di ferro a basso peso molecolare. 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 caratteristiche di facile reperibilità delle materie prime, semplicità di preparazione, basso costo ed efficacia di trattamento moderata, pertanto sono ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque.
Flocculante polimerico inorganico
I polimeri a base di idrossile e ossigeno di Al(III) e Fe(III) saranno ulteriormente combinati in aggregati, che saranno mantenuti in soluzione acquosa in determinate condizioni, e la loro dimensione delle particelle sarà nell'intervallo nanometrico. Risultato di un dosaggio elevato.
Confrontando le loro velocità di reazione e polimerizzazione, la reazione del polimero di alluminio è più blanda 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 efficacia rispetto ai flocculanti tradizionali come il solfato di alluminio e il cloruro ferrico, e nel loro costo inferiore rispetto ai flocculanti polimerici organici. Il policloruro di alluminio (PCL) è attualmente impiegato con successo in diversi processi di trattamento delle acque potabili, delle acque reflue industriali e delle acque reflue urbane, tra cui pretrattamento, trattamento intermedio e trattamento avanzato, e si è gradualmente affermato come 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 quelli polimerici organici.
Cloruro di polialluminio, PAC, MSDS policloruro de aluminio, CAS n. 1327 41 9, policloruro de aluminio, PAC, prodotto chimico per il trattamento delle acque, il cloruro di polialluminio, indicato come 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 PAC è meno influenzato dalla temperatura dell'acqua e funziona bene anche a basse temperature. Riduce meno il valore del pH dell'acqua e il suo intervallo di pH applicabile è ampio (può essere utilizzato nell'intervallo pH=5~9), quindi non è necessario aggiungere un agente alcalinizzante. Il dosaggio di PAC è basso, anche la quantità di fango prodotta è ridotta, l'uso, la gestione e il funzionamento sono più semplici e il PAC è meno corrosivo per le apparecchiature e le tubazioni. Pertanto, il PAC tende a sostituire gradualmente il solfato di alluminio nel settore del trattamento delle acque, sebbene il suo svantaggio sia il prezzo più elevato rispetto ai flocculanti tradizionali.
Inoltre, dal punto di vista della chimica delle soluzioni,PAC policloruro di alluminioè 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 per un breve periodo di tempo (i prodotti solidi hanno prestazioni stabili). , può essere conservato per un periodo di tempo più lungo). L'aggiunta di alcuni sali inorganici (come CaCl2, MnCl2, ecc.) o macromolecole (come alcol polivinilico, poliacrilammide, ecc.) può migliorare la stabilità del PAC e può aumentare la capacità di coesione.
In termini di processo produttivo, 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 mediante 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 far sì che Al3+ e Fe3+ vengano polimerizzati idroliticamente in modo sfalsato, si può ottenere un flocculante composito di polialluminio e ferro.
Flocculante polimerico organico
I flocculanti polimerici organici sintetici sono per lo più sostanze a base di polipropilene e polietilene, come la poliacrilammide e la polietilenimmina. Questi flocculanti sono tutti macromolecole lineari idrosolubili, ciascuna delle quali è costituita da molte unità ripetitive contenenti gruppi carichi, per questo sono anche chiamati polielettroliti. Quelli contenenti gruppi carichi positivamente sono polielettroliti cationici, quelli contenenti gruppi carichi negativamente sono polielettroliti anionici, mentre quelli che non contengono né gruppi carichi positivamente né negativamente sono chiamati polielettroliti non ionici.
Attualmente, i flocculanti polimerici più diffusi sono anionici e svolgono esclusivamente un ruolo di supporto alla coagulazione delle impurità colloidali a carica negativa presenti nell'acqua. Spesso non possono essere utilizzati da soli, ma vengono impiegati in combinazione con sali di alluminio e sali di ferro. I flocculanti cationici, invece, svolgono contemporaneamente la funzione di coagulazione e flocculazione e, essendo utilizzati da soli, hanno conosciuto un rapido sviluppo.
Attualmente, nel mio Paese si utilizzano sempre più spesso polimeri non ionici di poliacrilammide, impiegati frequentemente 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 funzione flocculante dei flocculanti polimerici vengono sfruttati per ottenere risultati di trattamento soddisfacenti. La poliacrilammide si caratterizza per un dosaggio ridotto, una rapida velocità di coagulazione e la 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 in polvere cationica, polimero cationico, è il flocculante polimerico organico sintetico più utilizzato, polielettrolita e talvolta anche coagulante. La materia prima per la produzione della poliacrilammide è il poliacrilonitrile CH2=CHCN. 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 determinata concentrazione.
La forma effettivamente presente della poliacrilammide in acqua è quella a gomitolo casuale. Poiché il gomitolo casuale ha una certa dimensione delle particelle e alcuni gruppi ammidici sulla sua superficie, può svolgere una corrispondente capacità di ponte e di adsorbimento, ovvero ha una certa dimensione delle particelle e una certa capacità di flocculazione.
Tuttavia, poiché la lunga catena di poliacrilammide è avvolta a spirale, il suo raggio di collegamento è limitato. Dopo che i due gruppi ammidici si sono uniti, ciò equivale alla reciproca cancellazione dell'interazione e alla perdita di due siti di adsorbimento. Inoltre, alcuni dei gruppi ammidici sono avvolti nella struttura a spirale, quindi la parte interna non può entrare in contatto con le particelle di impurità presenti nell'acqua e adsorbirle, impedendo così che la loro capacità di adsorbimento venga sfruttata appieno.
Per separare nuovamente i gruppi ammidici legati ed esporre all'esterno quelli nascosti, si cerca di estendere opportunamente la conformazione casuale, e persino di aggiungere gruppi con cationi o anioni alla lunga catena molecolare, migliorando al contempo la capacità di adsorbimento e di legame, nonché l'effetto di neutralizzazione elettrica e di compressione del doppio strato elettrico. In questo modo, si ottiene una serie di flocculanti o coagulanti a base di poliacrilammide con proprietà diverse.
Nel trattamento di coagulazione delle acque reflue, a volte un singolo flocculante non è sufficiente a ottenere un buon effetto di coagulazione, ed è spesso necessario aggiungere degli agenti ausiliari per migliorarlo. Questo agente ausiliario è chiamato coadiuvante di coagulazione. I coagulanti comunemente utilizzati sono cloro, calce, acido silicico attivato, colla d'ossa, alginato di sodio, carbone attivo e diverse argille.
Alcuni coagulanti non svolgono un ruolo attivo nella coagulazione in sé, ma, regolando e migliorando le condizioni di coagulazione, contribuiscono a potenziare l'effetto coagulante dei flocculanti. Alcuni coagulanti partecipano alla formazione dei fiocchi, ne migliorano la struttura e possono trasformare i fiocchi fini e poco compatti prodotti dai flocculanti inorganici in fiocchi più grossi e compatti.
4. Balsamo
I condizionatori, noti anche come agenti disidratanti, si possono suddividere in due categorie: condizionatori inorganici e condizionatori organici. I condizionatori inorganici sono generalmente adatti alla filtrazione sottovuoto e alla filtrazione a piastre e telai dei fanghi, mentre i condizionatori organici sono adatti alla disidratazione centrifuga e alla disidratazione dei fanghi tramite filtri a nastro.
5.la relazione traflocculanti, coagulanti e condizionatori
L'agente disidratante è la sostanza aggiunta prima della disidratazione dei fanghi, ovvero l'agente condizionante dei fanghi; pertanto, i termini agente disidratante e agente condizionante sono sinonimi. Il dosaggio dell'agente disidratante o condizionante viene generalmente calcolato come percentuale del peso dei solidi secchi dei fanghi.
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 per unità di volume di acqua da trattare.
Il dosaggio dell'agente disidratante (agente condizionante), del flocculante e dell'agente coagulante 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 in eccesso.
I coagulanti vengono chiamati coagulanti quando vengono utilizzati come flocculanti nel settore del trattamento delle acque. Gli stessi coagulanti, invece, non vengono generalmente definiti tali nel trattamento dei fanghi in eccesso, ma sono collettivamente indicati come condizionatori o agenti disidratanti.
Quando si utilizza unflocculantePoiché la quantità di solidi sospesi nell'acqua è limitata, per ottenere un contatto completo 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 da 15 a 30 minuti. Quando i fanghi vengono disidratati, di solito occorrono solo poche decine di secondi da quando il condizionatore viene aggiunto ai fanghi che entrano nella macchina di disidratazione, ovvero solo il processo di miscelazione equivalente al flocculante, senza tempo di reazione, e l'esperienza ha anche dimostrato che l'effetto del condizionatore aumenta con il tempo di permanenza.
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Estratto da Bjx.com
Data di pubblicazione: 09-07-2022